Nguyên lý cấu tạo và làm việc của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu

Nam châm vĩnh cửu năng lượng cao bao gồm vật liệu NdFeB đất hiếm được sử dụng để kích thích từ trường trong động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Điều này cho phép các động cơ như vậy đạt được mức giảm đáng kể về kích thước và trọng lượng. Việc không có cuộn dây rôto và kích thước rôto nhỏ gọn góp phần nâng cao hiệu suất của các động cơ này.

PREVIEW

• Thi công động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
• Nguyên lý làm việc của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu

Xây dựng PMSM

Động cơ đồng bộ cơ bản và động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) được cấu tạo tương tự nhau, điểm khác biệt chính nằm ở thiết kế rôto. Khác với rôto thông thường, rôto của PMSM sử dụng nam châm vĩnh cửu để tạo ra các cực từ thay cho cuộn dây kích từ. Do độ thẩm thấu cao, sắt, boron và samarium-cobalt loại trung bình thường được sử dụng để chế tạo nam châm vĩnh cửu.

Nam châm vĩnh cửu neodymium-boron-sắt được sử dụng phổ biến nhất vì chúng sẵn có và giá cả hợp lý. Loại nam châm này được cố định vào rôto, thường được đặt bên trong stato của động cơ điện. Mặt khác, một số cấu hình động cơ nhất định bao gồm một rôto bên ngoài, dẫn đến thiết kế từ trong ra ngoài.

Rôto chủ yếu bao gồm các nam châm vĩnh cửu mạnh mẽ này, được chọn để có lực cưỡng bức cao. Mặt khác, stato bao gồm khung bên ngoài và cuộn dây vỏ lõi. Trong nhiều trường hợp, thiết kế kết hợp cuộn dây hai hoặc ba pha thường được áp dụng cho stato.

Nguyên lý hoạt động của động cơ PMSM

Động cơ đồng bộ hoạt động dựa trên sự tương tác giữa từ trường không đổi của rôto và từ trường quay của stato. Từ trường quay được tạo ra bởi stato của động cơ đồng bộ, giống như trong động cơ cảm ứng ba pha. Định luật Ampe phát biểu rằng mô men xoắn được tạo ra bởi dòng điện xoay chiều đồng bộ từ cuộn dây stato và từ trường của rôto. Mô-men xoắn này cho phép rôto quay dễ dàng hơn.

Từ trường không đổi được tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu trên rôto của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM). Các cực của rôto thẳng hàng với từ trường quay của stato khi nó quay với tốc độ đồng bộ. Kết quả là, khi được kết nối trực tiếp với mạng dòng điện ba pha, PMSM không thể tự khởi động.