Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu thiết kế tối ưu động cơ đồng bộ ba pha nam châm vĩnh cửu

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

32
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu thuật toán chế tạo hoàn chỉnh động cơ đồng bộ ba pha Nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp từ lưới điện. Từ đó thực hiện tối ưu để nâng cao hiệu suất, hệ số công suất cos và giảm thể tích của nam châm vĩnh cửu của động cơ chế tạo theo công nghệ mới này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu thiết kế tối ưu động cơ đồng bộ ba pha nam châm vĩnh cửu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VŨ THANH NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ BA PHA NAM CHÂM VĨNH CỬU Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 62520202 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN HÀ NỘI - 2015
Công trình này được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1.PGS.TS. Bùi Đình Tiếu 2.TS. Phạm Hùng Phi Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Vào hồi ….. giờ, ngày … tháng…. năm ………. Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài 2. Mục đích nghiên cứu  3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: 75 ỏ ờ ỏ ú ờ q q . Phạm vi nghiên cứu: ỏ q ỏ IE4  4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: – ờ ỏ pháp này. q φ ắ ú Ý nghĩa thực tiễn: 1
ọ ễ 5. Bố cục của luận án. q 5 3 : : q 2: – ờ 3: 4: u 7,5kW 5: q CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 So sánh giữa động c kh ng đ ng ộ IM và động c đ ng ộ a pha nam ch m vĩnh c u kh i động trực tiếp v i lư i điện LSPMSM ỏ I [10][15-17][19][32][79]. : [93], Rong-Jie Wang [72], Yaxin Bao X. Feng [97][95][96], Marcic [80] 1.2 M hình hóa động c LSPMSM ắ 98 : P. W. Huang [64], Yun Hyun Cho [45], Rabbi [66], J. M. Lee [46], Akeshi Takahashi [12] ỏ ú q q ờ q q ọ ờ q q ỏ – ờ ỏ : Kazumi Kurihara [51], Nedelcu [61] İ ı [36], Tongshan Diao [89], Takahashi [82] 1.3 Cấu tr c rotor động c LSPMSM ú 3) Rong-Jie Wang [72], Tianhu Ruan [83], İlhan Tarımer [36], Shehata [76], Tingting Ding [86], Takahashi [81], Saikusa [73], Jeong-Jong Lee [44], Jedryczka 42 ú 1.4 Thuật toán thiết kế động c LSPMSM Tine MARČIČ [84] E Solmaz Kahourzade [78] ọ I ắ q A.J Sorgdrager [11] F. Libert [31] 2
ắ ắ E Enc d; Xq. (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (m) (n) (p) nh 3 Nhữ (nguồn: [36][44][72][73][76][81][83][86]) 1.5 Các nghiên cứu h trợ thiết kế İ ı [36] ỏ M. Hadef [58] d q ú ắ Hassanpour Isfahani [18] q d ú ắ ; Dong, J.[40] ắ d q Thomas A. Lipo [71] ắ q ờ ờ - [24][60][70] q STOIA [24] g 3
ỏq ờ - q [22] g ú q ờ - g m. Mihai Comanescu [60] g Hassanpour Isfahani [13] ờ – [50] [67][75] Aliabad [14] ỏ ú ú ú q [30] . Pyrhonen [25] LSPMSM. Yan Hu [98] Ionel [39] ắ Bingyi [99] Zhang Aijun [56] Claudia A. da Silva [23] Enc 1 – ờ Tine MARČIČ [85] kim nhôm. 1.6 Tối ưu động c q ú ọ [34] I q  E [8] ắ q -Tae Song [43] Kwang Hee Kim [52] q listratova [ ] toi u on M M au hınh nam ham vuon an hım v i ien ran uo mu tieu toi a hieu suat va toi thieu momen an h n phap toi u s un la xhaustive numeration et qua toi u so sanh v i on IM 4
1.7 C ng cụ m ph ng q – ờ : Finite Element Method Magnetics (FEMM), Cobham Opera-2D, ANSYS Electromagnetics Solutions (Ansoft Maxwell 2D), Infolytica MagNet. ỏ – ờ ờ E Dr. Mani Mina [27] tr n Iowa tate 2 ọ 2 ỏ q ỏ ọ 2 1.8 Kết luận ú ú ắ 3 :  ú  ú  g ú ỏ ỏ  ú ắ 3 (d)). g q ọ q g q ẽ m g và Bm q m m q thông Bm nhau. D. Stoia [79]   1. q    q q q [11][31][78][84] ẽ 2 4 998 2 3 9 I 5
 ắ 8 : ắ ễ – ờ 2 9 EI IE4 ẽ 75 IE4 CHƯƠNG 2: M H NH LIÊN KẾT GI A MẠCH ĐIỆN – T TRƯỜNG 2.1 M hình nam ch m vĩnh c u ờ 69 q ờ (2.1) :M( ); H ( ờ ờ ); ( ; 2.2 M hình trư ng điện t 2.2.1 Hệ tọa độ tĩnh [29][47] q ( ) (2.19) : ; ; ; dd ; 2.2.2 Hệ tọa độ động [29][47] q ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (2.37) 2.3 Phư ng trình mạch điện 2.3.1 X t trư ng hợp thanh n 47] q ( ) q : ∬ (2.44) : j ; j ; Ij 2.3.2 Phư ng trình mạch điện – t trư ng quấn stator 47] q q ờ 1 : (2.61) : U1 ; s ;I ; Ln ; d ; Z) 2.3.3 Phư ng trình mạch điện – t trư ng thanh n l ng sóc 47] q ( ) ( ) ∬ (2.65) [ ] [ ][ ] (2.66) 6
[ ] [ ][ ] ([ ] )[ ] (2.67) : tj ; lsj ; tj ; tj ( ; Itj ; Ivj ắ ; vj ắ ; vj ắ 2.4 Phư ng trình chu n động 2 66 () : (N.m) (2.68) : ; T ; ms ; ; 2.5 X l kết qu sau m ph ng T ẽ q Maxwell 2D: ,m q ,t q ắ q  q – ờ  q . 2.6 M ph ng động c LSPMSM 5kW E 74 75 : M = 47,8 (Nm); n = 1500 (vph); I = 5,63 (A);  93 IE4); cos = 0,93; ki = 7,82; km 4 22 32 2.6.5 Điều kiện iên và chia lư i 2.6.5.1 Điều kiện iên ờ ú ờ -periodic [47][69]. 2.6.5.2 Thực hiện chia lư i ọ ờ Sai ch ú ú nh 2 5 ư ồ hự hiệ hia lưới h 2.7 Kết qu m ph ng động c LSPMSM 5kW LSPMSM 2.7.1 Mật độ t th ng và sức điện động c m ứng q 4 7
838 ỏ 2 6 Bg 577 ỏ 2.18) nh 2 h i nh 2 h h h i i h h h h 7,5kW h nh 2 iệ 2.7.2 Hiệu n ng quá trình quá độ q q ờ 2 47 8 m 8 5 max 389 8 ỏq 2 9 q ỏ q 547 6 3 7 5 q ỏq q nh 2 nh 2 2 h i kW h 2.7.3 Hiệu n ng quá trình ác lập q 7499 3  926  923 I ỏ 2 23 IE4 EI 75 - 22 E 94 93 93 75 – E 74 ẽ 8
4 nh 2 2 lệ h ha iữa a nh 2 25 iệ hệ h l cos a 2.8 Kết luận – ờ 2.37; 2.61; 2.65; 2.66; 2.67; 2.68 ọ q ỏ 75 – ờ : q q ờ q q ọ q ờ 2 q 3 7  92 6 (cos 923 q IE4 75 - 22 E 94]. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐIỆN T ĐỘNG CƠ LSPMSM 3.1 Tính toán mật độ t th ng đi m làm việc nam ch m vĩnh c u 3.1.1 Ph n tích mật độ t th ng nam ch m tại đi m làm việc q q (3.10) : ( ); ; : ( ); i ( ); Lm ; m ; lm ; e q ; r 3.1.2 Xác đ nh mật độ t th ng r ng và g ng của stator và rotor g : (3.14) 3.1.2.1 Mật độ t th ng r ng của stator và rotor  ờ : Bts = ksmBm (3.17)  ờ : Btr = krmBm (3.20) 3.1.2.2 Mật độ t th ng g ng stator và rotor  ờ : (3.23) 9
 ờ : (3.26) châm v 3.1.2.3 Tính toán mật độ t th ng nam ch m vĩnh c u tại đi m làm việc ọ 32 3.1.2.4 Kết qu nghiên cứu 3 ờ 22 ờ m m  ờ : m = 2 mm ; Wm = 54mm  ờ 2: m = 3 mm ; Wm = 51mm  ờ 3: m = 8 mm ; Wm = 40mm q ờ ọ 3 . q ọ : AM 3 3 2. FM E 2 ng h h a ư h a Klm 1,529 1,389 1,168 Kc 1,347 1,347 1,347 ge 0,0006 0,0006 0,0006 ksm 1,132 1,083 0,875 krm 0,940 0,871 0,726 ksym 1,617 1,547 1,250 krym 0,962 0,921 0,744 a 6,609 9,794 30,019 b 6,395 10,026 33,082 c 0,0018 0,0019 0,0024 Btr (T) 0,836 0,827 0,785 Bts (T) 1,008 1,029 0,945 Bry (T) 0,856 0,875 0,804 Bsy (T) 1,439 1,470 1,350 Htr (A/m) 450 550 460 Hts (A/m) 660 840 700 Hry (A/m) 490 590 500 Hsy (A/m) 2450 4390 2850 i 0,75 0,815 0,94 Bm (T) 0,89 0,95 1,08 (T) 0,891 0,952 1,084 Bg (T) 0,485 0,496 0,455 ng 2 h iữa hai hư h a Bm (T) Bg (T) AM 0,891 0,952 1,084 0,485 0,496 0,455 FM 0,922 0,985 1,068 0,488 0,494 0,452 e(%) 3.479 3,466 1,476 0,618 0,403 0,659 10
3.2 Kh o sát nh hư ng của kích thư c nam ch m đến mật độ t th ng kh h kh ng khí m m q . 3 3 m ỏ q q 3 4 nh 2 h h h i l iệ a a h Lm Bg 2,8 mm 0,1407 T 11
3,8 mm 0,1423 T 4,8 mm 0,1424 T 3 4 m 27 87 g ỏ m 3 4 q q 3 4 nh h g hi ha i nh h g hi ha i a h Lm a h m 3.3 Xác đ nh điều kiện thiết kế đ động c LSPMSM có hệ số cos  1 3.3.1 Điều kiện đ động c có hệ số cos  1 ( ) Id: (3.35) ( ) Iq: (3.36) q  ỏ : ( ) { (3.47) √ 3.3.2 Kết qu kh o sát : P = 550 W, n 5 1 22 5 1 24 2 6 2 4 ú ắ 2    > 90%. q 2 q : ng h a Enc) 195,6 V ) 39,9  0 75 C (R1) 12,68 ad) 56,14  aq) 180,9  1) 5,74  d) 61,88  q) 186,6  12
3.3.2.1 Ki m tra điều kiện cos  1 ( )  :⏟ ⏟ (3.48) N ỏ ⏟ √  : ⏟ (3.51)  ỏ 3.3.2.2 Tính giá tr cos T :    = -38,9590 :  = +  = 39,90 – 38,9590 = 0,940  cos = 0,99986  q  3.4 Thuật toán thiết kế chi tiết động c LSPMSM 3.4.1 Thuật toán thiết kế điện t động c LSPMSM 4 : 32 ; 32 ; 3 22 ; 3.24, 3.25) nh ồ h i h hi h 32 ; 32 ; 3 22; 3 24 3 25 E I q A: , W1, Enc g. 13
B: I1 . C: 1 I1 . : 1 nh 2 h hi a 14
nh 2 h hi nh 22 h hi a h 15
nh 2 h i a 16
nh 25 h i a i nh 2 h hướ i f h h E: : I1  1 H: I I: J: 3.5 Kết qu kh o sát thực nghiệm ú ắ - ờ 2 3 q ỏ = 250 ọ ỏ – ờ : - ờ 25 - ỏ - q - ờ - 45 ắ ẽ ắ 17
3.5.1 Kết cấu động c thực nghiệm (Tham kh o ph l q ) 3.5.2 Kết qu thực nghiệm 3.5.2.2 Sức điện động q ọ E q q 5 I- Enc) 46 2 2 (DAI) 46,2 (V) 63,9 (V) (FEM) 45,7 (V) 63,1 (V) 9 2 26  ha oscillo: iệ i ha h i ia i nh 2 ill nh 2 h a h h li h iệ – ư q 3 27 9 7 75 ú 2 3 35 q ỏ 3 28 9 7 nhô cao 7 3 ờ ờ ờ  2 ờ ờ 2 18