Tìm hiểu tất tần tật mọi thứ về động cơ một chiều không chổi than - Brushless DC Motor

Động cơ một chiều không chổi than Brushless DC (BLDC) Motor thuộc nhóm động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu không phải động cơ một chiều. Để hiểu hơn về dòng động cơ này bài viết dưới đây Bisco Việt Nam sẽ chia sẻ chi tiết.
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu là nhóm động cơ xoay chiều đồng bộ (tức là rotor quay cùng tốc độ với từ trường quay) có phần cảm là nam châm vĩnh cửu. Dựa vào dạng sóng sức phản điện động stator của động cơ mà trong nhóm này ta có thể chia thành 2 loại:
  • Động cơ (sóng) hình sin
  • Động cơ (sóng) hình thang
Động cơ BLDC là loại động cơ sóng hình thang, những động cơ còn lại là động cơ sóng hình sin (ta gọi chung với tên là PM – Permanent magnet Motor). Chính cái sức phản điện động có dạng hình thang này mới là yếu tố quyết định để xác định một động cơ BLDC chứ không phải các yếu tố khác như Hall sensor, bộ chuyển mạch điện tử,...

Cấu tạo của động cơ Brushless DC 

Stator

Bao gồm lõi sắt (các lá thép kĩ thuật điện ghép cách điện với nhau) và dây quấn. Cách quấn dây của BLDC khác so với cách quấn dây động cơ xoay chiều 3 pha thông thường, sự khác biệt này tạo nên sức phản điện động dạng hình thang mà ta thấy. 

Stator động cơ BLCD

>>> Xem thêm:

Rotor

Về cơ bản là không có gì khác so với các động cơ nam châm vĩnh cửu khác.

Hall sensor

Do đặc thù sức phản điện động có dạng hình thang nên cấu hình điều khiển thông thường của BLDC cần có cảm biến xác định vị trí của từ trường rotor so với các pha của cuộn dây stator. 

Để làm được điều đó người ta dùng cảm biến hiệu ứng Hall, gọi tắt là Hall sensor.

Cần chú ý là Hall sensor được gắn trên stator của BLDC chứ không phải trên rotor. 

Dạng sóng sức phản điện động pha, dây và tín hiệu đưa về từ Hall sensor:

Điều khiển động cơ Brushless DC 

Phương pháp điều khiển truyền thống động cơ BLDC là đóng cắt các khóa mạch lực (IGBT hoặc MOSFET) để cấp dòng điện vào cuộn dây stator động cơ dựa theo tín hiệu Hall sensor đưa về.

Sơ đồ mạch điện BLCD

Chế độ điều khiển này gọi là chế độ điều khiển 120o. Đây là chế độ điều khiển cơ bản của BLDC.

Trong một thời điểm bất kì luôn luôn chỉ có 2 pha dẫn điện, do đó ta còn gọi đây là chế độ điều khiển 2 pha dẫn.

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 “động cơ một chiều không chổi than” chứ thực ra nó là động cơ xoay chiều đồng bộ nam châm vĩnh cửu.

Vòng điều khiển tốc độ ở ngoài giống với động cơ một chiều. Sai số giữa tốc độ đặt và tốc độ thực được đưa vào bộ điều chỉnh tốc độ G, đầu ra của bộ điều chỉnh G là lượng đặt dòng điện Id*.

Tín hiệu Hall sensor đưa về được giải mã thành thông tin về dòng điện yêu cầu ở 3 pha Ia, Ib, Ic được kết hợp với giá trị dòng Id* qua khâu logic và đưa ra các lượng đặt dòng điện Ia*, Ib*, Ic*.

Như vậy là bài viết vừa rồi mà Bisco Việt Nam tìm hiểu và chia sẻ hi vọng sẽ giúp ai chưa hiểu và đang tìm hiểu kỹ hơn về động cơ không chổi than brushless trong mô tơ cổng tự động, cửa tự động... đã có thông tin hữu ích dành cho bạn.