Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa: Nghiên cứu, thiết kế hệ điều khiển động cơ tự nâng stator không lõi thép

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Nghiên cứu, thiết kế hệ điều khiển động cơ tự nâng stator không lõi thép" là xây dựng mô hình toán học cho động cơ tự nâng stator không lõi thép để làm rõ khả năng sinh lực đồng thời cả mô men quay lẫn lực nâng ngang trục. Xây dựng hệ điều khiển động cơ tự nâng stator không lõi thép nhằm đảm bảo điều khiển được cả lực nâng ngang trục lẫn mô men quay của động cơ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa: Nghiên cứu, thiết kế hệ điều khiển động cơ tự nâng stator không lõi thép BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VÕ ĐỨC NHÂN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TỰ NÂNG STATOR KHÔNG LÕI THÉP Ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa Mã số: 9520216 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội – 2023 Công trình được hoàn thành tại: Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Quang Địch 2. TS. Nguyễn Trường Giang Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Đại học Bách khoa Hà Nội họp tại Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ……… Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Động cơ điện tự nâng là động cơ điện trong đó rotor của động cơ được nâng hoàn toàn không có tiếp xúc trong không gian nhờ vào lực từ, như vậy ngoài khả năng sinh mô men quay thì động cơ này còn có khả năng tự sinh lực nâng để giữ cố định rotor. Trong thời gian gần đây động cơ điện sử dụng ổ từ là một hướng nghiên cứu mới thu hút mạnh mẽ nhiều nhà khoa học trên thế giới. Chúng được giới thiệu như những phần tử máy rất có giá trị với nhiều đặc điểm công nghệ mới và có phạm vi ứng dụng rất rộng. Hình 1. Cấu trúc chung của động cơ ổ từ thông thường Trong các động cơ điện sử dụng ổ từ thông thường, động cơ điện được đặt giữa hai ổ từ ngang trục. Hai ổ từ này có nhiệm vụ điều chỉnh các hướng chuyển động x1, y1, x2 và y2 của trục quay của động cơ. Còn chuyển động dọc trục của trục quay (hướng z) được điều khiển bởi một ổ từ từ dọc trục. Các lực nâng trục được điều khiển bằng hệ thống phản hồi kín để đảm bảo trục quay của động cơ luôn nằm chính giữa lõi stator. Như vậy, kể cả chuyển động quay do động cơ điện sinh ra thì động cơ điện ổ từ có 6 bậc tự do. So với động cơ vòng bi cơ, động cơ điện sử dụng ổ từ có kích thước lớn, cấu trúc phức tạp và giá thành cao vì vậy sẽ hạn chế trong nhiều ứng dụng. Để khắc phục những nhược điểm này các hướng nghiên cứu kết hợp chức năng động cơ điện với ổ từ đang được tiến hành. Với mục tiêu xây dựng được động cơ ổ từ có cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ và giá thành thấp, nhiều công trình nghiên cứu đang tập trung phát triển một loại động cơ tự nâng mới theo nguyên lý lực Lorentz có sơ đồ cấu trúc được mô tả như trong hình 1.1. Để có thể điều khiển được cả mô men quay lẫn lực nâng ngang trục các công trình công bố đã xây dựng mô hình stator là các thanh dẫn có cấu trúc điều khiển cho động cơ này với hai kênh điều khiển vị trí và tốc độ. Tuy các công trình này có một số kết quả nhưng do mô hình động lực học phức tạp gây khó khăn cho thiết kế điều khiển. Do đó hướng nghiên cứu của luận án là phát triển động cơ tự nâng stator không lõi thép, nhưng stator quấn dây, áp dụng lý thuyết của máy điện và lực Lorenzt để xây dựng mô hình điều khiển từ đó đi thiết kế điều khiển. 2. Mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu a. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng mô hình động lực học cho động cơ tự nâng stator không lõi thép dây quấn rải để làm rõ khả năng sinh lực đồng thời cả mô men quay lẫn lực nâng ngang trục. Thiết kế hệ điều khiển động cơ tự nâng stator không lõi thép nhằm đảm bảo điều khiển được cả lực nâng ngang trục lẫn mô men quay của động cơ. b. Đối tượng nghiên cứu Động cơ tự nâng stator không lõi thép dây quấn rải và rotor dạng nam châm hình trụ. 1 c. Phạm vi nghiên cứu Hệ điều khiển tốc độ và vị trí ngang trục của động cơ tự nâng stator không lõi thép. d. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết trên cơ sở tiếp thu các kết quả nghiên cứu từ các công trình nghiên cứu đã công bố ở trong nước và nước ngoài cũng như thành quả nghiên cứu của Viện Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, Đại học Bách khoa Hà Nội để từ đó đề xuất phương pháp hoàn thiện hệ điều khiển cho động cơ tự nâng stator không lõi thép. Kiểm chứng kết quả nghiên cứu bằng mô phỏng và thực nghiệm. 3. Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài luận án Luận án đã nghiên cứu để đưa ra một phương pháp mới xây dựng mô hình điều khiển động cơ stator không lõi thép dây quấn rải có lai ổ từ. Từ đó có thể áp dụng cho các thiết kế điều khiển mới để nâng cao chất lượng điều khiển cho động cơ tự nâng stator không lõi thép. Góp phần vào công việc thiết kế chế tạo động cơ tự nâng stator không lõi thép chạy dược ở tốc độ cao, ứng dụng vào thự ...