Độ trễ pha là gì và nó có ảnh hưởng gì đến động cơ DC

Độ trễ pha là gì và nó có ảnh hưởng gì đến động cơ DC

 

[MotorWorld] Trong động cơ điện một chiều không chổi than, nam châm vĩnh cửu được nhúng vào rôto và stato có các cuộn dây được kích thích bởi dòng điện bên ngoài để tạo ra các cực từ. Động cơ không chổi than sử dụng chuyển mạch điện tử để xác định trình tự chuyển mạch của cuộn dây stato và động cơ điện một chiều không chổi than có thể được dẫn động bằng chuyển mạch hình thang hoặc hình sin. Giao hoán hình thang là một phương pháp đơn giản, nhưng trong mỗi bước giao hoán, đặc biệt là ở tốc độ chậm, nó sinh ra dao động mô men. Giao hoán hình sin thường được sử dụng vì nó loại bỏ dao động mô-men xoắn và cung cấp chuyển động trơn tru, nhưng nó tạo ra một thách thức khác: trễ pha.

Giao hoán hình sin cung cấp cho mỗi cuộn dây động cơ một dòng điện thay đổi theo hình sin khi động cơ quay. Để tạo ra mô-men xoắn cực đại (và cũng loại bỏ dao động mô-men xoắn), tập hợp các dòng điện cuộn dây phải tạo ra một vectơ có độ lớn không đổi và trực giao với từ trường rôto.

Tuy nhiên, khi tốc độ của động cơ bắt đầu tăng, tần số của tín hiệu hình sin cũng bắt đầu tăng lên. Trở lại EMF, để có được mô-men xoắn cần thiết, nhưng cũng để tăng biên độ và tần số, động cơ phải vượt qua nó. Bởi vì bộ điều khiển động cơ-bộ điều khiển PI-có băng thông hạn chế và tương ứng. Do đó, rất khó theo dõi tín hiệu điều khiển hình sin và EMF tăng trở lại của khách hàng. Kết quả là có độ trễ pha giữa vectơ dòng điện stato và từ trường rôto.

Khi một cuộn dây quay so với từ trường, một suất điện động (hiệu điện thế) được tạo ra. Trong động cơ, lực này được gọi là sức điện động ngược. Vì nó phản ứng với điện áp ổ đĩa và làm giảm dòng điện qua động cơ.

Khi stato và từ trường hiện tại không còn trực giao, mômen xoắn sẽ được tạo ra ít hơn dưới một dòng điện nhất định. Nói cách khác, để duy trì một lượng mômen nhất định, thì dòng điện phải được tăng lên. Do đó, hiệu quả sẽ bị giảm sút.

Một phương pháp điều khiển khác, được gọi là Điều khiển hướng trường (FOC), có thể loại bỏ độ trễ pha. Trong điều khiển hướng trường (còn được gọi là điều khiển vectơ), vectơ hiện tại-cho dù là cường độ hay hướng-được điều khiển theo hướng của rôto, thay vì được điều khiển bởi sóng sin. Điều này giúp loại bỏ độ trễ pha giữa vectơ dòng điện stato và từ trường rôto.