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

mca
Tin bài khác
[E-Magazine] Tác chiến điện tử - Trận địa định hình quyền lực quân sự thế kỷ 21

[E-Magazine] Tác chiến điện tử - Trận địa định hình quyền lực quân sự thế kỷ 21

Trong không gian xung đột hiện đại, nơi ranh giới giữa vật lý và phi vật lý đang bị xóa nhòa, tác chiến điện tử (Electronic Warfare – EW) đã nổi lên như một lĩnh vực chiến lược then chốt, không chỉ mang ý nghĩa kỹ thuật mà còn là biểu hiện rõ rệt của sức mạnh quốc gia, năng lực liên minh và chiều sâu chiến lược.
Galaxy Z Fold7 bán tại Việt Nam từ 47 triệu đồng

Galaxy Z Fold7 bán tại Việt Nam từ 47 triệu đồng

Samsung đã công bố loạt smartphone màn hình gập thế hệ mới của hãng, bao gồm Galaxy Z Fold7, Galaxy Z Flip7 và Galaxy Z Flip7 FE.
Điều khiển trượt thích nghi tải cho hệ robot song song 6 bậc tự do Stewart platform

Điều khiển trượt thích nghi tải cho hệ robot song song 6 bậc tự do Stewart platform

Gough-Stewart platform, còn được gọi là Stewart platform, là một robot song song sáu bậc tự do với cấu trúc xen kênh phức tạp được ứng dụng rộng rãi trong những yêu cầu đòi hỏi độ chính xác cao và đáp ứng nhanh như là ứng dụng trong mô phỏng phương tiện, ô tô, tàu, thuyền, cho đến các ứng dụng trong hàng không vũ trụ và y tế.
Robot trả theo giờ: Giải pháp linh hoạt cho doanh nghiệp vừa và nhỏ

Robot trả theo giờ: Giải pháp linh hoạt cho doanh nghiệp vừa và nhỏ

Công ty công nghệ tự động hóa Guidance Automation (Anh) vừa công bố một mô hình triển khai robot đột phá mang tên “Autonomous GO - Automation by the Hour”, cho phép doanh nghiệp sử dụng robot tự hành mà không cần đầu tư ban đầu, chỉ trả tiền cho số giờ robot làm việc thực tế.
Ra mắt tổ hợp Viện Tầm Nhìn Mới & Học viện Quốc tế FABIA: Cột mốc mới kết nối tri thức, công nghệ và sắc đẹp

Ra mắt tổ hợp Viện Tầm Nhìn Mới & Học viện Quốc tế FABIA: Cột mốc mới kết nối tri thức, công nghệ và sắc đẹp

Sáng 11/7/2025, Lễ khai trương Tổ hợp Văn phòng – Trung tâm giới thiệu sản phẩm Viện Tầm Nhìn Mới và Học viện Đào tạo Quốc tế FABIA đã chính thức diễn ra trong không khí trang trọng và ấm áp. Sự kiện không chỉ đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc xây dựng hệ sinh thái toàn diện về sức khỏe – sắc đẹp – giáo dục, mà còn mở ra cơ hội kết nối hợp tác quốc tế trong đào tạo và chuyển giao công nghệ.
AI giúp công ty Trung Quốc tăng 20% hiệu suất sản xuất, giảm 35% lỗi sản phẩm

AI giúp công ty Trung Quốc tăng 20% hiệu suất sản xuất, giảm 35% lỗi sản phẩm

Từ các nhà máy thép đến dây chuyền sản xuất màn hình hiển thị, doanh nghiệp Trung Quốc đang tích cực triển khai trí tuệ nhân tạo (AI) để chuyển đổi sản xuất theo hướng thông minh, sạch hơn và hiệu quả hơn.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 13/7/2025: Tuổi Dần năng lượng tạm lắng, Tuổi Ngọ có quý nhân soi đường

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 13/7/2025: Tuổi Dần năng lượng tạm lắng, Tuổi Ngọ có quý nhân soi đường

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 13/7/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Vinamilk và chiến lược tăng trưởng hai con số

Vinamilk và chiến lược tăng trưởng hai con số

Trong khuôn khổ diễn đàn, bà Mai Kiều Liên, Tổng Giám đốc Vinamilk (HOSE: VNM), đã mang đến những góc nhìn sâu sắc về chiến lược tăng trưởng hai con số cho ngành sữa - một lĩnh vực không chỉ mang lại giá trị kinh tế mà còn góp phần quan trọng vào sự phát triển thể chất và trí tuệ của thế hệ tương lai Việt Nam.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Hàng loạt chiến lược mới thu hút khách hàng và thúc đẩy tăng trưởng

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Hàng loạt chiến lược mới thu hút khách hàng và thúc đẩy tăng trưởng

Tuần qua, 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: Hội nghị Đầu tư Techcombank 2025 - Đưa Việt Nam tăng trưởng hai con số; Vietcombank đẩy mạnh tín dụng, hỗ trợ kinh tế tăng trưởng bền vững; Sacombank đồng hành cùng doanh nghiệp,...
Điều khiển xoay tải trong hệ thống cần cẩu sử dụng phương pháp trượt phân cấp kết hợp tối ưu bầy đàn

Điều khiển xoay tải trong hệ thống cần cẩu sử dụng phương pháp trượt phân cấp kết hợp tối ưu bầy đàn

Nghiên cứu này tập trung vào việc điều khiển hướng của tải trong hệ thống cầu trục, với mục tiêu đảm bảo điều khiển hướng chính xác đồng thời dập tắt dao động dư do sự xoắn cáp gây ra.
Quảng cáo
moxa