Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu tác động của thanh dẫn rotor đến đặc tính của động cơ đồng bộ châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp LSPMSM Nghiên cứu tác động của thanh dẫn rotor đến đặc tính của động cơ đồng bộ châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp LSPMSM luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
NGUYỄN TRƯỜNG GIANG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – THIẾT BỊ ĐIỆN KỸ THUẬT ĐIỆN Nghiên cứu tác động dẫn rotor đến đặc tính động đồng nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp (LSPMSM) 2016-2018 KHÓA 2016A NGUYỄN TRƯỜNG GIANG HÀ NỘI 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Nghiên cứu tác động dẫn rotor đến đặc tính động đồng nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp (LSPMSM) NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – THIẾT BỊ ĐIỆN MÃ SỐ: CA160055 KHÓA: CH2016A NGUYỄN TRƯỜNG GIANG Người hướng dẫn khoa học: TS PHÙNG ANH TUẤN HÀ NỘI 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Trường Giang, học viên lớp cao học Kỹ thuật điện - Thiết bị điện niên khóa 2016 – 2018 Sau hai năm học tập nghiên cứu, giúp đỡ thầy cô giáo đặc biệt Tiến Sỹ Phùng Anh Tuấn, thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp tôi, đến cuối chặng đường để hồn thành khóa học thạc sỹ Tôi định chọn đề tài tốt nghiệp là: “Nghiên cứu tác động dẫn rotor đến đặc tính động đồng nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp (LSPMSM)” Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn TS Phùng Anh Tuấn tham khảo tài liệu liệt kê Tơi khơng chép cơng trình cá nhân khác hình thức Nếu có tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà nội, ngày … tháng … năm 2018 Người hướng dẫn khoa học Người cam đoan TS PHÙNG ANH TUẤN Nguyễn Trường Giang MỞ ĐẦU Động chiếm tỷ lệ tiêu thụ điện lớn nhóm máy móc tham gia sản xuất công nghiệp (lên đến gần 70% - theo IEA) Do toán nâng cao hiệu suất động nói chung ln ln quan tâm lĩnh vực sản xuất nghiên cứu phát triển Trong nhóm động có cơng suất trung bình, đề tài chọn đối tượng động nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp LSPMSM làm đối tượng nghiên cứu Đây động mới, nghiên cứu Việt Nam thời gian gần Một đặc điểm động nam châm vĩnh cửu không tự khởi động Để khởi động loại động này, cần có số biện pháp đặc biệt, có giải pháp sử dụng lồng sóc động khơng đồng cấu trúc động nam châm vĩnh cửu Tác động lồng sóc nói chung dẫn lồng sóc nói riêng đến khả khởi động, hiệu suất, hệ số cơng suất, đặc tính tốn kỹ thuật cần quan tâm Đó nội dung nghiên cứu đề tài Trong phạm vi luận văn với đề tài: “Nghiên cứu tác động dẫn rotor đến đặc tính động đồng nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp (LSPMSM)” tập trung nghiên cứu vấn đề ảnh hưởng dẫn rotor đến đặc tính động Nội dung luận văn trình bày chương: Chương 1: Khái quát động LSPMSM chọn kiểu động nghiên cứu Chương 2: Mơ tính tốn thơng số động theo mơ hình trường Chương 3: Nghiên cứu tác động dẫn rotor đến đặc tính động LSPMSM có bề dày nam châm thay đổi Để hồn thành luận văn tơi hướng dẫn bảo tận tình TS Phùng Anh Tuấn giúp đỡ thầy cô giáo môn Thiết bị điện - Điện tử, khoa Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội suốt thời gian học tập thực luận văn Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn đến TS Phùng Anh Tuấn thầy cô giáo môn Tôi xin cảm ơn anh em, bạn bè, đồng nghiệp bên cạnh động viên, hỗ trợ hồn thành luận văn Đặc biệt, tơi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến vợ tôi; Người đồng hành, động viên suốt thời gian dài để tơi có thêm động lực hồn thành luận văn Do thời gian có hạn, trình độ cịn hạn chế khó khăn tài liệu tham khảo, luận văn chăc chắn không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận thơng cảm đóng góp ý kiến thầy bạn đọc Xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Nguyễn Trường Giang Mục Lục DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chương Khái quát động LSPMSM chọn kiểu động nghiên cứu 1.1 Phân tính ưu nhược điểm LSPMSM (so sánh với động SM thông thường động KĐB) 1.1.1 Ưu điểm 1.1.2 Nhược điểm 1.2 Cấu tạo động đồng SM LSPMSM 10 1.2.1 Động đồng SM có cuộn kích từ 10 1.2.2 Động LSPMSM .12 1.2.3 Cấu trúc động nghiên cứu .14 1.2.4 Một số đường đặc tính động 20 Chương Mơ tính tốn thơng số động theo mơ hình trường 23 2.1 Các loại dẫn nghiên cứu luận văn 23 2.2 Thanh dẫn rotor có dạng lê 25 2.2.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động 25 2.2.2 Đặc tính dịng điện 26 2.2.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: 27 2.2.4 Hiệu suất động cơ: 28 2.2.5 Cơng thức tính hệ số cơng suất nguồn có điện áp vào hình sin dịng điện có thành phần bậc cao .29 2.2.6 2.3 Hệ số cơng suất tính được: 30 Thanh dẫn rotor có dạng hình trịn 30 2.3.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động 30 2.3.2 Dòng điện 31 2.3.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: 33 2.3.4 Hiệu suất động cơ: 34 2.3.5 Hệ số công suất: 34 2.4 Thanh dẫn rotor có dạng hình vng 34 2.4.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động 34 2.4.2 Dòng điện 36 2.4.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: 38 2.4.4 Hiệu suất động cơ: 39 2.4.5 Hệ số công suất: 39 2.5 Bảng so sánh loại dẫn .39 2.5.1 Đặc tính khởi động 39 2.5.2 Đặc tính dịng điện 42 2.5.3 Đặc tính hiệu suất, hệ số công suất .42 2.5.4 Kết luận 42 Chương Nghiên cứu ảnh hưởng dẫn rotor đến đặc tính động LSPMSM có bề dày nam châm thay đổi 43 3.1 Qúa trình khởi động động LSPMSM: 43 3.2 Thanh dẫn rotor có dạng lê 47 3.2.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động 47 3.2.2 Dòng điện 49 3.2.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: 50 3.2.4 Hiệu suất động cơ: 51 3.2.5 Hệ số công suất: 52 3.3 Thanh dẫn rotor có dạng hình trịn 52 3.3.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động 52 3.3.2 Dòng điện 54 3.3.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: 56 3.3.4 Hiệu suất động cơ: 56 3.3.5 Hệ số công suất: 57 3.4 Thanh dẫn rotor có dạng hình vng 57 3.4.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động 57 3.4.2 Dòng điện 59 3.4.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: 61 3.4.4 Hiệu suất động cơ: 61 3.4.5 Hệ số công suất: 62 3.5 Bảng so sánh loại dẫn .62 3.5.1 Đặc tính khởi động 62 3.5.2 Đặc tính dịng điện 64 3.5.3 Đặc tính hiệu suất, hệ số công suất .65 3.5.4 Kết luận 65 3.6 Kết luận rút qua trường hợp 65 3.6.1 Đặc tính khởi động: 65 3.6.2 Hiệu suất .66 3.6.3 Chất lượng dòng điện 66 3.6.4 Hệ số công suất .66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1 Máy điện đồng có cuộn kích từ 10 Hình 1-2 Rotor cực từ ẩn 11 Hình 1-3 Rotor cực lồi .12 Hình 1-4 Một số cấu trúc phổ biến PM rotor động LSPMSM cực lồi .14 Hình 1-5 Cấu trúc hình vng PM rotor 14 Hình 1-6 Kết cấu động nghiên cứu 15 Hình 1-7 Lá thép stator động nghiên cứu 16 Hình 1-8 Cấu trúc rãnh stator 16 Hình 1-9 Sơ đồ dây pha stator 17 Hình 1-10 Cấu trúc rotor 18 Hình 1-11 Cấu trúc rãnh rotor 18 Hình 1-12 Cấu trúc phần nam châm vĩnh cửu 19 Hình 1-13 Đường đặc tính mơ men trung bình mơ men lồng sóc mơ men hãm theo phân tích mơ hình giải tích (theo RMxprt) 20 Hình 1-14 Đặc tính dịng điện dây theo góc mơ men 21 Hình 1-15 Đặc tính hệ số cơng suất theo góc mơ men 21 Hình 1-16 Đặc tính hiệu suất theo góc mơ men .22 Hình 2-1 Các loại dẫn nghiên cứu luận văn 23 Hình 2-2 Góc ban đầu rotor dùng để mô 24 Hình 2-3 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh lê 25 Hình 2-4 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh lê .25 Hình 2-5 Dòng điện pha động rãnh lê .26 Hình 2-6 Dịng điện pha A động rãnh lê 26 Hình 2-7 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh lê 27 Hình 2-8 Cơng suất điện đầu vào tức thời giá trị trung bình pha A động rãnh lê 28 Hình 2-9 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh lê 28 Hình 2-10 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh trịn 30 Hình 2-11 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh trịn 30 Hình 2-12 Dịng điện pha động rãnh tròn 31 Hình 2-13 Dịng điện pha A động rãnh tròn 32 Hình 2-14 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh tròn 32 Hình 2-15 Cơng suất điện đầu vào tức thời pha A động rãnh trịn .33 Hình 2-16 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh tròn 33 Hình 2-17 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh vng 34 Hình 2-18 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh vng 35 Hình 2-19 Dịng điện pha động rãnh vng 36 Hình 2-20 Dịng điện pha A động rãnh vuông .36 Hình 2-21 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh vuông 37 Hình 2-22 Cơng suất điện đầu vào tức thời pha A động rãnh vng 38 Hình 2-23 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh vuông 38 Hình 2-24 So sánh mơ men khởi động cấu trúc dẫn tròn lê 39 Hình 2-25 So sánh tốc độ khởi động cấu trúc dẫn tròn lê 40 Hình 2-26 So sánh mơ men khởi động cấu trúc dẫn trịn vng .41 Hình 2-27 So sánh tốc độ khởi động cấu trúc dẫn trịn vng 41 Hình 3-1 Góc từ trường nam châm từ trường phần ứng 45 Hình 3-2 Đường đặc tính mơ men trung bình mơ men lồng sóc mơ men hãm 46 Hình 3-3 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh lê 47 Hình 3-4 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh lê .48 Hình 3-5 Đặc tính mơ men theo tốc độ động rãnh lê .48 Hình 3-6 Dòng điện pha động rãnh lê .49 Hình 3-7 Dịng pha A động rãnh lê 49 Hình 3-8 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh lê 50 Hình 3-9 Cơng suất điện đầu vào tức thời giá trị trung bình .51 Hình 3-10 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh lê 51 Hình 3-11 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh trịn 52 Hình 3-12 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh trịn 52 Hình 3-13 Đặc tính mơ men theo tốc độ động rãnh tròn 53 Hình 3-14 Dịng điện pha động rãnh tròn 54 Hình 3-15 Dịng pha A động rãnh trịn 54 Hình 3-16 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh tròn 55 Hình 3-17 Cơng suất điện đầu vào tức thời pha A động rãnh tròn .56 Hình 3-18 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh tròn 56 Hình 3-19 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh vng 57 Hình 3-20 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh vng 58 Hình 3-21 Đặc tính mơ men theo tốc độ động rãnh vuông 58 Hình 3-22 Dịng điện pha động rãnh vuông 59 Hình 3-23 Dịng pha A động rãnh vng .59 Hình 3-24 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh vuông 60 Hình 3-25 Cơng suất điện đầu vào tức thời pha A động rãnh vuông 61 Hình 3-26 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh vng 61 Hình 3-27 So sánh mô men khởi động cấu trúc dẫn trịn lê 62 Hình 3-28 So sánh tốc độ khởi động cấu trúc dẫn trịn lê 62 Hình 3-29 So sánh mô men khởi động cấu trúc dẫn trịn vng .63 Hình 3-30 So sánh tốc độ khởi động cấu trúc dẫn trịn vng 64 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1 Thông số động nghiên cứu luận văn 15 Bảng 1-2 Thông số thép stator .16 Bảng 1-3 Thông số rãnh stator 16 Bảng 1-4 Bố trí cuộn dây stator 17 Bảng 1-5 Thông số dây quấn stator 17 Bảng 1-6 Thông số cấu trúc rotor 18 Bảng 1-7 Thông số rãnh rotor 18 Bảng 1-8 Thông số dẫn rotor 19 Bảng 1-9 Thông số phần nam châm vĩnh cửu 19 Bảng 2-1 Đặc tính khởi động PM dày 3mm 41 Bảng 2-2 Đặc tính dịng điện PM dày 3mm 42 Bảng 2-3 Bảng hiệu suất hệ số công suất PM dày 3mm .42 Bảng 2-4 Kết luận PM dày 3mm .42 Bảng 3-1 Đặc tính khởi động PM dày 2mm 64 Bảng 3-2 Đặc tính dịng điện PM dày 2mm 64 Bảng 3-3 Bảng hiệu suất hệ số công suất PM dày 2mm .65 Bảng 3-4 Kết luận PM dày 2mm .65 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT LSPMSM PM KĐB SM MF ĐC DF Động đồng nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp từ lưới Nam châm vĩnh cửu Không đồng Động đồng Máy phát Động Hệ số méo dòng điện Chương Khái quát động LSPMSM chọn kiểu động nghiên cứu 1.1 Phân tính ưu nhược điểm LSPMSM (so sánh với động SM thông thường động KĐB) 1.1.1 Ưu điểm So với động KĐB [9], [10] Hiệu suất cao khơng có tổn thất dẫn rotor Cos cao có PM (ít lấy cơng suất phản kháng từ lưới hơn) Tỉ lệ công suất mơ mem đơn vị thể tích cao Nhiệt độ làm việc mát khơng có dòng rotor động đồng Tốc độ động không đổi tải thay đổi Động dạng phù hợp với ứng dụng cần tốc độ khơng đổi Ví dụ ứng dụng băng tải, băng chuyền hành lý So với động SM thơng thường LSPMSM có ưu điểm lớn [9], [10]: Tự khởi động trực tiếp từ lưới Khơng cần nguồn kích từ chiều cuộn dây rotor Cấu trúc đơn giản Bảo dưỡng 1.1.2 Nhược điểm Nhược điểm động LSPMSM so với động KĐB [9], [10]: Mơ men khởi động thấp Dịng điện lúc mở máy cao Khởi động lâu Làm méo tín hiệu nguồn vào diện thành phần bậc cao dòng điện Đắt động KĐB (nếu công suất) Vì LSPMSM có cấu trúc phức tạp Giá LSPMSM phụ thuộc vào giá PM giá PM có biến động mạnh thời gian gần [25], [26] Thiết kế vận hành khó Phải tính tốn cơng phu để đồng thời đạt tiêu chí: khởi động động thành cơng, vào đồng động cơ, hiệu suất cao, hệ số công suất cao Nếu động LSPMSM động KĐB có mơ men mở máy tương đương, mơ men trung bình q trình mở máy (quá độ) động LSPMSM lại thấp mơ men hãm PM Chính PM ngun nhân làm mô men độ bị dao động mạnh làm ảnh hưởng đến tính động 1.2 Cấu tạo động đồng SM LSPMSM 1.2.1 Động đồng SM có cuộn kích từ Hình 1-1 Máy điện đồng có cuộn kích từ Stato: gồm vỏ lõi dây quấn Vỏ làm thép đúc, có nhiệm vụ bảo vệ mạch từ với chắn để bắt chặt tất phần khác vào máy 10 Lõi stato: chế tạo hoàn toàn giống lõi stato động KĐB Dây quấn phần ứng dây quấn pha (stato, hay rotor) động KĐB Rotor: Rotor phần quay, phần cảm (đặt cuộn kích từ), gồm: lõi dây quấn Rotor có hai loại: cực lồi cực ẩn Loại cực lồi: cực từ gắn bề mặt rotor Dây quấn quấn xung quanh cực từ Ở máy lớn cực từ xẻ rãnh để đặt cuộn ổn định (MF) hay cuộn khởi động (ĐC) Ở máy cực lồi thường áp dụng với ứng dụng có tốc độ quay thấp (nếu cao không đảm bảo độ bền khí cực từ gắn bề mặt rotor) Loại cực ẩn: mặt rotor mặt cực từ Người ta xẻ rãnh 2/3 chu vi rotor Rotor loại cực ẩn thường làm thép chất lượng cao để đảm bảo lực ly tâm tốc độ quay lớn (động cực ẩn thường có số cặp cực p 1) Hình 1-2 Rotor cực từ ẩn 11 Hình 1-3 Rotor cực lồi 1.2.2 Động LSPMSM Rotor động LSPMSM có gắn PM làm nhiệm vụ cuộn kích từ rotor động đồng có cuộn kích từ Trên rotor có xẻ rảnh để đặt dẫn Các dẫn đúc (ví dụ nhơm đúc) Như cấu trúc rotor có kiểu lồng sóc giống rotor động KĐB Tác dụng dẫn rotor làm động LSPMSM tự khởi động trực tiếp từ lưới Các PM gắn bề mặt rotor (gọi máy cực ẩn), gắn chìm lõi rotor (gọi máy cực lồi) Ở máy cực ẩn PM gắn mặt rotor nên có hạn chế lực ly tâm rotor quay Nên người ta hay sản xuất máy cực lồi Một số cấu trúc phổ biến PM rotor động LSPMSM cực lồi: 12 Hình V Hình U 13 Hình 1-4 Một số cấu trúc phổ biến PM rotor động LSPMSM cực lồi 1.2.3 Cấu trúc động nghiên cứu Đã có nhiều nghiên cứu loại động Trong khuôn khổ luận văn này, ta nghiên cứu động LSPMSM có PM đặt rotor theo dạng hình vng Kết cấu kiểu PM đơn giản có nhiều khơng gian bên rotor để ta xem xét ảnh hưởng dẫn rotor đến đặc tính động Hình 1-5 Cấu trúc hình vng PM rotor 14 Hình 1-6 Kết cấu động nghiên cứu 1.2.3.1 Thông số cho trước động cơ: Bảng 1-1 Thông số động nghiên cứu luận văn Thông số Công suất định mức Điện áp dây (hiệu dụng) Kiểu nối dây Tốc độ định mức Số cực Tổn thất ma sát Tổn thất thơng gió Nhiệt độ làm việc Giá trị 550 W 220 V ∆ 1500 (v/p) 12 W 0W 75o C 15 1.2.3.2 Stator Hình 1-7 Lá thép stator động nghiên cứu Bảng 1-2 Thơng số thép stator Thơng số Đường kính ngồi Đường kính Chiều dài Số rãnh Lõi thép Hệ số ép chặt lõi thép Giá trị 120mm 75mm 65mm 24 M19_24G 0,95 Hình 1-8 Cấu trúc rãnh stator Bảng 1-3 Thông số rãnh stator Thông số Hs0 Hs1 Giá trị 0,5 Đơn vị mm mm 16 Hs2 Bs0 Bs1 Bs2 8,2 2,5 5,6 7,6 mm mm mm mm Hình 1-9 Sơ đồ dây pha stator Bảng 1-4 Bố trí cuộn dây stator Coil Coil Coil Coil Coil Coil Phase A A -C -C B B Turns 83 83 83 83 83 83 In Slot 1T 2T 3T 4T 5T 6T Out Slot 6B 7B 8B 9B 10B 11B Bảng 1-5 Thông số dây quấn stator Thông số Kiểu quấn dây Số bối dây quấn rãnh Số mạch nhánh song song Số sợi bối dây rãnh Số vòng dây pha Bước dây quấn Đường kính dây Bề dày lót cách điện lớp Giá trị Dây quấn bước ngắn 83 664 0,5106 0,3 Đơn vị rãnh mm mm 17 1.2.3.3 Rotor Hình 1-10 Cấu trúc rotor Bảng 1-6 Thông số cấu trúc rotor Thông số Đường kính ngồi Đường kính trục Chiều dài Số rãnh Lõi thép Hệ số ép chặt lõi thép Giá trị 74mm 26mm 65mm 32 M19_24G 0,95 Hình 1-11 Cấu trúc rãnh rotor Bảng 1-7 Thông số rãnh rotor Thông số Hs0 Hs01 Hs1 Hs2 Giá trị 0,5 Đơn vị mm mm mm mm 18 Bs0 Bs1 Bs2 Rs mm mm mm mm Bảng 1-8 Thông số dẫn rotor Thông số Số dẫn cực Vật liệu dẫn Chiều dài phần đệm vòng ngắn mạch Chiều dài vòng ngắn mạch Chiều cao vòng ngắn mạch Vật liệu phần đệm vòng ngắn mạch Giá trị Nhôm đúc 75C 2mm 4mm 6mm Nhôm đúc 75C 1.2.3.4 Thông số phần nam châm vĩnh cửu (PM) Hình 1-12 Cấu trúc phần nam châm vĩnh cửu Bảng 1-9 Thông số phần nam châm vĩnh cửu Thông số D1 O1 Rib Loại nam châm Độ dày PM Chiều rộng PM Mật độ từ dư (Br) Lực khử từ (Hc) Giá trị 60 21 XG196/96 36 0,96 690000 Đơn vị mm mm mm mm mm Tesla A/m 19 1.2.4 Một số đường đặc tính động Hình 1-13 Đường đặc tính mơ men trung bình mơ men lồng sóc mơ men hãm theo phân tích mơ hình giải tích (theo RMxprt) Từ đường đặc tính mơ men mở máy nhận thấy mô men hãm động lớn Mô men hãm lớn làm cho mô men mở máy nhỏ 0(N.m) tốc độ thấp (0,14.nđm) Chính động khó khởi động để vào đồng Để cho động khởi động vào đồng bộ, ta giả thiết trình mở máy động cơ, từ trạng thái đứng yên đến tốc độ đồng bộ, hỗ trợ mơ men bên ngồi lớn Tải ta nghiên cứu chương tải có cơng suất khơng đổi Ví dụ: tải cắt gọt kim loại Phương trình mơ men tải: Mload = k1*ω + k1*(ω- ωđm)*k với ω < ωđm Mload = k2/ω + k1*(ω- ωđm)*k với ω >= ωđm Trong đó: Mload: mô men tải (N.m) k, k1, k2: hệ số tỉ lệ k1 = Mđm / ωđm, k2 = Pđm k: hệ số mô men hỗ trợ khởi động, lấy k = 10 20 ω: tốc độ động (rad/s) Dong dien day 12.00 Curve Info InputLineCurrent Setup1 : Performance InputLineCurrent [A] 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 Ang [deg] 120.00 140.00 160.00 180.00 Hình 1-14 Đặc tính dịng điện dây theo góc mô men He so cong suat 1.00 Curve Info Pow erFactor Setup1 : Performance 0.80 PowerFactor 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 Ang [deg] 120.00 140.00 160.00 180.00 Hình 1-15 Đặc tính hệ số cơng suất theo góc mơ men 21 Hieu suat 0.90 Curve Info Efficiency Setup1 : Performance 0.80 0.70 Efficiency [fraction] 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 Ang [deg] 120.00 140.00 160.00 180.00 Hình 1-16 Đặc tính hiệu suất theo góc mơ men Trên sở kết cấu động LSPMSM trên; Công cụ RMxprt Ansys Maxwell tính tốn sơ theo mơ hình giải tích mạch điện để đưa thông số sơ Ta tiến hành mô kiểm nghiệm lại thông số động theo mơ hình trường FULL-LOAD DATA Phase Current (A): Total Loss (W): Output Power (W): Input Power (W): Power Factor: Efficiency (%): Synchronous Speed (rpm): Rated Torque (N.m): Torque Angle (degree): 1.03222 87.1261 549.69 636.816 0.934756 86.3185 1500 3.49944 43.583 22 Chương Mơ tính tốn thơng số động theo mơ hình trường Trước hết ta tính tốn thơng số cần khảo sát động với dẫn dạng lê Sau ta thay đổi kiểu dáng dẫn để xem dẫn ảnh hưởng đến đặc tính động Thay đổi phải dựa sở cố định lượng nhôm sử dụng để làm dẫn Hay nói cách khác giữ ngun diện tích phần tiết diện dẫn rotor Ngồi cần cố định độ hở miệng rãnh Bs0 = 1mm, chiều sâu miệng rãnh Hs0 = 0,5mm Khi ta cố định Bs0, Hs0 ảnh hưởng chúng đến tính chất động (ví dụ đường từ thông,….) giữ nguyên thay đổi kiểu dáng dẫn 2.1 Các loại dẫn nghiên cứu luận văn Hình 2-1 Các loại dẫn nghiên cứu luận văn 23 Với dẫn lê: Tiết diện dẫn dạng lê có kích thước cho theo Bảng 1-7 Diện tích tiết diện dẫn lê: S = 19,56 mm2 Với dẫn trịn Đường kính dẫn, D = 4,92mm Lấy D = 4,9mm (lượng nhôm dùng làm dẫn giảm 1,96%) Với dẫn vuông Chiều rộng dẫn, a = 4,366 mm Lấy a = 4,3mm (lượng nhôm dùng làm dẫn giảm 2,90%) Trước mô phỏng, ta khai báo vị trí ban đầu động cơ: Tốc độ ban đầu n = Vị trí góc ban đầu rotor 7,5o Hình 2-2 Góc ban đầu rotor dùng để mơ 24 2.2 Thanh dẫn rotor có dạng lê 2.2.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động Hình 2-3 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh lê Speed Maxwell2DDesign1 ranh qua le 1600.00 Curve Info Moving1.Speed Setup1 : Transient 1400.00 Moving1.Speed [rpm] 1200.00 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-4 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh lê Mô men khởi động đạt Mkđ = N.m, thời gian tốc độ đạt đồng nhanh 140ms, không xảy tượng tốc độ Khi động vào hoạt động ổn định, độ dao động mơ men cịn lớn: M = 0,92 – 5,62 Nm Chính tốc độ động n dao động từ 1496,6 – 1503,1 (v/p) 25 2.2.2 Đặc tính dịng điện Winding Currents Maxwell2DDesign1 ranh qua le 15.00 Curve Info Current(PhaseA) Setup1 : Transient Current(PhaseB) Setup1 : Transient 10.00 Current(PhaseC) Setup1 : Transient Y1 [A] 5.00 0.00 -5.00 -10.00 -15.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-5 Dịng điện pha động rãnh lê Dong pha A Maxwell2DDesign1 ranh qua le 7.50 Curve Info Current(PhaseA) Setup1 : Transient 5.00 dong hieu dung 1.3617 Current(PhaseA) [A] 2.50 0.00 -2.50 -5.00 -7.50 -10.00 -12.50 -15.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-6 Dòng điện pha A động rãnh lê 26 Harmonics current phase A Maxwell2DDesign1 ranh qua le 1.20 Curve Info Setup1 : Transient 1.00 Dong hieu dung [A] 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 Freq [kHz] Hình 2-7 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh lê Dòng pha trình mở máy đạt đỉnh Ipha(max)= 12,86 (A) pha B Sau trình xác lập Ipha(max)= 2,78(A) Giá trị hiệu dụng thành phần bậc (50 Hz) dòng pha A: I1pha(rms) = 1,111 (A) Dòng pha hiệu dụng: Ipha(rms) = 1,362(A) Tỉ lệ thành phần điều hịa bậc cao Hình dáng dịng điện bị méo nhiều 2.2.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: Tính tốn cơng suất đầu vào, cơng suất cơ,…chúng ta hiểu tính cơng suất động đạt xác lập (đồng bộ) Để tính cơng suất pha, ta tính cơng suất tức thời thời điểm Sau ta lấy giá trị trung bình cơng suất tức thời cơng suất trung bình pha Ta tìm PphaA= 235,07W 27 Cong suat tuc thoi pha A Maxwell2DDesign1 ranh qua le 3000.00 Curve Info Setup1 : Transient mean 235.0723 2500.00 Cong suat tuc thoi [W] 2000.00 1500.00 1000.00 500.00 0.00 -500.00 -1000.00 -1500.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-8 Cơng suất điện đầu vào tức thời giá trị trung bình pha A động rãnh lê Ton hao Sat + Dong qua le Maxwell2DDesign1 ranh qua le 4.50 4.00 Curve Info mean Ton_that_Sat_va_Dong Imported 0.1433 Ton_that_Sat_va_Dong [kW] 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-9 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh lê Pin = PphaA = 705,2W Công suất đưa lên trục động mô men tải nhân tốc độ: Pcơ = 549,1W 2.2.4 Hiệu suất động cơ: η = Pcơ / Pin = 549,1/705,2 = 77,9% 28 2.2.5 Cơng thức tính hệ số cơng suất nguồn có điện áp vào hình sin dịng điện có thành phần bậc cao Hệ số công suất tỷ lệ công suất tác dụng công suất biểu kiến, số đo mức độ hiệu việc trao đổi lượng từ nguồn đến tải Cơng thức tính hệ số cơng suất [11]: √ ∑ đó: hệ số cơng suất nguồn dịng điện có thành phần bậc cao hệ số công suất nguồn coi dịng điện có thành phần bậc (n=0, 1, 2, 3,….) giá trị hiệu dụng thành phần dòng điện chiều, giá trị hiệu dụng thành phần dòng điện xoay chiều bậc 1, bậc 2, bậc 3,… P công suất trung bình nguồn U điện áp hiệu dụng nguồn DF hệ số méo dòng điện √ ∑ Hệ số méo dòng điện cho biết dịng điện có hiện diện thành phần bậc cao nhiều hay Hay nói cách khác có bị méo nhiều hay khơng Khi khơng có méo DF = Dịng điện có DF nhỏ bị méo 29 2.2.6 Hệ số cơng suất tính được: Pin = PphaA = 3.UphaA.I1phaA.cosφ1 = 3.220.1,111.cosφ1 = 705,2W Cosφ1 = 0,962 DF = I1pha(rms)/ Ipha(rms) = 1,111/ 1,362 = 0,816 Cosφ = DF*Cosφ1= 0,785 2.3 Thanh dẫn rotor có dạng hình trịn 2.3.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động Hình 2-10 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh tròn Speed Maxwell2DDesign2 ranh tron_4.9 1600.00 Curve Info Moving1.Speed Setup1 : Transient 1400.00 Moving1.Speed [rpm] 1200.00 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-11 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh tròn 30 Mô men khởi động lớn hơn, đạt Mkđ = 7,22N.m, thời gian tốc độ đạt đồng nhanh 150ms, không xảy tượng tốc độ Độ dao động mô men nhỏ so với dẫn dạng lê: M = 2,87 – 4,24Nm Tốc độ động n dao động hơn: từ 1498.9 – 1500.6 (v/p) Như so với dẫn dạng lê dẫn dạng có mơ men mở máy lớn hơn; Thời gian vào đồng có chậm chút, nhiên tốc độ động lại ổn định 2.3.2 Dòng điện Winding Currents Maxwell2DDesign2 ranh tron_4.9 12.50 Curve Info Current(PhaseA) Setup1 : Transient Current(PhaseB) Setup1 : Transient Current(PhaseC) Setup1 : Transient Y1 [A] 6.25 0.00 -6.25 -12.50 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-12 Dịng điện pha động rãnh tròn 31 Dong pha A Maxwell2DDesign2 ranh tron_4.9 7.50 Curve Info Current(PhaseA) Setup1 : Transient dong hieu dung 1.0701 5.00 Current(PhaseA) [A] 2.50 0.00 -2.50 -5.00 -7.50 -10.00 -12.50 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-13 Dịng điện pha A động rãnh tròn Harmonics current phase A Maxwell2DDesign2 ranh tron_4.9 1.20 Curve Info Setup1 : Transient 1.00 Dong hieu dung [A] 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 Freq [kHz] Hình 2-14 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh tròn Dòng pha trình mở máy đạt đỉnh Ipha(max)=12,47(A) Sau trình xác lập Ipha(max)=1,83(A) Giá trị hiệu dụng thành phần bậc (50 Hz) dòng pha A: I 1pha(rms) = 1,012 (A) Dòng pha hiệu dụng: Ipha(rms) = 1,07(A) Tỉ lệ thành phần điều hòa bậc giảm đáng kể Hình dáng dịng điện bị méo so với dòng điện động dẫn dạng lê 32 Như so với dẫn dạng lê, dẫn dạng trịn có dịng mở máy nhỏ hơn, dòng xác lập thành phần điều hòa bậc cao giảm đáng kể Chất lượng dịng điện tốt 2.3.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: Cong suat tuc thoi Maxwell2DDesign2 ranh tron_4.9 3000.00 Curve Info Setup1 : Transient mean 216.5878 2500.00 Cong suat tuc thoi [W] 2000.00 1500.00 1000.00 500.00 0.00 -500.00 -1000.00 -1500.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-15 Cơng suất điện đầu vào tức thời pha A động rãnh tròn Ton hao Sat va Dong tron Maxwell2DDesign2 ranh tron_4.9 Curve Info mean Ton_that_Sat_va_Dong Imported 0.0870 Ton_that_Sat_va_Dong [kW] 3.75 2.50 1.25 0.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-16 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh tròn PphaA = 216,6 Pin = PphaA = 3.216,6 = 649,8W Công suất đưa lên trục động mô men tải nhân tốc độ: 33 Pcơ = 549,5W 2.3.4 Hiệu suất động cơ: η = Pcơ / Pin = 549,5/649,8 = 84,6% 2.3.5 Hệ số công suất: Pin = PphaA = 3.UphaA.I1phaA.cosφ1 = 3.220.1,012.cosφ = 649,8W Cosφ1 = 0,973 DF = I1pha(rms)/ Ipha(rms) = 1,012/ 1,07 = 0,946 Cosφ = DF*Cosφ1= 0,920 Như với việc dòng điện dòng điện pha giảm nhiều thành phần điều hòa bậc cao giảm đáng kể, tổn hao sắt đồng giảm đáng kể Điều giúp cho động có hiệu suất cao so với động có dẫn dạng lê Với việc dòng nhỏ hơn, động lấy cơng suất phản kháng từ lưới để từ hóa mạch từ hơn, hệ số cơng suất tăng lên 2.4 Thanh dẫn rotor có dạng hình vng 2.4.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động Hình 2-17 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh vuông 34 Speed Maxwell2DDesign3 ranh vuong 1600.00 Curve Info Moving1.Speed Setup1 : Transient 1400.00 Moving1.Speed [rpm] 1200.00 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-18 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh vuông Mô men khởi động lớn Mkđ = 6,54N.m, thời gian tốc độ đạt đồng nhanh 150ms, không xảy tượng tốc độ Độ dao động mô men nhỏ so với dẫn dạng lê: M = 2,93 – 4,4Nm Tốc độ động n dao động hơn: từ 1499,2 – 1500,7 (v/p) Như so với dẫn dạng lê dẫn dạng có mơ men mở máy lớn hơn; Thời gian vào đồng chậm chút, nhiên tốc độ động lại ổn định 35 2.4.2 Dòng điện Winding Currents Maxwell2DDesign3 ranh vuong 12.50 Curve Info Current(PhaseA) Setup1 : Transient Current(PhaseB) Setup1 : Transient Current(PhaseC) Setup1 : Transient Y1 [A] 6.25 0.00 -6.25 -12.50 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-19 Dịng điện pha động rãnh vuông Dong pha A Maxwell2DDesign3 ranh vuong 7.50 Curve Info Current(PhaseA) Setup1 : Transient dong hieu dung 1.0686 5.00 Current(PhaseA) [A] 2.50 0.00 -2.50 -5.00 -7.50 -10.00 -12.50 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-20 Dịng điện pha A động rãnh vuông 36 Harmonics current phase A Maxwell2DDesign3 ranh vuong 1.20 Curve Info Setup1 : Transient 1.00 Dong hieu dung [A] 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 Freq [kHz] Hình 2-21 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh vng Dịng pha trình mở máy đạt đỉnh Ipha(max)=12,39(A) Sau trình xác lập Ipha(max)=1,554(A) Giá trị hiệu dụng thành phần bậc (50 Hz) dòng pha A: I 1pha(rms) = 1,024(A) Dòng pha hiệu dụng: Ipha(rms) = 1,069(A) Tỉ lệ thành phần điều hòa bậc giảm nhiều Hình dáng dịng điện bị méo so với dòng điện động dẫn dạng lê Như so với dẫn dạng lê, dẫn dạng vng có dịng mở máy nhỏ hơn, dòng xác lập thành phần điều hòa bậc cao giảm đáng kể Chất lượng dòng điện tốt 37 2.4.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: Cong suat tuc thoi Maxwell2DDesign3 ranh vuong 3000.00 Curve Info Setup1 : Transient mean 219.3435 2500.00 Cong suat tuc thoi [W] 2000.00 1500.00 1000.00 500.00 0.00 -500.00 -1000.00 -1500.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-22 Cơng suất điện đầu vào tức thời pha A động rãnh vuông Ton hao Sat va Dong_vuong Maxwell2DDesign3 ranh vuong Curve Info mean Ton_that_Sat_va_Dong Imported 0.0930 Ton_that_Sat_va_Dong [kW] 3.75 2.50 1.25 0.00 0.00 50.00 100.00 150.00 Time [ms] 200.00 250.00 300.00 Hình 2-23 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh vuông PphaA = 219,3W Pin = PphaA = 3.219,3 = 657,9W Công suất đưa lên trục động mô men tải nhân tốc độ: Pcơ = 549,5W 38 2.4.4 Hiệu suất động cơ: η = Pcơ / Pin = 549,5/657,9 = 83,5% 2.4.5 Hệ số công suất: Pin = PphaA = 3.UphaA.I1phaA.cosφ1 = 3.220.1,024.cosφ = 657,9W Cosφ1 = 0,973 DF = I1pha(rms)/ Ipha(rms) = 1,024/ 1,069 = 0,958 Cosφ = DF*Cosφ1= 0,932 2.5 Bảng so sánh loại dẫn 2.5.1 Đặc tính khởi động Hình 2-24 So sánh mơ men khởi động cấu trúc dẫn tròn lê 39 Hình 2-25 So sánh tốc độ khởi động cấu trúc dẫn tròn lê o Đường nét liền: dẫn dạng tròn o - - Đường nét đứt: dẫn dạng lê *Chú thích: Vì đường đặc tính mơ men tốc độ dẫn dạng trịn vng gần trùng nên ta vẽ đặc tính dạng dẫn (tròn lê) để tiện quan sát Tham chiếu thêm hình ảnh so sánh mơ men tốc độ động có dẫn dạng trịn vng: 40 Hình 2-26 So sánh mơ men khởi động cấu trúc dẫn trịn vng Hình 2-27 So sánh tốc độ khởi động cấu trúc dẫn trịn vng Bảng 2-1 Đặc tính khởi động PM dày 3mm Rãnh lê Rãnh tròn Rãnh vuông Mô men mở máy (N.m) 7,22 6,54 Độ đập mạch mô men 129,3% 37,7% 40,4% Thời gian đạt đồng (ms) 140 150 150 41 Đặc tính khởi động loại dẫn tương đương Khi vào đồng bộ, động dẫn dạng lê có độ đập mạch mô men lớn động dẫn dạng trịn có độ đập mạch mơ men nhỏ 2.5.2 Đặc tính dịng điện Bảng 2-2 Đặc tính dịng điện PM dày 3mm Dòng pha mở máy (A) Rãnh lê Rãnh trịn Rãnh vng 12,86 12,47 12,39 Dịng pha (hiệu dụng) (A) 1,362 1,07 1,069 Dòng pha bậc 1(hiệu dụng) (A) 1,111 1,012 1,024 Thành phần bậc Thành phần bậc cao khác (bậc 15) Hệ số méo DF 66,6% 28,7% 25,8% 18,6% 16,0% 12,6% 0,816 0,946 0,958 Dòng điện pha động dẫn tròn vng tương đương Dịng điện pha động dẫn dạng lê lớn nhất, có tỉ lệ thành phần bậc lớn chất lượng dịng diện xấu 2.5.3 Đặc tính hiệu suất, hệ số công suất Bảng 2-3 Bảng hiệu suất hệ số công suất PM dày 3mm Rãnh lê Rãnh trịn Rãnh vng Hiệu suất 77,9% 84,6% 83,5% Hệ số công suất 0,785 0,920 0,932 Hiệu suất hệ số công suất động dẫn trịn vng tương đương, tốt so với động dẫn dạng lê 2.5.4 Kết luận Bảng 2-4 Kết luận PM dày 3mm Rãnh lê Rãnh trịn Rãnh vng Đặc tính khởi động +++ +++ +++ Chất lượng dòng điện + ++ +++ Hiệu suất + +++ ++ Hệ số công suất + ++ +++ 42 Chương Nghiên cứu tác động dẫn rotor đến đặc tính động LSPMSM có bề dày nam châm thay đổi Động LSPMSM nghiên cứu chương có mơ men hãm (của PM) lớn Để tạo đặc tính tự khởi động động cơ, phải giảm bề dày nam châm Thay đổi: Bề dày nam châm: giảm từ mm xuống mm 3.1 Qúa trình khởi động động LSPMSM: Trong trình mở máy, động LSPMSM hoạt động chế độ không đồng Trên rotor động LSPMSM có dẫn giống động KĐB rotor lồng sóc Khi cuộn dây stato cấp nguồn điện pha đối xứng, tạo từ trường quay stato Từ trường quay quét qua dẫn rotor cảm ứng suất điện động Vì dẫn lồng sóc nối ngắn mạch nên có dịng điện dẫn rotor Dòng điện dẫn rotor tương tác với từ trường quay stato tạo mô men lồng sóc làm quay động Ta kí hiệu mơ men Tc Phương trình mơ men lồng sóc theo hệ số trượt s [6]: Trong đó: m số pha, p số đôi cực, Vph điện áp pha, X1 điện kháng tản stato, X2’, R2’ điện kháng tản điện trở quy đổi rotor, f tần số nguồn điện, Xd, Xq điện kháng đồng dọc trục, ngang trục 43 Trong rotor động LSPMSM cịn có nam châm Chúng ta xét tương tác từ trường stato từ trường nam châm Thứ nhất: từ trường stato có xu hướng kéo theo từ trường nam châm Mô men tương tác ta ký hiệu Ts Thứ hai: từ trường nam châm quay, quét qua cuộn dây stato cảm ứng suất điện động Các suất điện động tạo dòng điện phụ pha Từ trường dịng điện phụ có xu hướng cản lại chuyển động từ trường nam châm Hay nói cách khác dịng điện phụ tương tác với từ trường nam châm tạo mô men hãm giống trường hợp mô men hãm động chạy chế độ máy phát Ta ký hiệu Tb Phương trình mơ men hãm theo hệ số trượt s [4]: Trong đó: Tb mơ men hãm, sbm hệ số trượt rotor ứng với mô men hãm cực đại, Eo suất điện động cảm ứng từ thông nam châm lên cuộn dây stato tốc độ đồng bộ, ωs tốc độ góc rotor đồng bộ, p số cực, s hệ số trượt rotor, Rs điện trở dây quấn stato, xds, xqs điện kháng dọc trục, ngang trục 44 Từ công thức ta nhận thấy, mơ men hãm tỉ lệ với bình phương sức điện động không tải Eo Khi ta tăng lượng nam châm đồng nghĩa với tăng E o làm tăng mô men hãm Và điện kháng ngang trục xqs tăng lên mơ men hãm tăng Vì Rs thường nhỏ nhiều xds, xqs nên mô men hãm cực đại ứng với sbm gần hay nói cách khác tốc độ rotor cịn thấp Xét mơ men Ts có tác dụng kéo từ trường nam châm theo từ trường stato: Khi động cấp nguồn tạo từ trường stato Từ trường tương tác với từ trường nam châm Mô men tương tác phụ thuộc vào góc từ trường đó: Ts = k.|ψm|.|ψs|.sin(δ) Hình 3-1 Góc từ trường nam châm từ trường phần ứng Ψs, Ψm, δ từ trường stato, từ trường nam châm góc từ trường k hệ số tỉ lệ Như Ts phụ thuộc vào góc δ biên độ từ trường constant Phương trình Ts với tốc độ rotor bất kỳ: Khi động chưa đồng bộ, góc δ thay đổi từ trường stato rotor có tốc độ tương đối Tại tốc độ rotor thấp tốc độ tương đối từ trường stato rotor 45 lớn làm cho góc δ thay đổi nhanh (Ta hình dung từ trường stato quanh quanh trục từ trường rotor với tốc độ nhanh) Cũng tốc độ thấp E bé Chính tốc độ thấp, Ts thay đổi nhanh có giá trị trung bình Khi tốc độ động gần với tốc độ đồng bộ, tốc độ tương đối từ trường stato rotor nhỏ góc δ thay đổi chậm Như Ts thay đổi chậm đóng vai trị mơ men để tăng tốc độ động để đẩy động vào đồng Đường đặc tính mơ men trung bình mơ men lồng sóc mơ men hãm theo phân tích mơ hình giải tích (theo RMxprt) Hình 3-2 Đường đặc tính mơ men trung bình mơ men lồng sóc mô men hãm Với việc giảm bề dày nam châm, đường đặc tính mơ men trung bình mơ men lồng sóc mơ men hãm giữ lớn 0(N.m) với tốc độ động sát với tốc độ đồng (0,86.nđm) Từ tạo điều kiện thuận lợi cho trình bắt đồng động Chính mà động tự khởi động Tất những mơ q trình khởi động ổn định động đây, áp dụng động làm việc với tải quạt gió Mload = k*ω2 Trong đó: 46 Mload: mơ men tải (N.m) k: hệ số tỉ lệ (N.m.s2/rad2) ω: tốc độ động (rad/s) Vị trí ban đầu động cơ: Tốc độ ban đầu n = Vị trí góc ban đầu rotor 7,5o 3.2 Thanh dẫn rotor có dạng lê 3.2.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động Hình 3-3 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh lê 47 m1 Speed Thanh dan qua le PM 2mm 1750.00 Curve Info Moving1.Speed Setup1 : Transient 1500.00 Name m1 Moving1.Speed [rpm] 1250.00 X Y 156.3000 1707.6171 1000.00 750.00 500.00 250.00 0.00 -250.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-4 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh lê Mo men vs Toc Thanh dan qua le PM 2mm 20.00 Curve Info Moving1.Torque Setup1 : Transient Moving1.Torque [NewtonMeter] 15.00 10.00 5.00 0.00 -5.00 -10.00 -15.00 -250.00 0.00 250.00 500.00 750.00 Moving1.Speed [rpm] 1000.00 1250.00 1500.00 1750.00 Hình 3-5 Đặc tính mơ men theo tốc độ động rãnh lê Mô men khởi động lớn Mkđ = 15,67 N.m, thời gian tốc độ đạt đồng chậm 250ms, xảy tượng tốc độ (n=1707 rpm 156ms) Khi động vào hoạt động ổn định, độ dao động mơ men cịn lớn: M = 1,67 – 5,19 Nm Tốc độ động n dao động từ 1497,5 – 1502,6 (v/p) 48 3.2.2 Dòng điện Winding Currents Thanh dan qua le PM 2mm 12.50 Curve Info Current(PhaseA) Setup1 : Transient Current(PhaseB) Setup1 : Transient Current(PhaseC) Setup1 : Transient Y1 [A] 6.25 0.00 -6.25 -12.50 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-6 Dòng điện pha động rãnh lê Dong pha A Thanh dan qua le PM 2mm 10.00 Curve Info dong hieu dung Current(PhaseA) Setup1 : Transient 1.2517 7.50 Current(PhaseA) [A] 5.00 2.50 0.00 -2.50 -5.00 -7.50 -10.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-7 Dịng pha A động rãnh lê 49 Harmonics current phase A Thanh dan qua le PM 2mm 1.20 Curve Info Setup1 : Transient 1.00 Dong hieu dung [A] 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 Freq [kHz] Hình 3-8 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh lê Dịng pha q trình mở máy đạt đỉnh Ipha(max)=10,23(A) (tại pha C) Sau trình xác lập Ipha(max)=2,36(A) Giá trị hiệu dụng thành phần bậc (50 Hz) dòng pha A: I1pha(rms) = 1,035(A) Dòng pha hiệu dụng: Ipha(rms) = 1,252(A) Tỉ lệ thành phần điều hịa bậc cao Hình dáng dịng điện bị méo nhiều 3.2.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: Tính tốn cơng suất đầu vào, cơng suất cơ,…chúng ta hiểu tính cơng suất động đạt xác lập (đồng bộ) Để tính cơng suất pha, ta tính cơng suất tức thời thời điểm Sau ta lấy giá trị trung bình cơng suất tức thời cơng suất trung bình pha Ta tìm PphaA= 227,7W 50 Cong suat tuc thoi pha A Thanh dan qua le PM 2mm 3000.00 Curve Info Setup1 : Transient mean 227.6953 2500.00 Cong suat tuc thoi [W] 2000.00 1500.00 1000.00 500.00 0.00 -500.00 -1000.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-9 Cơng suất điện đầu vào tức thời giá trị trung bình Ton hao Sat va Dong_qua le Thanh dan qua le PM 2mm 3.00 Curve Info mean Ton_that_Sat_va_Dong Imported 0.1217 Ton_that_Sat_va_Dong [kW] 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-10 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh lê Pin = PphaA = 3.227,7 = 683,1W Công suất đưa lên trục động mô men tải nhân tốc độ: Pcơ = 550,0029 550W 3.2.4 Hiệu suất động cơ: η = Pcơ / Pin = 550/683,1 = 80,5% 51 3.2.5 Hệ số công suất: Pin = PphaA = 3.UphaA.I1phaA.cosφ1 = 3.220.1,035.cosφ1 = 683,1W Cosφ1 = DF = I1pha(rms)/ Ipha(rms) = 1,035/1,252 = 0,827 Cosφ = DF*Cosφ1 = 0,827 3.3 Thanh dẫn rotor có dạng hình trịn 3.3.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động Hình 3-11 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh tròn Speed m1 1750.00 Thanh dan tron 4.9 PM 2mm Curve Info Moving1.Speed Setup1 : Transient 1500.00 Name m1 Moving1.Speed [rpm] 1250.00 X Y 110.0000 1684.2993 1000.00 750.00 500.00 250.00 0.00 -250.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-12 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh tròn 52 Mo men vs Toc Thanh dan tron 4.9 PM 2mm 15.00 Curve Info Moving1.Torque Setup1 : Transient Moving1.Torque [NewtonMeter] 10.00 5.00 0.00 -5.00 -10.00 -15.00 -250.00 0.00 250.00 500.00 750.00 Moving1.Speed [rpm] 1000.00 1250.00 1500.00 1750.00 Hình 3-13 Đặc tính mơ men theo tốc độ động rãnh trịn Mơ men khởi động lớn, đạt Mkđ = 14,16N.m, thời gian tốc độ đạt đồng nhanh 210ms, xảy tượng tốc độ (n=1684 rpm 110ms) Độ dao động mô men nhỏ so với dẫn dạng lê: M = 3,19 – 4,13N.m Tốc độ động n dao động hơn: từ 1499,5 – 1500,3 (v/p) Như so với dẫn dạng lê dẫn dạng có mơ men mở máy nhỏ chút; Thời gian vào đồng nhanh hơn, tốc độ động ổn định 53 3.3.2 Dòng điện Winding Currents Thanh dan tron 4.9 PM 2mm 10.00 Curve Info Current(PhaseA) Setup1 : Transient 7.50 Current(PhaseB) Setup1 : Transient Current(PhaseC) Setup1 : Transient 5.00 Y1 [A] 2.50 0.00 -2.50 -5.00 -7.50 -10.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-14 Dịng điện pha động rãnh tròn Dong pha A Thanh dan tron 4.9 PM 2mm 8.00 Curve Info dong hieu dung Current(PhaseA) Setup1 : Transient 6.00 1.1059 Current(PhaseA) [A] 4.00 2.00 0.00 -2.00 -4.00 -6.00 -8.00 -10.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-15 Dịng pha A động rãnh tròn 54 Harmonics current phase A Thanh dan tron 4.9 PM 2mm 1.20 Curve Info Setup1 : Transient 1.00 Dong hieu dung [A] 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 Freq [kHz] Hình 3-16 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh tròn Dịng pha q trình mở máy đạt đỉnh Ipha(max)=9,06(A) pha B Sau trình xác lập Ipha(max)=1,704(A) Giá trị hiệu dụng thành phần bậc (50 Hz) dòng pha A: I1pha(rms) = 1,081(A) Dòng pha hiệu dụng: Ipha(rms) = 1,106(A) Tỉ lệ thành phần điều hòa bậc giảm nhiều Hình dáng dịng điện gần với hình sin so với dịng điện động dẫn dạng lê Như so với dẫn dạng lê, dẫn dạng trịn có dòng mở máy nhỏ hơn, dòng xác lập nhỏ Chất lượng dịng điện tốt 55 3.3.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: Cong suat tuc thoi pha A Thanh dan tron 4.9 PM 2mm 2500.00 Curve Info Setup1 : Transient mean 217.7699 2000.00 Cong suat tuc thoi [W] 1500.00 1000.00 500.00 0.00 -500.00 -1000.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-17 Cơng suất điện đầu vào tức thời pha A động rãnh tròn Ton hao Sat va Dong Thanh dan tron 4.9 PM 2mm 2.50 Curve Info CoreLoss+SolidLoss+StrandedLoss+StrandedLossR [kW] Setup1 : Transient mean 0.0908 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-18 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh tròn PphaA = 217,77W Pin = PphaA = 3.217,77 = 653,3W Pcơ = 549,9927 550W 3.3.4 Hiệu suất động cơ: η = Pcơ / Pin = 550/653,3 = 84,2% 56 3.3.5 Hệ số công suất: Pin = PphaA = 3.UphaA.I1phaA.cosφ1 = 3.220.1,081.cosφ1 = 653,3W Cosφ1 = 0,916 DF = I1pha(rms)/ Ipha(rms) = 1,081/ 1,106 = 0,977 Cosφ = DF*Cosφ1= 0,895 Như với việc dòng điện pha nhỏ tổn hao sắt đồng giảm Điều làm cho động có hiệu suất cao so với động có dẫn dạng lê Với việc dịng nhỏ hơn, động lấy cơng suất phản kháng từ lưới để từ hóa mạch từ hơn, hệ số cơng suất tăng lên 3.4 Thanh dẫn rotor có dạng hình vng 3.4.1 Đường đặc tính mơ men tốc độ động Hình 3-19 Đặc tính mơ men theo thời gian động rãnh vuông 57 Speed m1 1750.00 Thanh dan vuong 4.3 PM 2mm Curve Info Moving1.Speed Setup1 : Transient 1500.00 Name m1 X Y 106.0000 1667.4982 Moving1.Speed [rpm] 1250.00 1000.00 750.00 500.00 250.00 0.00 -250.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-20 Đặc tính tốc độ theo thời gian động rãnh vuông Mo men vs Toc Thanh dan vuong 4.3 PM 2mm 15.00 Curve Info Moving1.Torque Setup1 : Transient Moving1.Torque [NewtonMeter] 10.00 5.00 0.00 -5.00 -10.00 -15.00 -250.00 0.00 250.00 500.00 750.00 Moving1.Speed [rpm] 1000.00 1250.00 1500.00 1750.00 Hình 3-21 Đặc tính mơ men theo tốc độ động rãnh vuông Mô men khởi động lớn, đạt Mkđ = 13,93N.m, thời gian tốc độ đạt đồng nhanh 210ms, xảy tượng tốc độ (n=1667 rpm 106ms) Độ dao động mô men nhỏ so với dẫn dạng lê: M = 3,04 – 4,30Nm Tốc độ động n dao động hơn: từ 1499,1 – 1500,6 (v/p) Như so với dẫn dạng lê dẫn dạng có mơ men mở máy nhỏ chút; Thời gian vào đồng nhanh hơn, tốc độ động ổn định 58 3.4.2 Dòng điện Winding Currents Thanh dan vuong 4.3 PM 2mm 10.00 Curve Info Current(PhaseA) Setup1 : Transient 7.50 Current(PhaseB) Setup1 : Transient Current(PhaseC) Setup1 : Transient 5.00 Y1 [A] 2.50 0.00 -2.50 -5.00 -7.50 -10.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-22 Dịng điện pha động rãnh vuông Dong pha A Thanh dan vuong 4.3 PM 2mm 7.50 Curve Info dong hieu dung Current(PhaseA) Setup1 : Transient 1.1285 5.00 Current(PhaseA) [A] 2.50 0.00 -2.50 -5.00 -7.50 -10.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-23 Dịng pha A động rãnh vuông 59 Harmonics current phase A Thanh dan vuong 4.3 PM 2mm 1.20 Curve Info Setup1 : Transient 1.00 Dong hieu dung [A] 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 Freq [kHz] Hình 3-24 Giá trị hiệu dụng thành phần điều hòa dòng pha A xác lập động rãnh vng Dịng pha q trình mở máy đạt đỉnh Ipha(max)=8,65(A) pha B Sau trình xác lập Ipha(max)=1,59(A) Giá trị hiệu dụng thành phần bậc (50 Hz) dòng pha A: I1pha(rms) = 1,096(A) Dòng pha hiệu dụng: Ipha(rms) = 1,129(A) Tỉ lệ thành phần điều hòa bậc giảm nhiều Hình dáng dịng điện gần với hình sin so với dòng điện động dẫn dạng lê Như so với dẫn dạng lê, dẫn dạng vng có dịng mở máy nhỏ hơn, dịng xác lập nhỏ Chất lượng dòng điện tốt 60 3.4.3 Tính tốn cơng suất điện đầu vào Pin, Pcơ: Cong suat tuc thoi pha A Thanh dan vuong 4.3 PM 2mm 2500.00 Curve Info Setup1 : Transient mean 221.6916 2000.00 Cong suat tuc thoi [W] 1500.00 1000.00 500.00 0.00 -500.00 -1000.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-25 Cơng suất điện đầu vào tức thời pha A động rãnh vuông Ton hao Sat va Dong_vuong Thanh dan vuong 4.3 PM 2mm 2.50 Curve Info mean Ton_that_Sat_va_Dong Imported 0.1005 Ton_that_Sat_va_Dong [kW] 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 Time [ms] 250.00 300.00 350.00 400.00 Hình 3-26 Tổng tổn hao sắt đồng động rãnh vuông PphaA = 221,7W Pin = PphaA = 3.221,7 = 665,1W Pcơ = 549,9948 550W 3.4.4 Hiệu suất động cơ: η = Pcơ / Pin = 550/665,1 = 82,7% 61 3.4.5 Hệ số công suất: Pin = PphaA = 3.UphaA.I1phaA.cosφ1 = 3.220.1,096.cosφ1 = 665,1W Cosφ1 = 0,919 DF = I1pha(rms)/ Ipha(rms) = 1,096/ 1,129 = 0,971 Cosφ = DF*Cosφ1= 0,893 3.5 Bảng so sánh loại dẫn 3.5.1 Đặc tính khởi động Hình 3-27 So sánh mô men khởi động cấu trúc dẫn trịn lê Hình 3-28 So sánh tốc độ khởi động cấu trúc dẫn tròn lê 62 o Đường nét liền: dẫn dạng tròn o - - Đường nét đứt: dẫn dạng lê *Chú thích: Vì đường đặc tính mơ men tốc độ dẫn dạng trịn vng gần trùng nên ta vẽ đặc tính dạng dẫn (trịn lê) để tiện quan sát Tham chiếu thêm hình ảnh so sánh mô men tốc độ động có dẫn dạng trịn vng: Hình 3-29 So sánh mô men khởi động cấu trúc dẫn trịn vng 63 Hình 3-30 So sánh tốc độ khởi động cấu trúc dẫn tròn vng Bảng 3-1 Đặc tính khởi động PM dày 2mm Rãnh lê Rãnh trịn Rãnh vng Mơ men mở máy (N.m) 15,67 14,16 13,93 Độ đập mạch mô men 96,9% 25,9% 34,7% Thời gian đạt đồng (ms) 250 210 210 Đặc tính khởi động động với loại dẫn trịn vng tương đương tốt động dẫn dạng lê Khi vào đồng bộ, động dẫn dạng lê có độ đập mạch mô men lớn động dẫn dạng trịn có độ đập mạch mơ men nhỏ 3.5.2 Đặc tính dịng điện Bảng 3-2 Đặc tính dịng điện PM dày 2mm Rãnh lê Rãnh trịn Rãnh vng Dịng Dịng pha Dịng pha pha mở (hiệu bậc máy (A) dụng) (A) 1(hiệu dụng) (A) 10,23 1,252 1,035 9,06 1,106 1,081 8,65 1,129 1,096 Thành phần bậc 64,1% 15,4% 21,5% Thành phần bậc cao khác (bậc 15) 16,8% 13,0% 9,7% Hệ số méo DF 0,827 0,977 0,971 64 Dòng điện pha động dẫn trịn vng tương đương Dịng điện pha động dẫn dạng lê lớn nhất, có tỉ lệ thành phần bậc lớn chất lượng dòng diện xấu 3.5.3 Đặc tính hiệu suất, hệ số cơng suất Bảng 3-3 Bảng hiệu suất hệ số công suất PM dày 2mm Rãnh lê Rãnh tròn Rãnh vuông Hiệu suất(%) 80,5 84,2 82,7 Hệ số công suất 0,827 0,895 0,893 Hiệu suất hệ số công suất động dẫn tròn tốt Hiệu suất hệ số công suất động dẫn dạng lê thấp 3.5.4 Kết luận Bảng 3-4 Kết luận PM dày 2mm Rãnh lê Rãnh trịn Rãnh vng Đặc tính khởi động + +++ +++ Chất lượng dòng điện + +++ ++ Hiệu suất Hệ số công suất + +++ ++ + +++ ++ 3.6 Kết luận rút qua trường hợp Như vậy, qua trường hợp chương chương 3: Trường hợp 1: Nam châm dày 3mm, động không tự khởi động cần mô men hỗ trợ bên để vào đồng Trường hợp 2: Nam châm dày 2mm, động tự khởi động 3.6.1 Đặc tính khởi động: Khi PM dày 3mm động với loại dẫn có đặc tính khởi động tương đương Khi PM dày 2mm động với cấu trúc dẫn trịn vng tương đương nhau, tốt động dẫn dạng lê 65 3.6.2 Hiệu suất Ở trường hợp động với cấu trúc dẫn trịn ln có hiệu suất cao nhất, sau đến động dẫn vng Và hiệu suất động dẫn lê thấp 3.6.3 Chất lượng dòng điện Động với cấu trúc dẫn lê ln có chất lượng dòng điện nhiều so với động với cấu trúc dẫn trịn vng Khi PM dày 2mm động với cấu trúc dẫn trịn có chất lượng dịng điện cao sau động với cấu trúc dẫn vng Khi PM dày 3mm ngược lại Tuy nhiên sai khác chất lượng dòng điện động với cấu trúc dẫn trịn vng nhỏ 3.6.4 Hệ số công suất Động với cấu trúc dẫn lê ln có hệ số cơng suất thấp thấp nhiều so với động với cấu trúc dẫn trịn vng Khi PM dày 2mm động với cấu trúc dẫn trịn có hệ số cơng suất cao sau động với cấu trúc dẫn vng Khi PM dày 3mm ngược lại Tuy nhiên sai khác hệ số công suất động với cấu trúc dẫn trịn vng nhỏ 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Động đồng nam châm vĩnh cửu (LSPMSM), loại động quan tâm Việt Nam thời gian gần Ưu điểm loại động có hiệu suất, hệ số cơng suất cao Do cần nghiên cứu để hiểu vận hành, thiết kế, tiến tới sản xuất loại động Chính luận văn nghiên cứu tổng quan loại động này; Tìm hiểu, so sánh đặc tính động với loại dẫn khác Từ xem xét ảnh hưởng dẫn đến đặc tính động Qua kết nghiên cứu giới hạn luận văn này, với động có bề dày nam châm mỏng (2 mm), rãnh tròn rãnh có tác động tốt đến đặc tính động đồng khởi động trực tiếp (LSPMSM) Kiến nghị: Cần có thêm nghiên cứu sâu phân tích nguyên nhân gây ảnh hưởng dẫn đến đặc tính động Cần nhiều nghiên cứu tính tốn, thiết kế tối ưu loại động loại động có hiệu suất hệ số cơng suất cao 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Máy Điện tập - Vũ Gia Hanh, Phan Tử Thụ, Trần Khánh Hà, Nguyễn Văn Sáu – Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật 2005 [2] Máy Điện tập – Vũ Gia Hanh, Phan Tử Thụ, Trần Khánh Hà, Nguyễn Văn Sáu – Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật 2012 [3] T Miller, “Synchronization of line-start permanent-magnet ac motors,” IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems, vol Vol PAS-103, no 7, July 1984 [4] U Herslof, “Design analysis and verification of a line start permanent magnet synchronous motor,” Ph.D dissertation, KTH, 1996 [5] T.J.E Miller, Brushless Permanent-Magnet and Reluctance Motor Drives (Monographs in Electrical and Electronic Engineering) - Oxford University Press, USA (1989) [6] Abdoulkadri Chama, Albert J Sorgdrager, and Rong-Jie Wang, Analytical Synchronization Analysis of Line-StartPermanentMagnet Synchronous Motors Progress In Electromagnetics Research M, Vol 48, 183–193, 2016 [7] Amit Kumar Jha, Optimization of LSPMSM for Magnet Cost Reduction Master Thesis [8] Ion Boldea, Syed A Nasar The Induction Machines Design Handbook, Second Edition 2010 [9] Maciej GWOŹDZIEWICZ, Ludwik ANTAL Investigation of line start permanent magnet synchronous motor and induction motor properties - Scientific Works of the Institute of Machines, Drives and Electrical Measurements, No 64 Wrocław University of Technology 2010 68 [10] ANTAL L., ZAWILAK T., Comparison of Induction Motor with Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor- measurements results, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 77/2007, Wrocław 2007, pp 277–282 [11] R W Erickson, Power and RMS Values of Fourier Series, ECEN 2260 Supplementary Notes [12] Maciej GWOŹDZIEWICZ, Jan ZAWILAK, Influence of the rotor construction on the single-phase line startpermanent magnet synchronous motor performances, PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R 87 NR 11/2011 [13] Rajaram Tukaram Ugale, Bhalchandra Nemichand Chaudhari, Ashutosh Pramanik, Overview of research evolution in the field of line startpermanent magnet synchronous motors, IET Electric Power Applications [14] F Libert, J Soulard and J Engström, Design of a 4-pole Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor [15] A.J Sorgdrager, A.J Grobler and R-J Wang, Design procedure of a line-start permanent magnet synchronous machine, Proceedings of the 22nd South African Universities Power Engineering Conference 2014 [16] Mounir Hadef, A Djerdir, M.R Mekideche, A Miraoui, An Inverse Problem Approach for Parameter Estimation of Interior Permanent Magnet Synchronous Motors, Progress In Electromagnetics Research B, Vol 31, 15-28, 2011 [17] İlhan Tarimer, Investigation of the Effects of Rotor Pole Geometry and Permanent Magnet to Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor's Efficiency [18] Jacek F Gieras, Ezio Santini, and Mitchell Wing, Calculation of Synchronous Reactances of Small Permanent-Magnet Alternating-Current Motors: Comparison of Analytical Approach and Finite Element Method with Measurements, IEEE Transactions on Magnetics (Volume 34, Issue: 5, Sept 1998) 69 [19] Dan STOIA, Mihai CERNAT, Adisa A JIMOR, Dan V NICOLAE, Analytical Design and Analysis of Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motors, IEEE AFRICON 2009, 23 - 25 September 2009, Nairobi, Kenya [20] Arvind Kumar, Ajay Srivastava, Performance Comparison of Two Different Rotor Topologies of Line Start Permanent Magnet Synchronous Motors [21] H.-P Nee, L Lefevre, P Thelin, Juliette Soulard, Determination of d and q Reactances of Permanent-Magnet Synchronous Motors Without Measurements of the Rotor Position IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL 36, NO 5, SEPTEMBER/OCTOBER 2000 [22] Juliette Soulard, Hans-Peter Ne, Study of the Synchronization of Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motors [23] Seda Küla, Osman Bilgina, Mümtaz Mutluer, Application of Finite Element Method to Determine the Performances of the Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor [24] Dan STOIA, Mihai CERNAT, Kay HAMEYER, Drago BAN, LINE-START PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTORS ANALYSIS AND DESIGN [25] Rare Earth Metals Electrified by China's Illegal Mining Clean-Up: https://www.bloomberg.com/news/articles/2017-09-07/rare-earth-metals-electrifiedby-china-s-illegal-mining-clean-up [26] Boom, bust and boom again for rare earths: https://www.reuters.com/article/us-china-rareearths-ahome/boom-bust-and-boomagain-for-rare-earths-idUSKCN1BC4OF [27] P Li, J X Shen, W Sun & Y Zhang, Investigation of LSPMSM with Unevenly Distributed Squirrel Cage Bars 2013 International Conference on Electrical Machines and Systems, Oct 26-29, 2013, Busan, Korea 70 [28] Dan STOIA, Ovidiu CHIRILĂ, Mihai CERNAT, Kay HAMEYER, Drago BAN, The behaviour of the LSPMSM in asynchronous operation, 14th International Power Electronics and Motion Control Conference, EPE-PEMC 2010 [29] Kwangsoo Kim, Seung Joo Kim, Won Ho Kim, Jong Bin Im, Suyeon Cho, and Ju Lee, The optimal design of the rotor bar for LSPMSM considering the Starting Torque and Magnetic Saturation, 2010 IEEE [30] Hayati Mamur, Fatih KORKMAZ, M Faruk CAKIR, Design and Optimization of Surface Mounted Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor Using Electromagnetic Design Tool, 3rd International Conference on Renewable Energy Research and Applications, Milwakuee, USA 19-22 Oct 2014 [31] Cezary Jedryczka, Rafal Marek Wojciechowski, Andrzej Demenko, Influence of squirrel cage geometry on the synchronisation of the line start permanent magnet synchronous motor, IET Science, Measurement and Technology 2014 [32] Rajaram Tukaram Ugale, Bhalchandra Nemichand Chaudhari, Srinivas Baka, Sanjay Shamrao Dambhare, Ashutosh Pramanik, Induced pole rotor structure for line start permanent magnet synchronous motors, IET Electric Power Applications 2013 [33] Solmaz Kahourzade, Amin Mahmoudi, Wooi Ping Hew, Mohammad Nasir Uddin, Design and Performance Improvement of a Line-Start PMSM, IEEE [34] Bart Wymeersch, Frederik De Belie, Claus B Rasmussen, Finn Jensen and Lieven Vandevelde, Mutual-Inductance Modelling In Line-Start Permanent-Magnet Synchronous Machines based on Winding-Function Theory, IEEE [35] R T Ugale and B N Chaudhari, A New Rotor Structure for Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor, IEEE [36] Yaxin “Simon” Bao, Wahab “Bobby” Mehmood, Xueqing “James” Feng, Super premium efficiency Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor: Design, test and comparison, IEEE 71 [37] Weifu Lu, Yingli Luo, and Haisen Zhao, Influences of Rotor Bar Design on the Starting Performance of Line-start Permanent Magnet Synchronous Motor, IEEE [38] Yan Hu, Zhen Guan, Xiuke Yan, Calculation on the Rotor Slot Leakage Reactance of Line-start Permanent Magnet Synchronous Motor, IEEE [39] Steluta Nedelcu, Tiberiu Tudorache, Constantin Ghita, Influence of design parameters on a line start permanent magnet machine characteristics, IEEE [40] R T Ugale, A Bhanuji, and B N Chaudhari, A Novel Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor using Two-Part Rotor, IEEE [41] K Lakshmi Varaha Iyer, Xiaomin Lu, Kaushik Mukherjee, and Narayan C Kar, A Novel Two-Axis Theory-Based Approach Towards Parameter Determination of Line-Start Permanent Magnet Synchronous Machines, IEEE Transactions on Magnetics Vol 48, November 2012 72 ... tài tốt nghiệp là: ? ?Nghiên cứu tác động dẫn rotor đến đặc tính động đồng nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp (LSPMSM) ” Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn TS Phùng Anh Tuấn... tài: ? ?Nghiên cứu tác động dẫn rotor đến đặc tính động đồng nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp (LSPMSM) ” tập trung nghiên cứu vấn đề ảnh hưởng dẫn rotor đến đặc tính động Nội dung luận văn trình... Chương Nghiên cứu tác động dẫn rotor đến đặc tính động LSPMSM có bề dày nam châm thay đổi Động LSPMSM nghiên cứu chương có mơ men hãm (của PM) q lớn Để tạo đặc tính tự khởi động động cơ, phải