acecook

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

Công nghiệp năng lượng
09/11/2022 15:51
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. Bài báo giới thiệu việc thiết lập mô hình tham số trong nghiên cứu phát triển máy phát điện đồng bộ không kích thích từ phụ trợ.
aa

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.

thiet lap mo hi nh tham so trong nghien cuu phat trie n may phat dien do ng bo khong kich thich tu phu tro
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.

thiet lap mo hi nh tham so trong nghien cuu phat trie n may phat dien do ng bo khong kich thich tu phu tro
Hình 2. Mật độ dòng điện.

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

thiet lap mo hi nh tham so trong nghien cuu phat trie n may phat dien do ng bo khong kich thich tu phu tro
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.

thiet lap mo hi nh tham so trong nghien cuu phat trie n may phat dien do ng bo khong kich thich tu phu tro
Hình 3. Mô hình cảm ứng từ so với góc quay của rotor.

thiet lap mo hi nh tham so trong nghien cuu phat trie n may phat dien do ng bo khong kich thich tu phu tro
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”.

thiet lap mo hi nh tham so trong nghien cuu phat trie n may phat dien do ng bo khong kich thich tu phu tro
Hình 5. Mô hình 2D của máy phát điện đồng bộ được nghiên cứu chế tạo để thay đổi tham sô kỹ thuật.

thiet lap mo hi nh tham so trong nghien cuu phat trie n may phat dien do ng bo khong kich thich tu phu tro
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

vaa
Tin bài khác
AI đang tái định hình ngành sản xuất tiên tiến: Điều gì sẽ đến tiếp theo?

AI đang tái định hình ngành sản xuất tiên tiến: Điều gì sẽ đến tiếp theo?

Sau nhiều năm bàn luận về chuyển đổi số, ngành sản xuất toàn cầu đang bước vào một giai đoạn tăng tốc mới khi trí tuệ nhân tạo (AI) trở thành chất xúc tác mạnh mẽ cho tự động hóa và đổi mới vận hành. Nếu trước đây, số hóa thường diễn ra chậm chạp và phân mảnh, thì AI đang thúc đẩy quá trình này theo cách nhanh hơn, sâu hơn và mang tính đột phá hơn bao giờ hết.
Dự kiến tổ chức Hội chợ Mùa Xuân 2026 với chủ đề "Kết nối thịnh vượng - Mùa xuân huy hoàng"

Dự kiến tổ chức Hội chợ Mùa Xuân 2026 với chủ đề "Kết nối thịnh vượng - Mùa xuân huy hoàng"

Hội chợ quốc gia Mùa Xuân 2026 dự kiến diễn ra đầu tháng 2/2026 tại Trung tâm Triển lãm Việt Nam (Đông Anh, Hà Nội), hướng tới quảng bá sản phẩm trong nước, kích cầu tiêu dùng và tạo khí thế sôi động khi cả nước bước vào xuân mới.
Dự báo năm 2026, mức độ tinh vi của lừa đảo trực tuyến gia tăng

Dự báo năm 2026, mức độ tinh vi của lừa đảo trực tuyến gia tăng

Năm 2026, an ninh mạng đối với người dùng cá nhân được dự báo sẽ tiếp tục đối mặt với nhiều thách thức mới, trong đó nổi bật là sự gia tăng về mức độ tinh vi của các hình thức lừa đảo trực tuyến. Các nhóm tội phạm mạng sẽ đẩy mạnh việc ứng dụng công nghệ Deepfake để tạo ra hình ảnh, video và giọng nói giả mạo có độ chân thực rất cao.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/1/2026: tuổi Hợi cần thận trọng, tuổi Thân cơ hội phát triển

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/1/2026: tuổi Hợi cần thận trọng, tuổi Thân cơ hội phát triển

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 11/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: BIDV cảnh báo khẩn về các chiêu lừa đảo tài chính tinh vi

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: BIDV cảnh báo khẩn về các chiêu lừa đảo tài chính tinh vi

Tuần đầu thiên của năm mới 2026, đã có nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh, chiến lược nhân sự như: VIB khởi động năm 2026 với loạt ưu đãi thẻ hấp dẫn; BIDV cảnh báo khẩn về các chiêu lừa đảo tài chính tinh vi; Nghị quyết 79 đặt mục tiêu xây dựng các ngân hàng nhà nước dẫn dắt thị trường...
Du lịch Việt Nam lập kỷ lục mới: Gần 21,2 triệu lượt khách quốc tế trong năm 2025

Du lịch Việt Nam lập kỷ lục mới: Gần 21,2 triệu lượt khách quốc tế trong năm 2025

Năm 2025 đánh dấu bước bứt phá mạnh mẽ của du lịch Việt Nam khi lượng khách quốc tế đạt gần 21,2 triệu lượt - mức cao nhất từ trước đến nay. Tăng trưởng vượt trội không chỉ khẳng định sức hấp dẫn của điểm đến Việt Nam trên bản đồ du lịch thế giới, mà còn đóng góp quan trọng vào đà tăng trưởng của khu vực dịch vụ và nền kinh tế nói chung.
Herbalife khuyến khích lối sống năng động trong ngày đầu năm mới

Herbalife khuyến khích lối sống năng động trong ngày đầu năm mới

Herbalife Việt Nam, với mục tiêu trở thành công ty, cộng đồng và nền tảng hàng đầu về sức khỏe và thể chất, tiếp tục là nhà tài trợ chính của “Giải bán marathon Quốc tế Việt Nam tài trợ bởi Herbalife 2026”, tổ chức tại trung tâm Hà Nội trong ngày đầu tiên của năm mới.
5 xu hướng robot hàng đầu toàn cầu năm 2026

5 xu hướng robot hàng đầu toàn cầu năm 2026

Theo Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR), giá trị thị trường robot công nghiệp toàn cầu đã đạt kỷ lục 16,7 tỷ USD, phản ánh vai trò ngày càng quan trọng của robot trong sản xuất, logistics và dịch vụ. Bước sang năm 2026, ngành robot được dự báo sẽ tiếp tục tăng tốc nhờ các đột phá công nghệ, sự hội tụ IT/OT và áp lực thiếu hụt lao động trên toàn cầu. IFR đã chỉ ra 5 xu hướng nổi bật sẽ định hình tương lai của lĩnh vực này.
Hội nghị An toàn Robot Quốc tế 2025: Tiêu chuẩn mới mở đường cho kỷ nguyên tự động hóa an toàn

Hội nghị An toàn Robot Quốc tế 2025: Tiêu chuẩn mới mở đường cho kỷ nguyên tự động hóa an toàn

Hội nghị An toàn Robot Quốc tế 2025 (IRSC 2025) đã mang đến cái nhìn toàn cảnh về cách cộng đồng tiêu chuẩn và an toàn toàn cầu đang chuẩn bị cho làn sóng robot thế hệ mới. Từ robot cộng tác đến người máy hình người, các chủ đề thảo luận cho thấy an toàn không còn là yếu tố bổ trợ, mà đang trở thành nền tảng cốt lõi để tự động hóa có thể mở rộng trên quy mô lớn.
Từ "Sao tháng Tám" đến "Địa đạo": Chuỗi phim đặc sắc mừng Đại hội XIV

Từ "Sao tháng Tám" đến "Địa đạo": Chuỗi phim đặc sắc mừng Đại hội XIV

Từ ngày 14 đến 17/1, Viện Phim Việt Nam tổ chức đợt chiếu phim miễn phí tại rạp Ngọc Khánh (523 Kim Mã, Hà Nội), giới thiệu bốn phim truyện điện ảnh cách mạng kinh điển cùng chùm phim hoạt hình nổi tiếng, chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng.
song-gia-tri