โครงสร้างและหลักการทำงานของ
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร
1. โครงสร้างของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSM) ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโรเตอร์ ฝาครอบปลาย และสเตเตอร์ โครงสร้างหลักคือ: เพลา โรเตอร์ แกนสเตเตอร์ ขดลวดสเตเตอร์ ฐาน และพัดลมระบายความร้อน
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรประกอบด้วยแกนสเตเตอร์และขดลวด ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กหมุนแบบซิงโครนัส หน้าที่ของสเตเตอร์คือการสร้างสนามแม่เหล็กระหว่างการทำงานของมอเตอร์ หลังจากที่กระแสสลับสามเฟสแบบสมมาตรถูกส่งผ่านไปยังขดลวดสเตเตอร์สามเฟส สนามแม่เหล็กหมุนจะถูกสร้างขึ้นซึ่งหมุนไปตามช่องว่างวงกลมด้านในของสเตเตอร์และโรเตอร์ด้วยความเร็วซิงโครนัส สเตเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรสามเฟสไม่แตกต่างจากมอเตอร์อะซิงโครนัส AC สามเฟสในโครงสร้างมากนัก
แบบฟอร์มแรก:โรเตอร์ที่มีขั้วแม่เหล็กถาวรติดตั้งอยู่บนพื้นผิวเส้นรอบวงของแกนโรเตอร์เรียกว่าโรเตอร์แม่เหล็กถาวรที่ยื่นออกมาบนพื้นผิว
แบบฟอร์มที่สอง:ขั้วแม่เหล็กถาวรฝังอยู่บนพื้นผิวของแกนโรเตอร์ ซึ่งเรียกว่าโรเตอร์แม่เหล็กถาวรฝังพื้นผิว
แบบฟอร์มที่สาม:โดยทั่วไปจะใช้ในมอเตอร์ขนาดใหญ่กว่าเพื่อฝังแม่เหล็กถาวรไว้ภายในโรเตอร์ ซึ่งเรียกว่าโรเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบฝัง (หรือโรเตอร์แม่เหล็กถาวรในตัวหรือโรเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบฝัง) แม่เหล็กถาวรฝังอยู่ภายในแกนโรเตอร์ และมีช่องสำหรับติดตั้งแม่เหล็กถาวรในแกน การจัดเรียงหลักของแม่เหล็กถาวรแสดงไว้ในรูปภาพ ในแต่ละรูปแบบจะมีแม่เหล็กถาวรหลายชั้นผสมกัน
2. หลักการทำงานของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรโดยทั่วไปจะติดตั้งหม้อแปลงโรตารี (รีโซลเวอร์) ดังแสดงในรูป เป็นเซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ตรวจจับตำแหน่งและความเร็วของโรเตอร์ หลักการของตัวแก้ไขนั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกับของหม้อแปลงไฟฟ้า
รีโซลเวอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรใช้รีโซลเวอร์แบบฝืน และโรเตอร์ของมันคือแกนโรเตอร์ที่ไม่มีขดลวดโรเตอร์ โรเตอร์ทำจากรูปทรงพิเศษที่มีแกนเหล็ก และแรงดันเอาต์พุตจะเปลี่ยนเป็นแอมพลิจูดตามช่องว่างระหว่างแกนโรเตอร์และแกนสเตเตอร์ (ชนิดมอดูเลตแอมพลิจูด)
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรเป็นอุปกรณ์ที่สนามแม่เหล็กของแม่เหล็กไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรดึงซึ่งกันและกันเพื่อสร้างแรงและการเคลื่อนที่ ดังแสดงในรูป
กระแสสลับแบบสมมาตรสามเฟสเชื่อมต่อกับขดลวดสามเฟสของสเตเตอร์ของมอเตอร์เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหมุน ตามหลักการที่ว่าขั้วตรงข้ามดึงดูดกันและขั้วเหมือนจะผลักกัน ไม่ว่าขั้วหมุนสเตเตอร์กับขั้วแม่เหล็กถาวรจะอยู่ในตำแหน่งสัมพัทธ์ใดก็ตาม ขั้วหมุนสเตเตอร์จะลากโรเตอร์เพื่อหมุนพร้อมกันเสมอเนื่องจาก แรงแม่เหล็ก
ลักษณะของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร
ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และความหนาแน่นของพลังงานสูง การใช้วัสดุแม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่งพิเศษประสิทธิภาพสูงช่วยลดขนาดและน้ำหนักของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรได้อย่างมาก และความหนาแน่นของพลังงานอย่างน้อย 1.5 เท่าของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสทั่วไป
ประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงาน เนื่องจากสนามแม่เหล็กกระตุ้นนั้นมาจากแม่เหล็กถาวร โรเตอร์แม่เหล็กถาวรจึงไม่ต้องการการกระตุ้น และประสิทธิภาพอาจสูงถึง 90% เมื่อเทียบกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส ช่วงความเร็วการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงนั้นกว้างและการประหยัดพลังงานมีความสำคัญมาก โดยเฉพาะเมื่อวิ่งด้วยความเร็วต่ำจะมีข้อดีชัดเจนยิ่งขึ้น
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นต่ำ เนื่องจากมอเตอร์แม่เหล็กถาวรมีประสิทธิภาพสูง จึงไม่มีการสูญเสียความต้านทานในขดลวดของโรเตอร์ และมีกระแสไฟฟ้ารีแอกทีฟเพียงเล็กน้อยหรือแทบไม่มีเลยในขดลวดสเตเตอร์ ซึ่งทำให้อุณหภูมิของมอเตอร์เพิ่มขึ้นต่ำและยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์
การตอบสนองที่รวดเร็ว ช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้าง ความน่าเชื่อถือสูง สัญญาณรบกวนต่ำ และการทำงานที่ราบรื่น เหมาะสำหรับโอกาสที่ใช้พลังงานปานกลางและสูง ปัจจุบันรถยนต์โดยสารไฟฟ้าโดยทั่วไปใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร
จำเป็นต้องใช้แม่เหล็กถาวรจำนวนหนึ่ง ซึ่งมีราคาแพงกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟส นอกจากนี้ แม่เหล็กถาวรมีแนวโน้มที่จะเกิดการล้างอำนาจแม่เหล็กแบบกลับไม่ได้ที่อุณหภูมิสูง และความน่าเชื่อถือของแม่เหล็กยังต่ำกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟส
