Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Mô hình mô phỏng điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu kết hợp điều khiển thông minh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn "Mô hình mô phỏng điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu kết hợp điều khiển thông minh" nhằm nghiên cứu 2 mô hình điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu dùng phương pháp điều khiển PI và FUZZY PI và xây dựng mô hình mô phỏng sử dụng phần mềm Psim.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Mô hình mô phỏng điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu kết hợp điều khiển thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HUỲNH HỒNG VŨ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG ÐIỀU KHIỂN ÐỘNG CƠ ÐỒNG BỘ NAM CHÂM VINH CỬU KẾT HỢP ÐIỀU KHIỂN THÔNG MINH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 S K C0 0 5 9 6 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HUỲNH HỒNG VŨ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU KẾT HỢP ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 1790605 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HUỲNH HỒNG VŨ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU KẾT HỢP ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 1790605 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN PHAN THANH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2018
LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Huỳnh Hồng Vũ. Giới tính: Nam. Ngày, tháng, năm sinh: 25/08/1993. Nơi sinh: Tiền Giang. Quê quán: Tiền Giang. Dân tộc: Kinh. Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Mỹ Thạnh B, Long Tiên, Cai Lậy, Tiền Giang. Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: Fax: E-mail: huynhvu2508@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy. Thời gian đào tạo từ 09/2011 đến 06/ 2015. Nơi học (trường, thành phố): Đại học Công Nghiệp Tp. Hồ Chí Minh . Ngành học: Kỹ thuật Điện – Điện tử. Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: SVPWM VÀ DPWM CHO ĐIỀU KHIỂN PMSM VỚI GIẢI THUẬT V/F Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp:vào 22/06/2015 tại trường Đại học Công Nghiệp Tp. Hồ Chí Minh. Người hướng dẫn: TS. Phạm Công Duy. III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm i
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2018 (Ký tên và ghi rõ họ tên) ii
LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và hoàn thànhluận văn này, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các anh chị và các bạn. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh và các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử đã dạy bảo và tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.  Em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN PHAN THANH giảng viên trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã luôn quan tâm và nhiệt tình hướng dẫn trong suốt quá trình em làm luận văn.  Cuối cùng con xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân luôn động viên, cổ vũ tinh thần và tạo điều kiện để con làm bài luận văn này. Mặc dù em đã cố gắng hết mình, nhưng do nhiều kiến thức còn mới và thời gian có giới hạn nên trong quá trình tìm hiểu, thực hiện gặp rất nhiều khó khăn, nội dung luận văn sẽ không tránh khỏi nhiều sự thiếu sót. Vì vậy em mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô và các bạn để luận văn này được hoàn thiện hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! iii
TÓM TẮT Luận văn này tập trung vào nghiên cứu giải thuật điều khiển tốc độ động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Trong nội dung nghiên cứu của đề tài, 2 phương pháp điều khiển PI và Fuzzy-PI được đưa vào nghiên cứu để điều khiển tốc độ động cơ PMSM. Power Sim (PSIM) được dùng làm công cụ để tiến hành xây dựng giải thuật, mô phỏng mô hình điều khiển động cơ PMSM và đánh giá tính hiệu quả của các phương pháp đề xuất, qua đó tìm ra luật điều khiển tối ưu với giải điều khiển tốc độ rộng và đáp ứng tốt nhất. iv
ABSTRACT This thesis focuses on studying the speed control algorithm for permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive. Two control methods, PI and Fuzzy-PI, are used to process PMSM speed control. Power Sim (PSIM) is used as a tool to build algorithms, simulate the operation of PMSM drive and assess the effectiveness of the proposed method. The purpose of this study is to find out the optimal control rule with wide range of speed control and the best response. v
MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC ................................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................ii LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... iii TÓM TẮT...................................................................................................................... iv MỤC LỤC ..................................................................................................................... vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................... ix DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ...................................................................................... x DANH SÁCH CÁC BẢNG .........................................................................................xii CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ........................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của luận văn ......................................................................1 1.2. Mục tiêu của luận văn ..............................................................................1 1.3. Phương pháp thực hiện luận văn .............................................................1 1.4. Ý nghĩa của luận văn ...............................................................................2 CHƯƠNG 2 ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU ................................. 3 2.1. Giới thiệu chung về động cơ đồng bộ ......................................................3 2.2. Mô hình toán học động cơ PMSM...........................................................6 2.2.1. Nguồn tương đương...................................................................................... 6 2.2.2. Momen điện từ. ............................................................................................ 7 2.2.3. Từ thông móc vòng. ..................................................................................... 8 2.2.4. Mạch tương đương. ...................................................................................... 9 2.2.5. Mô phỏng động học. ................................................................................... 11 2.2.6. Phương trình tính hiệu nhỏ của PMSM. ..................................................... 12 2.2.7. Đánh giá đặc tính điều khiển của PMSM. .................................................. 13 CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC HỆ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PMSM ............................. 16 3.1 Hệ điều khiển dòng điện. .......................................................................16 vi
3.1.1. Khối chuyển đổi Ipark. .................................................................................. 19 3.1.2. Khối chuyển đổi Park. ................................................................................ 20 3.1.3. Khối chuyển đổi Clarke. ............................................................................. 20 3.1.4. Khối tính tốc độ Speed Fr........................................................................... 21 3.1.5. Khối điều chế không gian vector SVPWM. ............................................... 21 3.2 Hệ điều khiển tốc độ. .............................................................................35 3.2.1. Lý thuyết PI. .................................................................................................. 35 3.2.2. Lý thuyết Fuzzy .......................................................................................... 40 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ FUZZY-PI ......................... 44 4.1 Biến đầu vào và ra. ................................................................................44 4.2 Luật Fuzzy. ............................................................................................ 49 CHƯƠNG 5: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSIM VÀ CÁC THƯ VIỆN LIÊN QUAN ........................................................................................................................... 50 5.1. Giới thiệu phần mềm Psim.........................................................................50 5.2. Thư viện phần mềm Psim. .........................................................................50 CHƯƠNG 6: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ PMSM TRONG PSIM ............................................................................................................................. 55 6.1. Phần công suất. ..........................................................................................55 6.2. Phần điều khiển. .........................................................................................56 6.2.1. Khối chuyển đổi Clarke. ................................................................................ 56 6.2.2. Khối chuyển đổi Park. ................................................................................... 57 6.2.3. Khối chuyển đổi Ipark. .................................................................................. 58 6.2.4. Khối không gian vector SVPWM. ................................................................. 59 6.2.4. Khối tính toán tốc độ. .................................................................................... 60 6.2.5. Khối PI. .......................................................................................................... 60 6.2.5. Khối Fuzzy PI. ............................................................................................... 61 CHƯƠNG 7: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ........................................................................ 62 vii
7.1. Động cơ chạy không tải. ............................................................................62 7.2. Động cơ mang tải 0.5Nm. ..........................................................................63 7.3. Động cơ mang tải 1Nm. .............................................................................65 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ............................................. 68 8.1. Kết luận. .....................................................................................................68 8.2. Hướng phát triển. .......................................................................................68 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 69 PHỤ LỤC: .................................................................................................................... 70 viii
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor FOC: Field Oriented Control SVPWM: Space Vector Pulse Width Modulation ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1: Cấu tạo động cơ PMSM ............................................................................5 Hình 2.2: Ứng dụng động cơ PMSM [1] ...................................................................6 Hình 2.3: Mạch tương đương của PMSM bỏ qua tổn thất lõi. ..................................9 Hình 2.4: Mạch tương đương trạng thái ổn định với tổn thất lõi của PMSM. ........10 Hình 2.5: Sơ đồ khối của PMSM. ...........................................................................11 Hình 3.1: Giải thuật điều khiển dòng. .....................................................................19 Hình 3.2: Minh họa khối Ipark. ...............................................................................19 Hình 3.3: Khối chuyển đổi tọa độ Park. ..................................................................20 Hình 3.4: Khối chuyển đổi tọa độ Clarke. ............................................................... 20 Hình 3.5: Minh họa khối Speed Fr. .........................................................................21 Hình 3.6: Đóng cắt bằng phương pháp SVPWM. ...................................................22 Hình 3.7: Vị trí các khóa điện. ................................................................................27 Hình 3.8: Vector Vref trong hệ tọa độ α, β ............................................................... 28 Hình 3.9: Xác định thời gian làm việc cho các vector. ...........................................29 Hình 3.10: Phân vùng làm việc trong một chu kỳ. ..................................................32 Hình 3.11: Thời gian làm việc của từng khóa điện 𝑆1, 𝑆2, 𝑆3, 𝑆4, 𝑆5, 𝑆6. ...........34 Hình 3.12: Giải thuật điều khiển tốc độ. .................................................................35 Hình 3.13: Bộ điều khiển PI. ...................................................................................35 Hình 3.14: Khâu tỉ lệ KP. .........................................................................................37 Hình 3.15: Khâu tích phân KI. .................................................................................39 Hình 3.16: Bộ điều khiển Fuzzy. .............................................................................40 Hình 3.17: Biến ngôn ngữ. ......................................................................................42 Hình 3.18: Thiết kế bộ giải mờ................................................................................43 Hình 4.1: Cấu trúc bộ điều khiển Fuzzy PI. ............................................................ 44 Hình 4.2: Thông số ngõ vào sai số e(t). ...................................................................45 Hình 4.3: Thông số ngõ vào vi phân sai số de(t). ....................................................46 Hình 4.4: Thông số ngõ ra KP..................................................................................47 Hình 4.5: Thông số ngõ ra KI. .................................................................................48 Hình 5.1: Ký hiệu điện trở, tụ điện, IGBT, động cơ PMSM trong Psim ................51 Hình 5.2: Ký hiệu Unit Delay trong Psim ............................................................... 51 x
Hình 5.3: Ký hiệu Zero-Order-Hold trong Psim .....................................................51 Hình 5.4: Ký hiệu Proportional block trong Psim ...................................................51 Hình 5.5: Ký hiệu Comparator trong Psim .............................................................. 52 Hình 5.6: Ký hiệu Multiplexer (2-input) trong Psim...............................................52 Hình 5.7: Ký hiệu Multiplexer (8-input) trong Psim...............................................53 Hình 5.8: Ký hiệu Limiter trong Psim .....................................................................53 Hình 5.9: Ký hiệu Sum, Multiplier, Divider trong Psim .........................................53 Hình 5.10: Ký hiệu Sine (in rad), Cos (in rad) trong Psim......................................54 Hình 5.11: Ký hiệu C Block trong Psim..................................................................54 Hình 5.12: Ký hiệu 3-phase PWM F28335 trong Psim ..........................................54 Hình 6.1: Lưu đồ giải thuật xây dựng trong Psim. ..................................................55 Hình 6.2: Khối mô phỏng công suất. .......................................................................55 Hình 6.3: Khối chuyển đổi Clark. ...........................................................................57 Hình 6.4: Khối chuyển đổi Park. .............................................................................57 Hình 6.5: Khối chuyển đổi Ipark. ............................................................................58 Hình 6.6: Khối SVPWM. ........................................................................................59 Hình 6.7: Khối tính toán tốc độ. ..............................................................................60 Hình 6.8: Khối điều khiển PI. ..................................................................................60 Hình 6.9: Khối điều khiển Fuzzy PI. .......................................................................61 Hình 7.1: Đáp ứng tốc độ và dòng điện của PI và Fuzzy PI (300rpm). ..................62 Hình 7.2: Đáp ứng tốc độ và dòng điện của PI và Fuzzy PI (1200rpm). ................63 Hình 7.3: Đáp ứng tốc độ và dòng điện của PI và Fuzzy PI (300rpm, 0.5Nm). .....64 Hình 7.4: Đáp ứng tốc độ và dòng điện của PI và Fuzzy PI (1200rpm, 0.5Nm). ...65 Hình 7.3: Đáp ứng tốc độ và dòng điện của PI và Fuzzy PI (300rpm, 1Nm). ........66 Hình 7.4: Đáp ứng tốc độ và dòng điện của PI và Fuzzy PI (1200rpm, 1Nm). ......67 xi
DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3.1: Bảng Ipark. .............................................................................................. 19 Bảng 3.2: Bảng Park. ............................................................................................... 20 Bảng 3.3: Bảng Clark. ............................................................................................. 21 Bảng 3.4: Bảng Speef Fr. ........................................................................................21 Bảng 3.5: Tính toán các Vector. ..............................................................................23 Bảng 3.6: Thời gian mở các van. .............................................................................31 Bảng 3.7: Thời gian đóng mở S1, S2, S3, S4, S5, S6. ................................................33 Bảng 4.1: Ngõ vào e(t). ...........................................................................................45 Bảng 4.2: Ngõ vào de(t). .........................................................................................46 Bảng 4.3: Ngõ ra KP. ............................................................................................... 47 Bảng 4.4: Ngõ ra KI. ................................................................................................ 48 Bảng 4.5: Luật KP. ...................................................................................................49 Bảng 4.6: Luật KI.....................................................................................................49 xii
CHƯƠNG 1TỔNG QUAN 1.1. Tính cấp thiết của luận văn Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) chủ yếu được sử dụng trong các loại động cơ có hiệu năng và hiệu quả cao như sử dụng trong đường sắt. PMSM có các đặc điểm phù hợp với động cơ kéo nhỏ gọn, nhẹ và hiệu quả hơn động cơ không đồng bộ. Hiện tại ở Việt Nam cũng đang triển khai hệ thống đường sắt cao tốc như tuyến Metro Bến Thành -Suối Tiên, Bến Thành - Tân Kiên, Thạnh Xuân (quận 12) - Khu đô thị Hiệp Phước, Cầu Sài Gòn - bến xe Cần Giuộc, Cát Linh - Hà Đông...Với xu hướng phát triển như hiện tại thì PMSM chắc chắn sẽ được ứng dụng. Vấn đề bảo trì và nâng cấp hệ thống sẽ được đặt ra. Cuộc vận động nghiên cứu khoa học, làm chủ công nghệ của Đảng và Nhà nước ngày càng được đẩy mạnh. Cũng như các hệ thống điều khiển khác, chất lượng các hệ điều khiển truyền động điện phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của các bộ điều khiển. Các bộ điều khiển phải tạo ra phạm vi điều khiển rộng. Với mong muốn tìm hiểu sâu về lĩnh vực truyền động điện xoay chiều và thực trạng xây đang xây dựng tuyến Metro ở nước ta, em chọn đề tài “Mô Hình Mô Phỏng Điều Khiển Động Cơ Đồng Bộ Nam Châm Vĩnh Cữu Kết Hợp Điều Khiển Thông Minh” cho luận văn này. 1.2. Mục tiêu của luận văn Nghiên cứu 2 mô hình điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu dùng phương pháp điều khiển PI và FUZZY PI và xây dựng mô hình mô phỏng sử dụng phần mềm Psim. 1.3. Phương pháp thực hiện luận văn Thu thập tài liệu từ các bài báo liên quan. Khảo sát mô hình động học, mô hình hóa và mô phỏng cấu trúc điều khiển động cơ PMSM. 1
1.4. Ý nghĩa của luận văn Là tài liệu tham khảo hữu ích cho những ai quan tâm đến phương pháp điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Luận văn là tài liệu tham khảo chuyên sâu cho các sinh viên, các nhà nghiên cứu và phục vụ cho công tác giảng dạy chuyên ngành. 2
CHƯƠNG 2ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU 2.1. Giới thiệu chung về động cơ đồng bộ Động cơ đồng bộ là động cơ có tốc độ quay của rotor bằng với tốc độ quay của từ trường. Tốc độ quay của động cơ không đổi khi tải thay đổi và chỉ phụ thuộc vào tần số của nguồn cung cấp cho động cơ và số đôi cực của động cơ. Tốc độ của động cơ được xác định bởi công thức sau: 60𝑓 𝑛= 𝑝 Trong đó: n là tốc độ quay của rotor (vòng/phút) f là tần số của nguồn điện (Hz) p là số cặp cực của động cơ Nguyên lý làm việc: Momen của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu dược sinh ra do sự tương tác giữa 2 từ trường quay, một từ trường được tạo nên do dòng điện trong dây quấn 3 pha của statorvà từ trường thứ hai docác thanh nam châm vĩnh cửu gắn lên bề mặt của rotor. Động cơ đồng bộ được sử dụng nhiều trong thực tế sản xuất vì có những đặc điểm vượt trội như hiệu suất, hệ số công suất cao so với các động cơ khác...động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) là một dạng động cơ đồng bộ tiêu biểu (đây là đối tượng nghiên cứu chính của luận văn). Hiện nay, động cơ PMSM được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và dân dụng vì có nhiều ưu điểm mà các loại động cơ khác không làm được: • Sử dụng động cơ PMSM sẽ giúp tiết kiệm năng lượng điện tiêu thụ (từ 30- 50% năng lượng) • Không cần bảo trì thường xuyên so với các động cơ khác (không có chổi than) 3
• Động cơ nhõ, trọng lượng nhẹ nên tiết kiệm được không gian phù hợp với tiêu chí thiết kế nhỏ ngày nay • Độ rung và tiếng ồn thấp trong quá trình làm việc • Tỏa nhiệt thấp giúp an toàn trong các môi trường làm việc dễ cháy nổ Tuy nhiên động cơ PMSM thường có 2 khuyết điểm chính là: giá thành nam châm vĩnh cửu cao nên giá động cơ đắt so với động cơ cùng loại và hoạt động trong tầm nhiệt độ thấp hơn so với động cơ dây quấn do khả năng khử từ của nam châm vĩnh cửu. Động cơ PMSM có hai loại chính là: động cơ cực lồi SPM (Surface Permanent Magnet) chiếm tỉ lệ cao trong công nghiệp 95% (là loại động cơ sử dụng trong luận văn) và động cơ cực ẩn IPM (Interior Permanent Magnet). Cấu tạo động cơ PMSM gồm 2 thành phần chính là: Stator và rotor ❖ Starto của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu gồm hai bộ phận chính là: lá thép và dây quấn ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy. • Lõi thép startor gồm các lá thép kỹ thuật điện (tôn silic 0.5mm), 2 mặt được phủ một lớp sơn cách điện được dập rãnh bên trong sau đó được ghép lại với nhau tạo thành hình trụ, bên trong mặt tạo thành các rãnh theo hướng trụ để đặt dây quấn sau này. Lõi thép stator được đặt cố định trong thân máy . • Thân máy phải được thiết kế sao cho hình thành một hệ thống thông gió để làm mát tốt nhất cho máy. • Nắp máy thường được chế tạo từ gang đúc, thép tấm hoặc nhôm đúc. ❖ Rotor động cơ PMSM cực lồi SPM: thường có tốc độ quay thấp nên đường kính rotor lớn, trong khi chiều dài động cơ lại ngắn. Rotor thường là đĩa nhôm hay nhựa trọng lượng nhẹ có độ bền cao. Các nam châm được gắn chìm trong đĩa này. ❖ Rotor động cơ PMSM cực ẩn IPM: thường làm bằng thép hợp kim chất lượng cao, được rèn thành khối trụ sau đó gia công phay rãnh để đặt các thanh nam châm. Khi các thanh nam châm ẩn trong rotor thì có thể đạt được 4
cấu trúc cơ học bền vững hơn, kiểu này thường được sử dụng trong các động cơ tốc độ cao. Tốc độ loại này thường cao nên để hạn chế lực ly tâm rotor thường có chiều dài lớn. Trục Rotor Lõi Rotor Nam châm vĩnh cửu Khe hở không khí Dây quấn Stator Lõi Stator Hình 2.1: Cấu tạo động cơ PMSM Trong các máy điện nam châm vĩnh cửu trước kia trên stator thường có các răng, ngày nay stator thường chế tạo không răng, dây quấn stator được chế tạo bên ngoài sau đó được lồng vào và định vị trong stator. Máy điện như vậy sẽ ổn định ở tốc độ thấp và tổn thất giảm, tăng được không gian cho dây quấn stator, nên có thể sử dụng dây quấn có tiết diện lớn hơn và tăng dòng điện định mức của máy điện, do đó công suất của máy tăng. Nhưng khe hở không khí lớn gây bất lợi nên phải chế tạo rotor có đường kính lớn hơn và có bề mặt nam châm lớn. Máy điều hòa không khí: Động cơ PMSM được dùng làm máy nén khí của máy điều hòa không khí để làm tăng hiệu suất. Ngoài ra, trong môi trường làm việc của máy nén khí động cơ tiếp xúc với nhiều dầu nhờn, cảm biến vị trí không được sử dụng nên động cơ PMSM là một giải pháp tối ưu nhất. Với các dòng máy điều hòa inverter tiết kiệm điện (30-50%) của các hãng 5