LỜI MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM MOTOR-CAD. Giới thiệu vềph ần mềm Motor-CAD. Lịch sửphát tri ển.
Giới thiệu vềph ần mềm Motor-CAD. Khả năng mô phỏng. PHÂN TÍCH CÁC CÔNG CỤ MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ TRONG PHẦN MỀM MOTOR-CAD. Giới thiệu ứng dụng chuỗi phần mềm MOTOR-CAD trong mô phỏng số máy điện.
Các công cụ khác. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 7.5kW ROTO LỒNG SÓC ĐỂ MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH. Thông sốc ủa động cơ cầ n thiết kế. Phân tích và hướng thiết kế.
Vật liệu sửd ụng trong thiết kế. Thiết kếcác thông s ốhình h ọc cơ bả n của động cơ .31 ĐỒ ÁN TỐT NGHI ỆP Mô phỏng động cơ không đồ ng bộ 7.5kW CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VỚI PHẦN MỀM MOTOR- CAD. Hướng dẫn tạo project và nhập dữli ệu cần thiết vào phần mềm ANSYS Motor- CAD.
Tạo project mô phỏng động cơ không đồng bộ. Cài đặt dữli ệu chung. Cài đặt cấu tạo của Stator và Rotor. Cài đặt dây quấn.
Mô phỏng động cơ không đồng bộ3 pha, roto l ồng sóc 7.5kW với các thông số thiết kếs ửd ụng phần mềm Motor-CAD. Kết luận, ứng dụng phần mềm trong việc hỗtr ợthi ết kế động cơ.70 TÀI LIỆU THAM KHẢO.72 CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN .73 ĐỒ ÁN TỐT NGHI ỆP Mô phỏng động cơ không đồ ng bộ 7.5kW DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.Khả năng của chuỗi phần mềm MOTOR CAD làm được .Interior PM machine design .Switched reluctance machine design .Linear winding layout .Radial winding pattern .Visualisation of oil spray cooling .Radial temperature distribution .Thermal transient solution .Fan cooled machine with cowling .Through ventilation with radial ducts .Water jacket with axial channels .Cross-Section Showing Axial Temperatures .Slot cross section for a concentrated winding .Thermal Resistance Network .Slot cross section for .Bản đồhi ệu quả được tính toán trong khu vực vận hành và tạo ra .Tổn thất được tính toán theo thời gian cho một chu kỳ .Đồth ị đường cong tốc độ/ mô-men xo ắn cực đại .Đồng giải quyết hành vi điện từvà nhi ệt trong chu kỳ .Von Mises Stress in IPM rotor at maximum speed .Lưu đồthi ết kế động cơ .Sơ đồdây qu ấn của stato .Quan hệgi ữa hệs ốbão hòa v ới hệs ốcung c ực từvà h ệs ố sóng .Kích thước cơ bản của rãnh quả lê .Kích thước rãnh roto .40 ĐỒ ÁN TỐT NGHI ỆP Mô phỏng động cơ không đồ ng bộ 7.Mặt cắt ngang vòng ngắn mạch .Tốc độc ủa động cơ theo thời gian .Mômen của động cơ theo thời gian .Biến thiên dòng điện cuộn dây stato .Các loại tổn hao theo thời gian .Phân bốt ừthông t ại thời điểm 0,01s .Mật đột ừ trường tại thời điểm 0,01s. Phân bốt ừthông t ại thời điểm 0,45s. Mật đột ừ trường tại thời điểm 0,45s.
Lưu đồthi ết kế động cơ khi có sựh ỗtr ợc ủa phần mềm .71 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3. Bảng giá trị đường cong từhóa c ủa sắt kỹthu ật điện. Bảng tỉl ệ đường kính trong và đường kính ngoài stato. Bảng bước rãnh theo cực.
Bảng tổng hợp giá trị điện trở, điện kháng. Bảng nhập, xuất dữli ệu của phần mềm Motor - CAD. Bảng so sánh các đường đặc tính của động cơ giữa mô phỏng và thực tế .67 ĐỒ ÁN TỐT NGHI ỆP Mô phỏng động cơ không đồ ng bộ 7.5kW TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM MOTOR-CAD Trong vận hành, thiết kế động cơ thì các đặ c tính của động cơ không đồng bộlà rất quan trọng và cái đặc tính này giúp người vận hành tránh lỗi trong quá trình vận hành , tuy nhiên đối với người sử d ụng các đặc tính vận hành phải đo lường thực tế, nếu chúng ta mô phỏng được trên máy tính mà các thông số sát v ới thực tế, rút ngắn được th ời gian chết ạo. Việc ứng dụng phần m ềm hi ện đại( Motor – CAD) trong thi ết kế, kh ảo sát động cơ không đồ ng bộ, giúp sinh viên làm chủ bài toáncông ngh ệ.
Ph ần mềm này giúp người thiết k ếkh ảo sát được các đặc tính của động cơ qua đó đánh giá để có nh ững điều ch ỉnh trong thiết k ế. Vi ệc này sẽ làm gi ảm các bước trong quá trình thiết kế động cơ theo phương pháp truyền thống (chết ạo và thửnghi ệm động cơ mẫ u). Giới thiệu về phần mềm Motor-CAD Lịch sử phát triển Tnh hnh nghiên cu nước ngoi: Các nước trên thế gi ới đã sử d ụng phần mềm Motor-CAD để thi ết kế và phân tích các thiết bị điện 3-D, 2-D, bao g ồm động cơ điện, cơ cấ u truyền điện, máy biến áp, cảm biến và cuộn dây. Motor-CAD có thể làm vi ệc nhanh chóng, chính xác đó là việc ứng dụng phương pháp mô phỏng số- d ựa trên nền tảng là phương pháp phần tửh ữu hạn (FEA) kết hợp với lý thuyết trường điện từ để nghiên c ứu, ứng dụng trong lĩnh vực thiết kế máy điện nói chung.
Hầu hết ở các nước phát triển mạnh như Nga, Trung Quốc, Nhật, Hàn … đều có các di ễn đàn về ứng dụng mô phỏng sốvà FEA. Phương pháp phần t ửh ữu h ạn là phương pháp số đểgi ải các bài toán được mô tảb ởi các phương trình vi phân riêng phần cùng với các điều kiện biên cụth ể. Cơ sở của phương pháp này là làm r ời rạc hóa các miền liên tục ph ức tạp của bài toán. Các miền liên tục được chia thành nhiều miền con, các miền này được liên kết với nhau tại các điểm nút.
Trên miền con này, dạng biến phân tương đương với bài toán đượ c gi ải xấp xỉ d ựa trên các hàm x ấp xỉ trên t ừng phần tử, thoả mãn điều kiện trên biên cùng với sựcân b ằng và liên tục giữa các phần tử. Vềm ặt toán học, phương pháp phần tửh ữu hạn được sửd ụng đểgi ải gần đúng bài toán phương trình vi phân từng phần và phương trình tích phân, ví d ụ như phương trình truyền nhiệt. Lời giải gần đúng được đưa ra dự a trên việc loại bỏ phương trình vi phân một cách hoàn toàn là những v ấn đề v ề tr ạng thái ổn định, hoặc chuyển phương 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHI ỆP Mô phỏng động cơ không đồ ng bộ 7.5kW trình vi phân từng phần sang một phương trình vi phân thường tương đương mà sau đó được giải bằng cách sửd ụng phương pháp sai phân hữu hạn. Trong lĩnh vực kỹthu ật điện FEA được áp dụng đểgi ải các phương trình vi tích phân của hệ phương trình Motor-CAD viết cho trường điện t ừ.
Kết qu ảl ời giải s ẽ cho ta biết được phân bố trường điện t ừ trong các lo ại máy điện, t ừ đó tính toán được các tham sốc ủa máy điện. FEA được đánh giá là có tính vạn năng, phù hợ p cả m ới những mô hình phức tạp vềhình h ọc, hoặc đặc tính vật liệu biến đổi thời thời gian. Tuy nhiên, khi ứng dụng mô phỏng số trong thi ết kế máy điện cũng vẫ n còn gặp nhi ều khó khăn, do các thông số đưa vào mô hình mô phỏ ng và thông sốch ết ạo thực t ế có th ể sai khác, FEA cũng không thể ph ản ánh được toàn bộ tác động c ủa y ếu tố công ngh ệch ết ạo nên giữa mô hình mô phỏng và mô hình thực t ếs ẽ có sai s ố. Do đó, trong phương pháp mớ i này vẫn rất cần kết hợp của phương pháp mô phỏ ng và kinh nghiệm chết ạo.
Tnh hnh nghiên cu trong nước Trong nước phần mềm Motor-CAD chưa được sửd ụng phổbi ến. Tại trường Đại học Công nghiệp Hà Nội thì phần mềm chưa được ứng dụng rộng rãi trong các môn h ọc đặc biệt là các môn như: Máy điện, truyền động điện, đo lường và cảm biến. Nhiều sinh viên chưa biết tới phần mềm Motor-CAD. Phần mềm này có thể áp d ụng vào nhiều môn học như máy điện, truyền động điện, h ệth ống điện, trang bị điện… nếu s ửd ụng phần m ềm này việc tính toán diễn ra nhanh hơn không gặp sai sót và tiết kiệm được thời gian.
Giới thiệu về phần mềm Motor-CAD Motor-CAD là phần mềm thiết kế động cơ điện hng đầu thế giới cho phép mô phỏng đa trường vật lý của máy điện trên toàn bộ dải tốc độ - mô men xoắn. Đánh giá các ý tưở ng và các cấu trúc động cơ trên toàn bộ d ải hoạt động và tạo ra các thiết kế được tối ưu cho kích thước, hiệu năng và hiệ u suất. Bốn mô đun được tích hợp của phần mềm Motor-CAD – Emag, Therm, Lab và Mech – th ực hiện tính toán đa trường vật lý một cách nhanh chóng và lặp l ại, do đó bạn có thể đi từ ý tưởng đến thiết kếcu ối cùng trong thời gian ngắn. Với chu kì phát triển ngày càng giảm, người thiết kế động cơ c ần phải đưa ra các thiết kế nhanh chóng, và ch ắc chắn họ s ẽ không đối mặt với các vấn đề sau này.
2 ĐỒ ÁN TỐT NGHI ỆP Mô phỏng động cơ không đồ ng bộ 7.5kW Quy trình tính toán nhanh và nhập dữ li ệu được sắp xếp hợp lý giúp người dùng Motor-CAD có thêm thời gian để khám phá các c ấu trúc của động cơ và đánh giá đầ y đủ các tác động của các hiệu ứng tổn thất nâng cao ở giai đoạn đầu của thiết kế. Thiết lập dựa trên mẫu, trực quan của phần mềm Motor-CAD và các chuyên môn về đa vật lý được nhúng giúp đơn giả n hóa quá trình thiết k ế, gi ảm sựph ụthu ộc vào nhiều các nhóm kinh nghiệm riêng về điện t ừ, nhiệt hoặc cơ học - vì vậy các nhà thiết kế động cơ có thểki ểm soát nhiều hơn thiết kếc ủa họ. Các mô phỏng có thể được hoàn thành trong vài giây do đó cho phép có nhiề u thời gian và phạm vi đểkhám phá không gian thi ết kếr ộng rãi. Ansys Motor-CAD cho phép các kỹ sư tạo ra các thiết kế động cơ điện và máy phát điện đượ c tối ưu hóa để giúp đáp ứng kích thước, trọng lượng, hiệu quả năng lượng, chi phí và các thông sốk ỹ thuật khác.
Để phân tích sâu và xác nh ận thiết kế động cơ, mô hình Motor-CAD có thể được truyền tới Ansys Maxwell, Ansys Icepak và Ansys Fluent.