Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu kết cấu động cơ từ trở để cải thiện đặc tính mô men

• Tác giả: Đinh Hải Lĩnh
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Thế Công
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Nghiên cứu kết cấu động cơ từ trở để cải thiện đặc tính mômen
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• MỞ ĐẦU. MỞ ĐẦU
• MỞ ĐẦU.1. Lý do chọn đề tài
• MỞ ĐẦU.2. Mục đích của luận án
• MỞ ĐẦU.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• MỞ ĐẦU.4. Đối tượng nghiên cứu
• MỞ ĐẦU.5. Phạm vi nghiên cứu
• MỞ ĐẦU.6. Phương pháp nghiên cứu
• MỞ ĐẦU.7. Các kết quả (mới) dự kiến sẽ đạt được của đề tài
• MỞ ĐẦU.8. Kết cấu của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Lịch sử phát triển SRM
• 1.2. Nhược điểm
• 1.3. Ứng dụng của SRM
• 1.4. Các nghiên cứu trong nước và thế giới về SRM
• 1.4.1. Các nghiên cứu trong nước
• 1.4.2. Các nghiên cứu trên thế giới
• 1.5. Một số nhận xét và đề xuất nghiên cứu SRM
• 1.6. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MÔ HÌNH TOÁN SRM
• 2.1. Kết cấu SRM
• 2.2. Đặc điểm bộ điều khiển SRM
• 2.3. Nguyên lý hoạt động của SRM
• 2.4. Lựa chọn số cực stator và rotor
• 2.5. Giới hạn của góc cực stator và rotor
• 2.6. Mômen của SRM
• 2.6.1. Nguyên lý phát sinh mômen
• 2.6.2. Đặc tính mômen – tốc độ của SRM
• 2.7. Mômen trung bình và nhấp nhô mômen
• 2.8. Mô hình toán SRM
• 2.9. Xây dựng mô hình SRM trên Matlab Simulink
• 2.10. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: MÔMEN TRUNG BÌNH VÀ NHẤP NHÔ MÔMEN TRONG SRM
• 3.1. Phân tích và tính toán điện cảm
• 3.1.1. Quan hệ giữa điện cảm và vị trí rotor
• 3.1.2. Tính toán điện cảm cực đại Lmax và điện cảm cực tiểu Lmin
• 3.1.3. Phân tích đặc tính của điện cảm theo vị trí góc quay rotor
• 3.2. Ảnh hưởng góc cực rotor đến nhấp nhô mômen
• 3.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ góc cực/ bước cực stator và tỉ lệ góc cực rotor/ bước cực rotor đến mômen trung bình
• 3.3.1. Xét với SRM 6/4
• 3.3.2. Xét với SRM 12/8
• 3.4. Ảnh hưởng của góc mở dòng điện đến đặc tính mômen
• 3.5. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM
• 4.1. Mô phỏng, phân tích sóng hài mômen theo sự thay đổi góc cực rotor với SRM 6/4
• 4.2. Mô phỏng, phân tích sóng hài mômen theo sự thay đổi góc cực rotor với SRM 12/8
• 4.3. Thực nghiệm
• 4.3.1. Thực nghiệm 1: Đo tốc độ và mômen theo thời gian SRM 12/8
• 4.3.2. Thực nghiệm 2: Đo mômen - tốc độ SRM 12/8
• 4.4. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC SRM 6/4 VÀ SRM 12/8
• CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG MATLAB VÀ TÍNH TOÁN LMAX VÀ LMIN

I. Tổng quan về nghiên cứu cải tiến mô men động cơ từ trở

Nghiên cứu về mô men động cơ từ trở (SRM) đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong ngành kỹ thuật điện. Động cơ từ trở có nhiều ưu điểm như chi phí thấp và khả năng khởi động mạnh mẽ. Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất của chúng là độ nhấp nhô mô men cao, gây ra rung và ồn. Việc cải tiến mô men động cơ từ trở không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn mở rộng ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực công nghiệp và dân dụng.

1.1. Đặc điểm và ứng dụng của động cơ từ trở

Động cơ từ trở được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như xe điện, máy nén khí và thiết bị điều khiển tốc độ cao. Chúng có cấu trúc đơn giản và chi phí sản xuất thấp, nhưng vẫn cần cải tiến để giảm thiểu độ nhấp nhô mô men.

1.2. Lịch sử phát triển động cơ từ trở

Lịch sử phát triển của động cơ từ trở bắt đầu từ những năm 1970, với nhiều nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện hiệu suất và giảm thiểu nhược điểm. Các nghiên cứu hiện tại đang hướng tới việc tối ưu hóa thiết kế để nâng cao tính ổn định và hiệu suất.

II. Vấn đề và thách thức trong cải tiến mô men động cơ từ trở

Mặc dù có nhiều ưu điểm, động cơ từ trở vẫn gặp phải một số thách thức lớn. Độ nhấp nhô mô men cao là một trong những vấn đề chính, ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của động cơ. Việc tìm ra giải pháp để giảm thiểu vấn đề này là rất cần thiết.

2.1. Nguyên nhân gây ra độ nhấp nhô mô men

Độ nhấp nhô mô men trong động cơ từ trở chủ yếu do thiết kế không tối ưu của stator và rotor. Các yếu tố như tỉ lệ góc cực và bước cực cũng ảnh hưởng đến độ nhấp nhô này.

2.2. Tác động của độ nhấp nhô mô men đến hiệu suất

Độ nhấp nhô mô men cao không chỉ làm giảm hiệu suất của động cơ mà còn gây ra rung và ồn, ảnh hưởng đến trải nghiệm sử dụng. Việc cải tiến thiết kế có thể giúp giảm thiểu những tác động tiêu cực này.

III. Phương pháp cải tiến mô men động cơ từ trở hiệu quả

Để cải tiến mô men động cơ từ trở, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu và thiết kế hiện đại. Việc tối ưu hóa kết cấu stator và rotor là một trong những giải pháp quan trọng.

3.1. Tối ưu hóa kết cấu stator và rotor

Tối ưu hóa kết cấu của stator và rotor có thể giúp giảm độ nhấp nhô mô men. Việc điều chỉnh tỉ lệ góc cực và bước cực cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình này.

3.2. Sử dụng công nghệ mô phỏng trong thiết kế

Công nghệ mô phỏng như MATLAB Simulink có thể giúp phân tích và tối ưu hóa thiết kế động cơ từ trở, từ đó cải thiện hiệu suất và giảm thiểu nhấp nhô mô men.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu về cải tiến mô men động cơ từ trở đã cho thấy nhiều kết quả khả quan. Các ứng dụng thực tiễn của động cơ từ trở ngày càng mở rộng, đặc biệt trong lĩnh vực xe điện và thiết bị công nghiệp.

4.1. Kết quả từ các thí nghiệm thực tế

Các thí nghiệm thực tế cho thấy rằng việc tối ưu hóa thiết kế có thể giảm đáng kể độ nhấp nhô mô men, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động của động cơ từ trở.

4.2. Ứng dụng trong ngành công nghiệp

Động cơ từ trở đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, từ sản xuất đến vận tải. Việc cải tiến mô men giúp tăng cường khả năng cạnh tranh của động cơ này trên thị trường.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu động cơ từ trở

Nghiên cứu về cải tiến mô men động cơ từ trở đang mở ra nhiều cơ hội mới. Tương lai của động cơ từ trở hứa hẹn sẽ có nhiều cải tiến đáng kể, giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu nhược điểm.

5.1. Triển vọng phát triển động cơ từ trở

Với sự phát triển của công nghệ, động cơ từ trở có thể trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng trong tương lai, đặc biệt là trong lĩnh vực xe điện và tự động hóa.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc phát triển các giải pháp mới để tối ưu hóa thiết kế và cải thiện hiệu suất của động cơ từ trở, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.