Nghiên cứu ảnh hưởng của kết cấu rô to đến đặc tính mô men của động cơ điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu

- Đào Thị Thuỳ Dung KỸ THUẬT ĐIỆN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KẾT CẤU RÔ TO ĐẾN ĐẶC TÍNH MÔ MEN CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN KHOÁ 2011B Hà Nội – Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- Đào Thị Thuỳ Dung NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KẾT CẤU RÔ TO ĐẾN ĐẶC TÍNH MÔ MEN CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU Chuyên ngành : Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS.
- 3 1.1 Tình hình thực tiễn chế tạo động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
- 4 1.2 Các loại động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
- 7 1.3.2 Vật liệu chế tạo cực từ Kết luận CHƯƠNG 2- MÔ MEN CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU Khái niệm chung Gợn sóng mô men điện từ Các phương pháp giảm momen gợn sóng đã nghiên cứu Phương pháp tạo cực từ xiên Phương pháp điều chỉnh độ rộng cực từ Phương pháp sử dụng các cực từ có độ rộng khác nhau Phương pháp tạo rãnh giả trên răng stator Phương pháp dịch chuyển vị trí các nam châm vĩnh cửu Giới thiệu về phương pháp tạo cực từ xiên Luận văn Thạc sĩ khoa học 2.5 Kết luận CHƯƠNG 3- XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN Mô hình tổng quát động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Các phép biến đổi hệ toạ độ trong máy điện 3 pha Mô hình tổng quát động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
- Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cực từ xiên Kết luận CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU BẰNG MATLAB/SIMULINK Mô hình Simulink của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Các khối mô phỏng Sơ đồ mô phỏng động cơ Mô hình Simulink của động cơ với cực từ xiên Động cơ có cực từ gồm 3 mô đun Động cơ có cực từ gồm 5 mô đun Kết luận CHƯƠNG 5- KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Đặc tính mô men của động cơ cực từ thẳng Đặc tính mô men của động cơ cực từ xiên Động cơ với cực từ gồm 3 mô đun Động cơ với cực từ gồm 5 mô đun Đánh giá kết quả Kết luận KẾT LUẬN Luận văn Thạc sĩ khoa học LỜI CẢM ƠN Đến với khoá học Cao học chuyên ngành Kỹ thuật điện, được học tập và nghiên cứu tại bộ môn Thiết bị điện- điện tử, tôi thấy mình rất vinh dự vì trước đây là sinh viên và giờ đây là học viên cao học tại bộ môn.
- M- số mô đun nam châm trong một cực từ.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1- Kết cấu cơ bản của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Hình 1.2- Hai kiểu động cơ từ thông hướng tâm Hình 1.3- Hai kiểu động cơ từ thông dọc trục Hình 1.4- Hai kiểu động cơ từ thông ngang trục Hình 1.5- Các kiểu kết cấu roto Hình 1.6- ¼ mặt cắt ngang của rotor 8 cực từ động cơ cực từ lồi Hình 1.7- ¼ mặt cắt ngang của rotor cực từ ẩn Hình 1.8- ¼ mặt cắt ngang của rotor cực từ chìm Hình 2.1- Tạo rãnh giả trên răng stator với Nn=1 và Nn=2 Hình 2.1- Đồ thị gợn sóng mô men với Nn=0 và Nn=2 Hình 2.3- Mô men gợn sóng của động cơ khi không có rãnh giả và khi có rãnh giả Hình 2.4- Vị trí các cực từ sau khi dịch chuyển trong động cơ 4,6 và 8 cực Hình 2.5- Gợn sóng mô men của động cơ 6 cực trước và sau khi dịch chuyển Hình 2.6- Cực từ thẳng và cực từ nghiêng góc ng.
- và d, q Hình 3.4- Mô hình động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Hình 3.5- Rô to với cực từ gồm 3 khối ghép chéo Hình 3.6- Hệ trục.
- và các hệ trục di, qi Luận văn Thạc sĩ khoa học Hình 4.1- Khối nguồn 3 pha Hình 4.2- Khối biến đổi abc sang dq0 Hình 4.3- Khối dòng điện Hình 4.4- Sơ đồ khối dòng điện Hình 4.5- Sơ đồ khối mô men điện từ Hình 4.6- Khối tốc độ Hình 4.7- Mô hình Simulink của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Hình 4.8- Mô phỏng Simulink của động cơ có cực từ gồm 3 mô đun Hình 4.9- Mô phỏng Simulink của động cơ có cực từ gồm 5 mô đun Hình 5.1- Mô men điện từ (Te), tốc độ động cơ (m), dòng điện dọc trục và ngang trục Hình 5.2- Mô men gợn song mô men của động cơ đồng bộ cực từ thẳng Hình 5.3- Mô men gợn sóng khi M =3, 72.
- Tính cấp thiết của đề tài Trên thế giới, động cơ điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu được sử dụng khá phổ biến thay thế cho động cơ không đồng bộ bởi tính ưu việt của nó như hiệu suất và cosφ cao.
- Trong nước, hiện chưa có cơ sở sản xuất nào chế tạo thương phẩm loại động cơ này, các nghiên cứu về loại động cơ này cũng cũng rất ít.
- Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu sử dụng trong nước 100% là nhập khẩu với giá thành cao.
- Vì vậy, trong đề tài này, tôi đặt vấn đề nghiên cứu cực từ xiên để đưa ra những kết luận khoa học hỗ trợ cho việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo loại động cơ này.
- Đối tượng, mục đích, phạm vi nghiên cứu Trong luận văn này, ta nghiên cứu động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu công suất nhỏ.
- -Tìm hiểu về động cơ điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu, đặc biệt quan tâm đến kết cấu và vật liệu từ chế tạo rôto.
- -Xây dựng mô hình toán cho động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có đưa vào hệ số xét đến cấu trúc rôto ( giới hạn ở việc sắp xếp các cực nam châm vĩnh cửu tạo thành dạng cực từ xiên) -Mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink, xét ảnh hưởng của cấu trúc roto tới đặc tính mômen của máy ( gợn song mô men.
- Đưa ra các kết luận cho việc thiết kế chế tạo loại động cơ này.
- Phương pháp nghiên cứu Phân tích các tài liệu liên quan đến động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu để xây dựng mô hình toán.
- Bố cục trình bày Luận văn gồm 5 chương Chương 1- Tổng quan Chương 2- Mô men của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Chương 3- Xây dựng mô hình toán Chương 4: Mô phỏng mô hình toán động cơ đồng bộ bằng Matlab/ Simulink Chương 5: Kết quả và bàn luân Luận văn Thạc sĩ khoa học 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình thực tiễn chế tạo động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu 1.1.1 Tình hình trên thế giới Động cơ điện là một bộ phận không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta, do đó tính năng của chúng không ngừng được nâng cao.
- Động cơ đồng bộ IPM mới sử dụng nam châm vĩnh cửu bên trong được gắn với rôto ( động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu) nhằm tạo ra mật độ thông lượng và khả năng phân phối mạnh hơn góp phần làm cho mật độ mômen quay tốt hơn.
- Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu được sử dụng trong những ứng dụng có mômen quay cao, như thang máy, cần trục, trục quay hay những ứng dụng tiêu thụ năng lượng lớn, như trong quạt, bơm và máy nén công suất lớn.
- Trong những ứng dụng mômen quay cao, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu đem lại rất nhiều lợi ích.
- Chẳng hạn đối với máy công cụ, nó giảm thiểu lượng nhiệt Luận văn Thạc sĩ khoa học 4 thất thoát, do đó không chỉ góp phần tiết kiệm năng lượng mà còn giúp duy trì độ chính xác của máy công cụ.Đối với thang máy, động cơ này giúp tiết kiệm không gian nhờ được lắp trong trục thang máy.
- So với một động cơ không đồng bộ, kích thước vật lí của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chỉ bằng 1/3, hơn nữa lại có thể chế tạo với nhiều hình dạng.
- Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu của Yaskawa Electric có công suất danh định từ 0.4kW 200V - 160kW 400V[14].
- Bên cạnh Yaskawa Electric, Omron cũng đã tung ra thị trường seri động cơ trợ động SGMBH cho những ứng dụng công suất lớn.
- Động cơ trợ động SGMBH có công suất danh định từ 22kW - 55kW với tốc độ 1500 vòng/phút.
- Ngoài ra, động cơ nam châm vĩnh cửu còn được ứng dụng trong công nghiệp ôtô.
- Với một dải ứng dụng như vậy, hiện nay động cơ không đồng bộ đang dần được thay thế bởi động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
- 1.1.2 Tình hình trong nước Trong nước, hiện chưa có cơ sở sản xuất nào chế tạo thương phẩm loại động cơ này, các nghiên cứu về loại động cơ này cũng cũng rất ít.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 5 1.2 Các loại động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu 1.2.1 Cấu tạo chung Theo [1], hình 1.1 cho ta thấy mặt cắt ngang cấu trúc của một động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Hình 1.1 Kết cấu cơ bản của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Stato mang dây quấn 3 pha tạo ra phân bố lực từ động có dạng gần hình sin dựa trên giá trị của dòng điện stato.
- Các nam châm được gắn trên bề mặt lõi roto.
- 1.2.2 Phân loại Theo [6], [9], hiện nay có 3 kiểu động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
- Kiểu từ thông hướng tâm - Kiểu từ thông dọc trục - Kiểu từ thông ngang trục Luận văn Thạc sĩ khoa học 6 Hình 1.2 Hai kiểu động cơ từ thông hướng tâm Hình 1.3 Hai kiểu động cơ từ thông dọc trục Luận văn Thạc sĩ khoa học 7 Hình 1.4 Hai kiểu động cơ từ thông ngang trục 1.3 Kết cấu rô to 1.3.1 Các kiểu kết cấu roto Động cơ từ thông hướng tâm là kiểu động cơ phổ biến nhất hiện nay.
- Do đó, trong phần này ta chỉ xem xét các kiểu kết cấu roto của động cơ từ thông hướng tâm.
- 1.3.1.1 Rô to nam châm nổi Là dạng kết cấu rotor phổ biến nhất của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu ( hình 1.5 a và c).
- Các nam châm vĩnh cửu được gắn trên bề mặt rotor như hình 1.6 và được cố định bằng các băng sợi cacbon hoặc sợi thuỷ tinh.
- Động cơ loại này có ưu điểm là dễ chế tạo nên giá thành thấp.
- Một nhược điểm khác là khi động cơ hoạt động, đặc biệt ở tốc độ cao, các nam châm phải chịu một lực ly tâm khá lớn.
- Hình 1.6- ¼ mặt cắt ngang của rotor 8 cực từ động cơ cực từ lồi Độ từ thẩm của nam châm và không khí gần như nhau nên từ trở trục d bằng từ trở trục q.
- Do đó, các động cơ SMPM có mô men quay sinh ra hoàn toàn là tương tác giữa dòng điện stator và các nam châm.
- Tuy nhiên do nam châm nằm trong lõi rotor nên sẽ được bảo vệ khỏi từ trường khử từ Luận văn Thạc sĩ khoa học 9 tốt hơn so với động cơ nam châm gắn trên bề mặt rô to, nhưng vẫn cần được gia cố bằng các băng sợi thuỷ tinh hoặc cacbon để chống đỡ lực ly tâm.
- Hình 1.5 b) và 1.5 g) cho ta hình ảnh một số kiểu gắn nam châm vào roto.
- Có thể đặt các nam châm sao cho từ thông chúng sinh ra được tập trung và qua đó làm tăng mật độ từ thông khe hở không khí Luận văn Thạc sĩ khoa học 10 Hình 1.8- ¼ mặt cắt ngang của rotor cực từ chìm Động cơ IPM và BPM đều có nhược điểm chính là quy trình sản xuất phức tạp, do đó giá thành cao.
- 1.3.2 Vật liệu chế tạo cực từ Như tên gọi của động cơ, vật liệu chế tạo cực từ được dùng là nam châm vĩnh cửu.
- Có nhiều loại nam châm vĩnh cửu.
- Ferrite từ ( 50%) và nam châm đất hiếm (40.
- Alnico được sử dụng trong động cơ vành góp một chiều nam châm vĩnh cửu có khe hở không khí tương đối lớn.
- Alnico thống trị thị trường động cơ nam châm vĩnh cửu ở dải công suất từ vài W đến 150kW trong khoảng từ giữa những năm 1940 đến cuối những năm 1960 - khi mà ferrite trở thành vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất.
- Nam châm ferrite là lựa chọn kinh tế nhất đối với các động cơ công suất nhỏ và nó vẫn có lợi thế về kinh tế so với nam châm Alnico ở mức công suất đến khoảng 7.5kW.
- Nó rất thích hợp để thiết kế các động cơ có khối lượng nhỏ, mật độ công suất cao và có cấp cách điện F hay H.
- Loại nam châm NdFeB này cũng dễ bị ăn mòn.
- Động cơ nam châm vĩnh cửu được sử dụng ở dải công suất rất rộng, từ vài mW đến hơn 1MW, gồm 1 loạt ứng dụng, từ động cơ bước cho đồng hồ đeo tay, bộ truyền động cho các thiết bị công nghiệp (tới 15kW) cho đến các động cơ đồng bộ cỡ lớn.
- 1.4 Kết luận Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu rất phong phú và đa dạng về chủng loại.
- Vì vậy luận văn tập trung vào nghiên cứu kết cấu rô to mà không quan tâm tới stato của động cơ.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 17 CHƯƠNG 2- MÔ MEN CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU 2.1 Khái niệm chung Theo [10], xét một trụ tròn bán kính R bao quanh rotor, mô men trên đó được tính theo biểu thức : T RL BHds (2.1) Mô men cũng có thể được tính theo công thức giải tích : 4e z aT Pq NI B L R.
- (2.2) Với P : số đôi cực q : số rãnh stator trên mỗi cực và pha N : số vòng dây I : dòng điện Be : từ trường khe hở không khí Lz : chiều dài cạnh tác dụng dây Ra : bán kính trong stator 2.2 Gợn sóng mô men điện từ Một nhược điểm lớn không tránh khỏi của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu là Tgon (gợn sóng mô men).
- Tgon sinh ra do tương tác giữa các nam châm vĩnh cửu và rãnh sắt stator.
- vị trí của rotor Điều này chứng minh rằng gợn sóng mô men là tương tác giữa các nam châm (nguyên nhân sinh ra từ thông khe hở không khí) và các răng stator (nguyên nhân gây biến thiên từ trở khe hở không khí).
- 2.3 Các phương pháp giảm momen gợn sóng đã nghiên cứu Việc làm giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn gợn sóng mô men là bài toán quan trọng trong thiết kế động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
- Các trở ngại gặp phải : Stator có rãnh xiên sẽ không sử dụng được công nghệ nhồi dây tự động, do đó không thể áp dụng cho những động cơ sản xuất đại trà.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 20 2.3.3 Phương pháp sử dụng các cực từ có độ rộng khác nhau Một động cơ đa cực có thể được thiết kế với các cực từ có độ rộng khác nhau.
- Các trở ngại gặp phải : Phương pháp này đòi hỏi mỗi động cơ phải sử dụng các nam châm có hình dạng khác nhau, do đó cần nhiều loại khuôn.
- Đây là phương pháp tốn kém, yêu cầu vốn đầu tư lớn và gây khó khăn trong quá trình lắp ráp động cơ.
- Với các động cơ rãnh hở, có thể sử dụng phương pháp tương tự là tạo ra các răng giả bên trong rãnh .
- Hình 2.2 thể hiện đồ thị gợn sóng mô men của một động cơ có 2p=12, Q=18 với Nn=0 và Nn=2.
- Hình 2.3 thể hiện đồ thị gợn sóng mô men của một động cơ có 2p=6 , Q=18 khi không có rãnh giả (đường mảnh) và khi có 1 rãnh giả trên mỗi răng stator (đường đậm).
- Hình 2.3- Mô men gợn sóng của động cơ khi không có rãnh giả và khi có rãnh giả 2.3.5 Phương pháp dịch chuyển vị trí các nam châm vĩnh cửu Như trình bày ở trên, gợn sóng mô men sẽ giảm nếu tương tác giữa nam châm vĩnh cửu và khe hở của rãnh được phân bố dọc theo bước rãnh.
- Nguyên tắc của phương pháp này là với động cơ có 2p cực từ, thì cực thứ j sẽ quay 1 góc φshj = 2π(j-1)/(2pNpQ) với j =1,2…, 2p.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 23 Hình 2.4- Vị trí các cực từ sau khi dịch chuyển trong động cơ 4,6 và 8 cực Hình 2.5- Gợn sóng mô men của động cơ 6 cực trước và sau khi dịch chuyển 2.4 Giới thiệu về phương pháp tạo cực từ xiên Để khắc phục nhược điểm của phương pháp làm nghiêng rãnh stato là không sử dụng được công nghệ nhồi dây tự động, ta giữ nguyên stato và làm rô to với các nam châm vĩnh cửu ghép chéo, lệch so với trục rô to 1 góc ng như hình 2.6.
- 2.5 Kết luận Khi nghiên cứu để thiết kế chế tạo một động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, giải quyết vấn đề gợn sóng mô men là hết sức quan trọng và cần thiết.
- Trong luận văn này, chúng ta đặt vấn đề nghiên cứu động cơ cực từ xiên để đưa ra những kết luận khoa học hỗ trợ cho việc thiết kế chế tạo động cơ này.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 25 CHƯƠNG 3- XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN 3.1 Mô hình tổng quát động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Khi nghiên cứu máy điện nhiều pha, người ta thường quy đổi về mô hình máy điện 2 pha với 2 dây quấn lệch pha nhau 90o bằng cách sử dụng các phương pháp biến đổi toạ độ.
- (3.5) Luận văn Thạc sĩ khoa học 29 3.1.2 Mô hình tổng quát động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
- Hình 3.4- Các hệ trục toạ độ trong mô hình toán Trong động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu 3 pha, stato có 3 dây quấn đặt lệch nhau trong không gian góc 120o điện trên các trục a, b, c, điện áp và dòng điện qua các dây quấn lệch pha nhau về thời gian lần lượt những góc bằng 120o.
- (3.13) Mô men khai triển của động cơ.
- (3.18) 3.2 Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cực từ xiên Xét 1 động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, có các cực từ xếp chéo, lệch với trục rô to 1 góc ng.
- Thực tế, khi chế tạo động cơ cực từ xiên, người ta cũng chia cực từ thành các khối như hình 3.5.
- và các hệ trục di, qi Điều này tương đương với 1/(2N+1) của 2N+1 động cơ đồng bộ có cùng hệ trục.
- (3.22) Mô men của động cơ : 01121Ne e iiTTN.
- (3.23) 3.3 Kết luận Để xây dựng mô hình toán động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu xét đến cấu trúc rô to cực từ xiên, ta đưa thông số góc nghiêng của cực từ vào trong mô hình tổng quát: 2ngN.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 35 Tức là thay 1 động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, có các cực từ xếp chéo, lệch với trục rô to 1 góc ng bằng 1 động cơ tương đương có 2N+1 khối cực từ thẳng đặt lệch nhau 1 góc.
- Điều này tương đương với 1/(2N+1) của 2N+1 động cơ đồng bộ có cùng hệ trục.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 36 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU BẰNG MATLAB/SIMULINK 4.1 Mô hình Simulink của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu 4.1.1 Các khối mô phỏng 4.1.1.1 Khối nguồn 3 pha Nguồn điện áp 3 pha với thông số 220V, 50 Hz như hình 3.1.
- suy ra phương trình xác định tốc độ cơ của động cơ.
- 4.1.2 Sơ đồ mô phỏng động cơ Từ các khối cơ bản trên ta có mô hình Simulink của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu ( hình 4.7) Hình 4.7 Mô hình Simulink của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Luận văn Thạc sĩ khoa học 40 4.2 Mô hình Simulink của động cơ với cực từ xiên 4.2.1 Động cơ có cực từ gồm 3 mô đun Như đã phân tích ở chương 2, mô men của động cơ có cực từ gồm 3 mô đun tương đương với 1/3 mô men của tổng 3 động cơ đồng bộ có cùng hệ trục.
- Hình 4.8 Mô phỏng Simulink của động cơ có cực từ gồm 3 mô đun 4.2.2 Động cơ có cực từ gồm 5 mô đun Tương tự như phần 3.2.1 mô men của động cơ có cực từ gồm 3 mô đun tương đương với 1/5 mô men của tổng 5 động cơ đồng bộ có cùng hệ trục.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 41 Hình 4.9 Mô phỏng Simulink của động cơ có cực từ gồm 5 mô đun 4.3 Kết luận Từ mô hình Simulink của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (hình 4.7), kết hợp với các phép biến đổi toán học về quy đổi hệ trục toạ độ, ta có thể xây dựng mô hình Simulink cho động cơ nam châm vĩnh cửu cực từ xiên.
- Trên đây là 2 mô hình xây dựng cho các động cơ có cực từ gồm 3 và 5 mô đun.
- Tương tự như vậy, ta có thể xây dựng mô hình cho động cơ có cực từ gồm 7, 9, 11…mô đun.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 42 CHƯƠNG 5- KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 5.1 Đặc tính mô men của động cơ cực từ thẳng Xét 1 động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu 3 pha 220V/50Hz có các thông số sau: Rs= 1.2, B= 4.675e-5 kg/m2, J = 2.0095e-5 Nms, Ld = Lq= 7.8e-3 H, m = 0.154 Vs, P = 4 Hình5.1- Mô men điện từ (Te), tốc độ động cơ (m), dòng điện dọc trục và ngang trục Hình 5.2 Hình ảnh gợn sóng mô men của động cơ đồng bộ cực từ thẳng Luận văn Thạc sĩ khoa học 43 Nhập các thông số của động cơ vào mô hình mô phỏng ta thu được các kết quả như hình 5.1 và 5.2 5.2 Đặc tính mô men của động cơ cực từ xiên 5.2.1 Động cơ với cực từ gồm 3 mô đun Mô phỏng trên Matlab/Simulink với mô hình như hình 4.8, lần lượt với các góc nghiêng.
- đường màu vàng mô men của động cơ cực từ thẳng - Đường màu tím: mô men của động cơ cực từ nghiêng góc ng =2 Hình 5.3 Mô men gợn sóng khi M =3, 72.
- 5.2.2 Động cơ với cực từ gồm 5 mô đun Mô phỏng trên Matlab/Simulink với mô hình như hình 4.9, lần lượt với các góc nghiêng.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 49 5.4 Kết luận Từ mô hình Simulink của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (hình 3.7), kết hợp với các phép biến đổi toán học về quy đổi hệ trục toạ độ, ta có thể xây dựng mô hình Simulink cho động cơ nam châm vĩnh cửu cực từ xiên.
- Tương tự như vậy, ta có thể xây dựng mô hình cho động cơ có cực từ gồm mô đun.
- Luận văn Thạc sĩ khoa học 50 KẾT LUẬN Ngày nay, động cơ điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu được sử dụng khá phổ biến thay thế cho động cơ không đồng bộ bởi tính ưu việt của nó như hiệu suất và cosφ cao.
- Trong luận văn này, phương pháp làm giảm gợn sóng mô men được đưa ra là chế tạo động cơ với các cực từ rô to xiên thay thế cho cực từ thẳng với độ rộng cực từ không đổi.
- Căn vào kết quả mô phỏng mô hình toán động cơ đồng bộ cực từ xiên trong Matlab/Simulink ta có thể kết luận đây là phương pháp hữu hiệu để triệt tiêu mô men gợn sóng, đồng thời ta có thể xác định được giá trị góc nghiêng tối ưu được cho bởi phương trình.
- Kết quả nghiên cứu luận văn dựa trên mô hình toán của động cơ được xấp xỉ cực từ xiên bởi các mô đun cực từ thẳng xếp lệch nhau, đây cũng là cách hữu hiệu khi chế tạo động cơ để có thể giảm chi phí chế tạo cực từ

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt