4.1. Kiểm tra lỗi và cắt mô hình trước khi chạy mô phỏng. a . Nhập các thông số trong solution setup trước khi chạy
Bước 1: nhấn dấu + vào thư mục Machine sau đó nhấn chuột phải vào biểu analysis chọn “add slution setup” sau đó nhập
thông số trong 2 bảng.
Hình 4. 18. Chọn kiểu đấu dây
Bước 2: nhập thông số xong ta nhấn OK.
Trong đó: Rated output power : Công suất đầu vào
Rated voltage : Điện áp dây cấp cho động cơ Rated Speed : Tốc độ rotor
Operating Temperature : Nhiệt độ hoạt động của máy
Frequency : Tần số
b . Kiểm tra tất cả trước khi chạy.
Bước 1: kiểm tra các thông số của động cơ. Ta nhấn chuột phải vào chọn “validation Check «. Nếu xuất hiện thông báo hình dưới đây thì các thông số đã thành công. Nếu không ta phải kiểm tra lại .
Hình 4.19. Kiểm tra các thông số của động cơ
Bước 2 : Kiểm tra mô phỏng .
Hình 4.20. Kiểm tra mô phỏng
4.2. Kiểm tra xong nếu không có lỗi ta cắt mô hình của động cơ ra để chạy mô phỏng. Bước 1 : Kiểm tra
Bước 2 :
Tiến hành cắt. nhấn chuột phải vào analysis chọn Craete Maxwell design.
máy tính tiến hành cắt động cơ ra làm 4 phần hoặc 2 phần tùy vào thông số của động cơ. Thông số càng đẹp chia làm 4 phần .
Hình ảnh sau khi tiến hành cắt :
Hình 4.22. Mặt cắt của động cơ
Cài đặt kích thích ( Excitation ):
- Chọn các thanh Bar > ấn chuột phải > Assign Excitation > EndConnection > Điền các thông số > OK
Hình 4.23. Cài đặt kích thích
Hình 4.24. Kích thích
- Chọn các cuộn dây dòng điện đi vào của pha A
Hình 4.25. Thông số cuộn dây pha A
Nhấn chuột phải vào PhaseA > Add Coils > Chọn các cuộn dây ở trên.
Hình 4.26. Cuộn dây pha A
5. Chạy mô phỏng 3d
5.1. Kiểm tra tất cả trước khi chạy.
Bước 1: Kiểm tra các thông số của động cơ. Ta nhấn chuột phải vào
chọn “validation Check «. Nếu xuất hiện thông báo hình dưới đây thì các thông số đã thành công. Nếu không ta phải kiểm tra lại .
Hình 4.28. Kiểm tra thông số động cơ
5.2. Kiểm tra xong nếu không có lỗi ta cắt mô hình của động cơ ra để chạy mô phỏng. Bước 1 : Kiểm tra
Bước 2 :
Tiến hành cắt. nhấn chuột phải vào analysis chọn Craete Maxwell
design.
Hình 4.30, Chọn mô phỏng 3D
Bước 3. Kiểm tra mô phỏng .
Nếu như thông báo thành công như hình dưới đây thì ta tiến hành cắt.
5.2 Một số hình ảnh mô phỏng Mô hình động cơ
Hình 4.32. Động cơ
Rotor
Hình 4.33. Rotor
Stator
Chương V. BÁO CÁO VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 1. Chỉnh thời gian chạy mô phỏng.
Bước 1: Nhấn vào dấu “+” trước thư mục Maxwell2DDesign 2 (transient. XY). Sau đó nhấn vào dấu (+) trước thư mục analysis
Bước 2: Nhấn vào mục setup sẽ xuất hiện 2 bảng sau:
Hình 5.1. Cài đặt thời gian, bước nhảy
Bước 3: Nhập thông số vào bảng sau đó nhấn OK.
Bước 4: Chạy mô phỏng. ta nhấn Click Analyze All . Chạy mô phỏng trong thời gian 15-60 phút tùy vào cấu hình máy tính của bạn .
Sau khi chạy xong;
Bước 1: Trong thư mục Maxwell2DDesign 2 (transient. XY). Nhấn chuột phải vào thư mục Results chọn Create transient Report ⤐ Rectangula plot. Xuất hiện bảng sau:
Hình 5.2. Chọn đồ thị kết quả
Bước 2: Ta chọn Windings sau đó chon tất cả các dòng có trong thư mục và nhấn vào New Report ( chú ý chọn lần lượt thứ tự ba pha)
2. Đặc tính
Hình 5.3 Đặc tính điện áp đầu vào
Giá trị điện áp các pha không đổi theo thời gian Giá trị điện áp biên độ đo được là 220V
Hình 5.4 Đặc tính dòng điện
Khi khởi động dòng điện tăng lên ≈50A và giảm dần theo thời gian. Dòng điện ổn định sau 200ms và bằng 5,16A
Hình 5.5 Đặc tính điện áp cảm ứng (đo trên cuộn dây lúc làm việc)
Hình 5.6 Đặc tính tổn hao lúc khởi động
3. Từ trường trong máy điện
Bước 1: Bôi đen phần cắt >> nhấn chuột phải chọn fields >> B >> B_vector. Xuất hiện bảng như sau:
Hình 5.8. Chọn Vector
Bước 2: Chọn Done
Bước 3: Trong thư mục Maxwell2DDesign 2 (transient. XY) chọn thư mục
Field Overlays
Bước 4: Chọn B >> nhấn chuột phải vào mục chọn
Hình 5.9. Từ trường tại 0,01s
Hình 5.11. Từ trường tại 0,02s
Hình 5.13. Từ trường tại 0,03s
4. Đánh giá kết quá
4.1. Dòng điện
Từ kết quả mô phỏng ta được dòng điện đỉnh ổn định là 7,3A Từ đó ta được dòng điện hiệu dụng bằng :
2 3 , 7
≈ 5,16 A Dòng điện hiệu dụng trên mác độ
ng cơ là 5A Sai số : 5 5 16 , 5 = 0,032 = 3,2%
Vậy kết quả mô phỏng dòng điện tương đối chính xác. 4.2. Tốc độ động cơ
Từ kết quả mô phỏng ta được tốc độ ổn định là 1460 v/p Tốc độ ổn định trên mác động cơ là 1425v/p
Sai số :
1425 1425 1460
KẾT LUẬN CHUNG
Qua mô phỏng với đối tượng thử nghiệm là động cơ không đồng bộ 2,2kW của nhà máy chế tạo điện cơ Hà Nội, nhóm nghiên cứu có một số kết luận như sau:
Kết quả mô phỏng dòng điện định mức là 5,16A/5A với sai số 3,2%, như vậy kết quả tương đối chính xác.
Kết quả mô phỏng tốc độ định mức là 1460/1425 vg/ph với sai số 2,5% như vậy kết quả tương đối chính xác.
Với kết quả so sánh tốc độ và dòng định mức, nhóm nghiên cứu có thể bước đầu khẳng định việc sử dụng phần mềm ANSYS/Maxwell để mô phỏng động cơ không đồng bộ là khả quan.
Phần mềm Anssys/Maxwell là phần mềm được sử dụng rất phổ biến trên thế giới trong mô phỏng máy điện. Nó có ứng dụng các phương pháp tính toán hiện đại để giải quyết các bài toán trường điện từ của máy điện nói chung và động cơ không đồng bộ nói riêng. Vì vậy, kết quả đạt được, nhóm nghiên cứu mong muốn việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm ANSYS/Maxwell sẽ phổ biến hơn tại trường đại học Công nghiệp Hà Nội nói riêng, các trường đại học và cơ sở nghiên cứu sản xuất máy điện nói chung ở Việt Nam.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Minh Thành – Giáo trình Động cơ điện.
[2] Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh ; (2006) – Thiết kế máy điện – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[3] ANSYS Maxwell training manual 2013.
[4] https://www.ANSYS.com/products/electronics/ANSYS- rmxprt?fbclid=IwAR21YPQNF3ktykAxpegcBq8_HUx52RzhAQ7At2ufkROj8jx2tP_A ETZpYdI [5] https://www.youtube.com/watch?v=6w78asoD5aE&fbclid=IwAR0- YxYc9o7NXZ3NU3JBUMu-MCV3R2sOEnPW2TW1TbGFZZz1xLgwcM_cAhM [6]https://www.youtube.com/watch?v=Caj6t5H1Jc4&fbclid=IwAR1G0FH1di2cam1HO AAiIcLJuBM92dt9CqQwoO09DXawfjMCUK-Rj-mKA0Q