Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng quá trình khởi động và làm việc của động cơ đồng bộ công suất lớn

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng quá trình khởi động và làm việc của động cơ đồng bộ công suất lớn" trình bày các nội dung chính sau: Tổng quan về điều khiển kích từ động cơ đồng bộ công suất lớn; Mô tả toán học và đánh giá các thông số ảnh hưởng đến chế độ khởi động và làm việc của động cơ đồng bộ công suất lớn; Giải pháp nâng cao chất lượng quá trình khởi động và làm việc của động cơ đồng bộ công suất lớn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng quá trình khởi động và làm việc của động cơ đồng bộ công suất lớnVIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA DƯƠNG QUỐC HƯNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNGQUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG VÀ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ CÔNG SUẤT LỚN CHUYÊN TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Hà Nội – Năm 2022 ông trình được hoàn thành tại Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa gười hướng dẫn 1. PGS.TS. Nguyễn Hữu Công gười hướng dẫn 2: PGS. TS. Nguyễn ăn LiễnCó thể tìm hiểu luận án tại thư viện: hư viện Viện iện tử, Tin học, Tựđộng hóa Phần mở đầu đ t Động cơ đồng bộ công suất lớn chủ yếu được ứng dụng trong các nhà máyđiện, các trạm bơm, các máy nén khí cao áp …. Chúng có nhiều ưu điểm như: Hiệusuất cao, tốc độ quay ổn định và ít phụ thuộc vào dao động của tải, có thể điều chỉnhđược hệ số công suất Cos. Tuy nhiên, chúng cần một thiết bị kích từ đi kèm, do đóviệc điều khiển phức tạp hơn nhiều so với động cơ không đồng bộ cả trong giai đoạnkhởi động và khi làm việc. Giai đoạn khởi động: Khi bắt đầu khởi động, dòng kích từ không được đưavào cuộn dây kích từ rotor. Cuộn dây này được nối với một điện trở dập từ để dập sứcđiện động tự cảm và hỗ trợ việc tăng mô men khởi động cho động cơ, động cơ đượckhởi động như một động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc. Dòng điện khởi động tăngmạnh (5  7)Iđm gây sụt áp lớn. Khi động cơ gần đạt tốc độ đồng bộ, điện trở dập từđược loại ra và nguồn kích từ được đưa vào cuộn dây rotor để nó trở thành nam châmđiện, lúc này từ trường của stator “bắt” được từ trường của rotor và cuốn động cơ vàochế độ đồng bộ. Ở giai đoạn này, nhiệm vụ của bộ điều khiển kích từ là phải xác địnhđược chính xác thời điểm để cấp nguồn kích từ DC vào cuộn dây của rotor (Thời điểmnày gọi là “bắt” đồng bộ hoặc vào đồng bộ), giúp cho động cơ khởi động an toàn vàtiết kiệm điện năng. Trong chế độ làm việc: Thiết bị kích từ phải điều chỉnh dòng kích từ sao choổn định được hệ số công suất Cos ở giá trị đặt, từ đó ổn định được chế độ làm việccủa động cơ khi có sự thay đổi của tải hoặc dao động của điện áp lưới, giúp cho độngcơ làm việc an toàn và đem lại hiệu suất làm việc cao. Đã có một số nghiên cứu đề cập đến với các giải pháp đo tốc độ rotor với tốcđộ (95 – 98)%, hoặc đo tần số của dòng điện cảm ứng rotor khoảng (3- 5)Hz, hoặc đodòng điện stator với dòng điện khoảng (2 – 2.5)Iđm. Đó được coi là những thời điểmphù hợp để vào đồng bộ. Các giải pháp này cơ bản đã đáp ứng được điều kiện vào đồngbộ, tuy nhiên còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm. Các thông số đo lường để xác địnhthời điểm vào đồng bộ vẫn nằm trong một miền giá trị mà chưa xác định được chínhxác thời điểm, nên bộ điều khiển vẫn phải thực hiện việc cường kích dòng kích từ vớigiá trị lớn từ 2 – 2.5 lần dòng kích từ định mức khi vào đồng bộ. Việc này gây ra sựrung giật khi khởi động và tiêu tốn điện năng. Trong chế độ làm việc, bộ điều khiểnđược sử dụng chủ yếu là bộ điều khiển PID hoặc điều khiển mờ với phương phápchỉnh định bằng kinh nghiệm hoặc thực nghiệm là phổ biến, do đó kết quả thiết kếchưa thực sự tối ưu. Đề tài này tiếp tục nghiên cứu, đề xuất thêm giải pháp nâng cao chất lượngđiều khiển kích từ cho động cơ đồng bộ công suất lớn, cả ở chế độ khởi động và chếđộ làm việc, nhằm khai thác tối đa ưu điểm và hạn chế đến mức tối thiểu những nhượcđiểm của loại động cơ này. đ u  Đề xuất thêm giải pháp xác định chính xác thời điểm để đưa nguồn kích từDC vào cuộn dây kích từ rotor của động cơ khi khởi động. Điều này giúp cho quá trình -1-khởi động diễn ra trơn tru, tốc độ tăng dần đều, giảm sự rung động về cơ khí và sựtăng ở phía stator, tăng tuổi thọ của động cơ và tiết kiệm điện năng.  Ứng dụng thuật toán tối ưu để thiết kế bộ điều khiển nhằm tự động điềuchỉnh dòng kích từ ổn định giá trị Cos theo lượng đặt, từ đó gián tiếp ổn định đượcmô men và chế độ làm việc của động cơ khi có nhiễu phụ tải hoặc nhiễu điện áp nguồnxảy ra. Kết quả nghiên cứu được thử nghiệm trên mô hình thực nghiệm với động cơđồng bộ công suất lớn nhằm khẳng định tính thực tiễn. t v v u  Đối tượng nghiên cứu: Động cơ đồng bộ cực lồi kích từ điện có công suấtlớn và bộ điều khiển kích từ cho nó.  Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu nâng cao chất lượng khởi động và điềukhiển động cơ đồng bộ CS lớn, có tinh đến nhiễu phụ tải hoặc nhiễu điện áp nguồn.4. P ơ u  Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các lý luận cơ bản và hiện đại về điềukhiển để có thể tổng hợp được thuật toán điều khiển. Nghiên cứu các mạch kỹ thuậtđiện tử và vi xử lý. Xây dựng được mô hình mô phỏng để đánh giá tính đúng đắn củalý thuyết của th ...