1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện: Hệ thống năng lượng gió sử dụng máy phát không đồng bộ Rotor lồng sóc hòa lưới

119 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Hệ Thống Năng Lượng Gió Sử Dụng Máy Phát Không Đồng Bộ Rotor Lồng Sóc Hòa Lưới
Tác giả Doan Quoc Dat
Người hướng dẫn PGS-TS. Phan Quoc Dung
Trường học Trường Đại Học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. HCM
Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện
Thể loại Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2019
Thành phố TP. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 119
Dung lượng 37,68 MB

Nội dung

- Các phương pháp điều khiến tốc độ máy điện không đồng bộ.- Tìm hiểu hệ thống điện gió sử dụng máy phát SCIG hòa lưới- M6 phỏng và chứng minh sự kha thi của giải thuật trên PLECS.HI.. S

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BD AN QUOC ĐẠT

HE THONG NANG LUONG GIO SU DUNG MAY PHAT

KHONG DONG BO ROTOR LONG SOC H A LƯỚI

CHUYEN NGANH: KY THUAT DIENMA SO: 60.52.02.02

LUẬN VÁN THẠC SĨ

Trang 2

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

DOAN QUOC DAT

HE THONG NANG LUONG GIO SU DUNG MAY PHAT

KHONG DONG BO ROTOR LONG SOC H A LƯỚI

CHUYEN NGANH: KY THUAT DIENMA SO: 60520202

LUAN VAN THAC SI

TP HO CHI MINH - 2019

Trang 3

CÔNG TRINH DUOC HOÀN THÀNH TẠITRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA —DHQG -HCMCán bộ hướng dẫn khoa học : PGS - TS Phan Quốc Dũng

Trang 4

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆTTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: DOAN QUỐC DAT MSHV: 1570382Ngày, tháng, năm sinh: 09/10/1991 Nơi sinh: Tiền GiangChuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số : 60520202I TÊN ĐÈ TÀI:

HỆ THÓNG NĂNG LƯỢNG GIÓ SỬ DỤNG MÁY PHÁT KHÔNG ĐÔNG

BỘ ROTOR LONG SOC H_ A LƯỚI

Il NHIỆM VU VA NOI DUNG:- Tìm hiểu về hệ thống năng lượng gió : Turbine gió, Máy phát, Bộ biến đổicông suất

- Tìm hiểu các loại máy phát sử dụng với turbine gió : PMSG, DFIG, SCIG.- Tìm hiểu các giải thuật MPPT cho hệ thống phát điện gió

- Các phương pháp điều khiến tốc độ máy điện không đồng bộ.- Tìm hiểu hệ thống điện gió sử dụng máy phát SCIG hòa lưới- M6 phỏng và chứng minh sự kha thi của giải thuật trên PLECS.HI NGÀY GIAO NHIỆM VU : 02/01/2019

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 02/06/2019V CÁN BỘ HƯỚNG DÂN: PGS-TS Phan Quốc Dũng

Tp HCM, ngày 02 tháng 06 năm 2019CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRUONG KHOA

Trang 5

Tp Hô Chí Minh, ngày 02 tháng 06 năm 2019

Học viên

Trang 6

TÓM TAT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Các nguồn năng lượng tái phát triển đã thu hút sự chú ý trên toàn thế giới do giánhiên liệu hóa thạch tăng vọt Sự phát triển các nguồn năng lượng tai tạo được coi làquan trọng trong việc cải thiện an ninh năng lượng băng cách giảm sự phụ thuộcvào nhiên liệu hóa thạch và giảm phát thải khí nhà kính trước mối quan khí hậunóng lên toàn cầu Các nguồn năng lượng tái tạo là các nguồn năng lượng tự nhiênkhông thể cạn kiệt, ví dụ: gió, mặt trời, địa nhiệt, sinh khối và thủy điện nhỏ Trongcác nguồn năng lượng tái tạo này, điện gió đang phát triển rất nhanh và các tuabingió hiện đại hoạt động hiệu quả, đáng tin cậy va sản xuất điện với chi phí hợp lý cónhiều tiềm năng phát triển ở Việt Nam Sử dụng máy phát điện cảm ứng lồng sóc(SCIG) làm phương tiện để chuyển đổi năng lượng cơ học của tuabin gió thànhnăng lượng điện có một loạt lợi thế, làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn chohệ thống chuyển đôi năng lượng gió cỡ nhỏ và trung bình (WECS) Một SCIG cóchi phí sản xuất thấp với cầu trúc mạnh mẽ so với máy phát đồng bộ nam châm vĩnhcửu (PM) Ngoài ra, nó đòi hỏi một chi phí bảo trì thấp so với một máy phát đồngbộ rotor day quan (WRIG) hoặc một may phat cam ứng 2 cuộn dây (DFIG) Nghiêncứu để trích xuất công suất cực đại của năng lượng gió và đảm bảo các điều kiệnkhắt khe của lưới điện truyền thong là 2 yếu tổ thiết yếu dé dạng năng lượng này trởnên càng hấp dẫn hơn và giá thành rẽ hơn cũng như thâm nhập nhiều hơn trong lướiđiện quôc gia.

Trên cơ sở các van dé đặt ra, nội dung nghiên cứu được chia thành 5 chương,chương 1 giới thiệu tong quan, chương 2 tìm hiểu về hệ thống chuyển đổi nănglượng gió, chương 3 trình bày các van dé nghiên cứu trong dé tài, chương 4 thiết kếhệ thống điện gió SCIG hòa lưới trên nền PLECS, trình bày kết quả mô phỏng vàcuối cùng chương 5 trình bày kết luận và hướng phát triển dé tài

Trang 7

Renewable energy sources have attracted worldwide attention due to soaring fossilfuel prices The development of renewable energy sources is considered importantin improving energy security by reducing dependence on fossil fuels and reducinggreenhouse gas emissions in the face of global warming climate Renewable energysources are natural sources of energy that cannot be exhausted, such as wind, solar,geothermal, biomass and small hydroelectricity In these renewable energy sources,wind power is growing very fast and modern wind turbines operate efficiently,reliably and produce electricity at a reasonable cost with great potential fordevelopment in Vietnam Using the Squirrel Cagee Induction Generator (SCIG) as ameans to convert the wind turbine's mechanical energy into electrical energy has anumber of advantages, making it an attractive option for the conversion system.Small and medium wind energy (WECS) A SCIG has a low production cost with astrong structure compared to a permanent magnet synchronous transmitter (PM) Inaddition, it requires a low maintenance cost compared to a Wound Rotor InductionGenerator (WRIG) or a Doubly fed induction generator (DFIG) Research to extractthe maximum power of wind power and ensure the strict conditions of thetraditional grid are two essential factors for this form of energy to become more andmore attractive and cost-effective as well as more penetration in the national grid.Based on the issues raised, the research content is divided into 5 chapters, chapter 1introduces the overview, chapter 2 learns about wind energy conversion system,chapter 3 presents research issues in the topic In chapter 4, the design of SCIG windpower system harmonizes on PLECS platform, presents simulation results andfinally chapter 5 presents the conclusion and direction of study developing

Trang 8

LOI CAM BOAN

Tôi xin cam đoan luận văn thạc si với dé tài “HE THONG ĐIỆN GIO SU DUNGMAY PHAT SCIG HOA LUOT’ là công trình nghiên cứu của chính bản thân tôi,dưới sự hướng dẫn của PGS TS Phan Quốc Dũng, các số liệu và kết quả thựcnghiệm hoàn toàn trung thực Tôi cam đoan không sao chép bat kỳ công trình khoahọc nào của người khác, mọi sự tham khảo đêu có trích dân rõ ràng.

Học viên cao học

Trang 9

MỤC LỤC

TOM TAT LUẬN VĂN THẠC SĨ - - 656 St St EEEESESESESESESEEEEEEEEESkeErkrerereree viLOI CAM DOAN oiececcccccscsccscscsecsescscsssscscsescscsscscsescsvsscsescssssavsesscscscsvssesesessssssseseens viiiMỤC LUC oo cieccccecscsccecscscscsscscssscscsscscsvsscsesvsscscsvsscscssscscscsscstsvsecsessecseavseeecsnesees ixDANH MỤC HINH MINH HỌA ¿5-5 2 SSE*E+E2EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEkrkrkerered xiDANH MỤC CHU VIET TATuuu cccccccccssececescssecscececescevecsceevevecscececsevaveceevacaceseeseves XỈVDANH MỤC BANG BIEU -G- SsS 53121 919121 1E 11111 E111 111 neo XVCHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 5-5252 1 E5 E521 1115151111 1111 11115111111 |1.1 LÝ DO CHON DE TÀI G112 E 139121 1E 11111 1E g2 ng go |1.2 MỤC TIỂU CUA DE TI - G6 SE 5312 E11 về cv gi 21.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NOI DUNG NGHIÊN CUU 3CHƯƠNG2: HỆ THÓNG CHUYỂN DOI NĂNG LƯỢNG GIÓ 52.1 TONG QUAAN G1121 2111 5111119101 3 01110120 011101111 11111 nen 52.2 HỆ THÔNG CHUYEN DOI NĂNG LƯỢNG GIO - 5 s5s2s5se: 72.2.1 Tổng quan -2- S222 S23 2E2EEEE212111 2111111 re 72.2.2 Turbine gió và năng lượng BIG: <5 c1 1 9 1 ereg 102.3 MAY PHÁT ĐIỆN CAM UNG ROTOR LONG SOC (SCIG) 142.3.1 May điện không đồng DO: cece cscsesesscsessscssssssesssssseseseens 152.3.2 Diéu khiến tốc độ máy điện không đồng bộ bang phương pháp địnhhướng từ thông (FOC”) - - G 00 Họ 31CHUONG 3: CAC VAN DE NGHIÊN CỨU TRONG DE TÀI 36

3.1 TONG QUAN - 1S 151119191 3 5111915111 11 1T TH g1 1g ng ng rkg 363.2 DIEU KHIEN MPPT - ©-©- S2 SE 2E£E#E#EEEEEEEEEEEEEEEEE E111 rvee 383.3 DIEU KHIEN H A LƯỚII 5-5-5252 SE SE‡E+E2ESEEEEEEEeErErrrkrkrree 433.4 DIEU KHIEN KHOI DONG MAY PHAT GIO SCIG |36] 47

Trang 10

CHUONG 4: MO PHONG HE THONG ĐIỆN GIÓ SCIG H A LƯỚI TRENNEN PLECS _ 2.2L HS 1 1 12121111 110111211110101 212111111 re 50Al GIỚI THIEU PLECS [37 ] - (6 SE EE2 SE EESE SE EvEsESEgEEEsererees 50

4.1.1 PLECS Standalone 20.0.0 cece cccccccsecccesecccesscececceeeccessceensceeesceeeeses 52

4.1.2 PLECS BIOckSet cccc cece cccccccsseccesecccesscccessccescceeseceeesceseceeeesceeeesss 534.2 CÁC BƯỚC THUC HIỆN MO PHONG VỚI PLECS STANDALONE 5543 XÂY DỰNG MO HINH MO PHONG HE THONG ĐIỆN GIÓ SU DUNGSCIG TREN NEN PLECS 5-5522 1915 5 121215111 11111111 1111111111 644.3.1 _ Sơ đồ khối tống quan ¿5-5 2 ©++E+E+£E+EeEEEeEerrkerrrrrerree 644.3.2 _ Xây dựng mô hình các khối trong mô phỏng - 5 +: 664.3.3 — Giải thuật điều khiỂn - s33 121 SE ree 74AA KET QUA MO PHỎÒNG Sàn E151 515111115151515151 111115111 ekrkd 7044.1 _ Tốc độ gió giảm Óm/S — 5im/S +2 + + ++E+E£E+Eeterererrererree 80442 Téc độ gió tăng 6m/s — 6.5/5 vcccccccccsesessssesssesesessesesesssesseseseeeeen 92443 Đánh giá hiệu suất chuyển đổi năng lượng ở các tốc độ gió khácDAU: C20 00002000000000 1v HH HH HH HH HH ng rn 94CHUONG 5: KET LUẬN VA HƯỚNG PHAT TRIEN DE TÀI 985.1 KET LUẬN G111 191v 111912 ng TT HT ng ng 985.2 HƯỚNG PHÁT TRIEN DE TÀI - - 2 2 2 2+E+£+£+££E+EzEzEzrrerereee 99TÀI LIEU THAM KHẢO - 6s 33% E56 9191 91 3E E112 112129 vn gi 100

Trang 11

Hình 1.1.Hình 2.1.Hình 2.2.Hình 2.3.Hình 2.4.Hình 2.5.Hình 2 6.Hình 2.7.Hình 2.8.Hình 2.9.Hình 2.10.Hình 2.11.Hình 2.12.

Hình 2.13.Hình 2.14.Hình 2.15.Hình 3.1.Hình 3.2.Hình 3.3.Hình 3.4.Hình 3.5.Hình 3.6.Hình 3.7.Hình 3.8.

DANH MỤC HÌNH MINH HỌA

Cau hình hệ thống chuyền đổi năng lượng gió hòa lưới 2Câu trúc WECS + tt tt HH re 7Các thành phan chính của WECS -¿- + 2 + cs+ccszeveerscxee 7Một số turbine gió nguyên thủy - +2 5s+c+cscsvesrrscree 10Turbine 216 frỤC Ngang << << HH ke IITurbine 916 frục Ứng .- HH ng re 12Minh họa năng lượng gió từ khối khí m 2-55- +: 13May phát không đồng bộ ha áp hãng VEM - 14Mô hình động cơ KB - (ch reg 15Hệ trục tọa độ abc và hệ tọa độ ơÿ - «<< << <2 18

Vector sức từ động khi 0 = wt =0 (trên) và 60° (dưới) 19

Cac thanh phan cua lực từ động trong hệ trục tọa độ stator 19Vec-to dong stator trên hệ tọa độ cô định ap và hệ tọa độ quay dq ¬ 24FOC cơ bản cọ re 31FOC Truc ti€p veccccccccccccscscsessescscsessesescscsssscsescssssssssesessssssssssseseeseess 32FOC Giián ti€p o.cececcccscssesessssesscsssescssscsscsesesscsesessesesessesesesesssseseeseeen 33Sơ đô khôi điều khiển MPPT TSR -cccccrrceerrcee 39Sơ đô khôi điều khiển MPPT OTC - ceccccsccceereeeee 4021100 AlSơ đô khôi điều khiển MPPT PSE ccccccccrrieericee 4IĐặt tính công suất và moment của turbine gió -. - 42Partial — Scale BLB 2L-VSCs trong WIECS cà 45Parallel BB 2L-VSCs trong WECS ĂQ The 46Parallel BB 2L-VSCs với tụ DC link torongWECs 47

Trang 12

Hình 3.9.

Hình 4.1.Hình 4.2.Hình 4.3.Hình 4.4.Hình 4.5.Hình 4.6.Hình 4.7.

Hình 4.8.Hình 4.9.Hình 4.10.Hình 4.11.Hình 4.12.Hình 4.13.Hình 4.14.Hình 4.15.Hình 4.16.Hình 4.17.Hình 4.18.Hình 4.19.Hình 4.20.Hình 4.21.Hình 4.22.Hình 4.23.Hình 4.24.Hình 4.25.Hình 4.26.

Quy trình khởi động hệ thống WECS sử dụng SCIG với tu DC link¬ 490560515 51PLECS StandalÏone - - - «s99 99900 0g 52PLECS BloCKSeL << G5 5G 999999900 0e 54Thu viện trong PLECS - Library BroWSer «<< «2 56PLECS Search Bar - - - «s99 000g 57New 01509192201 58Của số thông số mô phỏng (a: cài đặt slover, b: lệnh khởi tao) ¬— Error! Bookmark not defined.SCOPE 62Xuất đồ thị mô phỏng Error! Bookmark not defined.Cau trúc hệ thong WECS với SCIG ecco 64Điều khiển phía máy phat c.cccccccsesscseseesesesessessseseseseeeseseesesen 65Điều khiến phía hòa lưới ¿+ - + +22 +E+E+EzEerrerereereee 66Mô hình cánh turbine g1Ó 9 1 ng 67Mô hình cánh turbine g1Ó 9 1 ng 68Mô hình máy phát SC ÏÓ/ Ăn 1 9 nen 70Bộ biến đối công suất phía máy phát -. -+ - 55+ s55: 7]Chọn khóa bán dẫn cho mạch chỉnh lưu 2-2 5s £+x+s£4 72

Mạch lọc và lưới điện + + 55c 55 sa 73Sơ đồ mô phỏng trên PLECS + 2525552 S2+£+Ez£+evezescxee 74Điều khiển phía máy phát - + 2 2++5++s+x+Ee+e+xersrxrree 75Điều khiến chuyền trục xác định góc pha, từ thông 76Điều khiển dòng trục d ¿-¿- + + 2+++S2+£+E+E£e+xeEerxrrersrsrrees 77Điều khiển dòng trục ( ¿+ - + 2522252 ++E+E£e+EvErerrersrsrrees 77Điều khiến phía lưới điện - -¿-¿- +2 +2 2 +E+E+EzEz£rerereereee 78Điều khiến khởi động - + 2 25625 2E+ESEEE£E£EESEEErErkrrrreee 70Mô phỏng tốc độ gió giảm - 2 2522252 2e+vEztererererrees 80

Trang 13

Hình 4.27.Hình 4.26.Hình 4.29.Hình 4.30.Hình 4.31.Hình 4.32.Hình 4.33.Hình 4.34.Hình 4.35.Hình 4.36.Hình 4.37.Hình 4.36.Hình 4.39.Hình 4.40.Hình 4.41.

Tín hiệu điều khiển khởi động ¿-¿2- 5 2 22s+s+£zcee 81Điện áp VdC Gà 82

Vac trong giai đoạn khởi động và tốc độ gió giảm 83

Dòng điện stator trên trục d( + < << sssssseeeeeeee S5Tốc độ máy phát wr (rad/S) + ¿2 +2 k+E+EE£E£E£EzEeErkrkrrrreee 86Công suất đầu vào và đầu ra -¿-:- + cesrsrrxererererreee 87Dòng điện trực dq phía lưới điện 555555 <<< +2 88Dòng điện lưới tabe grid sssceeceeseeseeeseesseenseesecessesseesseessessseeseesseesseenees 89Dang sóng dòng điện lưới phóng fO 5+ «+ eeeesss 90FOUFI€T SD€CfTUI lạ grid ‹ .-5- 55-5555 55 *SS2<* S2 Sseeeererereesreerree 91Cong suất Pịa - Poy khi ØIÓ TANG re 92Dong điện stator trên trục dq khi gió tang - 93

Dòng điện trực dq phía lưới điện khi gió tang - - 94

Dap ứng công suất P.,, và Pou ở các tốc độ gió khảo sát 96

Dòng điện trực dq phía lưới điện khi gió tang - 97

Trang 14

DANH MỤC CHỮ VIET TAT

SCIGWECS

DFIGPMSGWRIGFOCMPPT

THDDSPFPGAHAWTVAWTDFOC

DTCDPCSMCTSRP&O

Squirrel Cagee Induction GeneratorWind Energy Conversion System.Doubly Fed Induction GeneratorPermanent Magnet Synchronous GeneratorWound Rotor Induction Generator

Field Oriented ControlMaximum Power Point TrackingTotal Harmonic DistortionDigital Signal ProcessorField-Programmable Gate ArrayHorizontal-axis wind turbineVertical axis wind turbineDirect field Oriented ControlDirect Torque Control

Direct Power ControlSliding Mode ControlTip speed ratio

Perturbation and observation

Trang 15

DANH MỤC BANG BIEU

Bang 4.1 Thông số máy phát SCIG 1 10 KWW ¿5-5 5c Sex SE xkErkrkrrkrrrreee 69Bang 4.2 Thông số sơ đồ hình T của SCIG ¿- + 2525222252 2*+E+£+£svxerererseei 69Bảng 4.3 Thông số mach lỌC - ¿2 5226952 SE‡E£EEEE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErrkrrrrere 72Bảng 4.4 Kết quả mô phỏng ở các tốc độ gió khác nhau - + + 2552: 95

Trang 16

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 LY DO CHON DE TÀINgày nay, việc nghiên cứu va sử dung năng lượng tái tao đang là một xu thế trênthé giới, do có thé giảm được chi phí nhiên liệu, giảm sự phụ thuộc vào nguồnnăng lượng hóa thạch, có khả năng sản xuất trên qui mô lớn và kết nối được vớiđiện lưới Trong các dạng nguồn năng lượng tái tao, thi năng lượng gió có nhiềutìm năng phát triển ở Việt Nam Do đó, việc nghiên cứu và làm chủ công nghệ,cũng như các phương pháp điều khiến công suất dé tối ưu hóa năng lượng nhậnđược từ gió, nâng cao chất lượng điện năng đầu ra để đáp ứng các điều kiện khắtkhe của lưới điện truyền thống cũng như các phương pháp khởi động và bảo vệturbine là những yêu cầu hết sức cần thiết dé làm tăng sự thâm nhập của nguồnnăng lượng tái tạo này vào cơ cầu năng lượng điện nước ta.

Trang trại gió truyền thống chỉ bao gồm máy phát cảm ứng rotor lồng sóc tốc độkhông đổi (SCIG) phát điện lên lưới AC thông qua một máy biến áp cách ly Tuynhiên hiệu suất chuyển đổi năng lượng gió thấp, cũng như hộp số 3 cap nặng nè, dễhư hõng khiến cho sơ đồ phát điện này kém hiệu quả hơn Hơn nữa để cung cấpdòng kích từ, SCIG cần phải được cung cấp công suất phản kháng từ lưới điện,điều này ảnh hưởng đến chất lượng của lưới điện Do đó sơ đỗ này dan được thaythế bang các sơ đồ khác (hình 1.1) Những năm gan day, hệ thống turbine gió đãphát triển nhanh chống trên thé giới So với kiểu turbine có tốc độ cô định thì kiểuturbine có tốc độ có thể thay đổi được mang nhiều thuận lợi như có thể vận hành ởđiểm công suất cực đại ở các vùng gió không cố định, cải thiện được hiệu suất vànăng suất máy phát Vì thế kiểu turbine loại này được sự quan tâm càng nhiềutrong công nghiệp năng lượng gió Hệ thống turbine gió tốc độ thay đối thì khôngtuyến tính và các thông số luôn thay đổi, đòi hỏi bộ điều khiến phải hoạt động hiệuquả và tin cậy để thu được công suất tối đa và đáp ứng các yêu cầu hòa lưới Đối

Trang 17

với một hệ thong điện gió cỡ trung bình và nhỏ thì máy phát SCIG với một turbinegió thay đôi được tốc độ là một sự lựa chọn hấp dan, bởi với chi phí sản xuất thấp,vận hành tin cậy so với máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSG) Ngoài ra,SCIG ít đòi hỏi bảo trì hơn so với các máy phát đồng bộ rotor dây quan (WRSG)và máy phát cảm ứng 2 cuộn dây (DFIG), nên đề tài đã chọn máy phát SCIG chohệ thông điện gió hòa lưới.

" HOG | god

:

SCIG LCLGearbox PMSG Mi if if 4 4 “i

(Optional WRSG 4 ¿ 4 ¿

withSG) (LV) 2LVSR DCLink 2L-VSI

Hình 1.1 Cau hình hệ thong chuyển doi năng lượng gió hòa lưới1.2 MỤC TIỂU CUA DE TÀI

Hiệu suất của WECS có tâm quan trọng lớn để cung cấp năng lượng thu thu đượctối đa từ gió Khả năng thay đổi tốc độ của tuabin gió cho phép vận hành với hiệusuất khí động học tối đa và cũng cung cấp một nhiễu loạn mô-men xoăn tối thiểutrong mạch lái Ngoài điều khiến tỷ lệ tốc độ đầu cần có máy đo gió để đo tốc độgió, một số sơ đồ điều khiến theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) đã được báocáo trong tài liệu kỹ thuật, chủ yếu dựa trên điều khiển mô-men xoắn tối ưu [1],điều khiến tìm kiếm [ 2], điều khiến logic mờ [3] và phương pháp điều khién mang

Trang 18

trong [5], sơ dé dựa trên logic mờ thích nghi đã được đề xuất trong [6] và [7] và bộđiều khiển MPPT với điều khiển bù thích ứng đã được dé xuất trong [8] Cuốicùng, một thuật toán MPPT cho WECS với bộ tạo cảm ứng được cấp nguồn gấpđôi, tận dụng công suất quán tính của rôto đã được trình bày trong [9].

Ngoài kiểm soát MPPT, hiệu quả của toàn bộ WECS có thể được cải thiện bằngcách tăng hiệu suất của máy phát điện Điều này có thé đạt được thông qua điềukhiến từ thông liên kết (flux-linkage) máy phát bang cách điều chỉnh dòng điệnstato trục d Một phương pháp điều khiến logic mờ đã được trình bày trong [10] vàcác kỹ thuật điều khiến tìm kiếm đã được dé xuất trong [11] và [12] Sơ đồ điềukhiến WECS của bộ điều khiển “minimum ohmic loss controller” SCIG kết hợpvới tìm kiếm hoặc bộ điều khiển MPPT logic mờ đã được trình bày trong [13] Cácphương pháp kiểm soát hiệu quả tối ưu dựa trên mô hình cho một SCIG đã được đềxuất trong [14]; tuy nhiên, trong [14] việc do tốc độ gió chính xác là bắt buộc Mộtthiết kế điện dung được tối ưu hóa cho DC link của bộ chuyển đổi back-to-back déphát điện tua bin gió đã được trình bay trong [15-19].

Từ những nghiên cứu trên, có thé kết luận rằng cần có một giải thuật điều khiến đểđạt hiệu quả cao về năng lượng, chất lượng điện năng dau ra và về chi phí choWECS với SCIG có đáp ứng động nhanh và có thé dé dàng thực hiện Đó cũng làmục tiêu hướng đền của đê tài.

1.3 PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CUU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨUPhương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết, dé xuất giải thuật và kiểm chứngbang mô phỏng

Nội dung nghiên cứu:- Nguyên cứu lý thuyết: Năng lượng gió, điều khiển MPPT trong hệ thống điện

gió, hòa lưới và khởi động máy phát gió.

Trang 19

- Mô phỏng: tìm hiéu phan mềm PLECS với khả năng mô phỏng nhanh các hệthống điện tử công suất để kiểm chứng hiệu quả của giải thuật điều khiến.

Trang 20

CHUONG2: HE THONG CHUYỂN BOI NÀNG

LUONG GIO

2.1 TONG QUANNhu cau sử dung năng lượng điện trên thé giới ngày càng tăng, trong khi các nguénnăng lượng truyền thống dang cạn kiệt nhanh chóng với mức chi phí tăng va gây 6nhiễm môi trường Đề đáp ứng những thách thức này, sự chú ý đã tập trung vào cácnguồn năng lượng tái tạo như gió, mặt trời, pin nhiên liệu, v.v Năng lượng gió làmột nguồn năng lượng xanh tái tạo quan trọng, có mặt khắp nơi, thân thiện với môitrường và có sẵn miễn phí Hơn nữa, năng lượng gió được đặc trưng bởi độ tin cậycao và hiệu suất cao Nhờ tất cả các tính năng nảy, công suất phát điện gió đã tăngnhanh, với mức tăng trưởng trung bình hàng năm khoảng 30%, trên thế giới, trongthập ky qua.

Nang lượng điện được tao ra từ gid bang cach sử dụng tuabin gió va may phát điện.Hệ thống có thể được sử dụng cho tải độc lập hoặc đưa vào mạng điện thông quabộ chuyển đối công suất phù hợp Tuabin gió hoạt động ở tốc độ cô định hoặc thayđổi Một máy phát điện với tuabin gió có tốc độ cố định thường sử dung một máyphát điện cảm ứng lông sóc (SCIG) để chuyển đổi năng lượng cơ học từ tuabin gióthành năng lượng điện (Hình 2.1a) Máy phát được kết nối trực tiếp với mạng điện.Hệ thống hoạt động gan như ở tốc độ không đổi ngay cả khi tốc độ gió thay đối.Cau trúc liên kết này là đơn giản, ít tốn kém và hiệu quả Nhung, nó thu được mứcnăng lượng thấp, tốn hao cơ học và chất lượng năng lượng điện năng đầu ra không

Lá^

tot.

May phát điện tua bin gió tốc độ thay đổi (hình 2.1b) có hiệu suất chuyển đổi nănglượng cao từ gió qua một phạm vi tốc độ gió rộng hơn, cùng với chất lượng điệnnăng tốt hơn Ngoài ra sơ đồ này có khả năng diéu chỉnh hệ số công suất, băngcách tiêu thụ hoặc sản xuất công suất phản kháng, và đảm bảo ứng suất cơ học thấp

Trang 21

hơn Bộ chuyển đối điện tử công suất được kết hợp giữa máy điện và hệ thong diénnhư trong hinh Hau hết các nhà sản xuất tuabin gió lớn đang phát triển cáctuabin gió quy mô megawatt mới dựa trên hoạt động tốc độ thay đối với điều khiếnpitch control.

Soft Starter

Power Factor

CompensatorGearbox

with SG) Power Converter

b Tốc độ thay đổi của WECS với SCIG/SG

Trang 22

Hình 2.I Cau trúc WECS2.2 HỆ THONG CHUYEN DOI NĂNG LƯỢNG GIO2.2.1 Tổng quan

Cấu hình co bản của một WECS được kết nối lưới được mô tả trong hình 2.2.WECS bao gồm một số thành phan cơ khí chuyển đối động năng gió thành nănglượng điện một cách có kiểm soát, đáng tin cậy và hiệu quả Các thành phan chínhcủa WECS có thé được phân loại thành các hệ thống cơ, điện và điều khiến Cácthành phan cơ khí bao gồm tháp, xà ctr, cánh quạt, trung tâm cánh quạt, hộp số, 6dia, 6 ngáp, cảm biến tốc độ gid, tàu lái và phanh cơ [20] Các thành phan điện baogôm máy phát điện, bộ chuyển đổi công suất có thể cùng với các bộ lọc phía máyphát và lưới điện, máy biến áp tăng áp và lưới ba pha hoặc tải tiêu thụ Các thànhphân liên quan đến điều khiến được sử dụng với cả hệ thống chuyển đổi nănglượng cơ và điện Các bộ phận dễ thấy nhất trong các tuabin gió lớn là tháp, vỏ bọcvà cánh quạt, và các bộ phận còn lại được đặt bên trong tuabin gió.

-Wind Generator Generator-side Power Converter Grid-side

Harmonic Filter Harmonie Filter

Hình 2.2 Cac thành phan chính của WECSMechanical Components: Động năng của gió trước tiên được chuyên đôi thànhnăng lượng cơ học với sự trợ giúp của các cánh quạt tuabin Đôi với các tuabin gió

Trang 23

công suất lớn, thiết kế ba cánh là hiệu quả và phô biến nhất [21] Hiệu suất chuyểnđôi năng lượng động học sang cơ học phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hình dạngcủa cánh quạt, góc của cánh quạt, tốc độ gió, mật độ không khí, v.v Tốc độ vàhướng gió được đo với sự trợ giúp của các cảm biến, và một 6 ngáp được sử dụngđể di chuyển các cánh quạt cùng với vỏ bọc hướng về phía gió để lẫy năng lượngtối đa có thể Khi tốc độ gió lớn hơn giá trị định mức, góc của các cánh quạt đượcthay đối sao cho công suất điện bị giới hạn ở giá tri định mức Tua bin gió cỡ MWthường chạy ở tốc độ rất thấp (thường là 6-20 vòng/phút) và mô-men xoắn cao.Electrical Components: Một máy phát điện được sử dụng để chuyển đổi nănglượng co học quay thành năng lượng điện Trong 30 năm qua, nhiều máy phát điệnnhư máy phát điện cam ứng lồng sóc (SCIG), máy phát điện cảm ứng rotor dâyquan (WRIG), máy phát điện cảm ứng 2 cuộn dây (DFIG), máy phát đồng bộ namchâm vĩnh cửu (PMSG) và máy phát đồng bộ rotor dây quan (WRSG) đã đượcphát triển cho tuabin gió [22] Thế hệ đầu tiên của tuabin gió được dựa trên máyphát SCIG, nhưng các tuabin thế hệ hiện tại kết hợp cả máy phát điện cảm ứng vàđồng bộ Các máy phát cảm ứng (IG) thường hoạt động ở tốc độ quay cao, trongkhi các máy phát đồng bộ (SG) có thê hoạt động ở tốc độ thấp, trung bình hoặc cao[23] Đề đạt được tốc độ hoạt động thấp hơn, máy phát điện cần được trang bị mộtsố lượng cực lớn, đây là một giải pháp khả thi với máy SG Khi cung cấp số lượngcực lớn, bán kính stato trở nên lớn hơn 6 lần và nặng hơn 4,5 lần so với các máyphát điện cảm ứng dựa trên hộp số ba cấp [24] Điện áp đầu ra của máy phát và tầnsố thay đối theo tốc độ gió Máy phát có thé được ghép trực tiếp vào lưới hoặc nócó thé được giao tiếp thông qua bộ chuyển đổi điện tử công suất Bằng cách sapxếp các thiết bị chuyển đối năng lượng theo các cách khác nhau, có thể với cácphan tử liên kết de như tu điện hoặc cuộn cảm, nhiều cấu trúc liên kết chuyển đốinguôn có thé được lay Các bộ chuyển đổi điện tử công suất này có thé được kếthợp với các máy phát điện để tạo thành một loạt các cầu hình WECS Một lần nữa

Trang 24

trang trại gió khác nhau Các sóng hài là không thể tránh khỏi khi sử dụng các bộbiến đối công suất và để giải quyết van dé này, các bộ lọc sóng hài được sử dụngtrong các bộ biến đối phía máy phát và lưới điện Bộ lọc sóng hài ở phía máy phátđiện giúp giảm méo sóng hài của dòng điện và điện áp Điều này dẫn đến việcgiảm ton thất sóng hài phát sinh trong lõi của máy phát điện và cuộn dây Bộ lọcsóng hài trong bộ chuyển đổi phía lưới giúp đáp ứng các yêu cau sóng hài nghiêmngặt được chỉ định bởi các Grid Code Đầu ra của bộ lọc sóng hài phía lưới đượckết nối với lưới ba pha (hoặc tải) thông qua một máy biến áp tăng áp, thiết bịchuyển mạch điện và CB Bằng cách vận hành bộ chuyển đôi điện tử công suất ởmức điện áp điểm tải, có thể không sử dụng máy biến áp.

Control System: Hệ thống tuabin gió cũng bao gồm một số hệ thống điều khiểnSlave cho các bộ phận cơ/điện và hệ thong diéu khién Master dé dat duoc hiéu suatđộng va 6n định mong muốn cho WECS Bộ điều khiến thường theo dõi các biếnkhác nhau như tốc độ gió, hướng gió, điện áp/dòng máy phát, điện áp liên kết bộlọc/dc nếu có, điện ap và dòng điện lưới, va điều chỉnh trạng thái vận hành của hệthống hoặc các biến ở giá trị tham chiếu hoặc trong bộ ranh giới [25] Ví dụ, khitốc độ gió lớn hơn giá trị định mức, hệ thống điều khiến Master sẽ khởi động hệthống điều khiến thụ động, chủ động hoặc Pitch control dé đáp ứng và thay đổi góccủa các cánh quạt sao cho công suất đầu ra của tuabin không bao giờ vượt quá giátrị định mức [26] Các hệ thong điều khiển có các chức năng hạn chế trong các thếhệ tuabin gió đầu tiên, và bây giờ chúng thực hiện một số lượng lớn các chức năngliên quan đến hoạt động của tuabin, máy phát và bộ chuyển đối công suất, hòa lưới,tiêu chuẩn bảo vệ và vận hành trang trại gid, v.v Các hệ thong diéu khién thuongđược triển khai bang máy tính, vi điều khiến, bộ xử lý tin hiệu số (DSP) hoặcFPGA Với các nền tảng điều khiến hiện đại, các lệnh điều khiến có thé được thựchiện rất nhanh (trong vòng chưa đến 100 micro giây) và lặp đi lặp lại

Trang 25

2.2.2 Turbine gió và năng lượng gió:Năng lượng gió là một trong những nguồn năng lượng tái tạo déi dào nhất trên tráiđất, con người đã sử dụng năng lượng gió trong công việc hàng ngày từ rất lâu đờitrong lịch sử, ví dụ như gió dùng để tạo lực xay ngũ cốc và đó là lý do tại saochúng ta vẫn nói về "cối xay gió", mặc dù hiện nay chúng hầu như không được sửdụng để nghiên hạt nữa Hình 2.3 hiển thị một số cối xay gió nguyên thủy được sửdụng bởi các nên văn minh sơ khai của loài người.

Có thể thấy răng hầu hết các cối xay gió lâu đời nhất thế giới đều có trục quaythăng đứng Thiết kế ban đầu (Hình 2.3 (a) - (c)) rất đơn giản, họ dùng thảm bénhoặc cánh buém được dé tạo ra lực cản và do đó để xoay các cối xay gió về trụctrung tâm Céi xay gió trục dọc có một lợi thế đó là chúng độc lập với hướng gió.Phiên bản mới hơn của các nhà máy trục dọc được phát triển ở Pháp và Ý, tươngứng hình d và e Trong hình 2.3 (d), cối xay được gan trực tiếp vào trục truyền

Trang 26

chuyển hướng chuyển động quay Hình 2.3 (e) cho thấy một trong những cối xaygió tiên tiến được tạo ra bởi Fausto Veranzio ở Ý [27] Có thể thấy răng cối xay giónày được thiết kế với các cánh quạt hình cốc giúp cải thiện hiệu quả của thiết bị.Veranzio cũng đã phát triển một cơ chế truyền động cho các cối xay gió của mình,cho phép cối xay chạy ở tốc độ cao hơn nhiều, mặc dù các cánh quạt được thiết kếcho tỷ lệ tốc độ đầu thấp [27] Các cối xay gió trục ngang là một phát minh tươngđối mới hơn các cối xay gió trục dọc Một trong những tuabin gió trục ngang đầutiên pho biến nhất là các nhà máy tháp, được thé hiện trong Hình 2.4.

Hình 2.4 — Turbine gió trục ngangCó ba cách để phân loại tuabin gió: (1) trên cơ sở định hướng trục quay (dọc hoặcngang), (ii) trên co sở thành phan của lực khí động học (nâng hoặc kéo) cung cấpnăng lượng cho tuabin gió và (11) trên cơ sở năng lực tạo ra năng lượng (vi mô,nhỏ, trung bình hoặc lớn) Khi phân loại trên cơ sở định hướng của trục quay, VỀ CƠban có 2 loại turbine: Tua bin gió trục dọc (Vertical Axis Wind Turbines - VAWT)va Tua bin gió trục ngang (Horizontal Axis Wind Turbines - HAWTs) Dung nhưtên gọi, rôto của VAWT quay vuông góc với mặt dat trong khi của HAWT quaysong song với mặt đất Điều này đã được giải thích trong phan trước rang hau hết

Trang 27

các tuabin gió ban dau đều là trục thang đứng vi chúng tương đối đơn giản dé chếtạo (đặc biệt là cho mục đích xay xát) và chúng cũng không yêu cầu bất kỳ cơ chếnao dé tự định hướng theo hướng gió Hiện tại, có ba thiết kế phố biến nhất củaVAWT: (a) Savonius VAWT, (b) Curved-blade Darrieus VAWT và (c) Stright-blade VAWT [27] (Hình 2.5) Trong đó, tua bin Savonius là loại có lực kéo trongkhi tua bin Darrieus là loại lực nang.

Thực tế, năng lượng gió có thể được coi là động năng của một SỐ lượng lớn hạtkhông khí với tong khối lượng m (kg), di chuyên với một tốc độ gió vy (m/s) (hình2.6) Giả sử rằng tất cả các hạt không khí di chuyển với cùng tốc độ và hướng đến

Trang 28

Mm 1 A V1 1

mM ———>

Hình 2.6 Minh hoa năng lượng gió từ khối khímNăng lượng tích trữ có săn trong gió dưới dạng động năng E được tính bởi côngthức sau:

|

E= 2 mR Vt (2.3)

Từ (2.3) ta có thé tinh công suất của gió truyén tới turbine:

Trang 29

=— =2 pmR’v., (2.4)

Trong đó Pying là công suất tích trữ trong gió Từ công thức (2.4) có thé nhận thayrằng công suất gió tỉ lệ thuận với lập phương của vận tốc gid, có nghĩa là chỉ cầnmột sự gia tăng nhỏ của tôc độ gió cũng dan đền sự gia tăng lớn ở công suât gió.2.3 MAY PHÁT ĐIỆN CAM UNG ROTOR LỎNG SOC (SCIG)

Máy phát điện cảm ứng rotor lồng sóc (SCIG) (hình 2.7) là một lựa chọn hap dẫncho hệ thống năng lượng gió bởi vì nó không tốn nhiều chi phí đầu tư như hệ thốngPMSG và chi phí bảo trì thấp hơn so với máy phát WRSG Máy điện không đồngbộ có thể vận hành ở cả 2 chế độ động cơ và máy phát, trong đó động cơ được sửdụng rộng rải truyền động trong công nghiệp Phan sau đây sẽ tìm hiểu tong quanvề máy điện không đồng bộ, mô hình toán và các nguyên lý điều khiến tốc độ máyđiện không đồng bộ Các phân tích ở đây ta xét trường hợp máy điện không đồngbộ vận hành ở chê độ động cơ.

| `

ˆ „ Ui `

Hình 2.7 Máy phát không đông bộ hạ áp hãng VEM

Trang 30

2.3.1 Máy điện không dong bộ:Mô hình toán ở chế độ xác lập:Nếu sụt áp trên điện trở và trở kháng stator nhỏ và sức điện động E trên mạch từchính khác biệt không nhiều so với điện áp U đặt trên cuộn stator, có thể sử dụngmô hình mạch điện gan đúng với nhánh mach từ chính được dich ra đầu nguồn Sơdé mạch tương đương nay có ưu điểm là làm đơn giản các hệ thức tính toán dòngđiện mach từ và dòng điện tải khi biết được nguôn điện áp cấp cho stator Các tonhao trong lõi từ có thể đơn giản hóa băng cách xét đến ảnh hưởng đó khi thiết lậpgiá trị điện trở các cuộn dây.

Công suất tôn hao:

Trang 32

2 _— 72 2 2 Msl2 =12+(12„— 12) Ms, (2.13)

Dòng điện từ hóa:

2

=1 > x? (2.14)

Hệ số công suất:cos p = (2.15)

P? +Q°

P=P,+AP=M.o+AP (2.16)

Hiéu suat dong co: n= fo _ Mu (2.17)

P,+AP M.@+AP

Công suất phan kháng của động cơ: Q = BU pha! mo +315 (x, + X,) (2.18)

Mô hình toán ở chế độ quá độ:Với sơ đồ tương đương của động cơ không đồng bộ ở chế độ xác lập thì có thé chophép ta tính toán các đại lượng co bản như dòng stator, moment với vận tốc cốđịnh, nguồn cung cấp có dạng sin và cân bằng Sơ đỗ này không dùng được khi phântích trạng thái vận hành quá độ của động cơ.

Mô hình động của động cơ trong hệ trục tọa độ tĩnh stator và hệ trục tọa độ quayrotor dựa trên khái niệm về các đại lượng vector của máy điện xoay chiều Mô hìnhcho phép phân tích đặc tính của động cơ ở chế độ quá độ lẫn xác lập và khi động cơđược cấp từ một nguồn áp có dạng bat kỳ

Một số qui ước:

Trang 33

Chỉ số viết bên phải trên cao:- f: đại lượng mô tả hệ từ thông (hệ trục dq quay đồng bộ với vecto từ thông)- s: đại lượng mô tả trên hệ tọa độ af có định với stator

-r: đại lượng m6 tả trên hệ tọa độ af có định với rotorChỉ số viết bên phải phía dưới:

- s: đại lượng mach stator- r: đại lượng mach rotor

\

|@\

Hình 2.9 — Hệ trục tọa độ abc và hệ tọa độ af

Trang 34

Trục pha C

Â[,Trục pha 3

Hình 2.10 Vector sức từ động khi 0 = wt =0 (trên) va 60° (dưới)

Chọn trục thực là @ và trục ảo là £, vector từ động tong FẺ được biểu diễn như

Sau:

(2.19)

Hình 2.11 Cac thành phan của lực từ động trong hệ trục tọa độ stator

Trang 35

Có thé thay răng cách biểu diễn dạng vector này mang tính tông quát hơn so với biểudiễn các đại lượng dưới dạng vector pha, nhất là trong trường hợp dòng stator khôngsin và không cân băng.

Do vector FS là tong các vector FS , b3 Fs trong hệ trục toa độ af% , các vector

này vuông góc với mặt phang các cuộn day stator đặt lệch nhau 120° trong khônggian nên dạng giải tích có thê biêu dién như sau:

Fo =F*e” +FielTM +FeelTM (2.20)

Khái niệm vector không gian có thé mở rộng cho các đại lượng khác như dong điện,điện ap, từ thông.

- Vecto không gian dòng stator: =D el + Vel 41 el (2.21)- Vecto không gian điện áp stator: V° =Vie!” +V)e!2” +v*¿/ (2.22)- Vecto không gian từ thông stator: ®'=@®' e +@'° e!?” + @' ¿0 (2.23)

Phuong trình vi phan cơ ban:Động co không đông bộ được mô ta bởi hệ phương trình vi phân bậc cao Về câutrúc phân bỗ các cuộn dây phức tạp vê mặt không gian, vì các mạch từ móc vòngnên ta phải chấp nhận một loạt các điêu kiện sau đây trong khi mô hình hoá động cơ

- Các cuộn day stator được bồ trí một cách đối xứng về mặt không gian.- Bỏ qua các tốn hao sắt từ và sự bão hòa

- Dòng từ hóa và từ trường được phân bồ hình sin trên bê mặt khe từ.- Các giá tri điện trở và điện cảm được xem là không đôi

Ta sẽ sử dung các mô hình trong không gian trạng thái dé mô tả động co

Trang 36

Phương trình điện áp cho 3 cuộn dây quan stator:

- u,,(t),uy, (t) u, (¢) : điện áp trên ba cuộn dây pha cua stator.

- M(0).,().W,(ï) : từ thông móc vòng trên ba dây quan stator.- Ry : điện trở cua cuộn day pha stator.

Biéu diễn điện áp theo dạng vecto không gian:

i, (t) = St, (+2 (tel +u, (teTM | (2.27)

Thay các phương trình điện áp pha (2.24), (2.25), (2.26) vào (2.27), ta được phươngtrình điện áp stator dưới dang vectơ như sau:

Trang 37

-i(t) :vectơ dòng stator được quan sát trên hệ tọa độ stator.- W(t) :vectơ từ thông stator được quan sát trên hệ tọa độ stator.

Tương tự như đối với cuộn day stator, ta thu được phương trình điện áp cua machrotor khi quan sát trên hệ rotor (rotor ngăn mạch)

~ = dW(

Trong đó:

- Ur : vecto điện ap rotor.

: i’ (t) : vecto dong rotor.- ‘P' (rt) : vecto từ thong rotor.

- R„ : điện trở rotor đã tính quy đổi về stator.-0 : vectơ không (vectơ có môdul băng không).Chi số “r” ở trên chỉ các vecto của phương trình (2.31) được biểu diễn trong hệtọa độ cô định rotor

Các cuộn dây của động cơ có các giá trị điện cảm sau:

Lm : hỗ cảm giữa rotor va stator.Liss : điện kháng tan của dây quấn stator.Lor : điện kháng tan của dây quan rotor

Từ các giá tri trên ta có :

L, =Lm„ Los : điện cam stator.

Trang 38

L, =Ln+„ L, : điện cam rotor.T.=L,/R, hang số thời gian stator.T, =L,/R, hang số thời gian rotor.ơ=l-Lạ/(LLL) — : hệ số tiêu tán tổngPhương trình của từ thông stator và từ thông rotor:

=iL +iL, (2.32)

.=iL +, (2.33)Đối với động cơ không đồng bộ là một hệ điện cơ nên ta có phương trình cơ:

j do

M,=M,+2—; rt (2.34)Với : J1: Moment quán tính cơ.

P: Sô đôi cực của động cơ.q@ : Lỗc độ góc của rotor.M+: Moment tai.

M.: Moment điện từ.

M, => p(W.j.)==š p(„1) (2.35)

Phương trình toán trên hệ toa độ stator:Ta hình dung có một hệ trục tọa độ mới quay với tốc độ œ„, việc chuyển đối các dailượng này về hệ trục mới được thực hiện bang cách áp dụng công thức chuyền đổitrục tọa độ.

Trang 39

Pha CHình 2.12 — Vec-to dòng stator trên hệ toa độ cố định af và hệ tọa độ quay

dqÁp dụng công thức chuyền hệ toạ độ, ta có :

U' =U!zjÄ (2.36)it = ike! (2.37)

Trang 40

*=RữỨ+ d1, + jo, (2.40)

Tương tự, ta có phương trình tong quát cho điện dp rotor trên hệ toa độ “k” bat kỳ,quay quanh điêm gôc với toc độ góc œ so VỚI rotor.

— kO=Rik+ — + jo, (241)

Ngày đăng: 08/09/2024, 18:33

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

  • Đang cập nhật ...

TÀI LIỆU LIÊN QUAN