Trong ngành quạt trần công nghiệp HVLS (High Volume Low Speed), công nghệ động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM – Permanent Magnet Synchronous Motor) đang ngày càng được ưa chuộng nhờ hiệu suất cao, vận hành êm và tiết kiệm năng lượng.
Tuy nhiên, PMSM có hai dạng cấu trúc chính là inner-rotor (rotor trong) và external-rotor (rotor ngoài). Mỗi loại mang ưu điểm riêng, phù hợp với từng ứng dụng và thiết kế quạt khác nhau.
Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ sự khác biệt giữa PMSM inner-rotor và external-rotor, từ cấu tạo, hiệu suất đến khả năng ứng dụng thực tế trong quạt trần HVLS.
Tổng quan về động cơ PMSM
PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) là loại động cơ sử dụng nam châm vĩnh cửu trên rotor để tạo ra từ trường quay đồng bộ với từ trường stator. So với động cơ cảm ứng truyền thống, PMSM mang lại các ưu điểm vượt trội:
- Hiệu suất cao hơn 10–15%.
- Không cần hộp số hoặc bộ truyền động phức tạp.
- Tiếng ồn thấp, hoạt động ổn định ở tốc độ thấp.
- Tuổi thọ cao, bảo trì tối thiểu.
Trong ứng dụng quạt HVLS, PMSM giúp giảm đáng kể điện năng tiêu thụ, đồng thời tăng mô-men xoắn ở tốc độ thấp – yếu tố quan trọng để vận hành các cánh quạt đường kính lớn (7–9 mét).
Phân loại PMSM: Inner-Rotor và External-Rotor
PMSM Inner-Rotor (Rotor trong)
- Nam châm vĩnh cửu được gắn trên trục rotor nằm bên trong.
- Stator bao quanh bên ngoài, cuộn dây stator tạo từ trường kích thích rotor quay.
- Thiết kế gọn nhẹ, tản nhiệt tốt, thường dùng trong quạt trần cỡ trung hoặc thiết bị yêu cầu độ chính xác cao.
PMSM External-Rotor (Rotor ngoài)
- Nam châm vĩnh cửu gắn ở phần vỏ ngoài quay quanh stator.
- Stator nằm ở giữa, giúp tạo mô-men xoắn lớn hơn nhờ bán kính rotor lớn.
- Phù hợp cho quạt HVLS công nghiệp cỡ lớn, nơi cần tốc độ thấp và lực xoắn mạnh.
Bảng so sánh chi tiết hai loại động cơ PMSM
| Tiêu chí | PMSM Inner-Rotor (Rotor trong) | PMSM External-Rotor (Rotor ngoài) |
|---|---|---|
| Cấu trúc cơ bản | Rotor nằm trong, stator ở ngoài. | Rotor bao quanh stator. |
| Mô-men xoắn (Torque) | Thấp hơn, cần hỗ trợ cơ học hoặc thiết kế cánh tối ưu. | Cao hơn tự nhiên do bán kính rotor lớn. |
| Tốc độ quay định mức | Cao, cần giảm tốc cho quạt lớn. | Thấp, phù hợp trực tiếp cho HVLS. |
| Hiệu suất năng lượng | Cao ở tốc độ trung – cao. | Tối ưu ở tốc độ thấp. |
| Tản nhiệt | Tốt, cuộn dây ở ngoài dễ thoát nhiệt. | Hạn chế hơn, cần thiết kế làm mát riêng. |
| Kích thước & trọng lượng | Gọn nhẹ, dễ lắp đặt. | Lớn, nặng hơn, có quán tính quay cao. |
| Độ êm & ổn định | Cân bằng tốt, ít rung. | Vận hành êm ở tốc độ thấp, cần cân bằng rotor kỹ. |
| Bảo trì & sửa chữa | Dễ bảo trì, tháo rời thuận tiện. | Bảo trì phức tạp hơn. |
| Chi phí sản xuất | Cao hơn. | Thường thấp hơn ở cùng công suất. |
| Ứng dụng điển hình | Quạt trần trung bình (5–7m), robot, xe điện. | Quạt trần công nghiệp lớn (7–9m), máy nén, thông gió công nghiệp. |
Ứng dụng thực tế trong quạt HVLS
PMSM Inner-Rotor – Hiệu suất cao, thiết kế gọn gàng
Các dòng quạt sử dụng PMSM inner-rotor như HERO-5 có ưu điểm vận hành êm, tiết kiệm điện và thiết kế nhỏ gọn.
Phù hợp cho nhà xưởng vừa, trung tâm thương mại, nhà hàng, khu thể thao trong nhà – nơi yêu cầu thẩm mỹ và hiệu suất cao.
PMSM External-Rotor – Mô-men xoắn mạnh cho quạt đường kính lớn
Các dòng quạt công nghiệp như HERO-6, HERO-8, HERO-6 X series động cơ external-rotor để đạt mô-men xoắn cực đại ở tốc độ thấp, giúp cánh quạt 7–9m quay ổn định, lưu lượng gió mạnh và đều.
Loại này đặc biệt phù hợp cho nhà máy, kho hàng, khu sản xuất lớn hoặc không gian mở.
Đánh giá tổng quan
| PMSM Inner-Rotor | PMSM External-Rotor | |
|---|---|---|
| Ưu điểm chính | Hiệu suất cao, gọn nhẹ, dễ bảo trì. | Mô-men xoắn mạnh, êm ái ở tốc độ thấp. |
| Nhược điểm | Mô-men thấp, cần truyền động bổ trợ. | Nặng hơn, tản nhiệt kém hơn. |
| Phù hợp cho | Quạt trần trung bình (5–7m). | Quạt trần HVLS lớn (7–9.1m). |
- Inner-Rotor PMSM phù hợp cho quạt trần nhỏ – trung bình, nơi cần hiệu suất và độ êm cao.
- External-Rotor PMSM là lựa chọn tối ưu cho quạt HVLS công nghiệp lớn, đòi hỏi mô-men xoắn mạnh, vận hành ổn định và lưu lượng gió lớn.
Việc lựa chọn loại động cơ phù hợp sẽ giúp tối ưu hiệu quả làm mát, tiết kiệm điện năng và nâng cao độ bền cho hệ thống quạt trần công nghiệp.
