DONG CO MOT CHIEU KHONG CHOI THAN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (421.26 KB, 35 trang )

ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KHÔNG

CHỔI THAN

- BLDC

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

1.Đặt vấn đề

2.Nguyên lý làm viêc

3.Những vấn đề động cơ một

chiều cần giải quyết

4.Mô phỏng,thực nghiệm

5.Kết luận

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

1.Đặt vấn đề - Giới thiệu về động

cơ một chiều không chổi than

Ngày nay BLDC được ứng dụng rất rộng

rãi trong các ngày kỹ thuật nhờ khả năng

dễ dàng điều chỉnh tốc độ,công suất

dễ dàng điều chỉnh tốc độ,cơng suất

lớn,dễ lập trình cho q trình tự động

lớn,dễ lập trình cho quá trình tự động

hóa….BLDC có khả năng đó nhờ nó tích

hợp bộ cảm biến xác định vị trí của roto

nhằm tạo ra các tín hiệu cho bộ chuyển

mạch

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

•

Sơ đồ nguyên lý làm việc của BLDCSơ đồ nguyên lý làm việc của BLDC

+
+

-Bộ chuyển mạch

Bộ chuyển mạch <sub>Động cơ</sub><sub>Động cơ</sub>

Cảm biến
Cảm biến
vị trívị trí

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

•

BLDC là một loại của động cơ đồng bộ BLDC là một loại của động cơ đồng bộ
nam châm vĩnh cửu, nó sử dụng các bộ

nam châm vĩnh cửu, nó sử dụng các bộ

cảm biến vị trí và một bộ chuyển đổi

(inverter) để điều khiển dòng điện phần

(inverter) để điều khiển dịng điện phần

ứng

•

Có 2 loại BLDC chủ yếu:Có 2 loại BLDC chủ yếu:

- dạng hình thang<sub>- dạng hình thang</sub>

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

•

Đối với động cơ dạng hình thang thì sức điện Đối với động cơ dạng hình thang thì sức điện
động gây ra trên cuộn dây stato có dạng hình

động gây ra trên cuộn dây stato có dạng hình

thang và pha của nó cần cung cấp dịng điện để

thang và pha của nó cần cung cấp dòng điện để

tạo ra momen hoạt động hầu như khơng có gợn

sóng .

•

Với động cơ hình sin thì sức điện động có dạng Với động cơ hình sin thì sức điện động có dạng
hình sin và dịng điện pha u cầu momen

hình sin và dịng điện pha u cầu momen

trơn.Hình dạng của sức điện động được xác định

bởi hình dạng của nam châm Roto và cách phân

bố cuộn dây Stato.

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

•

Động cơ hình sin cần cảm biến vị trí có độ Động cơ hình sin cần cảm biến vị trí có độ
chính xác cao bởi vị trí Roto phải được biết
chính xác cao bởi vị trí Roto phải được biết

ngay tức thời tại mọi thời điểm để tối ưu
ngay tức thời tại mọi thời điểm để tối ưu
cho hoạt động của động cơ.Nó cũng yêu
cho hoạt động của động cơ.Nó cũng yêu

cầu phải tổ hợp nhiều hơn cả về phần cứng
cầu phải tổ hợp nhiều hơn cả về phần cứng

và phần mềm kèm theo.
và phần mềm kèm theo.

•

Động cơ hình thang lại khá hấp dẫn cho các Động cơ hình thang lại khá hấp dẫn cho các
ứng dụng để đơn giản hóa,rẻ hơn và hiệu
ứng dụng để đơn giản hóa,rẻ hơn và hiệu
suất cao hơn.Phần dưới đây chỉ tập trung
suất cao hơn.Phần dưới đây chỉ tập trung

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

•

Cấu tạo của BLDC gồm 4 bộ phận

+ Roto

+ Stato

+ Cảm biến vị trí

+ Bộ phận chuyển mạch điện từ

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

stato

Bao gồm lõi sắt (các lá thép kĩ thuật điện Bao gồm lõi sắt (các lá thép kĩ thuật điện
ghép cách điện với nhau) và dây quấn.

ghép cách điện với nhau) và dây quấn.

Cách quấn dây của BLDC khác so với cách

quấn dây động 1 chiều thông

thường,stato của BDCM chứa dây quấn

phần ứng, sự khác biệt này tạo nên sức

phản điện động dạng hình thang.

</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10></div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

Dây quấn phần ứng có thể là 2

pha hoặc 3 pha.

Đối với dây quấn 3 pha có 2 cách

mắc :

+ Cách mắc hình sao

+ Cách mắc hình tam giác

</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

Roto

Được gắn vào trục động cơ và trên bề mặt

có dán các thanh nam châm vĩnh cửu.Ở

các động cơ yêu cầu quán tính nhỏ,người

ta thường chế tạo trục của động cơ có

dạng hình trụ rỗng.

</div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13>

Cảm biến vị trí Hall sensor

•

Do đặc thù sức phản điện động có dạng Do đặc thù sức phản điện động có dạng
hình thang nên cấu hình điều khiển thơng

hình thang nên cấu hình điều khiển thơng

thường của BLDC cần có cảm biến xác

định vị trí của từ trường rotor so với các

pha của cuộn dây stator.

•

Có nhiều loại cảm biến vị trí nhưng nó Có nhiều loại cảm biến vị trí nhưng nó

đều theo các ngun lý :

đều theo các nguyên lý :

+Điện từ :máy phát đồng bộ xoay chiều.

+ Quang điện : encorder

+ Cảm biến hall

</div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14>

N

gười ta thường dùng cảm biến

<sub>gười ta thường dùng cảm biến </sub>

hiệu ứng Hall, gọi tắt là Hall sensor

Nó tạo ra sức điện động đồng bộ

phục vụ cho việc đóng cắt các van

bán dẫn ở bộ chuyển mạch điện từ

</div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15>

Bộ chuyển mạch điện tử

Vì dây quấn phần ứng được bố trí trên Stato

nên bộ chuyển mạch dễ dàng được thay

thế bởi bộ chuyển mạch điền tử sử dụng

Transistor công suất chuyển mạch theo vị

Transistor cơng suất chuyển mạch theo vị

trí của roto.

Về bản chất thì bộ chuyển mạch điện tử là

nghịch lưu bị động theo sức điện động

của roto.

</div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>

2.Nguyên lý làm việc của BDCM

•

Động cơ BLDC hiện diện trong khá nhiều Động cơ BLDC hiện diện trong khá nhiều

hệ khác nhau nhưng động cơ 3 pha là loại

thông dụng nhất tối ưu hiệu suất và giảm

gợn sóng momen quay ( trơn).Loại động

cơ này cũng đưa ra sự đồng thuận giữa

việc điều khiển chính xác với số thiết bị

cần để điều khiển dịng stato.

</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>

•

BLDC ba pha được điều khiển(operated) BLDC ba pha được điều khiển(operated)
trong 2 pha , nghĩa là hai pha mà tạo ra

trong 2 pha , nghĩa là hai pha mà tạo ra

mơmen lớn nhất sẽ được kích hoạt trong

khi pha thứ 3 bị ngắt.Hai pha đó được

kích hoạt phụ thuộc vào vị trí của roto.

</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18></div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19>

• Phương pháp điều khiển truyền

<sub>Phương pháp điều khiển truyền </sub>

thống động cơ BLDC là đóng cắt

các khóa mạch lực (IGBT hoặc

MOSFET) để cấp dịng điện vào

MOSFET) để cấp dòng điện vào

cuộn dây stator động cơ dựa theo

tín hiệu Hall sensor đưa về.

</div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>

Mặt cắt ngang động cơ BLDC

</div>
<span class='text_page_counter'>(21)</span><div class='page_container' data-page=21>

•

Các tín hiệu từ các cảm biến vị trí Các tín hiệu từ các cảm biến vị trí

H1,H2,H3 tạo ra một bộ ba hằng số mà

thay đổi cứ sau mỗi 60 độ .(tức là trong

60 độ tiếp theo chỉ có một trạng thái của

1 trong 3 cảm biến H1,H2,H3 bị thay đổi).

•

Từ đó ta có được sơ đồ dịng và áp như Từ đó ta có được sơ đồ dòng và áp như

</div>
<span class='text_page_counter'>(22)</span><div class='page_container' data-page=22></div>
<span class='text_page_counter'>(23)</span><div class='page_container' data-page=23></div>
<span class='text_page_counter'>(24)</span><div class='page_container' data-page=24>

•

BLDC ba pha được điều khiển(operated) BLDC ba pha được điều khiển(operated)
trong 2 pha , nghĩa là hai pha mà tạo ra

trong 2 pha , nghĩa là hai pha mà tạo ra

mơmen lớn nhất sẽ được kích hoạt trong

khi pha thứ 3 bị ngắt.Hai pha đó được kích

hoạt phụ thuộc vào vị trí của roto.

Chế độ điều khiển này gọi là chế độ điều Chế độ điều khiển này gọi là chế độ điều
khiển 120. Đây là chế độ điều khiển cơ

khiển 120. Đây là chế độ điều khiển cơ

bản của BLDC

</div>
<span class='text_page_counter'>(25)</span><div class='page_container' data-page=25></div>
<span class='text_page_counter'>(26)</span><div class='page_container' data-page=26>

3.Những vấn đề của BLDC

•

Ý nghĩa tên động cơ 1 chiều khơng chổi Ý nghĩa tên động cơ 1 chiều không chổi
than?

than?

</div>
<span class='text_page_counter'>(27)</span><div class='page_container' data-page=27>

Ý nghĩa tên động cơ 1 chiều không

chổi than

•

Động cơ BLDC mặc dù có tên là “một Động cơ BLDC mặc dù có tên là “một
chiều khơng chổi than” nhưng nó thuộc

chiều khơng chổi than” nhưng nó thuộc

nhóm động cơ đồng bộ nam châm vĩnh

cửu chứ không phải là động cơ một chiều.

</div>
<span class='text_page_counter'>(28)</span><div class='page_container' data-page=28>

•

Dưới mỗi pha dẫn ta thấy đều có dịng Dưới mỗi pha dẫn ta thấy đều có dòng

điện 1 chiều và sức điện động 1 chiều, do

đó động cơ BLDC có đặc tính cơ và đặc

tính điều khiển giống với động cơ 1 chiều.

•

Chính vì thế mà động cơ này có tên gọi là Chính vì thế mà động cơ này có tên gọi là

“động cơ một chiều không chổi than” chứ

thực ra nó là động cơ xoay chiều đồng bộ

nam châm vĩnh cửu.

</div>
<span class='text_page_counter'>(29)</span><div class='page_container' data-page=29>

Dạng sức phản điện động và dịng

điện

•

BLDC có sức phản điện động dạng hình BLDC có sức phản điện động dạng hình
thang.Điều này là do cấu tạo của roto có

thang.Điều này là do cấu tạo của roto có

dán các thanh nam châm vĩnh cửu và cách
dán các thanh nam châm vĩnh cửu và cách

quấn dây sức điện động hình thang của
quấn dây sức điện động hình thang của

Stato tạo nên
Stato tạo nên

•

Với động cơ 1 chiều khơng chổi than 3 pha Với động cơ 1 chiều không chổi than 3 pha
ta có 3 sức phản điện động hình thang.Mỗi
ta có 3 sức phản điện động hình thang.Mỗi

</div>
<span class='text_page_counter'>(30)</span><div class='page_container' data-page=30></div>
<span class='text_page_counter'>(31)</span><div class='page_container' data-page=31>

•

Do trong cấu trúc của động cơ 1 chiều Do trong cấu trúc của động cơ 1 chiều
không chổi than có cảm biến vị trí roto

khơng chổi than có cảm biến vị trí roto

nên bộ biến đổi điện tử có thể đảm bảo sự

thay đổi của dòng điện trong dây quấn

phần ứng khi roto quay giống như vành

góp và chổi than của động cơ một chiều

thơng thường.

•

Do chuyển mạch nghịch lưu theo vị trí của Do chuyển mạch nghịch lưu theo vị trí của
roto nên dòng điện cùng pha với sức điện

roto nên dòng điện cùng pha với sức điện

động

</div>
<span class='text_page_counter'>(32)</span><div class='page_container' data-page=32></div>
<span class='text_page_counter'>(33)</span><div class='page_container' data-page=33>

4.Mô Phỏng

</div>
<span class='text_page_counter'>(34)</span><div class='page_container' data-page=34>

5. Kết luận

•

Do những đặc tính của động cơ một chiều Do những đặc tính của động cơ một chiều
khơng chổi than:có thể tạo ra cơng suất

khơng chổi than:có thể tạo ra công suất

lớn,dễ dàng điều chỉnh tốc độ…nên ngầy

nay BLDC được ứng dụng rất rộng rãi

trong các ngành nghề công nghiệp và dân

dụng.

</div>
<span class='text_page_counter'>(35)</span><div class='page_container' data-page=35>

•