Luận văn Thạc sĩ Phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng điện hiệu quả của máy điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - CHÂU HÒA HÂN PHÂN TÍCH CÁC CƠ HỘI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN HIỆU QUẢ CỦA MÁY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 04 năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - CHÂU HỊA HÂN PHÂN TÍCH CÁC CƠ HỘI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN HIỆU QUẢ CỦA MÁY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS BÙI XUÂN LÂM TP HỒ CHÍ MINH, tháng 04 năm 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Bùi Xuân Lâm (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày … tháng … năm … Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ tên Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện Phản biện Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp HCM, ngày tháng năm 2018 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Châu Hòa Hân Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: Nơi sinh: Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: I- Tên đề tài: Phân tích hội sử dụng lượng điện hiệu máy điện II- Nhiệm vụ nội dung: - Tổng quan tình hình sử dụng dạng lượng hiệu - Nghiên cứu hội sử dụng lượng điện hiệu máy điện - Nghiên cứu điều khiển hiệu lượng điện hệ thống truyền động động không đồng - Nghiên cứu mơ hình mơ điều khiển hiệu lượng điện hệ thống truyền động động không đồng III- Ngày giao nhiệm vụ: IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán hướng dẫn: PGS TS Bùi Xuân Lâm CÁN BỘ HUỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết đạt Luận văn trung thực chưa công bố Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn tài liệu tham khảo Luận văn trích dẫn đầy đủ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Châu Hòa Hân LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS TS Bùi Xuân Lâm tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành đầy đủ tốt nhiệm vụ giao đề tài luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trang bị cho nhiều kiến thức quý báu chuyên ngành Kỹ thuật điện mà tảng vững cho tơi hồn thành tốt đề tài luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Lớp 16SMĐ12 động viên giúp đỡ tơi q trình thực đề tài luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Công nghệ Tp HCM; Viện Khoa học Kỹ thuật, Viện Đào tạo sau đại học quan nơi công tác tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành khóa học đề tài luận văn tốt nghiệp Châu Hòa Hân i Tóm tắt Việt Nam q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa, đời sống nhân dân ngày nâng cao Do đó, nhu cầu sử dụng lượng ngày tăng nhanh Tuy nhiên, nhận thấy rằng: + Nguy cạn kiệt khan nguồn lượng hóa thạch truyền thống ngày gia tăng + Tình trạng sử dụng lượng lãng phí hiệu nước ta so với nước khác khu vực giới cao, với nhiều nguyên nhân khác như: quản lý chưa tốt, người sử dụng chưa quan tâm mức đến sử dụng lượng hiệu quả, lạc hậu trang thiết bị sử dụng lượng cơng nghệ sản xuất Vì vậy, nguy thiếu hụt lượng nói chung lượng điện nói riêng ngày đáng lo ngại khơng thể tránh khỏi Hiện nay, tình trạng thiếu điện vào mùa khô xảy ra, gây thiệt hại cho sản xuất gây khó khăn cho đời sống người dân Bên cạnh đó, việc sử dụng nhiều lượng làm gia tăng lượng phát thải SO2, COx, NOx, môi trường gây hiệu ứng nhà kính Với ước tính 80% phát thải CO2 người gây đốt nhiên liệu hóa thạch, việc sử dụng lượng giới trở thành tiêu điểm thảo luận thay đổi khí hậu tồn cầu Dự báo phát thải CO2 tăng từ 7,9 tỷ carbon tương đương năm 2010 lên 9,9 tỷ năm 2020 Trước tình hình đó, việc nghiên cứu hội sử dụng lượng hiệu đặt vấn đề nhiều quốc gia quan tâm nhằm đảm bảo nhu cầu lượng ngày tăng Góp phần vấn đề nêu việc nghiên cứu hội sử dụng lượng hiệu cần thiết Đây lý việc chọn đề tài nghiên cứu, "Phân tích hội sử dụng lượng điện hiệu máy điện" ii Abstract Vietnam is in the process of industrialization and modernization Furthermore, the people's life is improving Therefore, the demand for energy is increasing rapidly However, it can be seen that: + The threat of exhaustion and scarcity of traditional fossil fuels is on the rise + The wasteful and inefficient use of energy in our country compared to other countries in the region and in the world is very high, with many different reasons such as poor management, user not interested to use energy efficiency, backwardness of equipment used energy and production technology Therefore, the risk of energy shortage in general and electric power in particular is increasingly worrying and unavoidable Currently, the power shortage in the dry season has been occurring, causing damage to production and causing difficulties for people's lives In addition, the use of more energy will increase the SO2, COx, NOx, emissions into the environment and cause the greenhouse effect With an estimated 80 percent of man-made CO2 emissions due to the burning of fossil fuels, the world's energy use has become the focus of discussions on global climate change The CO2 emissions will increase to about 9.9 billion tons in 2020 Under these circumstances, research into the opportunities for energy efficiency has always been set up and is a matter of concern for many countries to meet growing energy demands To contribute to the above, research into the opportunities for energy efficiency is essential This is the main reason for choosing the research topic, "Analyzing opportunities for efficient use of electrical energy in electrical machines" in this thesis iii MỤC LỤC Tóm tắt i Mục lục iii Danh sách hình vẽ vi Danh sách bảng viii Chương - Giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu 1.2 Tính cấp thiết luận văn 1.3 Đối tượng nghiên cứu luận văn 1.4 Phạm vi nghiên cứu luận văn 1.5 Mục đích nghiên cứu luận văn 1.6 Nội dung nghiên cứu luận văn 1.7 Phương pháp nghiên cứu luận văn 1.8 Bố cục luận văn 1.9 Kết luận Chương - Tổng quan tình hình sử dụng lượng điện giải pháp sử dụng lượng điện hiệu 2.1 Giới thiệu 2.2 Tình hình sử dụng nguồn lượng điện giới Việt Nam 2.2.1 Thế giới 2.2.2 Việt Nam 2.3 Kiểm toán lượng 19 Chương - Phân tích hội sử dụng lượng điện hiệu cho máy điện 21 3.1 Máy biến áp 21 3.1.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp 21 iv 3.1.2 Cơ hội tiết kiệm lượng thiết kế, chế tạo vận hành sử dụng máy biến áp 24 3.2 Máy điện chiều 27 3.2.1 Cấu tạo 27 3.2.2 Nguyên lý làm việc máy phát điện chiều 28 3.2.3 Nguyên lý làm việc động điện chiều 29 3.2.4 Cơ hội tiết kiệm lượng thiết kế tính tốn sử dụng động chiều 30 3.3 Máy điện đồng 30 3.3.1 Mô tả máy điện đồng 30 3.3.2 Cơ hội tiết kiệm lượng thiết kế sử dụng máy điện đồng 32 3.4 Động không đồng 33 3.4.1 Giới thiệu 33 3.4.2 Hệ tọa độ sử dụng phương trình tốn học động khơng đồng 35 3.4.3 Mơ hình động không đồng lý tưởng 41 3.4.4 Điều khiển định hướng từ thông rotor 44 3.4.5 Điều khiển hiệu lượng điện động không đồng phương pháp tìm kiếm 50 Chương - Mô điều khiển hiệu lượng điện cho động không đồng 57 4.1 Giới thiệu 57 4.2 Kết mô 61 4.2.1 Trường hợp 61 4.2.2 Trường hợp 63 4.2.3 Trường hợp 65 4.3 Đánh giá kết 66 58   Khối mô động không đồng Khối mơ phương pháp điều khiển FOC Hình 4.1 Sơ đồ mô điều khiển hướng từ thông cho động không đồng Khối mô động không đồng Khối mô phương pháp điều khiển FOC Khối mô điều khiển hiệu lượng điện động khơng đồng sử giải thuật tìm kiếm Hình 4.2 Sơ đồ mơ điều khiển hiệu lượng điện cho động không đồng 59   Hình 4.3 Sơ đồ mơ động khơng đồng Hình 4.4 Sơ đồ mơ phương pháp điều khiển FOC Phương pháp điều khiển hiệu lượng điện động không đồng sử dụng giải thuật tìm kiếm mơ tả sau: * Tín hiệu ngõ vào cho khối điều khiển hiệu lượng điện động không đồng bao gồm: - Công suất động - Sai số tốc độ (giữa tốc độ đặt tốc độ động cơ) 60   * Tín hiệu ngõ cho khối điều khiển hiệu lượng điện động không đồng bao gồm: - Dòng điện tham chiếu Iref Dòng điện ảnh hưởng trực tiếp đến từ thông rotor Việc điều khiển dòng điện điều khiển từ thơng rotor, thơng qua điều khiển trực tiếp tổn hao động Ưu điểm phương pháp tìm kiếm tính đơn giản không phụ thuộc nhiều vào thông số động phương pháp điều khiển thông thường khác Giải thuật phương pháp tìm kiếm mơ tả Hình 4.5 - Xác định Pi - Đặt n, I Yes -1