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

chao-mung-ngay-bao-chi
Tin bài khác
Tránh “nghẽn” chuỗi cung ứng LNG, PV GAS kiến nghị Bộ Công Thương hoàn thiện cơ chế huy động khí

Tránh “nghẽn” chuỗi cung ứng LNG, PV GAS kiến nghị Bộ Công Thương hoàn thiện cơ chế huy động khí

Trước nguy cơ “nghẽn” chuỗi cung ứng LNG do tiêu thụ chậm so với cam kết, Tổng công ty Khí Việt Nam (PV GAS) kiến nghị Bộ Công Thương sớm hoàn thiện cơ chế huy động khí năm 2025. Doanh nghiệp đề xuất ưu tiên khai thác tối đa khí nội địa, đồng thời thúc đẩy tiêu thụ LNG tái hóa và xây dựng cơ chế hỗ trợ nhập khẩu, phân phối LNG để đảm bảo an toàn vận hành hệ thống khí và duy trì ổn định an ninh năng lượng quốc gia.
Năng lực hành chính của UBND xã ở thành phố Hà Nội trong tiến trình chuyển đổi số

Năng lực hành chính của UBND xã ở thành phố Hà Nội trong tiến trình chuyển đổi số

Bài viết tập trung phân tích năng lực hành chính của Ủy ban nhân dân xã ở thành phố Hà Nội trong bối cảnh chuyển đổi số. Trên cơ sở khái quát khái niệm và vai trò của năng lực hành chính trong chính quyền cơ sở, bài viết chỉ ra những chuyển biến tích cực trong ứng dụng công nghệ, đào tạo nhân lực và cải tiến quy trình làm việc tại cấp xã. Đồng thời, bài viết cũng nhận diện một số hạn chế như chênh lệch vùng miền, kỹ năng số chưa đồng đều và thiếu cơ chế giám sát hiệu quả. Từ đó, tác giả đề xuất một số giải pháp trọng tâm nhằm nâng cao năng lực hành chính cấp xã, góp phần thúc đẩy tiến trình chuyển đổi số toàn diện và hiệu quả trong quản lý nhà nước ở địa phương.
Chi hội Robot Việt Nam ra đời thúc đẩy sự phát triển của sản phẩm công nghệ chiến lược

Chi hội Robot Việt Nam ra đời thúc đẩy sự phát triển của sản phẩm công nghệ chiến lược

Chiều 28/6, Đại hội Chi hội Robot Việt Nam đã bầu Ban chấp hành, Ban thường vụ chi hội, đồng thời vạch ra phương hướng, nhiệm vụ của chi hội trong nhiệm kỳ II 2025-2030.
Phó Tổng Giám đốc VietinBank: Nghị quyết 68 là cầu nối quan trọng giữa ngân hàng và doanh nghiệp

Phó Tổng Giám đốc VietinBank: Nghị quyết 68 là cầu nối quan trọng giữa ngân hàng và doanh nghiệp

Bà Nguyễn Bảo Thanh Vân, Phó Tổng Giám đốc VietinBank nhấn mạnh: "Chúng tôi tin rằng, Nghị quyết 68 là cầu nối quan trọng giữa ngân hàng và doanh nghiệp, xây dựng mối quan hệ hợp tác dựa trên sự tin tưởng, hỗ trợ lẫn nhau cùng phát triển".
[E-Magazine] Trái tim ngành y sẽ đập bằng… nhịp số

[E-Magazine] Trái tim ngành y sẽ đập bằng… nhịp số

Ngành y tế toàn cầu đang chứng kiến một làn sóng đổi mới mạnh mẽ với công nghệ đóng vai trò trung tâm trong việc tái định hình cách thức cung cấp và tiếp cận dịch vụ chăm sóc sức khỏe. Báo cáo “10 xu hướng công nghệ y tế năm 2025” của Philips phản ánh một cách sâu sắc những chuyển động này, từ việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) đến việc xây dựng hệ sinh thái y tế bền vững và lấy bệnh nhân làm trọng tâm.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 29/6/2025: Tuổi Tý gặp nhiều khó khăn, tuổi Dậu xảy ra cãi vã

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 29/6/2025: Tuổi Tý gặp nhiều khó khăn, tuổi Dậu xảy ra cãi vã

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 29/6/2025 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: MB ra mắt giải pháp chi lương siêu tốc

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: MB ra mắt giải pháp chi lương siêu tốc

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: TPBank kiện toàn Ban điều hành, thúc đẩy chiến lược tăng trưởng mới; Eximbank được chấp thuận chuyển trụ sở chính ra Hà Nội; MB ra mắt giải pháp chi lương siêu tốc...
Lời cảm ơn của Hội Nhà báo Việt Nam

Lời cảm ơn của Hội Nhà báo Việt Nam

Tạp chí Tự động hóa Ngày nay trân trọng giới thiệu nội dung lời cảm ơn của Hội Nhà báo Việt Nam nhân dịp Kỷ niệm 100 năm Ngày Báo chí cách mạng Việt Nam (21/6/1925-21/6/2025).
Tác nhân AI vật lý ảo: Tăng tốc chuyển đổi số cho nhà máy thông minh

Tác nhân AI vật lý ảo: Tăng tốc chuyển đổi số cho nhà máy thông minh

Siemens vừa công bố bước tiến mới trong tự động hóa công nghiệp với kế hoạch tích hợp trí tuệ nhân tạo vào các hệ thống xe dẫn đường tự động (AGV) và robot di động tự động (AMR). Giải pháp này hứa hẹn giúp các nhà máy dễ dàng triển khai, vận hành và bảo trì đội phương tiện tự hành từ đó tăng hiệu suất và giảm thời gian gián đoạn sản xuất.
Đòn bẩy tài chính giúp nhà bán hàng bứt phá trên sàn thương mại điện tử

Đòn bẩy tài chính giúp nhà bán hàng bứt phá trên sàn thương mại điện tử

Hưởng ứng chủ trương của Chính phủ về thúc đẩy phát triển kinh tế số, xây dựng môi trường kinh doanh minh bạch, hiệu quả và bền vững, ngày 25/6/2025, Ngân hàng TMCP Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV) phối hợp cùng nền tảng thương mại điện tử TikTok tổ chức đồng thời hai sự kiện lớn tại Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh. Đây là chuỗi hoạt động chuyên biệt dành riêng cho cộng đồng nhà bán hàng đang kinh doanh trên TikTok - một trong những kênh phân phối trực tuyến phát triển nhanh nhất hiện nay.
siement
Quảng cáo
moxa