2.4.1.1. Khỏi niệm, đặc điểm
Động cơ Brushless DC (BLDC) đang được sử dụng ngày càng nhiều.Vỡ những
ưu điểm nổi bật của động cơ BLDC, tỉ số: trọng lượng/kớch thước tốt, cú hiệu quả gia tốc cao, đũi hỏi ớt hoặc khụng cú bảo trỡ và tạo ra ớt tiếng ồn hơn cỏc động cơ brushed DC phổ biến.
Động cơ BLDC là “động cơ một chiều khụng chổi than” nhưng nú thuộc nhúm
động cơđồng bộ nam chõm vĩnh cửu chứ khụng phải là động cơ một chiều.
Động cơ đồng bộ nam chõm vĩnh cửu là nhúm động cơ xoay chiều đồng bộ (tức là rotor quay cựng tốc độ với từ trường quay) cú phần cảm là nam chõm vĩnh cửu.
Dựa vào dạng súng của sức phản điện động trờn stator ta cú thể chia thành 2 loại: - Động cơ (súng) hỡnh sin
- Động cơ (súng) hỡnh thang
Động cơ BLDC là loại động cơ súng hỡnh thang, những động cơ khỏc là động cơ
súng hỡnh sin (PM – Permanent magnet Motor). Chớnh sức phản điện động cú dạng hỡnh thang này là yếu để xỏc định một động cơ BLDC chứ khụng phải cỏc yếu tố khỏc
như Hall sensor, bộ chuyển mạch điện tử (Electronic Commutator), ...
Hỡnh 2.49: Sức phản điện động dạng hỡnh thang [15]
2.4.1.2. Cấu tạo và nguyờn lý làm việc của động cơ Brushless DC Mortor
a. Cấu tạo
Động cơ BLDC hiện nay cú hai loại:
- Động cơ BLDC khụng cú sensor (Hall sensor) gọi là “sensorless BLDC” - Động cơ BLDC cú sensor (Hall sensor) gọi là “sensor BLDC”
* Cấu tạo động cơ sensorless BLDC:
Hỡnh 2.50: Mặt cắt bằng của một BLDC [15]
- Stator: bao gồm cỏc lừi sắt (cỏc lỏ thộp kĩ thuật điện ghộp cỏch điện với nhau) và dõy quấn. Cỏch quấn dõy của BLDC khỏc so với cỏch quấn dõy động cơ xoay chiều 3 pha thụng thường, sự khỏc biệt này tạo nờn sức phản điện động dạng hỡnh thang.
Hỡnh 2.51: Statorđộng cơ BLDC [15]
- Rotor: Gồm cỏc cặp nam chõm gắn cỏch đều nhau
Hỡnh 2.52: Rotorđộng cơ BLDC [15]
* Cấu tạo động cơ sensor BLDC
- Cấu tạo của sensor BLDC cũng giống như sensorless đó trỡnh bày ở trờn nhưng phần stator cú thờm 3 sensor (Hall sensor)
Hỡnh 2.53: Động cơ Brushless cú cảm biến Hall [15]
- Nguyờn lý của Hall sensor:
Hall sensor dựng để xỏc định từ trường sinh ra trong động cơ. Khi khụng cú từ
trường thỡ điện ỏp V = 0 và khi cú từ trường thỡ V= VH , và được tớnh theo cụng thức: VH = B.I
Hall sensor cú 2 loại là analog và digital thỡ trong BLDC thường dựng digital sensor
Hỡnh 2.54: Nguyờn lý của Hall Sensor khi khụng cú từ trường [15]
Hỡnh 2.55: Nguyờn lý của Hall Sensor khi cú từ trường [15] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nguyờn lý đảo pha cỏc cuộn dõy của BLDC
b. Điều khiển động cơ BLDC
- Nguyờn lý điều khiển động cơ BLDC thỡ chỳng ta đảo pha ở 3 đầu dõy động cơ theo 6 trạng thỏi đảo pha đó nờu ở trờn thỡ sẽ điều khiển được động cơ và tốc độ động cơ phụ thuộc vào tần số đảo cỏc pha này. Ta dựng PWM mode (Pulse Width Modulation mode) để điều khiển tốc độ của động cơ BLDC
Hỡnh 2.57: Chiều của 6 trạng thỏi đảo pha của BLDC [15]
- Sự khỏc nhau giữa điều khiển cú Hall sensor và khụng cú Hall sensor là phương phỏp xỏc định vị trớ của từ trường rotor so với cỏc pha của cuộn dõy trờn stator.
- Với động cơ cú Hall sensor thỡ hall sesor cú nhiệm vụ nhận biết được cỏc vị trớ của từ trường trờn rotor so với cỏc pha của cuộn dõy trờn stator.