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

dai-hoi-dang
Tin bài khác
Dassault Systèmes và NVIDIA bắt tay xây dựng nền tảng AI công nghiệp thế hệ mới

Dassault Systèmes và NVIDIA bắt tay xây dựng nền tảng AI công nghiệp thế hệ mới

Dassault Systèmes và NVIDIA vừa công bố quan hệ hợp tác chiến lược dài hạn nhằm phát triển kiến trúc AI công nghiệp chung, kết hợp công nghệ Bản sao số (Virtual Twin) với hạ tầng và nền tảng AI hiệu năng cao. Sự hợp tác này được kỳ vọng sẽ đặt nền móng cho thế hệ AI “vật lý”, có khả năng mô phỏng và thấu hiểu thế giới thực, qua đó thúc đẩy đổi mới sáng tạo trong nhiều lĩnh vực công nghiệp then chốt.
Đi sắm ‘của ngon, vật lạ’ ở Hội chợ Mùa Xuân 2026

Đi sắm ‘của ngon, vật lạ’ ở Hội chợ Mùa Xuân 2026

Hội chợ mùa Xuân lần thứ nhất năm 2026 với chủ đề "Kết nối thịnh vượng - Đón Xuân huy hoàng", tổ chức tại Trung tâm Hội chợ Triển lãm Quốc gia (VEC) xã Đông Anh, Hà Nội đã bước sang ngày thứ 8. Sức mua tại hội chợ tuy không đột phá, nhưng khá ổn định, tăng vào dịp cuối tuần. Bán chạy nhất là các mặt hàng thực phẩm, đồ uống, bánh kẹo, mỹ phẩm phục vụ nhu cầu của người dân dịp cận Tết Bính Ngọ.
Thị trường chứng khoán ngày 9/2: Cổ phiếu Ngân hàng điều chỉnh, thị trường đi ngang

Thị trường chứng khoán ngày 9/2: Cổ phiếu Ngân hàng điều chỉnh, thị trường đi ngang

Áp lực điều chỉnh tại nhóm cổ phiếu ngân hàng tiếp tục chi phối diễn biến thị trường trong phiên giao dịch ngày 9/2, khiến VN-Index thiếu động lực bứt phá và chủ yếu dao động trong biên độ hẹp quanh mốc tham chiếu. Thanh khoản sụt giảm mạnh cho thấy tâm lý thận trọng của nhà đầu tư khi kỳ nghỉ Tết Nguyên đán đang đến gần.
Nhận định phiên giao dịch ngày 9/2: Vị thế mua rủi ro hơn cơ hội

Nhận định phiên giao dịch ngày 9/2: Vị thế mua rủi ro hơn cơ hội

Thị trường chứng khoán duy trì xu hướng điều chỉnh với áp lực bán lan rộng, khiến tâm lý nhà đầu tư trở nên thận trọng hơn. Trước diễn biến kém tích cực và các tín hiệu kỹ thuật suy yếu, vị thế mua trong ngắn hạn được đánh giá rủi ro hơn cơ hội, nhà đầu tư được khuyến nghị ưu tiên quản trị rủi ro và hạn chế giải ngân mới.
Nâng cao điều khiển robot mecanum bốn bánh với logic mờ trong mô hình Simscape multibody

Nâng cao điều khiển robot mecanum bốn bánh với logic mờ trong mô hình Simscape multibody

Bài báo trình bày một phương pháp điều khiển nâng cao cho robot Mecanum bốn bánh bằng logic mờ Type-1, được triển khai trong môi trường mô phỏng Simscape Multibody của MATLAB.
VNPT nâng cấp toàn diện hạ tầng, đảm bảo kết nối thông suốt dịp Tết Nguyên đán 2026

VNPT nâng cấp toàn diện hạ tầng, đảm bảo kết nối thông suốt dịp Tết Nguyên đán 2026

Trước xu hướng người dùng ngày càng ưu tiên dữ liệu di động, mạng xã hội và các dịch vụ OTT trong dịp Tết, Tập đoàn VNPT đã chủ động đầu tư, nâng cấp đồng bộ hạ tầng mạng lưới trên toàn quốc, sẵn sàng đáp ứng nhu cầu kết nối tăng cao và bảo đảm an toàn thông tin trong Tết Nguyên đán 2026.
Phát biểu của Tổng Bí thư Tô Lâm tại Hội nghị quán triệt Nghị quyết Đại hội XIV của Đảng

Phát biểu của Tổng Bí thư Tô Lâm tại Hội nghị quán triệt Nghị quyết Đại hội XIV của Đảng

Tạp chí Tự động hóa Ngày nay trân trọng giới thiệu toàn văn bài phát biểu của Tổng Bí thư Tô Lâm tại Hội nghị toàn quốc nghiên cứu, học tập, quán triệt và triển khai thực hiện Nghị quyết Đại hội XIV của Đảng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/2/2026: Tuổi Dậu tài vận hanh thông, tuổi Thìn tổn thương tình cảm

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/2/2026: Tuổi Dậu tài vận hanh thông, tuổi Thìn tổn thương tình cảm

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 9/2/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Cảnh sát gìn giữ hòa bình Việt Nam đạt PCRS Cấp 3: Khẳng định năng lực và trách nhiệm toàn cầu

Cảnh sát gìn giữ hòa bình Việt Nam đạt PCRS Cấp 3: Khẳng định năng lực và trách nhiệm toàn cầu

Đơn vị Cảnh sát Gìn giữ hòa bình số 1 của Bộ Công an Việt Nam (VNFPU1) chính thức được Liên hợp quốc nâng từ Cấp độ 2 lên Cấp độ 3 trong Hệ thống sẵn sàng năng lực (PCRS), đánh dấu bước tiến chiến lược, khẳng định uy tín, tính chuyên nghiệp và cam kết đóng góp thực chất của Việt Nam đối với hòa bình quốc tế.
Hội chợ Mùa Xuân 2026: Điểm hẹn mua sắm, kết nối đặc sản vùng miền dịp đầu năm

Hội chợ Mùa Xuân 2026: Điểm hẹn mua sắm, kết nối đặc sản vùng miền dịp đầu năm

Những ngày đầu năm 2026, Hội chợ Mùa Xuân lần thứ nhất diễn ra tại Trung tâm Triển lãm Việt Nam (xã Đông Anh, TP Hà Nội) đang trở thành điểm đến sôi động của người dân Thủ đô và du khách. Không chỉ đáp ứng nhu cầu mua sắm Tết, hội chợ còn đóng vai trò cầu nối giữa nhà sản xuất, doanh nghiệp và người tiêu dùng, góp phần kích cầu thị trường đầu năm.
song-gia-tri