Giới thiệu về động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cữu

Giới thiệu

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) có ưu điểm vốn có là hiệu suất cao và mật độ mô-men xoắn cao so với các động cơ công nghiệp khác. PMSM với nam châm bên trong có hiệu suất vượt trội so với loại có nam châm gắn trên bề mặt vì nó có cấu trúc rôto chắc chắn, tổn thất dòng điện xoáy thấp và khả năng làm suy yếu từ thông rộng. PMSM bên trong hiện đang được sử dụng trong xe điện, phát điện gió và hệ thống lưu trữ năng lượng bánh đà. Tuy nhiên, PMSM bên trong chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng có kích thước từ trung bình đến lớn hơn là các ứng dụng có kích thước nhỏ do khó sản xuất.

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bên trong (IPMSM) lần đầu tiên được Steen đề xuất vào năm 1979. IPMSM có ưu điểm là cấu trúc chắc chắn, mật độ mô-men xoắn cao và dải tốc độ công suất không đổi rộng. IPMSM không chỉ mang lại hiệu suất tổng thể tốt mà còn giảm việc sử dụng PM, giúp giảm sự phụ thuộc vào nam châm đất hiếm và tác động của giá vật liệu tăng cao.

Do đó ngày nay càng có nhiều nghiên cứu chế tạo động cơ nam châm vĩnh cửu trung bình và nhỏ ứng dụng cho công nghiệp nhằm tiết kiệm năng lượng tối ưu hóa moment xoắn

Cấu tạo động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu

Động cơ có cấu tạo gồm 2 phần chính:

• Stator (Phần tĩnh): Gồm các cuộn dây được quấn quanh vật liệu từ mềm là các tấm thép silicon có tác dụng tạo ra từ trường quay roto
• Rotor (Phần động): Gồm các thanh nam châm vĩnh cữu gắng cố định vào trục. Rotor có thể quay bên trong stator dưới tác dụng của từ trườnHình 1. Hình vẽ lắp ráp của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bên trong.

Hình 1. Hình vẽ lắp ráp của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bên trong.

Hình 2. Phân bố mật độ từ thông của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cữu

Động cơ nam châm vĩnh cữu 6 cuộn dây 4 cực (6S4P)

Hình 3. Mặt cắt ngang của động cơ bên trong 6S4P ( a ) loại tiêu chuẩn ( b ) loại nan hoa.

Loại động cơ này gồm 6 cuộn dây được bố trí cân đối với nhau ở stator. Trong khi rotor có 2 cách bố trí là:

- Loại tiêu chuẩn với các thanh nam châm xếp thành hình vuông

- Loại nan hoa với các thanh nam châm xếp thành hình chữ thập nan hoa

Động cơ nam châm vĩnh cữu 9 cuộn dây 6 cực (6S4P)

Hình 4. Mặt cắt ngang của động cơ bên trong 9S6P ( a ) loại tiêu chuẩn ( b ) loại nan hoa.

Loại động cơ này gồm 9 cuộn dây được bố trí cân đối với nhau ở stator. Trong khi rotor có 2 cách bố trí là:

- Loại tiêu chuẩn với các thanh nam châm xếp thành hình lục giác

- Loại nan hoa với các thanh nam châm xếp thành hình ngôi sao sáu cánh

Với cách bố trí này, động cơ 9S6P cho ra moment xoắn cao hơn so với loại động cơ 6S4P

Trên đây là một số thông tin về loại động cơ động bộ nam châm vĩnh cữu, có thể nói đây sẽ là một xu hướng tất yếu về sau nhằm giải quết vấn đề tiết kiệm năng lượng và khan hiếm nguyên vật liệu đất hiếm. Hy vọng bài viết có thể giúp ích cho bạn về xu hướng torng tương lai