(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình bộ điều tốc Turbine gió bằng cách sử dụng hệ bánh răng nón

Luận văn Thạc sỹ LỜI CAM ĐOAN Xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế chế tạo mơ hình điều tốc turbine gió cách sử dụng hệ bánh nón” thầy PGS.TS Nguyễn Ngọc Phương hướng dẫn cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 04 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Duy Phương Luận văn Thạc sỹ LỜI CẢM ƠN Sau tháng nghiên cứu, với hướng dẫn thầy PGS.TS Nguyễn Ngọc Phương, luận văn với đề tài “Nghiên cứu, tính tốn thiết kế chế tạo mơ hình điều tốc turbine gió cách sử dụng hệ bánh nón” hồn thành Để hồn thành tốt nhiệm vụ đồ án theo yêu cầu, tiến độ tác giả nhận hỗ trợ nhiệt tình từ phía nhà trường, q thầy cơ, gia đình bạn bè đồng nghiệp Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Ngọc Phương tận tình dẫn đóng góp Thạc sỹ Hồng Trí tư vấn, hướng dẫn kiến thức ban đầu để thực tốt luận văn Thầy Dương Bình Nam xưởng khí Hồng Nam hỗ trợ, góp ý q trình thiết kế, thi cơng chế tạo mơ hình Tồn thể q thầy giáo trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, đồng nghiệp, bạn bè, gia đình góp ý, giúp đỡ, động viên tác giả suốt q trình học tập hồn thành luận văn Tác giả luận văn Nguyễn Duy Phương Luận văn Thạc sỹ TÓM TẮT Các nghiên cứu ngày turbine gió điều khiển hiệu tốc độ turbine vận tốc gió thay đổi, đảm bảo hiệu suất turbine hoạt động cao Nhược điểm lớn hệ thống turbine gió tốc độ gió thay đổi, tốc độ turbine không ổn định Các nghiên cứu ngày turbine gió điều khiển hiệu tốc độ turbine vận tốc gió thay đổi Nội dung luận văn “Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế chế tạo mơ hình điều tốc turbine gió cách sử dụng hệ bánh nón” thầy PGS.TS Nguyễn Ngọc Phương hướng dẫn, thực thời gian tháng hoàn thành Nội dung luận văn trình bày kết cấu điều tốc cánh turbine cách dùng hệ bánh nón để thực việc xoay cánh turbine với phương pháp thiết kế, chế tạo trình điều khiển hồn tồn đơn giản Sau q trình tính tốn thiết kế, mơ hình thí nghiệm thi cơng hồn chỉnh thực nghiệm khoa Cơ Khí máy trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Kết thí nghiệm cho thấy điều tốc sử dụng hệ bánh nón hoạt động hiệu quả, tốc độ turbine điều khiển linh hoạt nhờ hệ thống trục vít bánh vít động bước Kết ban đầu cho thấy trình nghiên cứu đem lại thành công trình điều khiển tốc độ turbine gió, đảm bảo độ ổn định, cân cho toàn hệ thống turbine trình hoạt động ABSTRACT Today, the researches about the wind turbine is how to effectively control the speed of the turbine when the wind speed changes, ensure that the turbines are highest effective performance This is the biggest weakness of the current wind turbine system Luận văn Thạc sỹ Thesis content "Research, calculate, design and manufacture the model control of wind turbine speed by bevel-gear system " by teacher Dr Nguyen Ngoc Phuong guide, was completed in the near months Thesis content consturcted a system control of wind turbine speed by using the bevel-gear system to revolve the turbine blade with manufacturing and control process is straightforward After the calculation and design, experimental models is completed and experimented at the mechanical Department of Engineering University of Technical Education Ho Chi Minh Experimental results showed that the turbine operated effectively, flexible, turbine speed is controlled by bevel-gear and stepper motor The fist results showed that the research brought success in control the wind turbine speed, ensure safeness and balance for the turbine system during operation Luận văn Thạc sỹ MỤC LỤC TRANG TỰA TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục vi Danh mục hình vẽ ix Danh mục bảng xi Danh mục ký hiệu xii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 13 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu: 13 1.1.1 Lý chọn đề tài 13 1.1.2 Mục đích đề tài nghiên cứu 14 1.1.3 Tình hình nghiên cứu nước 15 1.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 16 1.3 Ý nghĩa thực tiễn ý nghĩa khoa học đề tài 16 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 16 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 17 2.1 Tổng quan lƣợng gió 17 2.1.1 Định nghĩa gió máy phát điện gió 17 2.1.2 Lịch sử phát triển lượng gió 18 2.2 Phân loại turbine gió 24 Luận văn Thạc sỹ 2.2.1 Turbine gió trụ đứng 24 2.2.2 Turbine gió trụ ngang 26 2.3 Động lực học cánh turbine gió 28 2.3.1 Thuyết động học turbine 28 2.3.2 Động lực học cánh turbine gió 30 2.4 Phân tích lực yếu tố hảnh hƣởng đến turbine 32 2.4.1 Phân tích lực tác dụng lên cánh turbine 32 2.4.2 Các giá trị ảnh hưởng đến tốc độ trục turbine 36 2.4.3 Mối quan hệ góc tới α Cl, Cd 39 CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ KHÍ 41 3.1 Thiết kế cánh turbine 41 3.1.1 Đường kính cánh turbine 41 3.1.2 Tỷ số tốc độ đỉnh TSR (Tip Speed Ratio) 42 3.1.3 Hiệu suất turbine Cp 43 3.1.4 Số lượng cánh turbine 44 3.2 Tính tốn, thiết kế trục turbine 45 3.2.1 Tính tốn số vịng quay turbine 45 3.2.2 Tính tốn thiết kế hộp tốc độ 46 3.2.3 Tính tốn đường kính trục 50 3.2.4 Lựa chọn ổ lăn 52 3.2.5 Chọn động 53 3.2.5.1 Các loại động bước so sánh với loại động khác 53 Luận văn Thạc sỹ 3.2.5.2 Tính tốn cơng suất động 58 3.2.6 Lựa chọn cảm biến 60 3.2.7 Thiết kế cấu hãm tốc 62 3.2.8 Thiết kế chân giá đỡ 62 CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN CHO BỘ ĐIỀU TỐC 63 4.1 Tính tốn số vịng quay trục ứng với thay đổi góc tới 63 4.1.1 Mối quan hệ góc nghiêng cánh góc tới 63 4.1.2 Tính tốn số vịng quay trục góc cánh thay đổi 63 4.2 Mối quan tốc độ trục chính, hệ bánh nón, trục vít bánh vít động 71 CHƢƠNG 5: GIỚI THIỆU MƠ HÌNH VÀ THỰC NGHIỆM 73 5.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động điều tốc 73 5.1.1 Giới thiệu 73 5.1.2 Nguyên lý hoạt động 75 5.2 Khảo sát hoạt động điều tốc ứng với thay đổi tốc độ trục 78 5.3 Kết thực nghiệm 82 5.3.1 Ghi nhận kết 83 5.3.2 Nhận xét kết thực nghiệm 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 PHỤ LỤC 89 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 Luận văn Thạc sỹ DANH MỤC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1.3 Một dạng kết cấu hệ thống xoay cánh turbine 15 Hình 2.1.1 Các dạng turbine gió 18 Hình 2.1.2.1 Mơ hình cánh gió Tung Mỹ, cuối kỷ 19 19 Hình 2.1.2.2 Sử dụng cối xay gió để bơm nước đảo Crete 20 Hình 2.1.2.3 Mơ hình cối xay gió xuất sau kỷ 13 20 Hình 2.1.2.4 Quạt gió cánh thép bơm nước vùng Trung Tây nước Mỹ (cuối 1800) 21 Hình 2.1.2.5 Máy phát điện sức gió Charles F.Brush chế tạo 22 Hình 2.1.2.6 Kiểu turbine gió phát minh vào năm 1960 23 Hình 2.1.2.7 Dạng turbine gió đại sử dụng phổ biến ngày 24 Hình 2.2.1 Một dạng turbine gió trục đứng 27 Hình 2.2.1 Một dạng turbine gió trục ngang 29 Hình 2.3.1 Mơ hình dịng chảy khơng khí qua mặt cắt ngang 31 Hình 2.3.2 Động lực học cánh turbine gió 33 Hình 2.3.1.1:Phân tích lực tác động lên cánh turbine 35 Hình 2.3.1.2 Biểu diễn lực mặt phẳng cắt ngang cánh turbine 37 Hình 2.3.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cánh turbine 38 Hình 2.4.2.1 Ảnh hưởng vận tốc đến góc tới 40  41 Hình 2.4.2.2 Góc tới tăng làm ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc turbine Hình 2.4.2.3 Hình biểu diễn mặt phẳng lực 42 Hình 2.4.3: Mối quan hệ góc tới α Cl, Cd 43 Hình 2.4.3 Đường kính turbine thiết kế 45 Luận văn Thạc sỹ Hình 3.2.2 Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ Cp λ 46 Hình 3.2.3 Mối quan hệ số lượng cánh turbine hiệu suất Cp 47 Hình 3.2.4 Lựa chọn ổ lăn 55 Hình 3.2.5.1 Động bước từ trở 57 Hình 3.2.5.2 Động bước nam châm vĩnh cửu 58 Hình 3.2.5.3 Động bước lai 59 Hình 3.2.5.4 Động bước nam châm vĩnh cửu 61 Hình 3.2.6 Cảm biến từ dùng nhân biết kim loại 65 Hình 4.1 Biểu đồ biểu diễn thay đổi tốc độ trục ứng với vận tốc gió khác góc tới thay đổi 72 Hình 4.2 Biểu đồ biểu diễn tốc độ trục góc xoay động bước theo tính tốn lý thuyết 73 Hình 5.1.2.1 Cấu tạo điều tốc 78 Hình 5.1.2.2 Bộ cấp điện cho động bước 80 Hình 5.2.1 Mơ hình thí nghiệm 81 Hình 5.2.2 Các thí nghiệm tiến hành 83 Hình 5.3.1 Biểu đồ thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ tốc độ trục góc xoay động 86 Hình 5.3.2 Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ tốc độ trục góc xoay động bước theo thực nghiệm theo tính toán lý thuyết 10 88 Luận văn Thạc sỹ DANH MỤC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.4.3 Giá trị hệ số nâng hệ số cản tương ứng với góc 40 Bảng 4.1 Bảng giá trị diểu diễn mối liên hệ góc tới góc xoay cánh 59 Bảng 4.2.1 Số vịng quay trục ứng với   66 0 Bảng 4.2.2 Số vịng quay trục ứng với   68 Bảng 4.2.3 Số vòng quay trục ứng với   50 68 Bảng 4.2.4 Số vịng quay trục ứng với   70 69 Bảng 4.2.5 Số vịng quay trục ứng với   100 70 Bảng 4.2.6 Số vòng quay trục ứng với   160 70 Bảng 4.2.7 Bảng tổng hợp tốc độ trục ứng với giá trị gía trị góc tới 72 Bảng 5.2 Khảo sát góc xoay động bước ứng với thay đổi tốc độ 82 Bảng 5.3.1.1 Giá trị góc xoay động bước ứng với thay đổi tốc độ trục 85 Bảng 5.3.1.2 Bảng giá trị biểu diễn góc xoay động ứng với tốc độ trục 87 11 Luận văn Thạc sỹ vịng/s) mặc định động bước nằm vị trí turbine đạt vận tốc vịng/s, lúc cánh turbine ln vị trí đón gió tốt Khi tốc độ trục vượt qua (m/s), động bước xoay, làm cánh turbine xoay góc để trục trở với tốc độ định mức vòng/s Khi vận tốc gió giảm, tốc độ trục giảm thấp tốc độ định mức động bước xoay vị trí ban đầu để turbine hoạt động tốt Lập trình ban đầu cho động bước, góc xoay giá trị nhỏ 60 cho bước xoay động Nghĩa so sánh ln so sánh tốc độ trục với tốc độ cho phép, tốc độ trục vượt qua giới hạn cho phép turbine xoay góc 600 , tiếp tục so sánh chưa đạt yêu cầu động tiếp tục xoay tốc độ đạt đến giới hạn cho phép Ban đầu, ngưng cấp điện cho động bước, di chuyển turbine theo hướng gió, ghi nhận giá trị tốc độ hiển thị tên đếm xác định vị trí mà tốc độ turbine có thay đổi Sau tiến hành trình tự thí nghiệm [hình 5.2.2] Tốc độ trục khảo sát chế độ có khơng tải vị trí [bảng 2] Bảng 5.2 Khảo sát góc xoay động bước ứng với thay đổi tốc độ Chế độ Có tải Khơng tải Vị trí Tốc độ trục thực tế (v/s) 80 Luận văn Thạc sỹ Hình 5.2.2 Các thí nghiệm tiến hành 81 Luận văn Thạc sỹ Dùng quạt gió cơng nghiệp cơng xuất 380 V đặt vị trí tương ứng với đường kính cánh turbine Thí nghiệm tiến hành sau:  Chế độ có tải: Bước 1: Sẽ thay đổi vị trí turbine theo thứ tự [hình 5.2.2]: 1 2 Vị trí 1: đặt quạt turbine khảng cách xa nhất, điều chỉnh góc xoay cánh cho turbine quay với tốc độ đạt tối ưu vòng/s Đây tốc độ lập trình định mức, nghĩa đạt tốc độ (hoặc tốc độ bé hơn) cánh turbine cố định, hệ bánh nón khơng hoạt động, động bước khơng thay đổi Vị trí 2: Khi đưa turbine tiến cánh quạt, cách vị trí ban đầu 1.7 m, ban đầu tốc độ turbine tăng từ từ đến vượt qua tốc độ vòng/s (đạt vịng/s), ghi nhận thay đổi góc xoay động bước tốc độ quay trục hiển thị đếm Vị trí 3: Khi đưa turbine tiến phía quạt, cách vị trí ban đầu 3.4 m, ban đầu tốc độ turbine tăng từ từ đến vượt qua tốc độ vòng/s (tốc độ đạt vịng/s) động bước xoay , ghi nhận thay đổi Bước 2: Sẽ thay đổi vị trí turbine gió theo thứ tự ngược lại 3 2 Tại vị trí góc xoay động bước thay đổi, ứng với thay đổi tốc độ trục chính, ghi nhận giá trị thay đổi Bước 3: Đặt turbine vị trí 1, lúc động bước xoay vị trí ban đầu, đánh dấu trục động bước bánh nón để ghi nhận thay đổ.i Sau đó, ta ngưng cấp điện cho động bước, tiến hành di chuyển quạt đến vị trí 3, turbine ổn định, ta cấp điện cho động bước, ghi nhận giá trị thay đổi Bước 4: Đặt turbine vị trí 1, lúc động bước vị trí thực bước 3, đánh dấu trục động bước bánh nón để ghi nhận thay đổi Khi tốc độ turbine ổn định, ta cấp điện cho động bước, ghi nhận thay đổi góc xoay động bước  Khảo sát tương tự góc quay động bước chế độ khơng tải vị trí 2, Chỉ thực bước 82 Luận văn Thạc sỹ 5.3 Kết thực nghiệm 5.3.1 Ghi nhận kết Khảo sát tốc độ trục turbine thay đổi theo thứ tự 1 2 ngược lại chế độ có tải khơng tải kết góc xoay động bước khơng thay đổi Ứng với vị trí, tốc độ khác nhau, góc động bước có thay đổi [bảng 5.3.1.1] Bảng 5.3.1.1 Giá trị góc xoay động bước ứng với thay đổi tốc độ trục Chế độ Có tải Khơng tải Vị trí Tốc độ trục thực tế (v/s) 3 Góc quay động Khoảng thay đổi bước (so với vị trí góc quay ban đầu) -độ 0 120 120 240 120 420 180 540 120 Kết bước 3: Sau cấp điện cho động bước, đếm hiển thị tốc độ vòng/s Sau khoảng thời gian s, tốc độ trục giảm xuống cịn m/s, sau s tốc độ trục cịn vịng/s Như vậy, điều tốc thực trình xoay cánh hiệu Kết bước 4: Sau cấp điện cho động bước, đếm hiển thị tốc độ vòng/s Sau khoảng thời gian s, tốc độ trục tăng lên vịng/s Như vậy, điều tốc xoay cánh cách hiệu Tiến hành ngưng cấp điện cho động bước, xoay trục động bước điều khiển góc cánh nghiêng tiến dần góc khoảng 450 so với mặt phẳng quay, cho turbine khởi động, ghi nhận cho thấy với tốc độ gió góc nghiêng cánh tiến gần 45 độ tốc độ turbine giảm vị trí turbine dễ dàng khởi động nhất, vượt góc 450 turbine khó khởi động tốc độ turbine đạt thấp, xem 83 Luận văn Thạc sỹ turbin ngừng hoạt động Tại vị trí góc nghiêng cánh hợp với mặt phẳng quay góc 00, turbine khó khởi động Bảng 5.3.1.2 Bảng giá trị biểu diễn góc xoay động ứng với tốc độ trục Tốc độ trục n (v/s) Góc xoay động (độ) 0 120 240 420 540 Hình 5.3.1 Biểu đồ thực nghiệm biểu diễn tốc độ trục góc xoay động [Hình 5.3.1] Biểu diễn thay đổi tốc độ trục góc xoay động bước Khi góc cánh khoảng 45 độ, tốc độ turbine chậm lại vị trí turbine dễ khởi động Như vậy, góc cánh hoạt động giới hạn (00 - 450) việc xoay cánh đem lại hiệu 84 Luận văn Thạc sỹ 5.3.2 Nhận xét kết thực nghiệm Hình 5.3.2 Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ tốc độ trục góc xoay động bước theo thực nghiệm theo tính tốn lý thuyết Dựa vào liệu ban đầu [Hình 5.3.2], ta thấy quy luật thay đổi giá trị góc xoay động bước ứng với tốc độ trục tương ứng thực nghiệm hồn tồn phù hợp so với tính tốn lý thuyết dù có khác biệt nhỏ Sự khác biệt theo tính tốn theo lý thuyết tính tốn dựa thay đổi giá trị góc tới tối ưu hóa α =[00 - 100] Còn theo thực nghiệm khơng quan tâm đến giá trị này, thay vào ta điều khiển góc cánh động bước thực hệ truyền động bánh nón để điều tốc, với giá trị góc tới khơng thay đổi Do lượng gió khơng đủ cung cấp để thu thập số liệu nhiều hơn, ban đầu cho thấy số liệu thực tế phù hợp so với tính tốn Bộ điều tốc turbine gió gồm 85 Luận văn Thạc sỹ hệ bánh nón, hệ trục vít bánh vít động bước điều khiển tốc độ cách linh hoạt Khi tốc độ trục thấp cao tốc độ cho phép, động bước thực q trình xoay cánh theo góc bước lập trình Sau lần xoay, đếm tiếp tục so sánh điều chỉnh đạt đến tốc độ phù hợp Quá trình thực việc xoay cánh động bước tiến hành theo bước nghĩa động xoay góc, đếm so sánh, tiếp tục xoay cánh tốc độ chưa đạt đến quy định Quá trình thực cách liên tục đến tốc độ ổn định Độ xác q trình điều hiển góc xoay phụ thuộc vào độ xác hệ bánh nón, trục vít bánh vít Bước nhỏ, khe hở bánh bé độ xác tăng, giảm độ va đập sinh trình điều khiển Góc điều khiển động bước tùy thuộc vào số liệu tính tốn, góc thay đổi để phù hợp với số liệu Góc điều khiển động bước hiệu góc cánh hoạt động phạm vi θ = (00 - 450] Tại vị trí θ = 00, turbine khó khởi động nhất, θ =450 vị trí turbine gió dễ dàng khởi động Dựa vào mơ hình thí nghiệm cho thấy trình điều khiển đồng hệ giúp turbine gió hoạt động cách hiệu Các góc cánh thay đổi đều, độ ổn định cao Nếu động bước gặp vấn đề, độ ổn định hệ không thay đổi, nghĩa trục hệ trục vít bánh vít giữ tồn hệ không đổi đặc điểm bật điều tốc, ngồi ưu điểm linh hoạt, cịn phương pháp khác tính ổn định Kết cấu sử dụng hiệu nơi có tốc độ gió cao,vận tốc gió khơng ổn định ngồi biển khơi, điều tốc luôn giữ hệ thống hoạt động điều kiện tốt nhất, ổn định nhất, bảo vệ hệ thống turbine cân với tình huống, đem lại nguồn điện dồi cho ngành cơng nghiệp gió 86 Luận văn Thạc sỹ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Như vậy, sau tháng nghiên cứu, luận văn trình bày sở lý thuyết, phân tích tất thành phần lực, cách giá trị ảnh hưởng hiệu suất làm việc turbine gió tìm cách tối ưu đại lượng Sau tìm hiểu kỹ lý thuyết lượng gió, để có sở thực tế, mơ hình turbine gió với điều tốc sử dụng hệ bánh nón thực để thí nghiệm Mơ hình thí nghiệm hoạt động, thực thí nghiệm cần thiết theo tính tốn lý thuyết Qua số liệu thí nghiệm, hệ thống hoạt động hoàn ổn định, việc sử dụng điều tốc hệ bánh nón, trục vít, bánh vít cho toàn hệ hoạt động cách linh hoạt, đáp ứng hoàn toàn với thay đổi tốc độ trục chính, đảm bảo kết cấu tồn hệ thống ln ln bền vững có cố Thiết kế đơn giản kết cấu khí lập trình hệ điều khiển hiệu cao Tất đại lượng ảnh hưởng đến turbine quy đổi hai giá trị để điều khiển mối quan hệ tốc độ trục turbine góc quay động bước Với số liệu thực nghiệm ban đầu cho thấy điều tốc sử dụng hệ bánh nón để điều khiển tốc độ turbine gió ln hoạt động ổn định, hứa hẹn thành công tương lai KIẾN NGHỊ Việc nghiên cứu chế tạo phận điều tốc turbine gió Việt Nam giới xuất nhiều, với phương pháp có ưu nhược điểm riêng Việc sử dụng hệ bánh nón kết hợp với hệ trục vít bánh vít để thực việc xoay cánh linh hoạt đem lại hiệu cao đảm bảo ổn định tuyệt đối 87 Luận văn Thạc sỹ turbine Để thực q trình điều khiển xác dùng nhiều phương pháp khác Một điều khiển vi tích phân tỉ lệ (bộ điều khiển PID- Proportional Integral Derivative) chế phản hồi vòng điều khiển (bộ điều khiển) sử dụng rộng rãi hệ thống điều khiển công nghiệp – điều khiển PID sử dụng phổ biến số điều khiển phản hồi Một điều khiển PID tính tốn giá trị "sai số" hiệu số giá trị đo thông số biến đổivà giá trị đặt mong muốn Bộ điều khiển thực giảm tối đa sai số cách điều chỉnh giá trị điều khiển đầu vào Trong tương lai xa hơn, tác giả nghiên cứu thiết lập điều khiển PID cách thiết lập mơ hình tốn học thông số hệ thống (ma sát, quán tính, hàm truyền động ) Trên sở xác lập thơng số điều khiển (ở PID thơng số Kp, Ki, Kd ) với hỗ trợ Matlab nhằm điều khiển cách xác giá trị góc xoay cánh ứng với thay đổi vận tốc trục nhằm tối ưu hóa cao hiệu suất turbine gió 88 Luận văn Thạc sỹ PHỤ LỤC 89 Luận văn Thạc sỹ 90 Luận văn Thạc sỹ KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU 91 Luận văn Thạc sỹ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất giáo dục năm 2007 [2] Trần Quốc Hùng, Dung sai_kỹ thuật đo, Trường đại học Sư phạm kỹ thuật.tphcm 2005 [3] Nguyễn Văn May, Bơm, quạt, máy nén, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2005 Tiếng Anh [4] Gijs van Kuik,Wim.Bierbooms, Introduction to wind turbine design, DUWIND Delft University Wind Energy Research Institute, Januarie 2002 [5] Martin O.Hansen, Aerodynamics of Wind Turbines, Second edition published by Earthscan in the UK and USA in 2008 [6] David Sharpe, Ervin Bossanyi, Nick Jenkins, Tony Burton, Wind enery handbook, Copyright 2001 by JohnWiley & Sons, Ltd Baffins Lane, Chichester West Sussex, PO19 1UD, England [7] Grant Ingram, Wind Turbine Blade Analysis using the Blade Element Momentum Method.Version 1.1, October 18, 2011 [8] Dr.S.P.Venda, S.Aravind Lovelin, M.Manibharathi and C.Rajkumar, Analysis of a Wind Turbine Blade Profile for Tapping Wind Power at the Regions of Low Wind Speed, Year BE Mechanical Engineering, Department of Mechanical Engineering, PSG College of Technology, Coimbatore, Tamilnadu, India 92 Luận văn Thạc sỹ [9] Peter J Schubel, Richard J Crossley , Wind Turbine Blade Design, Faculty of Engineering, Division of Materials, Mechanics and Structures, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, UK [10] Craig Donald Nicolson BEng (Hons) , Development of a Ducted Wind Turbine, Faculty of Engineering Energy Systems Division University of Strathclyde Glasgow 2004 [11] Braasch, R.H.: The Design, Construction, Testing and Manufacturing of Vertical Axis Wind Turbines, Second International Symposium of Wind Energy Systems, Oct 1978 93 ... động phát điện gió, đề tài ? ?Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế chế tạo mơ hình điều tốc turbine gió cách sử dụng hệ bánh nón? ?? thực Với điều tốc giữ cho tốc độ quay turbine ổn định cách xoay cánh...Luận văn Thạc sỹ LỜI CẢM ƠN Sau tháng nghiên cứu, với hướng dẫn thầy PGS.TS Nguyễn Ngọc Phương, luận văn với đề tài ? ?Nghiên cứu, tính tốn thiết kế chế tạo mơ hình điều tốc turbine gió cách sử dụng. .. tốn, thiết kế chế tạo mơ hình điều tốc turbine gió cách sử dụng hệ bánh nón? ?? thầy PGS.TS Nguyễn Ngọc Phương hướng dẫn, thực thời gian tháng hoàn thành Nội dung luận văn trình bày kết cấu điều tốc