NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ THÔNG TÍCH TRỮ NĂNG LƯỢNG BÁNH ĐÃ SỬ DỤNG BIỂN TÂN MA TRẬN ĐIỀU CHẾ GIÁN TIẾP VÀ ĐỌNG CƠ TỪ TRƯỜNG DỌC TRỤC
Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Luận án tập trung nghiên cứu hệ thống lưu trữ năng lượng bánh đà (FESS), một công nghệ tiên tiến sử dụng động năng để lưu trữ năng lượng, mang lại nhiều ưu điểm như mật độ công suất cao, phản ứng động nhanh, tuổi thọ dài và thân thiện môi trường. FESS đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng tải, ổn định điện áp, giảm tổn thất năng lượng và tích hợp năng lượng tái tạo vào lưới điện.
Nghiên cứu này đặc biệt chú trọng vào cấu trúc FESS sử dụng động cơ từ trường dọc trục (AFPM) tích hợp bánh đà, điều khiển bởi bộ biến đổi kiểu ma trận gián tiếp (IMC). Luận án đề xuất phương pháp điều chế và điều khiển cho bộ biến đổi điện tử công suất hai chiều, đồng thời thiết kế và chế tạo mô hình thử nghiệm máy điện AFPM hai mặt. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc xây dựng quy luật điều chế mẫu xung mới cho IMC, thiết kế và chế tạo mô hình thử nghiệm AFPM stator kép, cùng với phân tích và đánh giá kết quả.
Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết (mô hình hóa, mô phỏng các phương pháp điều chế, điều khiển bộ biến tần BTB, IMC, MC, mô hình toán học và vật lý động cơ AFPM) và thực nghiệm (chế tạo, đo đạc, kiểm tra và đánh giá động cơ AFPM). Về ý nghĩa khoa học, luận án đã xây dựng được hệ thống FESS sử dụng AFPM và IMC để điều khiển lưu trữ và trao đổi năng lượng hai chiều, đề xuất luật điều chế mới cho IMC, và xây dựng mô hình thử nghiệm AFPM stator kép. Về ý nghĩa thực tiễn, các kết quả góp phần hoàn thiện hệ thống FESS để đưa vào ứng dụng, cung cấp mô hình thử nghiệm cho các nghiên cứu tiếp theo.
Kết quả mô phỏng cho thấy cấu trúc IMC đầu ra kép - AFPM hai mặt đáp ứng tốt yêu cầu của hệ thống, và IMC có đáp ứng tốt hơn so với BTB trong các trạng thái làm việc nạp/chờ và chờ/xả. Mặc dù còn hạn chế về điều kiện thiết bị và công nghệ chế tạo, luận án đã đưa ra những đóng góp quan trọng và đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo nhằm nâng cao chất lượng và ứng dụng FESS.