Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:104

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện "Nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở" trình bày các nội dung chính sau: Tổng quan về động cơ từ trở; Phương trình đặc tính từ thông của động cơ từ trở có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm và bão hòa mạch từ; Điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở được phát triển theo mô hình kết hợp phi tuyến; Điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở kết hợp bộ quan sát trạng thái phi tuyến, bộ ước lượng bằng mạng nơ ron nhân tạo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHÍ HOÀNG NHÃ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẢI THIỆN ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ Ngành: Kỹ thuật Điện Mã số: 9520201 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. Phạm Hùng Phi 2. TS. Đào Quang Thủy Hà Nội - 2022
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được tác giả khác công bố. Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tập thể hướng dẫn Nghiên cứu sinh Phạm Hùng Phi Đào Quang Thủy Phí Hoàng Nhã i
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình làm luận án, tôi đã nhận được nhiều góp ý về chuyên môn cũng như sự ủng hộ giúp đỡ của tập thể cán bộ hướng dẫn, của các nhà khoa học, của các bạn đồng nghiệp. Tôi xin gửi tới họ lời cảm ơn sâu sắc. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn đến hai thầy hướng dẫn là TS Phạm Hùng Phi và TS Đào Quang Thủy đã trực tiếp bằng tâm huyết hướng dẫn tôi trong suốt thời gian qua. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, tập thể Bộ môn Thiết bị điện- điện tử, Viện Điện, đặc biệt là TS Phùng Anh Tuấn - trưởng bộ môn TBĐ-ĐT luôn động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các cộng sự, các đồng nghiệp tôi tại Khoa Điện trường Đại học Công nghiệp Hà Nội nơi tôi công tác đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi được yên tâm học tập, nghiên cứu. Cuối cùng là cảm ơn sự ủng hộ, động viên, khích lệ của gia đình thân yêu tôi để tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập. Nghiên cứu sinh Phí Hoàng Nhã ii
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.................................................v DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ..............................................................viii MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ ........................................ 4 1.1. Giới thiệu về động cơ từ trở................................................................ 4 1.1.1. Cấu trúc động cơ ................................................................................. 4 1.1.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................... 4 1.1.3. Ưu điểm, hạn chế của động cơ ........................................................... 5 1.2 Phương trình toán học của động cơ .................................................... 6 1.2.1 Phương trình điện áp ........................................................................... 6 1.2.2 Phương trình mô men ......................................................................... 7 1.2.3 Phương trình cơ .................................................................................. 8 1.3. Các giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở ............. 8 1.3.1. Giải pháp thay đổi cấu trúc động cơ ................................................... 8 1.3.2. Giải pháp điều khiển động cơ ........................................................... 14 1.4. Kết luận chương 1 ............................................................................. 20 Chƣơng 2. PHƢƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH TỪ THÔNG CỦA ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƢỞNG CỦA HỖ CẢM VÀ BÃO HÕA MẠCH TỪ............................................................................................................................. 21 2.1 Tổng quan về phương trình đặc tính từ thông .................................. 21 2.1.1 Đặt vấn đề ......................................................................................... 21 2.1.2 Các phương pháp xác định đặc tính từ thông ................................... 21 2.1.3 Đánh giá các công trình liên quan về phương trình đặc tính từ thông ...........................................................................................................22 2.2 Phương trình đặc tính từ thông có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm và bão hòa mạch từ .................................................................................................... 24 2.2.1 Đặt vấn đề ......................................................................................... 24 2.2.2 Đánh giá ảnh hưởng của hỗ cảm giữa các pha trong động cơ từ trở 24 2.2.3 Phương trình đặc tính từ thông động cơ từ trở có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm và bão hòa mạch từ ......................................................................... 26 2.3 Mô hình thuận của động cơ từ trở .................................................... 29 2.3.1 Đặt vấn đề ......................................................................................... 29 2.3.2 Cấu trúc mạng nơ ron của mô hình thuận ......................................... 29 2.3.3 Thuật toán lan truyền ngược huấn luyện mạng ................................ 31 2.4 Mô hình nghịch của động cơ từ trở .................................................. 33 2.4.1 Đặt vấn đề ......................................................................................... 33 2.4.2 Cấu trúc mạng nơ ron của mô hình dòng điện nghịch ...................... 33 2.4.3 Thuật toán lan truyền ngược huấn luyện mạng cho mô hình dòng điện nghịch ......................................................................................................... 35 2.4.4 Mô hình từ thông nghịch đảo............................................................ 37 iii
2.5 Mô phỏng kiểm chứng mô hình thuận và nghịch của động cơ từ trở ...........................................................................................................37 2.5.1 Kiểm chứng mô hình thuận .............................................................. 37 2.5.2 Kiểm chứng mô hình dòng điện nghịch ........................................... 42 2.5.3 Kiểm chứng mô hình từ thông nghịch đảo ....................................... 43 2.6 Kết luận chương 2 ............................................................................. 44 Chƣơng 3. ĐIỀU KHIỂN BACKSTEPPING CHO ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ ĐƢỢC PHÁT TRIỂN THEO MÔ HÌNH KẾT HỢP PHI TUYẾN .................. 45 3.1 Mô hình động học của động cơ từ trở............................................... 45 3.1.1 Đặt vấn đề ......................................................................................... 45 3.1.2 Mô hình kết hợp phi tuyến của động cơ từ trở ................................. 45 3.2 Thiết kế bộ điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở theo mô hình kết hợp phi tuyến ................................................................................................... 51 3.2.1 Cơ sở kỹ thuật điều khiển Backstepping .......................................... 51 3.2.2 Bộ điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở............................... 53 3.2.3 Cấu trúc hệ thống điều khiển ............................................................ 56 3.3 Kết quả mô phỏng kiểm chứng ......................................................... 56 3.3.1 Trường hợp tốc độ đặt thay đổi ........................................................ 57 3.3.2 Trường hợp tải thay đổi .................................................................... 58 3.4 Kết luận chương 3 ............................................................................. 59 Chƣơng 4. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN BACKSTEPPING KẾT HỢP BỘ QUAN SÁT TRẠNG THÁI PHI TUYẾN, BỘ ƢỚC LƢỢNG BẰNG MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO ............................................................................................61 4.1 Bộ điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở kết hợp bộ quan sát trạng thái ..........................................................................................................61 4.1.1 Đặt vấn đề ......................................................................................... 61 4.1.2 Bộ quan sát trạng thái phi tuyến ....................................................... 61 4.1.3 Cấu trúc hệ thống điều khiển ............................................................ 63 4.1.4 Kết quả mô phỏng kiểm chứng ......................................................... 64 4.2 Bộ điều khiển Backstepping kết hợp bộ ước lượng từ thông bằng mạng nơ ron nhân tạo ............................................................................................ 69 4.2.1 Đặt vấn đề ......................................................................................... 69 4.2.2 Bộ ước lượng từ thông bằng mạng nơ ron nhân tạo ......................... 69 4.2.3 Cấu trúc hệ thống điều khiển ............................................................ 69 4.2.4 Kết quả mô phỏng kiểm chứng ......................................................... 70 4.3 Đánh giá ảnh hưởng sai lệch đặc tính từ thông quan sát và đặc tính từ thông ước lượng đến chất lượng hệ thống điều khiển........................................... 73 4.3.1 Đặt vấn đề ......................................................................................... 73 4.3.2 Trường hợp giảm tải ......................................................................... 73 4.3.3 Trường hợp tăng tải .......................................................................... 75 4.4 Kết luận chương 4 ............................................................................. 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................78 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN....................79 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................80 PHỤ LỤC..................................................................................................................86 iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu/Viết tắt Ý nghĩa Chữ viết tắt SRM Động cơ từ trở (Switched Reluctance Motor) NCVC Nam châm vĩnh cửu TDF Hàm phân bổ mô men (Torque Distribution Function) RT-LAB Phòng thí nghiệm thời gian thực (Real-Time Laboratory) FPGA Thiết bị lập trình cấu trúc mảng logic (Field Programmable Gate Array) TSF Hàm chia sẻ mô men (Torque Sharing Function) CMAC Bộ điều khiển ghép nối mô hình tiểu não (Cerebellum Model Articulation Controller) ANN Mạng nơ ron nhân tạo (Artificial Neural Network) PID Bộ điều khiển tỷ lệ-tích phân-vi phân PI Bộ điều khiển tỷ lệ-tích phân APC Điều khiển vị trí rotor (Angular Position Control) CCC Điều khiển dòng điện (Current Chopping Control) CVC Điều khiển điện áp (Voltage Chopping Control) PWM Điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulation) SMC Bộ điều khiển trượt (Sliding Mode Controller) Bộ điều khiển thông minh dựa trên trí tuệ nhân tạo BELBIC (Brain Emotional Learning Based Intelligent Controller) FLC Bộ điều khiển logic mờ (Fuzzy Logic Controller) ANFIS Hệ thống suy luận thích nghi nơ ron (Adaptive Neuro Fuzzy Inference System) CSM Phương pháp chia sẻ dòng điện (Current Sharing Method) FSM Phương pháp chia sẻ từ thông (Flux Sharing Method) SMLA Thuật toán học thích nghi trượt (Sliding Method Learning Adaline) DITC Điều khiển mô men trực tiếp (Direct Instaneous Torque Control) FEM Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method) Backstepping-quan Bộ điều khiển Backstepping kết hợp bộ quan sát sát trạng thái Backstepping-nơ Bộ điều khiển Backstepping kết hợp bộ ước lượng từ ron thông bằng mạng nơ ron nhân tạo Ký hiệu ij Dòng điện pha j v
ia Dòng điện pha a ib Dòng điện pha b ic Dòng điện pha c T Mô men ’ W Đối năng lượng từ trường Tj Mô men pha j Te Mô men tổng Ta Mô men pha a Tb Mô men pha b Tc Mô men pha c Tl Mô men tải J Mô men quán tính B Hằng số ma sát TM Mô men hỗ cảm Tripple Mô men đập mạch c1 , c2 Hệ số điều khiển Bs Cảm ứng từ bão hòa của lõi thép DC Động cơ một chiều AC Động cơ xoay chiều M Hỗ cảm Ký hiệu chữ La tinh ^ Từ thông xấp xỉ ѱ Từ thông móc vòng ^ Dòng điện xấp xỉ i ^ Mô men xấp xỉ T ^ Vị trí rotor xấp xỉ θ Vị trí rotor ^ Tốc độ xấp xỉ Φ Từ thông ωd Tốc độ đặt αi Tín hiệu điều khiển ảo ω, ωm Tốc độ động cơ βr Góc cực rotor βs Góc cực stator Nr Số cực rotor vi
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Giá trị sai số với dòng 1A ......................................................................... 39 Bảng 2.2 Giá trị sai số với dòng 5A ......................................................................... 39 Bảng 2.3 Giá trị sai số với dòng 9A ......................................................................... 40 Bảng 4.1 Thông số mô hình SRM, thông số bộ điều khiển và bộ quan sát ............. 64 Bảng 4.2 Chất lượng điều khiển của Backstepping và Backstepping-quan sát ....... 68 Bảng 4.3 Chất lượng điều khiển giữa Backstepping và Backstepping-nơ ron......... 71 Bảng 4.4 Chất lượng điều khiển giữa Backstepping và Backstepping-nơ ron khi tốc độ đặt thay đổi .......................................................................................................... 72 Bảng 4.5 Thông số chất lượng hệ thống điều khiển của Backatepping, Backstepping-nơ ron và Backstepping-quan sát với tải giảm .................................. 74 Bảng 4.6 Thông số chất lượng hệ thống điều khiển của Backstepping, Backstepping-nơ ron và Backstepping-quan sát với tải tăng ................................... 75 vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc động cơ từ trở 8/6 (nguồn [12]) .................................................... 4 Hình 1.2 Biểu đồ phác họa năng lượng từ trường ...................................................... 7 Hình 1.3 Một vài cấu trúc rotor (nguồn [17-20]) ....................................................... 9 Hình 1.4 Cực rotor khoét rỗng (nguồn [21]) ............................................................ 10 Hình 1.5 Cấu trúc stator nhiều răng (nguồn [22-24]) ............................................... 10 Hình 1.6 Thiết kế thay đổi mỏm cực stator (nguồn [25]) và thiết kế vòng đệm gông stator (nguồn [26]) .................................................................................................... 10 Hình 1.7 Cấu trúc stator mới và đường từ thông trên cấu trúc (nguồn [27]) ........... 11 Hình 1.8 Cấu trúc rotor và stator theo (nguồn [28]) ................................................. 12 Hình 1.9 Cấu trúc răng stator và rotor theo (nguồn [29])......................................... 12 Hình 1.10 Bề mặt cực rotor (nguồn [32]) ................................................................. 13 Hình 1.11 Cấu trúc cực stator theo (nguồn [34])...................................................... 14 Hình 1.12 Cấu trúc bộ điều khiển mờ cho SRM (nguồn [35]) ................................. 14 Hình 1.13 Hệ thống điều khiển góc đóng/mở (nguồn [39]) ..................................... 15 Hình 1.14 Cấu trúc hệ thống điều khiển (nguồn [42]) ............................................. 17 Hình 1.15 Cấu trúc hệ thống sử dụng bộ điều khiển trượt (nguồn [43]) .................. 17 Hình 1.16 Cấu trúc hệ thống điều khiển sử dụng bộ BELBIC (nguồn [44]) ........... 18 Hình 1.17 Hệ thống điều khiển theo phương pháp chia sẻ dòng điện và từ thông (nguồn [9]) ................................................................................................................ 18 Hình 1.18 Điều khiển tốc độ SRM kết hợp ước lượng mô men (nguồn [46]) ......... 19 Hình 1.19 Một số cấu hình bộ Converter cho drive của SRM (nguồn [56])............20 Hình 2.1 Cấu trúc tổng quát của hệ truyền động động cơ từ trở .............................. 21 Hình 2.2 Giá trị độ tự cảm của pha a và hỗ cảm giữa các pha với pha a (nguồn [13]) .................................................................................................................................. 25 Hình 2.3 Cấu trúc mạng nơ ron của mô hình thuận ................................................. 29 Hình 2.4 Quá trình huấn luyện mạng ....................................................................... 31 Hình 2.5 Lưu đồ thuật toán huấn luyện mạng nơ ron .............................................. 32 Hình 2.6 Cấu trúc mạng nơ ron của mô hình dòng điện nghịch .............................. 34 Hình 2.7 Cấu trúc của mô hình từ thông nghịch đảo ............................................... 37 Hình 2.8 Đường đặc tính từ thông nhận dạng trường hợp chưa xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm ................................................................................................................ 37 Hình 2.9 Đường đặc tính từ thông nhận dạng trường hợp xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm............................................................................................................................ 38 Hình 2.10 Đồ thị sai lệch giữa đặc tính từ thông thực nghiệm và đặc tính từ thông nhận dạng với dòng 1A trường hợp: (a) chưa xét ảnh hưởng hỗ cảm, (b) có hỗ cảm .................................................................................................................................. 38 Hình 2.11 Đồ thị sai lệch giữa đặc tính từ thông thực nghiệm và đặc tính từ thông nhận dạng với dòng 5A trường hợp: (a) chưa xét ảnh hưởng hỗ cảm, (b) có hỗ cảm .................................................................................................................................. 39 Hình 2.12 Đồ thị sai lệch giữa đặc tính từ thông thực nghiệm và đặc tính từ thông nhận dạng với dòng 9A trường hợp: (a) chưa xét ảnh hưởng hỗ cảm, (b) có hỗ cảm .................................................................................................................................. 40 viii
Hình 2.13 Đường đặc tính từ thông nhận dạng theo mô hình thuận ........................ 41 Hình 2.14 Đồ thị sai số đường đặc tính từ thông nhận dạng so với đường thực tế .. 41 Hình 2.15 Đồ thị đường đặc tính mô men xấp xỉ theo mô hình thuận ..................... 41 Hình 2.16 Đồ thị đường đặc tính dòng điện pha xấp xỉ ........................................... 42 Hình 2.17 Đồ thị sai số đường đặc tính dòng điện pha xấp xỉ với đường thực tế .... 42 Hình 2.18 Đồ thị đường đặc tính từ thông xấp xỉ theo mô hình từ thông nghịch .... 43 Hình 2.19 Đồ thị sai số của đường đặc tính từ thông xấp xỉ theo mô hình từ thông nghịch so với đường thực tế ..................................................................................... 43 Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán điều khiển Backstepping .............................................. 55 Hình 3.2 Cấu trúc điều khiển SRM sử dụng Backstepping ...................................... 56 Hình 3.3 Đáp ứng tốc độ khi d  30(rad / s) ............................................................ 57 Hình 3.4 Đặc tính tốc độ trường hợp tốc độ đặt 150 và 300 rad/s ........................... 57 Hình 3.5 Đáp ứng tốc độ khi tốc độ đặt thay đổi ..................................................... 58 Hình 3.6 Đáp ứng tốc độ khi d  30(rad / s) khi giảm tải ........................................ 58 Hình 3.7 Đáp ứng tốc độ khi d  30(rad / s) khi tăng tải.......................................... 59 Hình 3.8 Đáp ứng tốc độ của hệ thống khi tải thay đổi ở tốc độ trung bình ............ 59 Hình 4.1 Sơ đồ cấu trúc bộ quan sát trạng thái phi tuyến ........................................ 62 Hình 4.2 Hệ thống điều khiển Backstepping kết hợp bộ quan sát trạng thái phi tuyến .................................................................................................................................. 64 Hình 4.3 Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển Backstepping SRM ........................ 64 Hình 4.4 Từ thông quan sát ...................................................................................... 65 Hình 4.5 Vị trí rotor quan sát.................................................................................... 65 Hình 4.6 Tốc độ quan sát .......................................................................................... 65 Hình 4.7 Dòng điện các pha ..................................................................................... 66 Hình 4.8 Mô men điện từ của động cơ từ trở ........................................................... 67 Hình 4.9 Đặc tính tốc độ với trường hợp tốc độ đặt 16 (rad/s) ................................ 67 Hình 4.10 Đặc tính tốc độ trường hợp tốc độ đặt 150 và 300 rad/s ......................... 68 Hình 4.11 Đặc tính tốc độ và sai số .......................................................................... 68 Hình 4.12 Hệ thống điều khiển Backstepping kết hợp bộ ước lượng từ thông bằng mạng nơ ron nhân tạo ............................................................................................... 70 Hình 4.13 Đặc tính từ thông ..................................................................................... 70 Hình 4.14 Đặc tính mô men điện từ ......................................................................... 71 Hình 4.15 Đặc tính tốc độ và sai lệch tốc độ trường hợp tốc độ đặt 10 rad/s .......... 71 Hình 4.16 Đặc tính tốc độ trường hợp tốc độ đặt 150 và 300 rad/s ......................... 72 Hình 4.17 Đặc tính tốc độ và sai lệch tốc độ trường hợp tốc độ đặt thay đổi .......... 72 Hình 4.18 Đáp ứng tốc độ của hệ thống Backstepping và Backstepping-quan sát khi giảm tải ..................................................................................................................... 74 Hình 4.19 Đáp ứng tốc độ của hệ thống Backstepping và Backstepping-nơ ron khi giảm tải ..................................................................................................................... 74 Hình 4.20 Đáp ứng tốc độ của hệ thống Backstepping và Backstepping-quan sát khi tăng tải ...................................................................................................................... 75 Hình 4.21 Đáp ứng tốc độ của hệ thống Backstepping và Backstepping-nơ ron khi tăng tải ...................................................................................................................... 75 Hình 4.22 Đáp ứng tốc độ của hệ thống Backstepping và Backstepping-quan sát khi tải thay đổi ở tốc độ trung bình................................................................................. 76 ix
Hình 4.23 Đáp ứng tốc độ của hệ thống Backstepping và Backstepping-nơ ron khi tải thay đổi ở tốc độ trung bình................................................................................. 76 x
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Động cơ từ trở, viết tắt là SRM, xuất hiện từ những năm 1840, với cấu tạo vô cùng đơn giản. Trong cấu trúc của SRM, rotor và stator có dạng cực lồi, trên cực rotor không có dây quấn và không sử dụng nam châm vĩnh cửu. Nhờ cấu trúc đơn giản này mà chi phí chế tạo của riêng động cơ từ trở thấp hơn nhiều so với các loại động cơ khác [1], [2]. Điều đó hứa hẹn khả năng ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các hệ thống truyền động công nghiệp và thiết bị gia dụng. Tuy nhiên, động cơ từ trở có nhược điểm lớn là mô men đập mạch cao, tiếng ồn tạo ra khá lớn, đặc tính phi tuyến phức tạp, do vậy việc mô hình hóa SRM gặp không ít khó khăn [3], [4], [5],.... Điều này đã ảnh hưởng không nhỏ đến phạm vi ứng dụng của SRM. Những năm gần đây, SRM được sử dụng rất nhiều trong phương tiện xe điện phục vụ du lịch. Những nghiên cứu cải thiện đặc tính làm việc của SRM cũng được quan tâm giải quyết nhiều hơn và nhiều công trình nghiên cứu về mô hình hóa và điều khiển SRM được công bố hơn [6], [7], [8], [9], [10], [11],.... Hiện nay, mô hình SRM tuy được biểu diễn với nhiều dạng khác nhau gồm cả mô hình tuyến tính và phi tuyến, nhưng chưa có mô hình SRM nào đầy đủ và chính xác nhất. Hơn nữa, trong SRM, từ thông là giá trị quan trọng đối với việc xây dựng mô hình cũng như điều khiển động cơ. Việc xác định từ thông là khó khăn, thiết bị đo từ thông làm tăng chi phí hệ thống. Điều này gián tiếp ảnh hưởng đến đặc tính làm việc cũng như hiệu quả của động cơ từ trở trong thực tế. Ở Việt Nam, trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành du lịch, số lượng xe điện sử dụng ngày một tăng lên. Nâng cao chất lượng và hiệu suất làm việc của SRM là một yêu cầu cấp thiết và đó cũng chính là động lực thúc đẩy nghiên cứu sinh lựa chọn đề tài “Nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở dựa trên phân tích cấu trúc và các giải thuật điều khiển. Đặc tính làm việc của SRM bao gồm đặc tính mô men, đặc tính từ thông, đặc tính tốc độ,.... Để cải thiện được những đặc tính này một cách tích cực, nhà sản xuất cần cải tiến công nghệ chế tạo động cơ từ trở. Đó là một việc làm rất khó khăn vì SRM là động cơ được nhập khẩu từ nước ngoài. Chính vì vậy, mục tiêu của luận án là nghiên cứu các phương pháp điều khiển nhằm cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở thông qua bộ điều khiển công suất. Với góc nhìn như vậy, mục tiêu nghiên cứu nên hướng tới giải quyết hai bài toán cơ bản: điều khiển ổn định tốc độ động cơ và điều khiển đặc tính mô men thông qua bộ điều khiển chuyển mạch. Mục tiêu nghiên cứu của luận án này là đề xuất các giải thuật điều khiển mới nhằm nâng cao tính ổn định tốc độ cho SRM. 1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Trong thực tế, SRM có rất nhiều loại phục vụ cho đa dạng các ứng dụng. Ở Việt Nam, loại động cơ được sử dụng chủ yếu là động cơ từ trở 8/6 4 pha bởi chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống truyền động. Chính vì vậy, đề tài chọn đối tượng nghiên cứu là SRM 8/6. Phạm vi nghiên cứu của luận án là nghiên cứu đề xuất các giải pháp điều khiển mới nhằm cải thiện đặc tính tốc độ của SRM. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học: Luận án tập trung nghiên cứu phương pháp mô hình hóa SRM để từ đó đề xuất một phương pháp nhận dạng mô hình thuận nghịch của SRM bằng mạng nơ ron nhân tạo kết hợp kỹ thuật học sâu có xét đến ảnh hưởng của bão hòa mạch từ và hỗ cảm giữa các pha. Xây dựng bộ điều khiển ổn định tốc độ động cơ trên mô hình phi tuyến mới kết hợp bộ quan sát trạng thái dựa trên kỹ thuật Backstepping, quan sát phi tuyến và xấp xỉ bằng mạng nơ ron học sâu cho SRM để giảm thiểu thiết bị đo. Ý nghĩa thực tiễn: Các bộ quan sát trạng thái phi tuyến và bộ ước lượng từ thông hoàn toàn có thể thay thế các thiết bị đo vật lý. Các bộ điều khiển mới được đề xuất trong luận án đã được phân tích, đánh giá bằng mô phỏng Matlab cho thấy khả năng ứng dụng trong thực tế. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu của luận án Tổng hợp và phân tích các tài liệu khoa học trong và ngoài nước về động cơ từ trở, các giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của SRM. Nghiên cứu kỹ thuật nhận dạng, quan sát trạng thái và điều khiển phi tuyến để từ đó xác định hướng nghiên cứu và phát triển cho luận án. Nghiên cứu áp dụng mạng nơ ron học sâu để xây dựng bộ ước lượng từ thông cho SRM. Kết hợp kỹ thuật Backstepping với kỹ thuật quan sát trạng thái, kỹ thuật nhận dạng để xây dựng bộ điều khiển mới nhằm cải thiện đặc tính tốc độ và giảm thiểu thiết bị đo cho SRM. 6. Các đóng góp mới của luận án Luận án tập trung vào xây dựng mô hình động cơ từ trở có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm, bão hòa mạch từ và phương pháp điều khiển cải thiện đặc tính tốc độ của động cơ từ trở. Những đóng góp chính của luận án: - Đề xuất phương trình đặc tính từ thông có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm giữa các pha và bão hòa mạch từ. - Xây dựng mô hình thuận và nghịch của SRM bằng mạng nơ ron nhân tạo kết hợp kỹ thuật học sâu. 2
- Tổng hợp được bộ điều khiển Backstepping kết hợp với bộ quan sát trạng thái phi tuyến và bộ ước lượng từ thông bằng mạng nơ ron nhân tạo điều khiển tốc độ trên mô hình kết hợp phi tuyến của động cơ từ trở, để giảm thiểu thiết bị đo. 7. Kết cấu của luận án Luận án bao gồm phần mở đầu đã trình bày ở trên và 4 chương chính với nội dung như sau: Chương 1: Tổng quan về động cơ từ trở Nội dung chính của chương 1 là giới thiệu về động cơ từ trở bao gồm cấu tạo, nguyên lý làm việc và ưu, nhược điểm của SRM. Tổng hợp tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước về các vấn đề được nghiên cứu và giải quyết nhằm nâng cao chất lượng làm việc và hiệu suất của SRM. Phân tích các nghiên cứu để từ đó đề xuất hướng nghiên cứu cho luận án. Chương 2: Phương trình đặc tính từ thông của động cơ từ trở có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm và bão hòa mạch từ Để cải thiện đặc tính tốc độ của SRM, chương 2 tập trung nghiên cứu về mô hình phi tuyến của SRM. Đề xuất hàm từ thông cho SRM có xét đến ảnh hưởng của bão hòa từ và hỗ cảm giữa các pha để từ đó đề xuất phương pháp nhận dạng mô hình thuận nghịch của SRM bằng mạng nơ ron nhân tạo. Chương 3: Điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở được phát triển theo mô hình kết hợp phi tuyến Nghiên cứu mô hình kết hợp phi tuyến của SRM, đề xuất bộ điều khiển phi tuyến cho động cơ từ trở trên cơ sở mô hình kết hợp động cơ và khóa chuyển mạch. Chương 4: Điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở kết hợp bộ quan sát trạng thái phi tuyến, bộ ước lượng bằng mạng nơ ron nhân tạo Nghiên cứu đề xuất các bộ điều khiển phi tuyến kết hợp với bộ quan sát trạng thái phi tuyến, bộ ước lượng từ thông bằng mạng nơ ron nhằm giảm bớt các thiết bị đo trong hệ thống truyền động SRM. Cuối cùng là phần kết luận và hướng phát triển của luận án, tài liệu tham khảo, các công trình đã công bố và phần phụ lục. 3
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ Động cơ từ trở là động cơ có nhiều ưu điểm nổi trội nhưng cũng tồn tại một số nhược điểm như mô men đập mạch cao, tiếng ồn lớn. Những nhược điểm này đã ảnh hưởng không nhỏ tới đặc tính làm việc của động cơ. Trong chương này, luận án phân tích các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về động cơ từ trở. Từ đó, tác giả xác định hướng nghiên cứu nhằm cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở trong luận án. 1.1. Giới thiệu về động cơ từ trở 1.1.1. Cấu trúc động cơ Động cơ từ trở gồm động cơ từ trở đồng bộ và động cơ từ trở chuyển mạch, có thể thực hiện chuyển động quay (động cơ quay) hoặc chuyển động thẳng (động cơ tuyến tính). Luận án này, tác giả tập trung vào động cơ từ trở chuyển mạch chuyển động quay (sau đây có thể gọi tắt là động cơ từ trở hay SRM). Cấu tạo của động cơ từ trở dạng quay cũng giống như các loại động cơ quay khác, gồm rotor và stator. Tùy theo số cực của rotor và stator mà có thể phân thành các loại động cơ từ trở 6/4, 8/6 hay 10/8,…. Cả stator và rotor của động cơ từ trở đều là loại cực lồi. Stator của động cơ được gắn cố định với vỏ, trên các cực đối diện của nó được quấn các cuộn dây giống như stator của động cơ một chiều. Rotor của động cơ là phần chuyển động, có thể quay quanh trục stator. Tuy nhiên, trên rotor không có cuộn dây. Cấu tạo của rotor đơn giản chỉ là lõi thép được ghép bởi các lá thép mỏng và chia làm các cực đối diện nhau. Equation Chapter (Next) Section 1 Hình 1.1 Cấu trúc động cơ từ trở 8/6 (nguồn [12]) 1.1.2. Nguyên lý hoạt động Hình 1.1 trình bày cấu tạo của động cơ từ trở loại 4 pha 8/6. Trên stator có 4 cặp cực đối diện nhau, lần lượt được quấn quanh bởi các cuộn dây 1-1’, 2-2’, 3-3’, 4-4’. 4
Tùy theo vị trí của cặp cực rotor với cặp cực stator tương ứng mà ta có các vị trí thẳng hàng và không thẳng hàng. Trên Hình 1.1, cặp rotor trùng đúng vị trí của cặp cực stator 1-1’ thì ta gọi rotor đang ở vị trí thẳng hàng so với pha 1-1’ của stator. Ngược lại khi các điểm chính giữa của 2 cặp cực rotor trùng với vị trí của cặp cực 3-3’ và 4-4’ của stator thì ta gọi rotor đang ở vị trí không thẳng hàng. Để động cơ quay, từng cuộn dây pha trên cực stator được cấp điện lần lượt. Giả sử ban đầu, cực rotor ở vị trí thẳng hàng với cực từ pha 1-1’ của stator, ta kích thích dòng điện vào dây quấn pha 2-2’ như Hình 1.1. Lúc này xuất hiện từ trường trong cực từ pha 2-2’, móc vòng qua cực từ rotor, lực từ trường sinh ra mômen kéo rotor quay tới vị trí đồng trục với pha 2-2’. Tiếp đó, ta lại kích thích pha 3-3’, rồi pha 4- 4’, quá trình diễn ra tương tự, động cơ duy trì chuyển động theo chiều kim đồng hồ. 1.1.3. Ƣu điểm, hạn chế của động cơ Động cơ từ trở có các tính năng nổi bật như sau [13]: cấu tạo đơn giản, độ bền cao, động cơ hoạt động ở vùng tốc độ lớn. Rotor không có nam châm vĩnh cửu, không có cuộn dây nên nhiệt độ cho phép của rotor cao hơn các loại động cơ khác. Giá trị của mô men không phụ thuộc chiều dòng điện, vì thế có thể đơn giản hoá bộ biến đổi, giảm chi phí của hệ thống. Ở động cơ từ trở không có hiện tượng quá dòng làm hỏng các van công suất, do đó, bộ biến đổi có độ tin cậy cao. Mô men khởi động lớn, hiệu suất điều khiển tốc độ tốt, không có tác động của dòng điện trong động cơ tại thời điểm khởi động. Mạch từ động cơ làm việc trong cả vùng tuyến tính và bão hoà của đường đặc tính từ B-H, sử dụng tối đa khả năng vật liệu sắt từ, mật độ công suất trên khối lượng lớn. Các vòng dây được quấn riêng biệt trên các cực stator nên khi có sự cố ở một pha thì không gây ảnh hưởng đến các pha khác. Bên cạnh những ưu điểm trên, động cơ từ trở cũng tồn tại những nhược điểm lớn, những nhược điểm này do đặc điểm cấu trúc vốn có của động cơ từ trở tạo nên. Cấu trúc rotor cấu tạo cực lồi làm từ thông động cơ có tính phi tuyến mạnh, khe hở không khí sinh ra giữa rotor và stator lớn làm từ trở lớn, dẫn đến mô men đập mạch lớn. Động cơ có tiếng ồn lớn khi hoạt động làm hạn chế sự phát triển của loại động cơ này trong các ứng dụng đòi hỏi môi trường yên tĩnh như trong bệnh viện, gia đình. Nguồn gốc của tiếng ồn trong động cơ nói chung do nhiều nguyên nhân khác nhau, có thể được phân loại thành bốn nhóm: từ trường, cơ khí, khí động học, điện tử. Tuy nhiên, ở động cơ từ trở, tác giả nhận thấy nguồn gốc chủ yếu gây ra tiếng ồn xuất phát từ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ. Nguyên nhân đầu tiên gây ra tiếng ồn là do mô men đập mạch, sự chênh lệch quá lớn giữa mô men cực đại và mô men cực tiểu khi động cơ hoạt động gây ra tiếng ồn chính, đồng thời làm giảm mô men trung bình. Nguyên nhân thứ hai gây ra tiếng ồn là do lực xuyên tâm [14]. Lực từ trong động cơ từ trở gồm lực tiếp tuyến và lực xuyên tâm. Lực tiếp tuyến là lực có tác dụng làm quay rotor, lực xuyên tâm là lực hút giữa các cực rotor và stator với nhau. Trong động cơ từ trở, lực xuyên tâm luôn lớn hơn nhiều lần so với lực tiếp tuyến, nhưng lực xuyên tâm là đối xứng và bị triệt tiêu (chỉ đúng với khe hở không khí đồng đều). Lực này tác động đến động cơ vì các lực xuyên tâm triệt tiêu lẫn nhau thông qua thân rotor và stator, gây rung động. Hơn nữa, nếu lực hút giữa các cực đối xứng không đều là nguyên nhân làm rotor mất cân bằng. Đây là nguyên nhân chủ yếu gây ra tiếng ồn ở SRM so với các loại động cơ khác. Nguyên nhân thứ 5
ba gây ra tiếng ồn là do gông stator bị rung động ở tần số cao, dẫn đến sự méo, lệch gông stator làm khe hở không khí giữa rotor và stator trở lên không đồng nhất. Rung động ở stator của động cơ từ trở có tần số riêng. Khi một trong những tần số của rung động trùng với tần số riêng của stator, cộng hưởng xảy ra dẫn đến tiếng ồn âm thanh (tần số cộng hưởng có thể lên tới hàng nghìn Hz) [15]. Đồng thời, do tính phi tuyến rất mạnh, nên việc điều khiển cũng như tổng hợp các bộ điều khiển cho động cơ này cũng trở nên khó khăn và trở thành nhược điểm của SRM. 1.2 Phƣơng trình toán học của động cơ Động cơ từ trở có phương trình toán cơ bản giống như các loại động cơ thông thường khác, gồm: phương trình điện áp, phương trình mô men và phương trình cơ. 1.2.1 Phƣơng trình điện áp Khảo sát trạng thái hoạt động của SRM đòi hỏi một mô hình toán học. SRM là đối tượng có tính phi tuyến mạnh, do đó, cần một mô hình phù hợp, đại diện cho sự thiết lập động học trong các điều kiện vận hành khác nhau. Giả sử rằng các pha riêng biệt của động cơ bao gồm: điện trở cuộn dây R, điện cảm L(i, θ), điện áp u cung cấp cho các pha bằng tổng độ sụt áp và đạo hàm từ thông ψ(i, θ), bỏ qua hỗ cảm giữa các pha. Định luật Faraday đưa ra: d (i, )  iR  u (1.1) dt d (i, )  u  Ri  dt với:  (i, )  L(i, )i (1.2) Cấu trúc động cơ từ trở là đối xứng nên từ thông móc vòng tuần hoàn theo chu kỳ 2π/nR (nR là số cực rotor). Do đó, có hai khái niệm cần được phân biệt là góc cơ khí θ và góc điện θs. Góc cơ khí biểu thị góc quay của vị trí rotor, góc điện hiển thị góc tính toán dòng điện và điện áp các pha. Phương trình điện áp có thể viết lại dưới dạng góc điện như sau: d ( s , i) u  Ri  (1.3) dt  Xét động cơ bốn pha, mỗi pha lệch nhau một góc điện là  s  . Bỏ qua hỗ 2nR cảm, hệ phương trình điện áp cho các pha như sau: 6
 d ua  Ria   ( s , ia ) dt  u d  Rib   ((   s ), ib )  b dt  (1.4) u d  Ric   ((  2 s ), ic )  c dt  d ud  Rid   ((  3 s ), id )  dt 1.2.2 Phƣơng trình mô men Theo nguyên tắc của đối năng lượng từ trường, công thức tính mô men động cơ từ trở tại vị trí rotor bất kỳ của một cuộn dây pha như sau: W ' (i, ) T (i, )  (1.5)  với: θ là góc rotor (rad) i là dòng điện pha (A) W’(θ, i) là đối năng lượng từ trường (J) Đối năng lượng từ trường được xác định là vùng diện tích phía dưới đường cong từ hoá như Hình 1.2: i W ( , i)   ( , i)di ' (1.6) 0 Hình 1.2 Biểu đồ phác họa năng lượng từ trường Trong một số trường hợp, bỏ qua ảnh hưởng của sự bão hòa từ và điện cảm không phụ thuộc dòng điện, chỉ phụ thuộc vị trí rotor, mô men được sinh ra: i2 1  T ( , i)   2  0 L( , i)di 2 (1.7) Nếu L thay đổi tuyến tính theo vị trí rotor thì công thức tính mô men như sau: 1 dL( , i) T  i2 (1.8) 2 dt 7
Mô men của động cơ bốn pha bằng tổng mô men các pha Te  Ta  Tb  Tc  Td 1.2.3 Phƣơng trình cơ Theo định lý cân bằng mô men trong động cơ: dm Te  Tl  J  Bm (1.9) dt với: Te là mô men tổng của động cơ (Nm) Tl là mô men tải (Nm) ωm là tốc độ động cơ (rad/s) J là mô men quán tính (kgm2) B là hằng số ma sát 1.3. Các giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở Đặc tính làm việc của động cơ nói chung gồm nhiều loại đặc tính như đặc tính mô men, đặc tính tốc độ, đặc tính dòng điện, đặc tính từ thông hay đặc tính tổn hao,.... Trong các đặc tính làm việc kể trên, đặc tính tổn hao phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu [16]. Đặc tính mô men và đặc tính từ thông không chỉ phụ thuộc cấu trúc động cơ mà còn phụ thuộc vào phương pháp điều khiển. Cả hai đặc tính này được nhiều công trình tập trung nghiên cứu nhằm khắc phục những nhược điểm của SRM như giảm mô men đập mạch, giảm tiếng ồn, cải thiện hiệu suất. Tuy nhiên, đặc tính tốc độ cũng là một trong những đặc tính làm việc quan trọng của động cơ điện nói chung và động cơ từ trở nói riêng. Việc can thiệp nhằm cải thiện đặc tính tốc độ phụ thuộc chủ yếu vào các bộ điều khiển cũng như các phương pháp điều khiển (xét ở góc độ động cơ được chế tạo với các tham số xác lập). Do vậy, các phương pháp để cải thiện các đặc tính làm việc cho SRM tập trung vào giải pháp thay đổi cấu trúc và giải pháp điều khiển. Phần 1.3 của luận án tóm lược các nghiên cứu hiện nay về động cơ từ trở nhằm cải thiện đặc tính làm việc cho động cơ này. 1.3.1. Giải pháp thay đổi cấu trúc động cơ Tài liệu [17] đưa ra một thiết kế mới ở rotor, đó là gắn thêm một cặp nam châm vĩnh cửu (NCVC) ở giữa hai cực rotor, như Hình 1.3a. Nguyên lý hoạt động của SRM này sử dụng nguyên tắc biến các cực stator thành các cực của nam châm (cực bắc, cực nam) cùng và ngược chiều cực với NCVC gắn trên rotor làm thúc đẩy nhanh quá trình hút và đẩy các cực rotor, stator về vị trí thẳng hàng. Trong động cơ này, mô men bao gồm mô men giữa cực stator và NCVC và mô men thông thường tạo ra bởi lực hút giữa cực stator, rotor. Lực điện động của NCVC sẽ đẩy nhanh sự sụt giảm dòng điện, và mô men nghịch đảo trong SRM có thể được giảm. Do đó, mô men của động cơ được cải thiện. Tổn hao nhiệt và sự tăng nhiệt độ của động cơ ở vùng có công suất cao được giảm vì hệ số công suất được cải thiện và dòng điện 8
stator được giảm. Kết cấu này khó đảm bảo độ bền cơ khí khi hai vật liệu là NCVC và thép kỹ thuật điện là khác nhau, nên nghiên cứu bị giới hạn ở tốc độ thấp. a b c Hình 1.3 Một vài cấu trúc rotor (nguồn [17-20]) Thay đổi thiết kế rotor sử dụng các lá thép xếp hướng trục thay vì hướng tâm được đưa ra trong tài liệu [18], [19]. Cấu tạo của rotor với các lá thép hướng trục như ở Hình 1.3b. Động cơ SRM có rotor được cấu tạo từ các lá thép xếp hướng trục, nhằm điều hướng từ thông tập trung, tạo đường từ thông ngắn, giảm đáng kể từ thông tản. Từ đó tăng mô men, cải thiện hiệu suất cho động cơ. Kết cấu rotor của nghiên cứu trên là rất khó thực hiện trong công đoạn ép các lá thép và ghép chúng lại, nên hiện chỉ dừng lại trên nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm trong phòng thí nghiệm. Thiết kế rotor với vật liệu nhôm và sắt từ, cấu trúc mới này được đưa ra trong tài liệu [20]. Động cơ SRM được đề xuất ở đây có rotor được cấu tạo bằng hai loại vật liệu: nhôm và sắt từ như Hình 1.3c. Tác giả công trình nghiên cứu này mong muốn rằng mô men xoắn tăng lên do các cực stator được từ hóa 2 lần so với SRM thông thường. Tổn hao dòng điện xoáy trong khối rotor nhôm cũng ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ và được giảm đáng kể. Từ thông phân bố song song với chu vi của rotor do điện cảm dòng điện xoáy trong rotor tập trung ở phần sắt từ rotor, đường từ thông ngắn và tập trung. Do đó, đặc tính mô men được cải thiện. Hơn nữa, nghiên cứu cũng hy vọng rằng sự rung động và tiếng ồn âm thanh sẽ giảm hơn do lực hút xuyên tâm bị phân tán và nhỏ hơn nhiều so với SRM thông thường vì hầu hết từ thông phân bố theo hướng tròn. Do vật liệu thép từ tính trong cấu trúc của SRM nhỏ, dẫn đến từ trường sinh ra thấp, nên mô men nhỏ và tốc độ của loại động cơ này bị giới hạn. Tài liệu [21] nghiên cứu thiết kế cực rotor có khoét lỗ rỗng trên cực. Hình dáng cấu tạo cực rotor đặc biệt này được khoét lỗ hình chữ nhật xuyên thủng cực rotor (Hình 1.4). Với cấu tạo cực rotor như vậy, tác giả M. Sanada mong muốn giảm được tiếng ồn, giảm lực xuyên tâm, tăng hiệu suất trong động cơ SRM. Tiếng ồn trong SRM do lực xuyên tâm làm biến dạng cực stator. Lực xuyên tâm được tạo ra do các vùng chồng chéo của các cực stator và rotor và mô men được tạo ra tại các cạnh của cực rotor, stator. Việc tạo cửa sổ trong cực rotor với các kích thước khác nhau làm thay đổi hướng tiếp cận của từ thông khi các cực stator và rotor bắt đầu đi qua thẳng hàng nhau, từ đó làm giảm lực xuyên tâm. Dẫn đến giảm tiếng ồn, tăng mô men (do tăng lực tiếp tuyến). Tuy nhiên, đường sức từ ở cực rotor tập trung ở khe hẹp quanh lỗ khoét nên sinh ra tổn hao không đều, độ bền cơ khí khó đảm bảo. 9