Thiết kế động cơ phòng nổ hiệu suất cao tốc độ 3.000 vòng phút sử dụng cho quạt gió cục bộ trong khai thác mỏ hầm lò

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mức độ tiêu thụ điện năng của khâu thông gió mỏ nói chung và quạt thông gió cục bộ nói riêng chiếm tỷ trọng lớn trong toàn mỏ. Việc tiết kiệm điện năng cho quạt thông gió cục bộ đưa đến việc giảm thiểu điện năng tiêu thụ chung của toàn bộ xí nghiệp mỏ là một trong những yêu cầu cần thiết. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ nam châm vĩnh cửu (NCVC) đất hiếm với mật độ từ trường cao, động cơ đồng bộ NCVC khởi động trực tiếp (LSPMSM) cũng đang nổi lên như một giải pháp thay thế từng phần cho động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc (IM) để tiết kiệm năng lượng. Bài báo tính toán thiết kế LSPMSM 15 kW, 660/1.140 VAC, 3 pha, tốc độ 3.000 vòng/phút, từ đó mô phỏng khảo sát đặc tính làm việc của LSPMSM với tải định mức của quạt thông gió mỏ, làm tiền đề thay thế IM trong thực tế. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài viết tại đây.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế động cơ phòng nổ hiệu suất cao tốc độ 3.000 vòng phút sử dụng cho quạt gió cục bộ trong khai thác mỏ hầm lò

DOI: 10.31276/VJST.64(10DB).43-45 Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Kỹ thuật cơ khí, chế tạo máy Thiết kế động cơ phòng nổ hiệu suất cao tốc độ 3.000 vòng/phút sử dụng cho quạt gió cục bộ trong khai thác mỏ hầm lò Đỗ Như Ý1*, Đỗ Anh Tuấn2, Lê Anh Tuấn3, Lưu Văn Uy4 1 Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2 Trung tâm Công nghệ Laser, Viện Ứng dụng Công nghệ 3 Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 4 Trường Cao đẳng Việt - Hàn Quảng Ninh Ngày nhận bài 4/7/2022; ngày chuyển phản biện 6/7/2022; ngày nhận phản biện 28/7/2022; ngày chấp nhận đăng 3/8/2022 Tóm tắt: Mức độ tiêu thụ điện năng của khâu thông gió mỏ nói chung và quạt thông gió cục bộ nói riêng chiếm tỷ trọng lớn trong toàn mỏ. Việc tiết kiệm điện năng cho quạt thông gió cục bộ đưa đến việc giảm thiểu điện năng tiêu thụ chung của toàn bộ xí nghiệp mỏ là một trong những yêu cầu cần thiết. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ nam châm vĩnh cửu (NCVC) đất hiếm với mật độ từ trường cao, động cơ đồng bộ NCVC khởi động trực tiếp (LSPMSM) cũng đang nổi lên như một giải pháp thay thế từng phần cho động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc (IM) để tiết kiệm năng lượng. Bài báo tính toán thiết kế LSPMSM 15 kW, 660/1.140 VAC, 3 pha, tốc độ 3.000 vòng/phút, từ đó mô phỏng khảo sát đặc tính làm việc của LSPMSM với tải định mức của quạt thông gió mỏ, làm tiền đề thay thế IM trong thực tế. Từ khóa: động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp, động cơ không đồng bộ, nam châm vĩnh cửu. Chỉ số phân loại: 2.3 Đặt vấn đề Design of high-performance explosion Quạt thông gió cục bộ là phụ tải loại 1 trong khai thác mỏ hầm lò. proof motor of 3,000 rpm for local exhaust Để đảm bảo an toàn trong khai thác mỏ, quạt thông gió cục bộ làm ventilation in underground mining việc liên tục không nghỉ kể cả ngày lễ. Mức độ tiêu thụ điện năng của khâu thông gió mỏ nói chung và quạt thông gió cục bộ nói riêng chiếm Nhu Y Do1*, Anh Tuan Do2, Anh Tuan Le3, Van Uy Luu4 tỷ trọng lớn trong toàn mỏ. Việc tiết kiệm điện năng cho quạt thông Hanoi University of Mining and Geology 1 gió cục bộ sẽ giúp giảm thiểu điện năng tiêu thụ chung của toàn bộ xí 2 National Center for Laser Technology, National Center for nghiệp mỏ [1]. Đây là một trong những yêu cầu cần thiết trong khai Technological Progress thác mỏ hiện nay . 3 Hanoi University of Industry Đặc trưng của quạt thông gió cục bộ là khi khởi động không cần 4 Vietnam - Korea College of Quang Ninh mômen khởi động lớn. Đây là một đặc điểm quan trọng để có thể thay Received 4 July 2022; accepted 3 August 2022 thế các loại IM truyền thống bằng việc sử dụng các loại động cơ thế hệ Abstract: mới hiệu suất cao nhằm mục tiêu tiết kiệm năng lượng. Sự phát triển The power consumption of mine ventilation in general and local nhanh chóng của công nghệ NCVC đất hiếm với mật độ từ trường exhaust ventilation in particular accounts for a large proportion cao, tích số năng lượng lớn như chủng loại nam châm Neodimium… of the whole mine. Saving energy for the local exhaust ventilation đã khiến LSPMSM nổi lên như một giải pháp thay thế từng phần cho that leads to the reduction of the overall power consumption of the động cơ không đồng bộ IM và phù hợp với các loại tải như quạt gió entire mining enterprise is one of the necessary requirements. With cục bộ trong khai thác mỏ [2]. the rapid development of rare earth, permanent magnet technology with high magnetic field density, line-start permanent magnet Đối với LSPMSM, mặc dù được khẳng định là động cơ có hiệu synchronous motor (LSPMSM) is becoming a suggestion of partially suất, hệ số công suất cao, mật độ mômen lớn [3-5], nhưng nếu thiết kế replacing for squirrel cage induction motors (IM) to save energy. không tốt thì các thông số vận hành sẽ không đảm bảo, thậm chí không The present results are a calculation of designing for the LSPMSM đạt được các tiêu chuẩn của IM [6]. Bài báo thiết kế khảo sát mô of 15 kW, 660/1,140 VAC, 3 phases, 3,000 rpm, and simulation of phỏng LSPMSM 15 kW, 660/1.140 VAC, 3 pha, tốc độ 3.000 vòng/ operating characteristics of the LSPMSM with the rated load of the phút và trình bày ứng dụng FEM trong đánh giá giải pháp thiết kế. exhaust ventilation of mine to replace the IM in practice. Keywords: induction motor, line-start permanent magnet Thiết kế LSPMSM, 15 kW, 3.000 vòng/phút synchronous motor, permanent magnet. LSPMSM bản chất là sự cải tiến từ động cơ đồng bộ NCVC Classification number: 2.3 và động cơ không đồng bộ. Nói cách khác, là sự lai tạp giữa động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ bằng cách đặt các thanh * Tác giả liên hệ: Email: donhuy.humg@gmail.com 64(10ĐB) 10.2022 43
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Kỹ thuật cơ khí, chế tạo máy NCVC vào IM. Do vậy, LSPMSM ngoài sở hữu ưu điểm của động Thông thường, để đảm bảo tối ưu trong thiết kế, chế tạo, cũng cơ đồng bộ NCVC, còn có ưu điểm của IM là khả năng tự khởi như lắp ráp NCVC trong LSPMSM, độ dày của NCVC thường động trực tiếp [3, 7]. trong khoảng giá trị 5-6 mm [4]. Từ đó, có thể xác định được thông Cấu hình LSPMSM số kích thước của NCVC có giá trị tương ứng: h=5,5 mm và b=40 mm. Thông số NCVC trong LSPMSM được thể hiện ở hình 2. Bảng 1. Thông số của LSPMSM. Tham số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Đường kính ngoài stator Din 245 mm Đường kính trong stator Dout 152 mm Vật liệu thép stator Steel 1008 Số rãnh stator Z1 36 Rãnh Chiều dài khe hở không khí g 0,5 mm Điện áp nguồn cấp Uđm 660/1.140 V Tần số nguồn cấp f 50 Hz Stator: LSPMSM điển hình có cấu tạo stator giống động cơ không đồng bộ. LSPMSM trong bài báo có thông số như ở bảng 1. Kích thước IM được thể hiện ở hình 1. Hình 2. Thông số NCVC trong LSPMSM 15 kW, 3.000 vòng/phút [2]. Ứng dụng FEM đánh giá giải pháp thiết kế Để đánh giá sự phù hợp của thông số NCVC đã được tính toán cho của phương trình Poisson viết cho trường điện từ của mô hình đ của phương trình Poisson viết cho trườngcủa điện LSPMSM, phương từ của trình mô cần Poisson phải động hình khảocho viết sát cơtrường phân điện.điện bố Mô điện từhình của từ mô trường hình cũng động như cơ điện. đặcMô tínhhình của phương trình Poisson làm việc viết của cho trường động cơ. này Phân đượcđiện bố từ xây từ củadựng trường môtrong hình dựamạch động trên từ cơvàđiện. định luật Mô không Maxwell gian hình - Ampe. Ph này được xây của dựngphương dựa trình trên Poisson định luật của viết này Maxwellcủa cho được phương phương trường xây -trình Ampe. dựng trình điện Poisson dựa từ Poisson Phương trênviết của định mô viếtcho trìnhhình luậtcho Maxwell trường động Maxwell trường cơđiện - điện.Ampe. điện -điện. từ của từPhương Mô của môhình mô hìnhtrình hìnhđộng Maxwellđộng cơ điện. - điện. cơ Mô Mô hìnhhì của phương trình này được Poisson viết cho xung trường quanh điện cơ cấu từ điệncủa từ mô là hình nghiệm động của cơphương Mô trình hình Poisson viết cho của phương trìnhxây Poisson dựngviết dựacho trên trường địnhđiện luật Faraday từMaxwell củaviết mô hình cho - Ampe. động cơPhương trường hợp điện. củaMô trình động hìnhcơ Maxwell điện ở trạng - thái xác lậ Faraday viết này được này Faraday nàyđược ở được trường viết xây cho điện xây trường dựng từ xác dựng của hợp dựa mô--dựa củatrên hình độngtrên định động cơ định điện cơ luật điện. ởluật trạng Maxwell Mô thái Maxwell hình xác - này lập- như Ampe. --sau Ampe. được Phương xây [2,Phương 6]: trìnhtrình dựng Maxwell Maxwel - cho nàytrường được xây hợp dựng xây của dựngđộng dựa dựacơ trên trên điện định định trạng luật luật Maxwell thái Maxwell lập Ampe. như cơAmpe. sau Phương [2, ở Phương 6]: tháitrình trình Maxwell Maxwell này Faradayđược xâyviết dựng cho dựa trường dựa trên trên hợp định định của luật củaluật động Maxwell Maxwell phương điện - - Ampe. trình Ampe. trạng Poisson Phương Phương viết xáctrình trình cholập như Maxwell Maxwell trường sau 𝛻𝛻điện[2, ⃗6]: ×- Faraday - 𝐻𝐻 từ =của 𝐽𝐽 mô hình động c Faraday Faraday =Faraday viếtcơ viết cho chotrường ởởtrường hợpthái hợp của của động × 𝐻𝐻⃗lập động =cơ điện cơsau điện ở[2, trạng ở6]: trạng tháithái xác xác lập lập nhưnhư sau (1) sau [2, 6]: [2, 6]: Faradayviết viết cho chotrường trường 𝛻𝛻 hợp hợp × ⃗ của 𝐻𝐻 của 𝐽𝐽động viếtđộng cho cơtrường điện điệncơhợp trạng trạng thái𝛻𝛻xác xác lập như 𝐽𝐽như (1) sauthái [2, 6]: Faraday viết cho của trường phương hợptrình củaPoisson động nàyviết điện 𝛻𝛻của được × cho trong ở𝐻𝐻 động ⃗trạng =đó: trường xây 𝐽𝐽cơthái dựng ⃗điện 𝐻𝐻 xác :điện cường ởlập dựa trạng từ như củađộ trên sau mô từđịnh xác [2, hình trường lập luật như 6]:động (H/m); Maxwell sau cơ [2,điện. 𝐽𝐽 :6]:mật - (1) Mô Ampe. độ hình dòngPhương điện 𝐻𝐻⃗××: 𝐻𝐻 ⃗dòng (H/m);𝛻𝛻 𝐽𝐽×: 𝛻𝛻 𝐻𝐻⃗ ×= ⃗ 𝐽𝐽dòng 𝐻𝐻 = 𝐽𝐽 điện một (1) ( Hình 1. Kích thước IM 15 trong kW đó: tốc độ ⃗ : 3.000 𝐻𝐻 cườngvòng/phútđộ từ trường [2]. (H/m);trong 𝐽𝐽 : mật đó:𝛻𝛻𝛻𝛻độ cường 𝐻𝐻⃗ 𝛻𝛻 = = × 𝐽𝐽𝐽𝐽độ điện ⃗ 𝐻𝐻 từ trường = một 𝐽𝐽 chiều chảy mật trong độ (1) (1) chiều chảy trong (1) (1) trong đó: này𝐻𝐻 ⃗ được : cường xâyđộdựng từ trường dựa Faraday trên (H/m); cuộn định viết dây 𝐽𝐽 luật : cho mật nam Maxwell trường độ châm dòng hợp điện- điệnAmpe. của (A/m một động 2Phương ).chiều cơ điện trình chảyở trạng Maxwell trong thái xác -lập như ⃗𝐻𝐻 trong cuộn trong trong đó: dây đó: nam⃗ : cường đó: 𝐻𝐻 ⃗ 𝐽𝐽: :cường châm 𝐻𝐻 cường điện độ(A/m độ độtừ từ 2 trường ).từtrường trường (H/m); (H/m); (H/m); 𝐽𝐽: mật mật𝐽𝐽: chảy độ mật độdòng dòng độ điện dòng điện một điện chiều một mộtchiều chiều chảychảy trong tro Cấu hình rotor: Rotorcuộn của LSPMSM dây namtrong châm trong tương đó:điện đó: tự𝐻𝐻 trong ⃗IM :(A/m : cuộn là 2nó cường cường đó: ⃗ có ).𝐻𝐻 độ : độcườnglồng từtừ trường trường độ từ (H/m); (H/m); trường 𝐽𝐽 (H/m); : mật mật 𝐽𝐽 độ :độ mật dòng dòng độ điện điện dòng một một điện chiều mộtchiều chiều chảy chảy trong trong trong dây Faraday nam châm viếtchảy cho điện trường trong (A/m cuộn 2 hợp ). dâycủa nam động châm Cường cơ2điện điện độ(A/m ởtừtrạng ). 2trường thái𝐻𝐻 ⃗xác 𝛻𝛻có × lập ⃗ như liên 𝐻𝐻 = hệ 𝐽𝐽 sau mật với [2, 6]: độ từ thông ⃗ th 𝐵𝐵 sóc. Tuy nhiên, LSPMSM khác biệt socuộn với động cơ IM ở chỗ nó (A/m cócuộncuộn 22).dây Cườngdây nam 2từnam châm từ châm điện điện 𝐻𝐻⃗(A/m (A/m 2 ).thức ). mật độ từ thông 𝐵𝐵⃗ theo biểu thức sau: Cườngcuộn độ từdây dây nam trường nam𝐻𝐻 cuộn châm ⃗châm dây cónam điện liênđiện hệ(A/m châm với điện mật).(A/m độ ). độ thông trường ⃗ theo 𝐵𝐵 cóbiểu liên hệ với ⃗ độ=sau: gắn thêm các thanh NCVC trong lõi thép rotor. Khi tính toán Cường thiếtđộ từ trường Cường𝐻𝐻 ⃗ độ có từliên trong trường hệ với đó: 𝐻𝐻⃗ 𝛻𝛻: có mật × liên cường 𝐻𝐻 hệ từ𝐽𝐽 với độ thôngtừmật trường ⃗độtheo 𝐵𝐵 từ(H/m); biểu thức thông ⃗𝐽𝐽:= 𝐵𝐵 theo mậtsau: biểu 𝜇𝜇độ ⃗ 𝑟𝑟 𝐻𝐻dòng (1) một c điện Cường của độ phương từ trường trình ⃗ ⃗ 𝐻𝐻Poissoncó Cường liên ⃗ ⃗ hệ viếtCường với độ cho từ mậtđộtrường trường từđộ trường từ điện 𝐻𝐻⃗ có thông 𝐻𝐻 từ ⃗𝐵𝐵⃗ liên có =⃗ của 𝐵𝐵 liên theo 𝜇𝜇 hệ 𝜇𝜇 mô ⃗ ⃗ 𝐻𝐻vớihệ biểu hình với mật thứcđộngmật độthức từ sau: độ cơthông từ điện. thông ⃗Mô 𝐵𝐵 theo⃗𝜇𝜇hình 𝐵𝐵 0theobiểu biểu (2) thứcthức sau:sau: ong lõi thép rôto.kếKhi NCVC tính đặc toánbiệt thiếtlạikếcàng NCVC khóđặc khăn biệtđối lạivới loạikhó Cường càng độngđộkhăn từcơtrường Cường có đối độ 𝐵𝐵 = tốc từ ⃗ trường 𝜇𝜇𝐻𝐻0 𝜇𝜇có thức 𝐻𝐻liên 𝐻𝐻 có sau:hệ liên với hệmật với độ mật từ độ thông từ thông⃗ 𝐵𝐵 theo 0 𝐵𝐵 𝑟𝑟 theo biểu (2) biểu thức sau: sau: trong đó: 𝐻𝐻 ⃗ : cường độ cuộn 𝑟𝑟 từ trường 𝐵𝐵⃗dâytrong= nam 𝜇𝜇0(H/m); đó: 𝜇𝜇 𝑟𝑟 châm 𝐻𝐻⃗ 𝜇𝜇0 :𝐽𝐽độ :điệnmật từ (A/m độ dòng thẩm 2 ). chân của điện không; một chiều 𝜇𝜇𝑟𝑟 : độ chảy (2)từ trong thẩm tương đ độ cao 3.000 vòng/phút. này được chân xây dựng trong dựa đó:từ ⃗𝐵𝐵 trên ⃗𝜇𝜇0= : độ 𝜇𝜇𝜇𝜇định từ thẩm ⃗𝜇𝜇𝜇𝜇tương ⃗𝐻𝐻 𝜇𝜇 0của luật ⃗chân Maxwell không; - 𝐵𝐵 ⃗𝜇𝜇Ampe. 𝑟𝑟=: 𝐵𝐵 ⃗độ𝜇𝜇= 0từ𝜇𝜇 𝜇𝜇thẩm Phương 𝑟𝑟 𝐻𝐻 ⃗ 𝐻𝐻 0 𝜇𝜇𝑟𝑟 tương ⃗ trình đối(2) của môi trường Maxwell - dẫn (2) ( động cơ có tốc độ cao 3.000 vòng/phút. trong đó: 𝜇𝜇0 : độ từ thẩm của trong đó: không; cuộn 𝜇𝜇0 :dây độ từ 𝜇𝜇 𝑟𝑟 : độ 𝐵𝐵 nam thẩm châm thẩm = củađiện 00𝐵𝐵 chân 𝑟𝑟= 𝐻𝐻 ⃗ 𝑟𝑟 (A/m không; 𝜇𝜇đối 𝑟𝑟2 𝐻𝐻 của ). 𝜇𝜇𝑟𝑟 : độ môi độ từ trường từ trường thẩm tương dẫn ⃗ có đối (2) (2) (2) từ. Cường 𝐻𝐻 liêncủa hệ với môimật trường độ từ dẫn thông 𝐵𝐵 ⃗ theo biể trong 𝜇𝜇đó: μkhông; từtừ𝑟𝑟thẩm của chân không; 𝜇𝜇𝑟𝑟μ:môi : 𝑟𝑟độ từthẩm thẩm tương đối đối iệc tính toán NCVC Việc khôngtính tốt toán NCVC không tốtviệcsẽtrong gây khó 𝜇𝜇khăn cho việc gia 𝜇𝜇Faraday trong từ.trong đó: đó: : 𝜇𝜇độ :động từ độthẩm thẩm của củachân chân không; không; độ : từ độ từ thẩm tương tương 6]:đối của của môimôi trường trường dẫnd sẽ gây khótừ. khăn cho gia đó: trong đó:trong công ::độ chế 00 độ từ. đó: tạo,từtừ𝜇𝜇viết thẩm: độ thẩm hiệu 0 cho từ của của trường thẩm chân chân của hợp không; không; chân 0của 0𝜇𝜇0𝜇𝜇 𝑟𝑟𝑟𝑟:: độ độ𝜇𝜇⃗cơ từ:thẩm điện độ thẩm từ ởtương thẩm tươngtrạng tương đốithái đối của xác đối của của môilập r𝜇𝜇 như môi trường trường sau trường dẫn ⃗được [2, dẫn dẫn công chế tạo, hiệu suất của động cơ thấp, động cơ Cường môi độ trường từ trường dẫn từ. 𝐻𝐻 có liên hệ Trong với mật trường độ từ điện thông từ, ⃗ 𝐵𝐵⃗ 𝐵𝐵 theo biểu tính ⃗ toánthức sau: qua đại lượng vec từ. từ.không khởi độngtừ. từ. Trong trường 𝛻𝛻điện ⃗ được × 𝐻𝐻 ⃗ = từ, 𝐵𝐵⃗từđược𝐽𝐽 thếtính toán sau: qua đại lượng vectơ từ thế 𝐵𝐵 = 𝜇𝜇 𝜇𝜇 0 𝑟𝑟 𝐻𝐻 𝐴𝐴 như(1) sau: động cơ thấp, động cơ không khởi động được, Trongthời trường từ. gian điện khởi từ, động 𝐵𝐵 lâu... tính toán qua đại lượng vectơ 𝐴𝐴 như được, thời gian khởi động lâu... Ngoài ra, NCVC có chi phí Trong cao,trường điện Trong từ,trường ⃗ trong 𝐵𝐵 được điện tínhtừ, đó: 𝜇𝜇toán ⃗: độ 𝐵𝐵 =được qua 𝜇𝜇0 𝜇𝜇 từ tính đại thẩm ⃗ toán 𝑟𝑟 𝐻𝐻lượng của qua vectơ chân đạikhông; lượng từ thế 𝜇𝜇vectơ =độ∇từtừ ⃗ 𝑟𝑟 :như 𝐴𝐴 𝐵𝐵 ×thế sau: thẩm tương 𝐴𝐴 (2) đối của Trong trường điện từ, ⃗Trong được tính toán qua ⃗đại ⃗độ lượng Trong 𝐵𝐵 trường trường điện điện từ, từ, được được × vectơ tính tính toán từtoán thế qua quađạinhư 𝐴𝐴 đại lượng sau: lượng vectơ vectơ từ thế từ thế 𝐴𝐴 như 𝐴𝐴 như sau:sau: 0𝐵𝐵 , NCVC có chi phído vậycao,nếu doviệc vậy tính nếu toánviệckhông tính toántối ưu, không sẽ dẫn Trong tối đến trong ưu, Trong trường khó sẽtrường đó: thương dẫn ⃗điện 𝐻𝐻 đến :𝐵𝐵 điện ⃗ cường mại=từ, từ, ∇𝐵𝐵 ⃗𝐵𝐵 ×⃗ độ 𝐴𝐴 từ được được như trường tính tính sau: toántoán(H/m); quaqua⃗đại đại 𝐽𝐽:lượng mật lượng 𝐵𝐵⃗𝐵𝐵 vectơ = vectơ∇dòng 𝐴𝐴từ từthế điện thế (3)𝐴𝐴𝐴𝐴một nhưchiều như sau: chảy trong (3) sau: của phương trongtrình đó: 𝜇𝜇Poisson 0 : độ từviết thẩm cho từ. củatrường 𝐵𝐵chân = ∇ không; điện × Thay 𝐴𝐴 từ 𝜇𝜇của (2) : độ và mô từ (3)hìnhthẩm vào động tương (1), ta cơ đối thu điện. của được Mô môi phương hìnhtrường (3) dẫnsau trình hóa loại độngtrong cơ này trong thựcThaytế [3].(2) và (3) vào cuộn(1), dâytanam châmphương điệnThay (A/m (2)∇ 2 và ⃗ 𝐵𝐵 (3) = ∇vào × 𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴 (1), ta thu được𝐵𝐵 𝑟𝑟 ⃗ phương ⃗ ∇=×trình ∇𝐴𝐴× sau (3) (3) ( ∇).×× ng mại hóa loại động cơ này thực tế [3]. thu được ⃗𝐵𝐵 𝐵𝐵 ⃗= trình sau =𝐵𝐵 𝐴𝐴 (3) (3) từ. Thay (2) và (3) vào = (1), ta thu được phương trình sau ⃗ (3)1 Trong trường điện từ, 𝐵𝐵 được tính toán qua đại lượng vectơ từ t NCVC sửlàdụng VC sử dụng trong LSPMSM loại namtrongchâm LSPMSM đất hiếm là loạiNdFeB nam này châm được Thay đất(2) xây 1hiếm và (3) dựng vàoThay dựa (1), Thay ⃗tatrên Thay (2) thu (2)phương và (2) định được và(3) (3) và hệ vào luật phương vào (3) ∇vào Maxwell (1), (1), trìnhtađộ (1), ta 1 thu thu tasau ×được - Ampe. thu được đượcphương 𝐽𝐽phương ⃗ theo Phương phương trình ∇ trìnhsau: × trình trình sau( 𝜇𝜇0sau Maxwell - ∇ × 𝐴𝐴 ) = 𝐽𝐽 Thaycó(2) Thay (2)mật ∇vàvà ×độ Cường(3)( từ (3) vàovàođộ∇(1), từ (1), × trường 𝐴𝐴tata ) thu thu𝐽𝐽được = 𝐻𝐻 được có liên phương 1 vớitrình ⃗ cơ trình mật × (sau sau ∇từ thông 𝐴𝐴) = 𝐵𝐵 (4) biểu thức sau: 𝜇𝜇 𝑟𝑟 (4) NdFeB có mật độ từ dư (Br), cường độ từ trườngFaraday lớn nhấtviết 𝜇𝜇0(H 𝜇𝜇𝑟𝑟 cho ),Trong trường trường hợp của điện ∇1 ×∇ độngtừ, ( 𝐴𝐴 𝐵𝐵 được ∇=điện ×𝐽𝐽 𝐴𝐴 tính 𝜇𝜇 0 𝑟𝑟 toán qua đại lượng⃗vectơ từ thế 𝐴𝐴 như sau: 𝜇𝜇 )ở=trạng 𝐽𝐽 trình 1thái xác lập như 𝐵𝐵 = sau ∇ [2, × 𝐴𝐴6]: của (4)(4) cường độ từ trường lớn nhất (HcJ), cường độ từ trường nhỏ nhất (HcB), nhiệt cJ ∇ × ( 1∇1 ×∇ (×𝜇𝜇0𝐴𝐴 𝜇𝜇𝑟𝑟)𝐵𝐵 ⃗=×= 𝜇𝜇0 𝜇𝜇𝜇𝜇) 𝐽𝐽 𝑟𝑟 𝜇𝜇 𝐻𝐻 ∇⃗ × Phương ∇(quát × (của 1 ∇× ∇𝐴𝐴× (4) )= có )𝐽𝐽=dạng 𝐴𝐴trình 𝐽𝐽 (4) tổng (4) quát (2) phương trình(4) Poi( cường độ từ trường nhỏ nhất (HPhương ), nhiệttrình độ làm (4) việc có dạng lớn nhất tổng của ∇ quát của phương × ( Phương ∇ ×trình trình 𝐴𝐴 ) (4) = có Poisson,𝐽𝐽 dạng0 𝑟𝑟 tổng ⃗có thể 𝜇𝜇 0 được 𝜇𝜇 𝑟𝑟 0 𝑟𝑟 diễn 𝜇𝜇 𝜇𝜇 phương Poisson, (4) có thể được diễn (3) cB Phương Phương trình trình có (4) Phương 𝜇𝜇𝜇𝜇0 𝜇𝜇𝜇𝜇𝑟𝑟 có dạng trình tổng 𝛻𝛻(4) × Thay giải có quát ⃗ 𝐻𝐻 dạng = trong 𝐵𝐵của(2) 𝐽𝐽 = tổng và ∇ phương mô ×(3) của quát 𝐴𝐴 hình vào phươngtrìnhcủa phân(1), phương ta trình Poisson, tích thu thểứng trình được Poisson cóvới Poisson, phương thể hệviết được tọadẫn chocó trình (1) độdiễn trường Oxyz sau như điện sau: từ c iệc lớn nhất của nam nam châm châm (T (Tw)) và và tích tích năng năng lượng lượng cực cực đại đại (BH(BHtrong ). Thể Thể𝜇𝜇tích tích từ (4) dạng tổng quát của phương trình Poisson, có được diễn 0 𝑟𝑟 max). đó: của 0 : độ thẩm giải trong thể của Phương được mô Phươngchânhình diễn trình không; phân trình giải (4) tích (4) trongcó 𝜇𝜇 𝑟𝑟 :dạng ứng có độ mô vớidạng từhệ tổng hình thẩm tọatổng độtương quát phân Oxyz quát củanhư tích đối của phương ứng của sau:phương với môitrình hệ trường trình tọa Poisson, độPoisson,Oxyzcó thể có thể được được diễndi w giải trong mô hình phân Phương Phương tíchtrình max ứng với trình (4) (4) có hệcó dạng tọadạng Thay độ tổng Oxyz tổng (2) và quát quátnhư (3) của của vào sau: phương phương (1), ta thu trình trình được Poisson, Poisson,phương có có thể trình thể được được sau 21 diễn diễn NCVC đượcthức Vmcông xác sau: định theo công thức sau: giải ⃗ nàydòng được ∇xây trong giải trong trong đó: mô hình 𝐻𝐻mô : cường hình tích phân độ ứng phân từtích trường vớiứng hệ tọa (H/m); với độhệ2Oxyz tọa 𝐽𝐽: độ mật như Oxyz độ sau: như sau:điện ×một ((dựng ∇ dựa chiều )trên chảy = 𝐽𝐽)trong định luật 0 Maxwell 2 𝐴𝐴 2 𝐴𝐴 C Vm được xác định theo 1 𝜕𝜕 𝐴𝐴 𝜕𝜕× 𝐴𝐴+ 𝜕𝜕 từ. giải 2 𝐴𝐴 giải như trong trong sau: môtọa mô hình hình phân 1 phân tích 𝜕𝜕 𝐴𝐴 tích ứng 𝜕𝜕2 𝐴𝐴ứng với 𝜕𝜕2 𝐴𝐴vớihệ 𝜇𝜇02𝜇𝜇𝑟𝑟+như + 𝐽𝐽 = giải giảitrong trongmô 1 hình mô ( 𝜕𝜕2 𝐴𝐴 phân hình + 𝜕𝜕2 𝐴𝐴 tích phân + tích 𝜕𝜕 ứng ứng) 1+ với với𝐽𝐽 𝜕𝜕= hệhệ 0 tọa độ 𝜕𝜕𝜕𝜕22𝐴𝐴2𝐴𝐴độ𝜕𝜕𝜇𝜇Oxyz Oxyz 2 𝐴𝐴( như như + 1sau: sau: + ))+tọa hệ 𝐽𝐽 = tọa độ0 (5) 𝜇𝜇Oxyz 0độ 𝜇𝜇𝑟𝑟 Oxyz 𝜕𝜕𝜕𝜕như sau: 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 sau: 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 (5) cơ (4) 2 𝐴𝐴 2 𝐴𝐴 0 𝜇𝜇∇ × ( 𝜕𝜕𝜕𝜕Faraday 𝐽𝐽 2viết cho trường (5) hợp phương của động điện ở trạnc 𝜇𝜇0 𝜇𝜇𝑟𝑟cuộn 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 dây 𝜕𝜕𝜕𝜕nam châm điện (A/m ). )𝜇𝜇0𝜕𝜕𝑟𝑟+2∇trình × 𝐴𝐴02 = 1 𝜕𝜕 𝜕𝜕 2 2 𝐴𝐴 2 2 2. k of k fd (1 + K EC )Pđm 2 2 ( từ, +⃗(2được + tính 2 +𝜕𝜕𝜕𝜕 2 + )𝑟𝑟 + 𝜕𝜕𝜕𝜕𝐽𝐽 = 𝜕𝜕𝜕𝜕 Phương 𝜕𝜕𝐽𝐽2= 𝜕𝜕(4) 𝐴𝐴𝜕𝜕 có𝜕𝜕vectơ dạng từtổng quát của (5)trình Poisson, vào(5) 𝜕𝜕𝜕𝜕 Vm = Trong 1trường 2 𝜇𝜇điện 𝜇𝜇 2𝜕𝜕𝜕𝜕 𝐴𝐴𝐴𝐴02𝜇𝜇𝑟𝑟𝐵𝐵 𝜕𝜕𝜕𝜕 21toán 1𝜕𝜕𝜇𝜇20qua 𝐴𝐴 𝐴𝐴đại 𝐴𝐴 lượng 2 𝐴𝐴 𝐴𝐴 thế sau0𝐴𝐴đó như dựasau: π2 ξ. 2. p. f. Br . HC 1 (𝜕𝜕𝜕𝜕2𝐴𝐴𝐴𝐴0+𝑟𝑟 𝜕𝜕𝜕𝜕2𝜇𝜇 + 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕 2𝐴𝐴𝐴𝐴2 𝜕𝜕𝜕𝜕 ) + 𝐽𝐽 = 0 (𝜕𝜕𝜕𝜕 2 2(Giải + 2 +(5), + 2tìm +2 )được +2 )𝐽𝐽 + =𝐴𝐴𝐽𝐽,0= (5) (2) và (3) để tính (5)đ( Giải (5), tìm được 𝐴𝐴, sau Cường 𝜇𝜇𝜇𝜇𝑟𝑟 ( độPhương 2từ +trường Giải22 + trình (5), ⃗𝜕𝜕𝜕𝜕(4) 𝐻𝐻 2tìm có ) tính + được liên có 𝐽𝐽dạng 𝜇𝜇= 0𝐴𝐴𝜇𝜇,0 hệ sau 𝑟𝑟𝜇𝜇vớitổng𝜇𝜇 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑟𝑟đó mật dựa 𝜕𝜕𝜕𝜕 quát độvào 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 𝜕𝜕𝜕𝜕(2) từ của 𝜕𝜕𝜕𝜕và𝜕𝜕𝜕𝜕 thông phương (3) 𝐵𝐵 đểtheo ⃗ứng tính trình được biểu (5) Poisson, mậtđộ thức độsau: có từ thể thôngđược 𝛻𝛻B ×sau: ⃗ = 𝐽𝐽 𝐻𝐻 diễn Giảiđó 𝜇𝜇𝜇𝜇0dựa 𝑟𝑟 vào 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 (2) 𝜕𝜕𝜕𝜕 và (3) 𝜕𝜕𝜕𝜕 để 2 giải được trong 0 mô mật hình độ từ phân thông tích B với hệ tọa Oxyz như (5), 0tìm Giải (5), tìm được được 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝐴𝐴 , 𝜕𝜕𝜕𝜕 Giải𝐴𝐴(5), sau đó , sautìmdựa 𝐵𝐵đó=được ⃗ vào dựa (2) ∇và×cường và vào 𝐴𝐴 , sau (3) (2)độvà để đótừ(3) tính dựa đểvào được trường tính mậtH (2)như độ được và sau:từ (3) mậtđểđộtính thông B từ thông được(3) B ệ số quá tải, chọn vớikofk=2; kfdsố : hệ : hệquásốtải, hình dáng chọn từ =2;hóa, kfdđộ: chọn sơ bộ dáng kfd=1;từ khóa, EC: hệ of vàkcường of hệ từ số hình trường Giải Giải H (5), và như (5), cường tìm sau: tìm Thayđộ được giải được từ (2) chọn trong trường và và mô 𝐴𝐴𝐴𝐴,, sausau (3) H cường mật đóđó như Giải vào H hìnhdựađộ độ dựa Giải sau: (1), (5), từ từ vào phân vào ta thu (5), trườngtìm thông (2)tích (2) tìm được Hvà ⃗và 𝐵𝐵 như ứng được và =(3) (3) ,để 𝐴𝐴𝜇𝜇sau: cường với sau 𝜇𝜇 để 𝐴𝐴hệ ,𝐻𝐻⃗tính tính sau đó độ tọa dựa đó đượctừđộtrường trong được dựavào 1mật Oxyz mật đó: vào(2) 𝜕𝜕độ2⃗𝐴𝐴(2) như 𝐻𝐻 độ vàtừ : như từ (3) và2 𝐴𝐴 (3) 𝜕𝜕thông sau: cường thông để độ sau: tính 𝜕𝜕Bđể 2 𝐴𝐴 tính B từ được trường được mậtmật 𝐽𝐽 𝑦𝑦= 0(2)(H/m); độ từ độthông 𝐽𝐽từ thông :𝜕𝜕𝜕𝜕mật Bđ sơ bộ k =1; k : hệ số sức điện động (0,6-0,95), chọn vàk cường =0,9; độP từ: trường như sau:được phương 0 𝑟𝑟 𝐵𝐵⃗ trình sau = 𝐵𝐵 𝑖𝑖 + 𝐵𝐵 ( 2 + ⃗ 2 + 𝜕𝜕𝜕𝜕2𝑧𝑧) +𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑗𝑗 + 𝐵𝐵 𝑘𝑘 = ( − ) 𝑖𝑖 + ( 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥 − 𝑧𝑧 ) 𝑗𝑗 + ện động (0,6-0,95), chọn fd kEC=0,9; Pđm: công suất địnhvàmức; ξ: độhệ từ số trườngsử EC dụng đmvà cường vàthẩm cường 𝜇𝜇 𝜇𝜇 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝐵𝐵⃗𝑘𝑘(⃗ độ ==𝑥𝑥𝐵𝐵từ độ 𝑖𝑖 trường từ 1𝐵𝐵𝑧𝑧trường 2H 𝐴𝐴 như H=𝜇𝜇𝜕𝜕𝑦𝑦2như sau: 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑧𝑧𝜕𝜕𝜕𝜕 sau: 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 𝐴𝐴 𝑦𝑦 𝑥𝑥 0 𝑟𝑟 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑦𝑦𝑥𝑥 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑧𝑧 𝑧𝑧 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥 EC 𝑖𝑖cường 𝜇𝜇H 𝑧𝑧 :như sau: 𝑘𝑘⃗+ cuộn dây nam châm điện (A/m )𝜕𝜕𝜕𝜕𝑘𝑘⃗ 2(6) ).dẫn(6) 𝜕𝜕𝜕𝜕 (5) 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑦𝑦 + trong ⃗=đó: độ𝜕𝜕𝜕𝜕 từ của chân 1𝑦𝑦)không; :𝜕𝜕𝜕𝜕độ 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕từ thẩm (tương 𝑦𝑦− đối )𝑥𝑥𝑗𝑗)của +𝑘𝑘⃗𝑦𝑦( môi trường +𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑗𝑗 𝜕𝜕𝜕𝜕 +𝑦𝑦+ 𝐵𝐵 𝑟𝑟( 𝑥𝑥 − ⃗))+ 𝑖𝑖𝑗𝑗 + −(6) 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕 𝐴𝐴 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 công suất định mức; ξ: hệ số sử𝐵𝐵⃗dụng = 𝐵𝐵và cường 𝑦𝑦 𝑗𝑗 độ từ𝑧𝑧 𝑘𝑘⃗trường H như sau: 𝑦𝑦 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑥𝑥𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑥𝑥nam + 𝐵𝐵châm (0,3-0,7), 𝐵𝐵 𝐵𝐵 =( 𝐵𝐵 chọn 0𝑖𝑖 − + 𝐵𝐵 𝑗𝑗) + 𝑖𝑖 + 𝐵𝐵 ∇× ( 𝑥𝑥− 𝑧𝑧 ⃗𝜇𝜇(0𝜕𝜕𝜕𝜕 − ( 𝑗𝑗 ) ∇ ×−𝐴𝐴𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑧𝑧𝑖𝑖( + 𝜕𝜕𝜕𝜕( ) (5), 𝑦𝑦2− = + − ) ) 𝑘𝑘 𝑧𝑧 𝜕𝜕𝜕𝜕 +𝐽𝐽 = ( (6) 𝜕𝜕𝜕𝜕 0 − 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 (4) ⃗ f= 𝐵𝐵𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑥𝑥 𝑦𝑦 𝑧𝑧 𝜇𝜇0𝑟𝑟𝜇𝜇(𝑟𝑟 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕Giải 𝑧𝑧 𝑖𝑖𝐽𝐽𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑥𝑥 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑧𝑧 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑥𝑥𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑘𝑘⃗ và (6) ⃗)(tìm được ,𝜕𝜕𝜕𝜕 m (0,3-0,7), chọn ξ=0,5; Br: mật độ từ dư; Hc: cường độ từ trường cực đại; p,𝜕𝜕𝜕𝜕 𝐵𝐵 𝑥𝑥 𝑖𝑖 + 𝐵𝐵𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑦𝑦 𝑗𝑗𝑧𝑧+ 𝐵𝐵 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑧𝑧 𝑘𝑘 𝜕𝜕𝜕𝜕 =𝜇𝜇 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 𝜕𝜕𝜕𝜕 )Điện 𝜕𝜕𝜕𝜕 +𝜕𝜕𝜕𝜕 (áp 2 𝜕𝜕𝜕𝜕 đặt −𝑦𝑦 𝑦𝑦vào 𝐴𝐴 𝜕𝜕𝜕𝜕 )sau 𝑗𝑗 + đó(𝑥𝑥 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 dựa −vào 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑧𝑧(2) )và 𝑦𝑦(3) để𝑥𝑥một tính được m )2𝑥𝑥chiều 𝑖𝑖(cực cuộn −𝑧𝑧dây điện trở 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑧𝑧𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑦𝑦𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥 chiều củ ξ=0,5; Br: mật độ từ dư; Hc: cường độ từ trường cực đại; p: tần số; ⃗Điện ⃗ 𝐵𝐵 𝑘𝑘⃗𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑘𝑘⃗ )mật 𝑘𝑘⃗ (6) 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑦𝑦 ⃗𝐵𝐵 𝐵𝐵⃗ = từ. 𝐵𝐵 𝑖𝑖 + 𝐵𝐵 𝑗𝑗 + 𝐵𝐵 ⃗𝑘𝑘⃗ = 𝑘𝑘 ( 𝐵𝐵 𝜕𝜕𝜕𝜕 Điện 𝑧𝑧=− 𝐵𝐵 áp áp = 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑥𝑥đặt 𝑦𝑦 đặt 𝑖𝑖𝑦𝑦)𝐵𝐵 + vào𝑖𝑖 𝑖𝑖𝐵𝐵 + vào +𝑦𝑦2( 𝑗𝑗cực𝐵𝐵+ 𝑦𝑦2𝑗𝑗𝑥𝑥 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑥𝑥𝐵𝐵+ cực − cuộn 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝐵𝐵𝜕𝜕𝜕𝜕cuộn = 𝑧𝑧𝑘𝑘 𝑧𝑧dây = 𝑗𝑗và +dây (−𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑧𝑧 𝜕𝜕𝜕𝜕 (điện và 𝜕𝜕𝜕𝜕 −𝑦𝑦− trở điện )một 𝜕𝜕𝜕𝜕 Cường 𝑖𝑖𝜕𝜕𝜕𝜕 + trở 𝑥𝑥) + ⃗độ 𝑘𝑘 ⃗một (của−chiều từ trường (6) cuộn 𝑗𝑗của )𝜕𝜕𝜕𝜕dây, + )𝐻𝐻⃗𝑗𝑗(cócuộn + có thể(liên −xác − hệ )với độ ( Điện áp đặt vào 2 cực𝑥𝑥Điện = 𝐵𝐵 𝑖𝑖 + 𝐵𝐵 áp 𝑗𝑗 + đặtvà 𝐵𝐵 vào =2 (5), ( cực cuộn − 𝜕𝜕𝜕𝜕dây ) 𝑥𝑥𝑖𝑖 + ( 𝑧𝑧− 𝑧𝑧 ) 𝑗𝑗 + ( − ) 𝑘𝑘 (6) cuộn 𝑦𝑦dây 𝑧𝑧 điện trở mộtđược chiều vàvà ,củađiện cuộntrở một dây, chiều có(2) của thể cuộn xác dây,tính có được thể xácmật độ từ thông B 𝑥𝑥 𝑦𝑦 𝑧𝑧 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 ápGiải 𝜕𝜕𝜕𝜕tìm 𝐴𝐴định cường sau đó độđược dựa từ vào trường Hvà như (3) sau: để 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 f: số cực. Phương Điệntrình đặt (4) dây, vào có có 2dạng thể𝜕𝜕𝜕𝜕 cực tổng xác cuộn quát dây 𝜕𝜕𝜕𝜕của định đượcvà phương điện mật 𝜕𝜕𝜕𝜕 trở mậtđộ trình dòng mộtđộ 𝜕𝜕𝜕𝜕 chiều dòng Poisson, điện 𝜕𝜕𝜕𝜕 điện từ của các cócác cuộn từ thểdây, phương được phương có diễn trình: thểtrình: xác định được Trong mật độ trường dòng định điện điện được Điện từĐiện mật từ,áp các độ ⃗đặt 𝐵𝐵 áp được dòng đặt vào điệntính vào2một từtoán cực 2các cực cuộn phươngqua cuộn dâyđại trình: dây lượng và điện vàdây, vectơ điện trởcómột trở từ thế mộtchiều 𝐴𝐴chiềunhưcủasau: của cuộn cuộn 𝐵𝐵⃗ =dây, dây, 𝜇𝜇 𝜇𝜇 có có𝐻𝐻 thể ⃗thể xác x ông thường, để đảm bảo tối ưu trong thiếtđịnh kế, chếđược tạo,mật cũng độ dòng Điện nhưĐiện lắpđiện giải áp áp ráp đặt từ trong định đặtNCVC vào các vào đượcmôvàphương2cường 2mật hình cực cực cuộn phân độ trình: cuộn độ dòng từtíchdây dây trường điện ứng vàphương và điện từđiệnHcác với như trở hệ trở trình: sau: tọa phương một ⃗độ=chiều 𝐵𝐵 chiều Oxyz trình: 𝐵𝐵 𝑖𝑖 của + của như 𝐵𝐵 cuộn cuộn 𝑗𝑗sau:+ 𝐵𝐵 dây,⃗ 𝑘𝑘 = có( thể 𝜕𝜕𝜕𝜕thể𝑧𝑧 xác − xác𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑦𝑦 ) 𝑖𝑖 + ( 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥 𝑑𝑑𝑑𝑑 − 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑧𝑧 𝑈𝑈0 𝑟𝑟 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑦𝑦 ) 𝑗𝑗 + ( ⃗dòng 𝑥𝑥𝑈𝑈 𝑦𝑦 𝑧𝑧 𝑈𝑈 𝑈𝑈 = 𝑅𝑅 𝑖𝑖 + 𝐿𝐿 ; 𝐼𝐼 = 𝐿𝐿trong 𝐼𝐼𝑑𝑑𝑑𝑑đó: 𝜇𝜇0 : độ từ thẩm định địnhđược được mật mật độtrình: 𝑑𝑑𝑑𝑑của chân (3)không; 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑅𝑅𝜇𝜇 : độ𝜕𝜕𝜕𝜕 từ 𝑖𝑖2dòng độ điện điện từ= 𝐴𝐴các từ các phương phương trình: 𝜕𝜕𝜕𝜕 trình: 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 định được mật mậtđộ 𝑈𝑈 dòng điện 𝑖𝑖 + 𝐿𝐿từ + 𝐿𝐿𝐵𝐵 = ;𝐴𝐴𝑈𝑈𝐼𝐼∇𝑑𝑑𝑑𝑑 × 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑑𝑑𝑑𝑑𝜕𝜕𝜕𝜕 ⃗ 𝑑𝑑𝑑𝑑các phương 𝑥𝑥 ⃗(7) 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑈𝑈𝜕𝜕= = 2 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑈𝑈 =𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑖𝑖 + ; 𝑈𝑈 = (7)𝑦𝑦 𝜕𝜕𝜕𝜕 PMSM, độ dày của NCVC thường trong khoảng giá trịđịnh 5-6được độ dòng tađiện từ các phương 𝑗𝑗𝜕𝜕trình: 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑟𝑟 ((7)𝑅𝑅𝑥𝑥𝑑𝑑𝑑𝑑− 𝑧𝑧) 𝑗𝑗 + ( = 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 ; 1𝐵𝐵 𝐼𝐼𝑑𝑑𝑑𝑑 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 mm [4]. Từ đó, 𝐵𝐵 = 𝑥𝑥 ( 𝑖𝑖 +𝐴𝐴𝑅𝑅𝐵𝐵𝑑𝑑𝑑𝑑 + 𝑦𝑦𝑈𝑈 +=𝐴𝐴𝐵𝐵+ 𝑅𝑅 𝑘𝑘⃗𝑑𝑑𝑑𝑑 𝜕𝜕2= 𝑖𝑖 + ) (+ 𝐿𝐿 𝑧𝑧𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐽𝐽 − 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑦𝑦 ) = ; 𝐼𝐼 0 =𝑑𝑑𝑑𝑑𝑖𝑖 + − (5) )(7) 𝑘𝑘 (6) 𝑧𝑧 𝑑𝑑𝑑𝑑 Điện trong áp đó: đặt 𝑑𝑑𝑑𝑑từ. vào điện 2 áp cực cuộn dây và điện trở một chiều của cuộn Thay (2) và (3) 𝜇𝜇0 𝜇𝜇𝑟𝑟vào 𝜕𝜕𝜕𝜕(1), ta 𝜕𝜕𝜕𝜕 2thu được U: 𝐿𝐿đặt ;vào 2 cực cuộn dây; Rdc: điện trở của 2 2 𝑈𝑈 phương 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 trình 𝑅𝑅 𝐿𝐿sau 𝑑𝑑𝑑𝑑𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑈𝑈 𝑈𝑈 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 64(10ĐB) 10.2022 trongh=5,5 đó: U:mm điện áp 𝑈𝑈 đặt44 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑈𝑈:𝑈𝑈𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑈𝑈𝑅𝑅 = 𝑅𝑅 𝑖𝑖của+ 𝑑𝑑𝑑𝑑R𝑖𝑖𝑑𝑑𝑑𝑑 + ; 𝐼𝐼dây; 𝐼𝐼= L:𝑅𝑅= (7) (7) ( c định được thông số kích thước của NCVC trong cóđó:giáU:trịđiện tương áp đặtứng: vào 2 cực cuộnĐiện trong 𝑈𝑈 dây; ==vào 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 Rđó: 2𝑖𝑖 cực :U:𝑖𝑖điện + +điện 𝐿𝐿𝐿𝐿cuộn trở áp;;đặt của dây; 𝐼𝐼𝐼𝐼𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑vào = =R𝑅𝑅2dc cuộn cực điện dây; cuộn trở L: dây; 𝑑𝑑𝑑𝑑 điện cuộn dc :𝑑𝑑𝑑𝑑điện cảm trở 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 của 𝑑𝑑𝑑𝑑 điện cuộn 𝑅𝑅 cảm 𝑑𝑑𝑑𝑑dây; L: điện cảm (7) trong đó: U: điện áp áp dc𝑑𝑑𝑑𝑑 đặt đặt vàovào 𝑑𝑑𝑑𝑑 2 2 𝑑𝑑𝑑𝑑định cựccực cuộn được cuộncủa 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 mật dây; cuộn dây độvà Rdây; điện dòng : điện I : trở điện trở dòng một từ của điện chiều các cuộn phương trong của 𝑑𝑑𝑑𝑑 dây; cuộncuộn trình: L: điện dây; dây, ⃗ có cảm thể B(4) tính toán qua đd S : tiết xác diện cuộn của cuộnGiải dây;(5), Idc: tìm được , sau∇ đó (dựa vào : (2) )và =2(3) để tính đượctrường mật độđiện từ thông 1 dòng điện 𝐴𝐴 trong cuộn × dây; S∇đặt × 𝑑𝑑𝑑𝑑 tiết𝐴𝐴2cuộn diện dc 𝐽𝐽cựccuộn dc dây. Trong từ, 𝐵𝐵 được dq mm. Thông số NCVC trong LSPMSM được của thể hiện ởtrong hình 2. đó: điện áp đặt vào trong của22trong cuộn cực đó: cuộn dây; đó: U: diện Idây; điện U: dc: điện dòng áp điện 0đặt áp 𝜇𝜇:dây. 𝑟𝑟điện trong vào dq vào trở cực của dây; cuộncuộn Scuộn dq:dây; tiết dây; diện dây; RL: dccuộn:Rđiệndc: dây. điện điệntrở trở cảm của 𝑑𝑑𝑑𝑑 của cuộn cuộn dây; 𝑈𝑈 dây; L: điện L: điện cảmcả cuộn dây; Idc: dòng trong đó: U: điện U: điện của trong áp cuộn cuộn đặt định dây; vàodây; được Idc:thuật Scực mật dòng dq: độ tiết cuộn điện dòng dây; trong cuộn điện R𝜇𝜇Rdc dctừ cuộn : điệncác dây; trở phương của cuộn trình: dây; L: điện cảm và cường độlàtừ trường H như sau: FEM Sđể dq: tiết là định một diệnvectơ kỹcuộn 𝑈𝑈 thuật =dây. 𝑅𝑅để 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑖𝑖𝐴𝐴 + 𝐿𝐿phương giải ; 𝐼𝐼𝑑𝑑𝑑𝑑 = trình ⃗𝑑𝑑𝑑𝑑 (5) 𝐵𝐵 = ∇để×xác 𝐴𝐴 địn FEMPhương một kỹ để giải phương trình (5) xác từ thế , từ đó của cuộn dây; Idc: dòng điệncủa trình của cuộn (4) cuộn dây; cólàdây; dây; dạng Imộtdc: S Idòng dq::thuật tổng dòng điện quát điện trong của trong phươngcuộn 𝑑𝑑𝑑𝑑cuộn dây;trình dây; Sdq :𝑈𝑈Sxác Poisson, tiết dq: định tiết diện códiệncuộn thểcuộn dây. từđượcthế dây. 𝐴𝐴diễn 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑅𝑅 trong FEM cuộn kỹdc tiết đểdiện giải cuộn phương dây. trình (5) để vectơ , từ đó
0 𝑟𝑟 p của động cơ điện ở trạng thái xác lập như sau [2, 6]: Giải (5), tìm được 𝐴𝐴, sau đó dựa vào (2) và (3) để tính được mật độ từ thông B ⃗ = 𝐽𝐽 𝛻𝛻 × 𝐻𝐻 (1) g độ từ trường H như sau: trường (H/m); 𝐽𝐽: mật độ của phương dòng trình điện viết Poisson mộtcho chiều chảyđiện trường trong từ của mô hình động cơ điện. Mô hình ⃗ = 𝐵𝐵𝑥𝑥 𝑖𝑖 + 𝐵𝐵𝑦𝑦 𝑗𝑗 + 𝐵𝐵𝑧𝑧 𝑘𝑘⃗ = (𝜕𝜕𝜕𝜕𝑧𝑧 − 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑦𝑦) 𝑖𝑖 + (𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥 − 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑧𝑧) 𝑗𝑗 + (𝜕𝜕𝜕𝜕𝑦𝑦 − 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥) 𝑘𝑘⃗ 𝐵𝐵 (6) Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Kỹ thuật cơ khí, chế tạo máy A/m ). 2 này được xây dựng 𝜕𝜕𝜕𝜕 dựa 𝜕𝜕𝜕𝜕 trên định 𝜕𝜕𝜕𝜕 luật𝜕𝜕𝜕𝜕 Maxwell 𝜕𝜕𝜕𝜕 - Ampe. 𝜕𝜕𝜕𝜕 Phương trình Maxwell - Điện ⃗ cóáp 𝐻𝐻 liênđặthệ vào với2mật Faraday cực viết độ cuộn cho dây và𝐵𝐵 trường từ thông điện ⃗ hợp theocủatrở một động biểu thứcchiều cơsau: củaở cuộn điện trạngdây, thái cóxácthểlậpxác như sau [2, 6]: ợc mật độ⃗ dòng điện ⃗ từ các phương trình: ⃗ = 𝐽𝐽(2)của phương trình Poisson viết cho trường 𝛻𝛻 × 𝐻𝐻 (1) 𝐵𝐵 = 𝜇𝜇0 𝜇𝜇𝑟𝑟 𝐻𝐻 điện từ của mô XY hìnhPlot6động XY Plot 6 cơ điện. Mô hình 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑈𝑈 LSPMSM_Motor15kW_N45 𝑈𝑈 ⃗từ: = 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑tương 𝑖𝑖 + độ𝐿𝐿từđối ;trường 𝐼𝐼của 𝑑𝑑𝑑𝑑 =môi (7) chiều (7) trên 150.00 trong𝜇𝜇 đó: cường (H/m); 𝐽𝐽: mật độ được dòng xây điện dựng một chảyđịnh trong Curve Info a chân không; : độ𝐻𝐻 𝑟𝑟 thẩm 𝑑𝑑𝑑𝑑 trường dẫnnày 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 dựa luật Maxwell - Ampe. Phương trình Maxwell - Current(PhaseA) Setup1 : Transient Current(PhaseB) trong2đó: điện U:cuộn áp đặt Rvào2:).2điện cực cuộn dây;cuộn : điện dây;trởL: RdcFaraday của cuộn dây; L:hợp của động cơ điện ở trạng thái xác lập như sau [2, 6]: Setup1 : Transient 100.00 ó: U: điện cuộn áp đặtdây vàonam châm cực điện (A/m dây; trở của viết cho điện trường cảm Current(PhaseC) Setup1 : Transient dc điện cảm của cuộn dây; Idc: dòng điện trong cuộn dây; Sdq: tiết diện cuộn dây. 50.00 ừ,n 𝐵𝐵 dây; Idc:tính ⃗ được dòng điện trong Cường toán qua độcuộn đại dây; từ trường lượng S𝐻𝐻 vectơ :có ⃗dqtừ tiết diện liên thế 𝐴𝐴 hệ nhưcuộn với dây.độ từ thông 𝐵𝐵 mật sau: ⃗ theo biểu thức sau: ⃗ = 𝐽𝐽 𝛻𝛻 × 𝐻𝐻 (1) FEM là một kỹ thuật để giải phương trình (5) để xác định vectơ từ thế Y1Y1(A) [A] 0.00 FEM là một ⃗ =kỹ 𝐵𝐵 × 𝐴𝐴 , từ ∇ thuật đểđó tínhphương giải toán được từ cảm trình (5) để ⃗ = 𝐵𝐵 và xác𝜇𝜇cường định⃗(3) 0 𝜇𝜇𝑟𝑟 𝐻𝐻độ từ trường vectơ trong từ đó:thế𝐻𝐻 :theo ⃗ 𝐴𝐴 từcác ,cường đócông độ từ trường (H/m); (2) 𝐽𝐽: mật độ dòng điện một chiều chảy trong thức (3) và (2), qua đó xác định phân bố từ trường trong không gian với độ -50.00 n1),đượcta thutừ được cảm ⃗ trong𝐵𝐵phương đó: 𝜇𝜇 : trình và cườngđộ độtừ sau thẩm của chân từ trường ⃗ 𝐻𝐻 theokhông;các công 𝜇𝜇 : độ cuộn từ (3) thức thẩmdây namqua vàtương (2), châm đốiđó củađiện môi (A/m trường 2 ). dẫn chính0 xác cao. Từ đó sẽ giúp ích nhiều cho𝑟𝑟 người thiết kế và vận hành trong -100.00 h∇ phân× ( bố từ. × 𝐴𝐴)việc từ∇ trường hiệu 𝐽𝐽 chỉnh =trong không thông giansốvới củađộ cơ cấu chính điệnxác từ của (4) máy cao. Từtuyển đó sẽtừgiúp đểđộtốiích từưutrường hóa 𝐻𝐻 ⃗ có liên hệ với mật độ từ thông 𝐵𝐵 ⃗ theo biểu thức sau: 1 Cường -150.00 𝜇𝜇0 𝜇𝜇𝑟𝑟 phân bố từ trường trong không gian nhằm nâng hiệu quả hoạt động của máy. 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 Time (s) ho người thiết kế và vận trường hành trongđiện việc ⃗ hiệu đượcchỉnh tính thông số của cơ cấuvectơđiện từ thế 𝐴𝐴 như sau: 𝐵𝐵 Time [s] Trong từ, 𝐵𝐵 toán qua đại lượng Hình 5.⃗ Đặc ⃗ 0 𝜇𝜇𝑟𝑟 𝐻𝐻dòng điện khởi động với tải định (2) = 𝜇𝜇tính mức của dạng tổng quát của Phương phương pháptrình FEMPoisson, gồm 4 bước có cơthểbản: được diễn ⃗ = ∇ × 𝐴𝐴 trong đó: 𝜇𝜇0 : độtửtừliên LSPMSM 15 kW, 3.000 vòng/phút. - Rờinhư rạc hóa sau:miền 𝐵𝐵 thẩm kết của chân không; (3) 𝜇𝜇𝑟𝑟 : độ từ thẩm tương đối của môi trường dẫn h ứng với hệ tọa độ Oxyz 5 phân tích thành các miền con. Các phần Torque 𝜕𝜕2 𝐴𝐴 𝜕𝜕2 𝐴𝐴 với nhau tạo thành lưới. 𝜕𝜕2 𝐴𝐴 Thay (2) và (3) vào (1), ta thu được phương từ.trình sau + 2 + 2 ) + 𝐽𝐽 -=Chọn 0 hàm liên thuộc và xấp xỉ lời giải trên (5) mỗi phần tử. 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 1 ⃗ được(4) Moving 1 Torque (newton meter) ∇×( ∇ × 𝐴𝐴) = 𝐽𝐽 Trong trường điện từ, 𝐵𝐵 tính toán qua đại lượng vectơ từ thế 𝐴𝐴 như sau: , sau đó dựa vào (2) và - Ghép (3) tất đểcảtính các phần đượctửmậttrong𝜇𝜇0miền độ𝑟𝑟từ phân 𝜇𝜇 thông tíchBđể thu được ma trận hệ thống. ⃗ = ∇ × 𝐴𝐴 𝐵𝐵 (3) - Giảitrình Phương ma trận (4)hệ cóthống dạngbằng tổngphương quát của phápphương lặp. trình Poisson, có thể được diễn hư sau: Kếtmô quả Thay sau:(2) và (3) vào (1), ta thu được phương trình sau 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥 và 𝜕𝜕𝜕𝜕 bàn luận 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑧𝑧 giải𝜕𝜕𝜕𝜕trong hình phân tích 𝜕𝜕𝜕𝜕 ứng với hệ tọa độ Oxyz như 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥 𝑧𝑧 ⃗ 𝑘𝑘 = ( − 𝑦𝑦 ) 𝑖𝑖 + ( − 𝑧𝑧 ) 𝑗𝑗 + ( 𝑦𝑦 − ) ⃗ 𝑘𝑘 (6) 1 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 Để𝜕𝜕𝜕𝜕tính toán 𝜕𝜕𝜕𝜕 1 theo 𝜕𝜕2𝜕𝜕𝜕𝜕 ( FEM, 𝐴𝐴 𝜕𝜕2𝜕𝜕𝜕𝜕 + cần 𝐴𝐴 +phải 𝜕𝜕2 𝐴𝐴 )có + sự𝐽𝐽 =hỗ0trợ của các máy tính ∇ × ( (5) ∇ × 𝐴𝐴) = 𝐽𝐽 (4) 𝜇𝜇0 𝜇𝜇𝑟𝑟 𝜇𝜇0 𝜇𝜇𝑟𝑟 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 𝜕𝜕𝜕𝜕 2 ực cuộn dây và điện số trở và cácmộtchươngchiều của trìnhcuộnphầndây, mềm cóđượcthể xác viết dựa trên nền tảng toán Phương trình (4) có dạng tổng quát của phương trình Poisson, có thể được diễn n từ các phương trình: học của Giải (5), phương tìm được pháp này.đó dựa vào (2) và (3) để tính được mật độ từ thông B 𝐴𝐴, sau Time (s) giải trong mô hình phân tíchHình ứng với 6. hệ Đặctọatính mômen độ Oxyz như khởi sau: động với tải định mức của và cường 𝑑𝑑𝑑𝑑 độ từ trường 𝑈𝑈 H như sau: 𝑈𝑈 = 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑖𝑖 + 𝐿𝐿 ; 𝐼𝐼𝑑𝑑𝑑𝑑 = (7) 1 LSPMSM 2 𝜕𝜕 𝐴𝐴 2 𝜕𝜕 𝐴𝐴 15 2kW, 𝜕𝜕 𝐴𝐴 3.000 vòng/phút. 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 ⃗ = 𝐵𝐵𝑥𝑥 𝑖𝑖 + 𝐵𝐵𝑦𝑦 𝑗𝑗 + 𝐵𝐵𝑧𝑧 𝑘𝑘⃗ = (𝜕𝜕𝜕𝜕𝑧𝑧 − 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑦𝑦) 𝑖𝑖 + (𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥 − 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑧𝑧) 𝑗𝑗 + (𝜕𝜕𝜕𝜕𝑦𝑦 − 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑥𝑥( 2 + + 2 ) + 𝐽𝐽 = 0 (5) 𝐵𝐵 𝑘𝑘⃗ Hình 𝜇𝜇0 𝜇𝜇𝑟𝑟 )𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕(6) 2 5 và 𝜕𝜕𝜕𝜕 6 cho thấy đặc tính dòng điện khởi động và đặc tính o 2 cực cuộn dây; Rdc: điện trở của cuộn dây; 𝜕𝜕𝜕𝜕L: điện 𝜕𝜕𝜕𝜕 cảm 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 mômen khởi động(2) khivàlàm(3)việc để với tínhtảiđược địnhmật mức.độTừtừkết quả mô B phỏng n trong cuộn dây; Điện Sdq: tiếtáp diệnđặt vào cuộn cực cuộn dây và điện trở một Giải 2 dây. chiều(5), củatìm cuộnđược dây, 𝐴𝐴,cósauthể nhận đóxác dựa vào thấy rằng, LSPMSM hoàn toàn có thể khởi động và làm việc được thông định được và cường độ từ trường H nhưvới sau: tải định mức (quạt gió), sau khoảng thời gian khởi động, động cơ sẽ t để giải phương trìnhmật (5)độ đểdòngxác định điện vectơ từ cáctừphương thế 𝐴𝐴, trình:từ đó làm ⃗ việc 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑧𝑧ổn định 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑦𝑦 ở tốc độ𝜕𝜕𝜕𝜕3.000𝜕𝜕𝜕𝜕vòng/phút. 𝜕𝜕𝜕𝜕𝑦𝑦 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑈𝑈 = 𝑅𝑅 𝑖𝑖 + 𝐿𝐿 𝑑𝑑𝑑𝑑 ; 𝐼𝐼 = 𝑈𝑈 𝐵𝐵 ⃗ = 𝐵𝐵𝑥𝑥 𝑖𝑖 + 𝐵𝐵𝑦𝑦 𝑗𝑗 + 𝐵𝐵𝑧𝑧 𝑘𝑘 = ( (7) − ) 𝑖𝑖 + ( 𝑥𝑥 − 𝑧𝑧) 𝑗𝑗 + ( − 𝑥𝑥) 𝑘𝑘⃗ (6) ⃗ cường độ từ trường 𝐻𝐻 theo các công thức (3) và (2), qua 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 đó 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 Kết luận 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 trong không trong gian đó:với U: độđiện chínháp đặt xácvào cao.2 Từ cựcđó cuộn sẽ giúpdây; ích Rdc: điệnĐiện trở củaáp đặt cuộnvào dây;2 cựcL: điện cuộncảm dây và điện trở một chiều của cuộn dây, có thể xác Bài báo đề xuất giải pháp thiết kế phương án bố trí và tối ưu thông vận hành trong việcdây; của cuộn hiệuIdc chỉnh thông : dòng điệnsố của cuộn trong cơ cấu Sdqtừ:định điện dây; đượccuộn tiết diện độ dòng điện số mật dây. từ của cácNCVC trong phương LSPMSM. Kết quả cho thấy, đối với đường đặc tính trình: tốc độ khởi động𝑑𝑑𝑑𝑑và đặc tính𝑈𝑈 dòng điện ở chế độ vận hành xác lập, cấu FEM Hình là 3. một Phânkỹbố thuật điệnđểtừ giải phương trường trìnhLSPMSM trong (5) để xác15định kW,vectơ 𝑈𝑈𝐴𝐴= 3.000từ thếhình 𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑 , NCVC từ đó𝑖𝑖 +thiết 𝐿𝐿 kế 𝑑𝑑𝑑𝑑 tốt,=tuy𝑅𝑅𝑑𝑑𝑑𝑑nhiên trong quá trình làm việc (7) ; 𝐼𝐼𝑑𝑑𝑑𝑑 có thể vẫn 5 vòng/phút. ⃗ và cường độ từ trường 𝐻𝐻 ⃗trong phát sinh rung ồn, điều này sẽ tiếp tục được cải thiện bằng việc tối ưu tính toán được từ cảm 𝐵𝐵 theođó: các U: công thức điện áp (3) đặt và (2), vào qua đó 2 cực cuộn dây; Rdc: điện trở của cuộn dây; L: điện cảm Calculator Expressions Plot 1 hóa quá trình thiết kế bố trí NCVC trên rotor của LSPMSM. xác định phân bố từ trường trong không gian vớicủa độcuộn chínhdây; : dòng xácIdccao. Từ điện đó sẽtrong giúpcuộn ích dây; Sdq: tiết diện cuộn dây. LỜI CẢM ƠN nhiều cho người thiết kế và vận hành trong việc hiệu chỉnh FEMthông số kỹ là một củathuật cơ cấu để điện giải từ cứu trình phương Nghiên được (5) để xác hỗ trợ kinhđịnh phí vectơ từ Đề từ tàithế , từĐT.CNKK. mã𝐴𝐴số đó QG.012/21. ⃗ và cường tính toán được từ cảm 𝐵𝐵 Các tác𝐻𝐻 độ từ trường ⃗giả xincác theo trâncông trọng cảm(3)ơn. thức và (2), qua đó 5 xác định phân bố từ trường TÀI LIỆU trong THAM không KHẢO gian với độ chính xác cao. Từ đó sẽ giúp ích [1] Trần Xuân Hà và cs (2014), Giáo trình thông gió mỏ, 390tr, Nhà xuất bản Khoa học và nhiều cho người thiết kế và vận hành trong việc hiệu chỉnh thông số của cơ cấu điện từ Kỹ thuật. [2] Do Nhu Y, et al. (2021), "Numerical simulation method application in the design of a line-start permanent magnet synchronous motor", National Scientific Conference on Mechanics, Electrical, Automation. 5 Distance (mm) [3] Nguyễn Vũ Thanh (2015), Nghiên cứu thiết kế tối ưu động cơ 3 pha nam châm vĩnh cửu, Hình 4. Đặc tính phân bố mật độ từ trường LSPMSM 15 kW, Luận án tiến sỹ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. 3.000 vòng/phút. [4] A.H. Isfahani, et al. (2011), "Evaluation of synchronization capability in line start permanent magnet synchronous motors", 2011 IEEE International Electric Machines and Drives Hình 3 và 4 trình bày phân bố điện từ trường trong động cơ. Kết quả Conference (IEMDC), DOI: 10.1109/IEMDC.2011.5994801. cho thấy, phân bố điện từ trường trong động cơ tương đối đều, tuy nhiên [5] R.J. Wang, et al. (2014), "A study of rotor topologies of line-start PM motors for cooling fan applications", Proceedings of the 22nd South African Universities Power Engineering vẫn còn tồn tại một số điểm mà từ trường tập trung ở những điểm này Conference, DOI: 10.13140/2.1.2238.8482. có thể bị bão hòa sớm hơn các điểm khác. Xuất hiện các từ thông đập [6] V. Elistratova (2016), “Optimal design of line-start internal permanent magnet synchronous mạch trong mạch từ làm cho động cơ xuất hiện hiện tượng rung động motor of high efficiency”, 38th IAS Annual Meeting, DOI: 10.1109/IAS.2003.1257835. [7] L.S. Maraaba, et al. (2019), “Mathematical modeling, simulation and experimental khi làm việc, qua đó cần tiếp tục cải thiện giải pháp thiết kế để động cơ testing of interior-mount LSPMSM under stator inter-turn fault”, IEEE Transactions on Energy có thể làm việc êm dịu và cho hiệu suất cao hơn. Conversion, 34(3), pp.1213-1222. 64(10ĐB) 10.2022 45