Trang chủTin hotThiết lập mô hình tham số trong nghiên cứu phát triển máy...

Thiết lập mô hình tham số trong nghiên cứu phát triển máy phát điện đồng bộ không kích thích từ phụ trợ

Các máy điện động là thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ – điện và điện – cơ điển hình, luôn được quan tâm hoàn thiện theo các hướng: ngày càng nâng cao hiệu suất; tối ưu hóa hệ thống từ trường và các cụm – chi tiết cơ khí; ứng dụng vật liệu mới trong chế tạo chúng. Các đặc điểm đặc biệt này cho sự phát triển máy điện động được tính đến khi thiết lập các mô hình tham số COMSOL Multiphysics.

Biết rằng, công suất của máy phát điện, ngoài phụ thuộc vào nguồn động lực dẫn động rotor thì trong một dải nào đó của sự thay đổi nguồn động lực dẫn động, nếu có sự thay đổi phù hợp tham số của bản thân máy phát sẽ duy trì được công suất (đảm bảo tính ổn định cung cấp năng lượng điện) phát điện của máy phát.

Xét một thí dụ điển hình là máy phát điện chạy bằng turbin gió có công suất danh định là 500kW như là một nguyên mẫu cho cách tiếp cận này.

Bằng cách thay đổi các tham số chính của máy phát điện, gồm: kích thước và số lượng cực từ của rotor và stator. Việc tối ưu hóa hệ thống từ được thực hiện để thu được công suất đầu ra là 500kW với sự tối thiểu cần có của các đặc tính kỹ thuật chính. Công suất mong muốn duy trì (khi nguồn động lực dẫn động – turbin gió, thay đổi trong một dải nào đó) đạt được bằng cách thay đổi cách kết nối các cuộn dây với nhau. Cách kết nối mới được trình bày như hình 1.

Hình 1. Sơ đồ kết nối các cuộn dây của máy phát điện 3 pha.

Trên hình 2 trình bày mật độ dòng điện trong cuộn dây tương ứng với mô hình được tối ưu hóa.

Hình 2. Mật độ dòng điện.

Các kết quả thực hiện sự tối ưu hóa được trình bày trong Bảng 1.

Bảng 1. Các tham số máy phát điện sau tối ưu hóa.

 

Kết quả tính toán hệ thống từ tối ưu hóa được trình bày trên hình 3 và hình 4.

Hình 3. Mô hình cảm ứng từ so với góc quay của rotor.

Hình 4. Mô phỏng sự từ hóa ( A/m) theo góc quay α (rad) của rotor.

Máy phát điện được xem xét phát triển là loại máy điện đồng bộ không có kích thích từ phụ trợ. Cấu trúc của nó, gồm: 5 cặp nam châm vĩnh cửu được đặt trên rotor; 46 cặp cực trên stator; và 51 phân đoạn thép được đặt trong bộ điều chế. Hướng từ hóa của máy phát điện đồng bộ này là hướng tâm.

Dựa trên kết quả mô hình hóa tham số, thực hiện phát triển mô hình hai chiều (hình 5) và ba chiều (hình 6) của máy phát điện này trong môi trường “Kompact 3D”.

Hình 5. Mô hình 2D của máy phát điện đồng bộ được nghiên cứu chế tạo để thay đổi tham sô kỹ thuật.

Hình 6. Mô hình 3D của máy phát điện đồng bộ được nghiên cứu chế tạo để thay đổi tham sô kỹ thuật.

Đánh giá thiết kế, chế tạo máy phát điện đồng bộ này có thay đổi tham số kỹ thuật chính tương thích với dải thay đổi công suất nguồn động lực dẫn động nhằm duy trì sự ổn định công suất phát điện. Nhận thấy rằng, hầu hết các chỉ số kỹ thuật chính đều đạt yêu cầu. Duy nhất bộ điều chế là bộ phận có chế độ làm việc phi tiêu chuẩn, điều này cần phải thiết kế chế tạo riêng cho từng máy phát điện. Tuy nhiên, để thực hiện cũng không cần thiết bị – linh kiện chuyên dụng nào và thực hiện không khó.

Máy phát điện đồng bộ này gồm có 4 cụm ổ đỡ trục để giữ các rotor tại vùng tâm của máy phát điện sao cho chúng không chạm vào nhau khi quay. Mẫu máy phát điện này là đủ để phát triển máy phát điện với công suất nhất định.

Tài liệu tham khảo

  • Atallah K., Calverley S., Clark R., Rens J., Howe D. A new PM machine topology for low-speed, high-torque drives // Proc.— Int. Conf. Electr. Mach., ICEM. 2008.
  • Frandsen, T.V., Mathe, L., Berg, N.I., Holm, R.K., Matzen, T.N., Rasmussen, P.O., Jensen, K. K. Motor Integrated Permanent Magnet Gear in a Battery Electrical Vehicle // IEEE Trans Ind Appl. 2015.

    Nguyễn Tiến Dũng (BMSTU; VAA)
    Email: tiendung.bmstu@bk.ru

Theo dõi fanpage chúng tôi

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

Bài viết cùng chủ đề

Hàn Quốc giành ngôi Vô địch Kỳ thi Lập trình sinh viên quốc tế ICPC Châu Á – Thái Bình Dương năm 2024

Kỳ thi Lập trình sinh viên quốc tế ICPC Châu Á - Thái Bình Dương năm 2024 do Trường Đại học Công nghệ, ĐHQGHN phối hợp với Hội Tin học Việt Nam tổ chức từ ngày 29/2 - 2/3 đã thành công tốt đẹp. Chung cuộc, Ngôi vô địch đã thuộc về đội NewTrend của Đại học Quốc gia Seoul. Đội tuyển sudo (ĐH Công nghệ - ĐHQG Hà Nội) là đội có thứ hạng cao nhất của Việt Nam.

Đội SUDO là đội tuyển xuất sắc giải được bài đầu tiên tại The 2024 ICPC Asian Pacific Championship

Sáng ngày 2/3, 65 đội tuyển với 250 sinh viên đã chính thức tranh tài tại Kỳ thi Lập trình sinh viên quốc tế ICPC Châu Á - Thái Bình Dương năm 2024. Đội tuyển SUDO của trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã xuất sắc giải được bài đầu tiên vào phút thứ 11.

Hơn 160 bài báo cáo đã nộp tới VCCA 2024

Tính đến thời điểm hiện tại, Hội nghị Khoa học và Triển lãm quốc tế lần thứ 7 về Điều khiển và Tự động hóa (VCCA-2024) đã nhận được hơn 160 bài báo cáo khoa học gửi đến Ban chương trình.

NVIDIA GTC 2024: 300 nghìn người dự Hội nghị AI lớn nhất thế giới

Dự kiến Hội nghị lần này có 900 phiên thảo luận và hơn 300 nhà triển lãm sẽ giới thiệu cách tổ chức triển khai nền tảng NVIDIA để đạt được những bước đột phá đáng chú ý trong nhiều ngành nghề: hàng không vũ trụ, nông nghiệp, ô tô và vận tải, dịch vụ đám mây, dịch vụ tài chính, y tế và khoa học đời sống, sản xuất, bán lẻ và viễn thông.

Trường ĐH Giao thông Vận tải đã chọn được đội tham dự Cuộc thi MECA 2024

Vòng chung kết Cuộc thi Mitsubishi Electric Cup 2024 (MECA 2024) cấp trường Đại học Giao thông vận tải (ĐH GTVT) diễn ra chiều ngày 23/2 đã chọn ra được đội đại diện cho nhà trường tham dự Cuộc thi MECA cấp quốc gia vào tháng 6 sắp tới tại ĐH Cần Thơ.

Bài viết nổi bật

Hàn Quốc giành ngôi Vô địch Kỳ thi Lập trình sinh viên quốc tế ICPC Châu Á – Thái Bình Dương năm 2024

Kỳ thi Lập trình sinh viên quốc tế ICPC Châu Á - Thái Bình Dương năm 2024 do Trường Đại học Công nghệ, ĐHQGHN phối hợp với Hội Tin học Việt Nam tổ chức từ ngày 29/2 - 2/3 đã thành công tốt đẹp. Chung cuộc, Ngôi vô địch đã thuộc về đội NewTrend của Đại học Quốc gia Seoul. Đội tuyển sudo (ĐH Công nghệ - ĐHQG Hà Nội) là đội có thứ hạng cao nhất của Việt Nam.

Đội SUDO là đội tuyển xuất sắc giải được bài đầu tiên tại The 2024 ICPC Asian Pacific Championship

Sáng ngày 2/3, 65 đội tuyển với 250 sinh viên đã chính thức tranh tài tại Kỳ thi Lập trình sinh viên quốc tế ICPC Châu Á - Thái Bình Dương năm 2024. Đội tuyển SUDO của trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã xuất sắc giải được bài đầu tiên vào phút thứ 11.

Tham gia workshop: Quan hệ báo chí và người phát ngôn chỉ với 20% học phí

Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) và Công ty Kết nối Giá trị Việt Nam (VVC) tài trợ 80% học phí cho chuỗi...