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-thong-bao
Tin bài khác
Đại hội Hiệp hội Mắc ca Việt Nam nhiệm kỳ III: Kiện toàn bộ máy, thúc đẩy tái cơ cấu và gia tăng giá trị ngành mắc ca

Đại hội Hiệp hội Mắc ca Việt Nam nhiệm kỳ III: Kiện toàn bộ máy, thúc đẩy tái cơ cấu và gia tăng giá trị ngành mắc ca

Chiều 28/02/2026, tại Hà Nội, Hiệp hội Mắc ca Việt Nam long trọng tổ chức Đại hội Đại biểu nhiệm kỳ III (2026–2031) với sự tham dự của đại diện Bộ Nội vụ, các thành viên Ban Chấp hành, Ban kiểm tra nhiệm kỳ II, các đại biểu doanh nghiệp, cá nhân và các khách mời là các doanh nghiệp, nhà khoa học và hội viên hoạt động trong lĩnh vực mắc ca trên phạm vi cả nước. Đại hội được tiến hành theo đúng Điều lệ Hiệp hội và các quy định của pháp luật, bảo đảm nguyên tắc dân chủ, công khai và trách nhiệm.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/3/2026: Tuổi Dần đào hoa nở rộ, tuổi Mùi vướng phải khó khăn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/3/2026: Tuổi Dần đào hoa nở rộ, tuổi Mùi vướng phải khó khăn

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 3/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Bước ngoặt đột phá toàn diện ngành giáo dục trong nước khi hiện thực hóa Nghị quyết 71

Bước ngoặt đột phá toàn diện ngành giáo dục trong nước khi hiện thực hóa Nghị quyết 71

Nghị quyết 71-NQ/TW hướng tới đổi mới giáo dục toàn diện, là bước đột phá trong ngành giáo dục. Khi đi vào thực tiễn, vai trò của các Sở GDĐT, đơn vị đào tạo, lãnh đạo trường được thể hiện rõ nét và phát huy hiệu quả,…
Thị trường chứng khoán ngày 2/3: VN Index giảm hơn 34 điểm do căng thẳng Trung Đông, thanh khoản vọt lên gần 47,3 nghìn tỷ

Thị trường chứng khoán ngày 2/3: VN Index giảm hơn 34 điểm do căng thẳng Trung Đông, thanh khoản vọt lên gần 47,3 nghìn tỷ

Phiên giao dịch đầu tuần chứng kiến áp lực bán mạnh khi thị trường chịu tác động từ căng thẳng leo thang tại Trung Đông. VN Index giảm hơn 34 điểm, dù dòng tiền vẫn sôi động và tập trung vào nhóm dầu khí, hóa chất và vận tải biển.
AI đang trở thành công nghệ chủ đạo trong an ninh mạng công nghiệp

AI đang trở thành công nghệ chủ đạo trong an ninh mạng công nghiệp

Trí tuệ nhân tạo (AI) đang nhanh chóng vươn lên trở thành công nghệ chủ đạo trong cả tấn công lẫn phòng thủ an ninh mạng công nghiệp. Tại HANNOVER MESSE 2026, xu hướng này sẽ được thể hiện rõ nét khi các doanh nghiệp an ninh mạng hàng đầu trình diễn những mô hình bảo vệ mới dựa trên AI, Zero-Trust và quản trị rủi ro toàn diện.
HGuide i300: Cảm biến quán tính MEMS hiệu suất cao, phù hợp nhiều ứng dụng khác nhau

HGuide i300: Cảm biến quán tính MEMS hiệu suất cao, phù hợp nhiều ứng dụng khác nhau

Với kích thước nhỏ gọn và mức tiêu thụ điện năng thấp, i300 lý tưởng để tích hợp vào các hệ thống mà không gian và hiệu quả là yếu tố quan trọng.
“XIN LỖI - BIẾT ƠN” - một kênh TikTok chọn gieo hạt thiện lành giữa dòng chảy lướt nhanh

“XIN LỖI - BIẾT ƠN” - một kênh TikTok chọn gieo hạt thiện lành giữa dòng chảy lướt nhanh

Giữa dòng chảy cuồn cuộn của những video ngắn, nơi nhịp điệu thị giác thường thắng thế chiều sâu suy tư, xuất hiện một kênh TikTok mang tên “XIN LỖI - BIẾT ƠN”. Không ồn ào hiệu ứng, không đuổi theo trào lưu nhất thời, kênh này lặng lẽ kể những câu chuyện nhỏ, nói những lời giản dị và chạm vào phần mềm yếu nhất trong mỗi người xem, đó là nhu cầu được thấu hiểu, được sẻ chia, được nói lời tri ân. Ở đó, mạng xã hội không còn là nơi phô diễn, mà trở thành một khoảng lặng để tự vấn và hồi quang nội tâm.
Nhận định phiên giao dịch ngày 2/3: Ưu tiên cổ phiếu đang vận động trong xu hướng tăng ngắn hạn

Nhận định phiên giao dịch ngày 2/3: Ưu tiên cổ phiếu đang vận động trong xu hướng tăng ngắn hạn

Phiên giao dịch cuối tuần ngày 27/2 ghi nhận diễn biến giằng co khi VN-Index tiến sát mốc 1.900 điểm. Áp lực bán gia tăng trong phiên chiều khiến chỉ số có thời điểm giảm dưới tham chiếu, song lực cầu tại đợt khớp lệnh ATC đã giúp thị trường giữ được sắc xanh nhẹ.
Khai thác dữ liệu OT cho AI: Bài toán bảo mật trong kỷ nguyên công nghiệp số

Khai thác dữ liệu OT cho AI: Bài toán bảo mật trong kỷ nguyên công nghiệp số

Trong bối cảnh trí tuệ nhân tạo công nghiệp đang tái định hình năng lực cạnh tranh toàn cầu, việc khai thác dữ liệu thời gian thực từ hệ thống công nghệ vận hành (OT) trở thành yếu tố sống còn đối với doanh nghiệp sản xuất. Tuy nhiên, kết nối dữ liệu OT với các nền tảng AI mà vẫn đảm bảo an toàn an ninh mạng là một thách thức không nhỏ.
Du khách Việt dẫn đầu châu Á về sẵn sàng ứng dụng AI khi lên kế hoạch du lịch

Du khách Việt dẫn đầu châu Á về sẵn sàng ứng dụng AI khi lên kế hoạch du lịch

Từ gợi ý điểm tham quan, đề xuất nhà hàng đến xây dựng lịch trình cá nhân hóa, trí tuệ nhân tạo đang dần trở thành “trợ lý du lịch” của người Việt. Báo cáo mới nhất của Agoda cho thấy du khách Việt dẫn đầu châu Á về mức độ sẵn sàng ứng dụng AI.
song-gia-tri