Tính toán ứng suất, biến dạng của rotor động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp dưới tác dụng của lực điện từ

Bài báo tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của của lực điện từ tới ứng suất và biến dạng của động cơ. Từ đó tạo cơ sở cho việc tối ưu hóa động cơ khi tính đến các yếu tố ảnh hưởng từ biến dạng cơ học. Đồng thời đảm bảo động cơ thỏa mãn độ bền cơ khí khi hoạt động dưới các tải trọng khác nhau.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán ứng suất, biến dạng của rotor động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp dưới tác dụng của lực điện từ Công nghiệp rừngTÍNH TOÁN ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG CỦA ROTOR ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU KHỞI ĐỘNG TRỰC TIẾP DƯỚI TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐIỆN TỪ Đinh Hải Lĩnh1, Nguyễn Thị Lục2 1,2 Trường Đại học Lâm nghiệp TÓM TẮT Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu khởi động trực tiếp có kết cấu rotor được đục lỗ để có thể lắp được các thanh nam châm vào bên trong rotor, việc này tạo nên các vùng cầu nối giữa các cực rotor sẽ có đặc tính cơ học yếu. Sự biến dạng của rotor cũng có thể làm thay đổi khe hở không khí giữa rotor và stator. Khe hở không khí thay đổi sẽ ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính làm việc cũng như hiệu suất của động cơ. Do vậy trong bài báo tác giả phân tích tính toán cơ học, điện từ một cách đồng thời cho vùng cầu nối của rotor động cơ. Ứng dụng phần mềm Matlab để tính toán chính xác ứng suất và biến dạng của cầu rotor và kết quả tính toán là tham số quan trọng cho việc tính toán thiết kế rotor về mặt điện từ của động cơ để rotor động cơ vừa đảm bảo độ bền cơ học vừa đảm bảo hiệu năng làm việc của động cơ điện. Từ khóa: Biến dạng rotor, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, lực điện từ, ứng suất rotor.I. ĐẶT VẤN ĐỀ ưu hóa động cơ khi tính đến các yếu tố ảnh Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu khởi hưởng từ biến dạng cơ học. Đồng thời đảm bảođộng trực tiếp từ lưới điện (LSPMSM) là động động cơ thỏa mãn độ bền cơ khí khi hoạt độngcơ có các rãnh stator tương tự với dây quấn dưới các tải trọng khác nhau.động cơ không đồng bộ, rotor với lồng sóc II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUnhôm và nam châm vĩnh cửu gắn bên trong. Nghiên cứu này được thực hiện theo cáchĐộng cơ LSPMSM có thể khởi động trực tiếp sau:khi nối với lưới điện mà không cần đến bộ điều - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Sửkhiển, có mômen cao, làm việc với tốc độ đồng dụng các tài liệu của các nhóm nghiên cứubộ, hiệu suất cao. Do vậy động cơ được ứng trong và ngoài nước để tính thiết kế sơ bộ kíchdụng nhiều trong các tải như máy bơm, quạt thước động cơ. Trên cơ sở các kích thước cơgió, băng truyền. bản của động cơ tính toán, phân tích ứng suất Với cấu trúc của động cơ LSPMSM thì mọi và biến dạng của lõi thép stato.sự biến dạng của rotor đều có thể làm thay đổi - Phương pháp lập trình: Viết chương trìnhkích thước khe hở không khí giữa rotor và tính số trên phần mềm Matlab giải bài toán vếstator, làm ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính làm ứng suất và biến dạng. Kết quả tính toán sẽ choviệc cũng như hiệu suất của động cơ. Với kết biết kết cấu cơ học của động cơ đảm bảo đượccấu rotor cần đục lỗ để đưa các thanh nam độ bền cơ học trong quá trình hoạt động haychâm vào trong thì có xuất hiện vùng cầu nối không.giữa các cực. Vùng cầu nối có đặc tính cơ học III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬNyếu, có ảnh hưởng nhất định tới đặc tính làm 3.1. Giới thiệu chung về động cơ đồng bộviệc của động cơ, do vậy cần thiết phải phân nam châm vĩnh cửu (LSPMSM)tích cơ học, điện từ một cách đồng thời cho Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cóvùng này. cấu tạo gồm hai phần chính là stato và rotor: Bài báo tập trung vào việc đánh giá ảnh stato được ghép lại từ các lá thép kĩ thuật điện,hưởng của của lực điện từ tới ứng suất và biến được chế tạo theo dạng cực từ lồi, trên cực códạng của động cơ. Từ đó tạo cơ sở cho việc tối quấn dây. rotor được làm từ thép kỹ thuật điện TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP THÁNG 10/2017 117 Công nghiệp rừngcó xẻ rãnh để đặt lồng sóc nhôm và bên trong giống động cơ không đồng bộ với lồng sócrotor được xẻ rãnh để đặt nam châm vĩnh cửu. nhôm nhưng lại làm việc với tốc độ đồng bộĐộng cơ có quá trình khởi động hoàn toàn như động cơ đồng bộ. Hình 1. Hình ảnh mặt cắt ½ động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu3.2. Thông số động cơ LSPMSM toán và mô phỏng có các thông số như trong Động cơ LSPMSM được sử dụng để tính bảng 1. Bảng 1. Thông số động cơ LSPMSM Giá Đơn Đại lượng Giá trị Đơn vị Đại lượng ...