NGHIÊN CỨU KẾT CẤU ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ ĐỂ CẢI THIỆN ĐẶC TÍNH MÔ MEN
Kỹ thuật điện
Luận án "Nghiên cứu kết cấu động cơ từ trở để cải thiện đặc tính mô men" của Đinh Hải Lĩnh, ngành Kỹ thuật điện, được hoàn thành tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội vào năm 2022. Đề tài này tập trung giải quyết nhược điểm chính của động cơ từ trở (SRM) là độ rung ồn và nhấp nhô mômen lớn, một vấn đề còn hạn chế trong nghiên cứu ở Việt Nam, đặc biệt là trong tính toán thiết kế để hạn chế nhấp nhô mômen.
Mục đích chính của luận án là nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ góc cực stator/bước cực stator và tỉ lệ góc cực rotor/bước cực rotor đến mômen trung bình của SRM 3 pha, đồng thời phân tích tác động của góc cực rotor đến nhấp nhô mômen. Luận án cũng đề xuất mối quan hệ ràng buộc giữa góc đóng, góc mở dòng điện với góc cực stator và rotor nhằm tránh việc tạo mômen âm, gây giảm mômen trung bình.
Về mặt khoa học, nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các tỉ lệ góc cực và góc cực rotor đến mômen trung bình và nhấp nhô mômen của SRM 3 pha thông qua mô hình tính toán, phân tích và mô phỏng. Từ đó, đề xuất cách xác định các thông số này để tối ưu hóa mômen trung bình và giảm thiểu nhấp nhô trong thiết kế SRM 3 pha. Luận án cũng xác định mối quan hệ giữa góc đóng/mở dòng điện với góc cực stator/rotor, giúp các bộ điều khiển thiết lập thông số phù hợp. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu cung cấp hướng dẫn cho các nhà thiết kế và chế tạo SRM để đạt được mômen trung bình cao và độ nhấp nhô mômen thấp.
Đối tượng nghiên cứu là SRM 3 pha, cụ thể là SRM 12/8 (1.5 kW, 1500 vòng/phút) và SRM 6/4 (30 kW, 15000 vòng/phút), tập trung vào kết cấu stator và rotor để cải thiện đặc tính mômen. Phương pháp nghiên cứu bao gồm tổng hợp lý thuyết, sử dụng phương pháp mạch từ tương đương và giải tích để xác định điện cảm, mômen, cũng như áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn (Ansys Maxwell, Motor Cad) để mô phỏng và kiểm chứng bằng thực nghiệm.
Các kết quả nổi bật của luận án bao gồm việc xác định quy luật tăng giảm mômen theo tỉ lệ góc cực stator/bước cực stator và tỉ lệ góc cực rotor/bước cực rotor cho SRM 6/4 và 12/8, từ đó tìm ra giá trị tối ưu để đạt mômen trung bình lớn nhất. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng mômen trung bình và nhấp nhô mômen thay đổi phi tuyến theo góc cực rotor và các sóng hài mômen chủ yếu là bội của số pha dây quấn. Quan hệ ràng buộc giữa góc đóng/mở dòng điện và góc cực stator/rotor đã được xác định để tránh mômen âm. Các kết quả thực nghiệm trên SRM 12/8 với dòng 50A cho thấy sai số đến 5% so với mô phỏng, chứng minh tính phù hợp của mô hình. Luận án cũng đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo về ảnh hưởng của tỉ lệ tích số cực, tối ưu góc đóng mở dòng điện và các dạng sóng hài mômen cho SRM hai và bốn pha.