M ĐUỞ Ầ
Tính c p thi t c a đ tàiấ ế ủ ề
Ngày nay,quá trình công nghi p hóa đang phát tri n r tệ ể ấ
nhanh d n đn nguy c thi u h t các ngu n nhiên li u hóaẫ ế ơ ế ụ ồ ệ
th ch nh than đá, d u m , khí đt.Không nh ng th , vi c sạ ư ầ ỏ ố ữ ế ệ ử
d ng nhiên li u hóa th ch là m t trong các nguyên nhân chínhụ ệ ạ ộ
gây ra bi n đi khí h u và nó có nh h ng nghiêm tr ng t iế ổ ậ ả ưở ọ ớ
s c kh e con ng i.Đi u này đã và đang tr thành m i đe d aứ ỏ ườ ề ở ố ọ
hi n h u đi v i t t c các qu c gia trên th gi i. Do v y,ệ ữ ố ớ ấ ả ố ế ớ ậ
vi c nghiên c u, s d ng các ngu n năng l ng m i, tái t oệ ứ ử ụ ồ ượ ớ ạ
nh : năng l ng gió, năng l ng m t tr i hay năng l ngư ượ ượ ặ ờ ượ
sóng bi n là đi u t t y u và phù h p v i nhu c u phát tri nể ề ấ ế ợ ớ ầ ể
b n v ng c a nhân lo i. N c ta là n c có b bi n r t dài,ề ữ ủ ạ ướ ướ ờ ể ấ
kho ng h n 3.200 km, và nhi u h i đo, quanh đo là bi n.ả ơ ề ả ả ả ể
Vì v y năng l ng c a sóng bi n ven b bi n n c ta r tậ ượ ủ ể ở ờ ể ướ ấ
l n. Khai thác năng l ng sóng có th b xung m t ph nớ ượ ể ổ ộ ầ
đáng k vào ngu n năng l ng đang thi u h t c a n c ta vàể ồ ượ ế ụ ủ ướ
phù h p xu h ng s d ng năng l ng s ch, tái t o trên thợ ướ ử ụ ượ ạ ạ ế
gi i, đáp ng nhu c u phát tri n b n v ng.ớ ứ ầ ể ề ữ
Ý nghĩa khoa h c và th c ti nọ ự ễ
Vi c nghiên c u phát tri n máy phát đi n t nh ti n 5kWệ ứ ể ệ ị ế
góp ph n xây d ng,phát tri n nguyên lý, c u t o cho các lo iầ ự ể ấ ạ ạ
máy phát t nh ti n s d ng cho nhi u m c đích khác nhau.ị ế ử ụ ề ụ
Vi c tính toán, thi t k thành công máy phát đi n dùng choệ ế ế ệ
thi t b chuy n đi năng l ng sóng góp ph n phát tri n, khaiế ị ể ổ ượ ầ ể
1
thác, s d ng ngu n năng l ng sóng ph c v cho các nhuử ụ ồ ượ ụ ụ
c u ho t đng kinh t xã h i trên bi n và h i đo.ầ ạ ộ ế ộ ể ả ả
Đi tr ng và ph ng pháp nghiên c uố ượ ươ ứ
D a trên nguyên lý c a thi t b máy phát đi n chuy nự ủ ế ị ệ ể
đng th ng nh c a Boström và M.Ericksson [9,15], côngộ ẳ ư ủ
trình đã xây d ng m t mô hình c c u máy phát đi n chuy nự ộ ơ ấ ệ ể
đng th ng phù h p v i đi u ki n sóng Vi t Nam, sau đó môộ ẳ ợ ớ ề ệ ệ
hình hóa thi t b d i d ng đn gi n và l p ch ng trình tínhế ị ướ ạ ơ ả ậ ươ
toán, mô ph ng s cho ho t đng c a thi t b đ tìm ra cácỏ ố ạ ộ ủ ế ị ể
thông s c u t o t i u. Ph m vi nghiên c u c a đ án m iố ấ ạ ố ư ạ ứ ủ ồ ớ
ch d ng l i vi c xây d ng mô hình, mô ph ng tính toánỉ ừ ạ ở ệ ự ỏ
kh o sát các đáp ng đu ra c a máy phát đi n t nh ti n theoả ứ ầ ủ ệ ị ế
các thông s c u t o khi bi t tr c chuy n đng t ng điố ấ ạ ế ướ ể ộ ươ ố
c a cu n dây và nam châm c a máy phát mà ch a nghiên c uủ ộ ủ ư ứ
cho toàn b h th ng chuy n đi năng l ng sóng (bao g mộ ệ ố ể ổ ượ ồ
c phao n i).ả ổ
N i dung nghiên c uộ ứ
Ch ng 1.T ng quan v các lo i thi t b chuy n điươ ổ ề ạ ế ị ể ổ
năng l ng sóng.ượ
Ch ng 2. Mô hình máy phát t nh ti n dùng cho thi t bươ ị ế ế ị
chuy n đi năng l ng sóng.ể ổ ượ
Ch ng 3.Tính toán mô ph ng và xác đnh thông s c uươ ỏ ị ố ấ
t o máy phát đi n t nh ti n 5kW.ạ ệ ị ế
Ch ng 4. Thi t k các chi ti t lõi máy phát đi n.ươ ế ế ế ệ
2
CH NG 1: T NG QUAN V CÁC THI T B CHUY NƯƠ Ổ Ề Ế Ị Ể
ĐI NĂNG L NG SÓNGỔ ƯỢ
1.1.Năng l ng sóngượ
Sóng bi n là các sóng b m t xu t hi n t i t ng trênể ề ặ ấ ệ ạ ầ
cùng c a bi n hay đi d ng. Chúng th ng đc t o ra doủ ể ạ ươ ườ ượ ạ
tác d ng c a gió, nh ng đôi khi cũng do các ho t đng đaụ ủ ư ạ ộ ị
ch n, và có th lan truy n hàng nghìn kilômét. Năng l ngấ ể ề ượ
sóng là năng l ng tái t o t o đc l u tr trong chuy nượ ạ ạ ượ ư ữ ể
đng c a sóng d ng đng năng và th năng.ộ ủ ở ạ ộ ế
1.2.Chuy n đi năng l ng sóngể ổ ượ
Đ chuy n đi năng l ng sóng bi n, ta ph i chuy nể ể ổ ượ ể ả ể
đi thành d ng th năng, đng năng hi u d ng r i m iổ ạ ế ộ ệ ụ ồ ớ
chuy n thành các d ng năng l ng khác theo mong mu n.ể ạ ượ ố
1.3.Nh ng lo i thi t b chuy n đi năng l ng sóngữ ạ ế ị ể ổ ượ
Có các d ng thi t b chuy n đi năng l ng sóng nhạ ế ị ể ổ ượ ư
g n b , ven b , hay ngoài kh i, m i lo i có u nh c đi mầ ờ ờ ơ ỗ ạ ư ượ ể
riêng.
1.3.1.Các h th ng thi t b ven bệ ố ế ị ờ
Các thi t b này th ng là nh ng công trình bi n, xâyế ị ườ ữ ể
c đnh, t n kém và d b h h i do tác đng kh c nghi t c aố ị ố ễ ị ư ạ ộ ắ ệ ủ
môi tr ng bi n. Các thi t b này chuy n đi năng l ng tườ ể ế ị ể ổ ượ ừ
các sóng đt quãng, không liên t c.ứ ụ
1.3.2.Các h th ng thi t b g n bệ ố ế ị ầ ờ
3
Các h th ng thi t b g n b th ng có m t b ph nệ ố ế ị ầ ờ ườ ộ ộ ậ
c đnh v i đáy bi n và m t b ph n nh n dao đng t sóng,ố ị ớ ể ộ ộ ậ ậ ộ ừ
chuy n đng t ng đi gi a 2 b ph n này s đc chuy nể ộ ươ ố ữ ộ ậ ẽ ượ ể
đi thành c năng sau đó thành đi n năng. ổ ơ ệ
1.3.3.Các h th ng thi t b ngoài kh iệ ố ế ị ơ
Các thi t b thu c nhóm này th ng có m c đích khaiế ị ộ ườ ụ
thác ngu n năng l ng l n t các sóng l n các vùng n cồ ượ ớ ừ ớ ở ướ
sâu.
1.4.Thi t b chuy n đi năng l ng sóng dùng máy phát t nh ế ị ể ổ ượ ị
ti nế
Hi n nay đã có nhi u thi t b đ đ xu t đ thu năngệ ề ế ị ể ề ấ ể
l ng sóng bi n, tuy nhiên chúng th ng có b ph n c h cượ ể ườ ộ ậ ơ ọ
trung gian. Thi t b năng l ng sóng t nh ti n có nhi u uế ị ượ ị ế ề ư
đi m h n các thi t b khác.ể ơ ế ị
1.4.1.Nguyên lý chung c a thi t b chuy n đi năng l ng ủ ế ị ể ổ ượ
sóng dùng máy phát t nh ti nị ế
Năng l ng sóng bi n qua 1 b ph n trung gian r i t oượ ể ộ ậ ồ ạ
ra đi n, qua b phân chuy n đi đ t o ra dòng đi n n đnhệ ộ ể ổ ể ạ ệ ổ ị
đ s d ng.ể ử ụ
1.4.2.L a ch n nguyên lý, c u t o thi t b chuy n đi năng ự ọ ấ ạ ế ị ể ổ
l ng sóng đ nghiên c u, phát tri n.ượ ể ứ ể
Cu n dây chuy n đng t nh ti n trong khung nam châmộ ể ộ ị ế
đ t o ra đi n.ể ạ ệ
4
CH NG 2.MÔ HÌNH MÁY PHÁT T NH TI N DÙNGƯƠ Ị Ế
CHO THI T B CHUY N ĐI NĂNG L NG SÓNGẾ Ị Ể Ổ ƯỢ
2.1.Nguyên lý c a máy phát đi n t nh ti nủ ệ ị ế
Máy phát đi n t nh ti n v c b n gi ng nh m t đngệ ị ế ề ơ ả ố ư ộ ộ
c t nh ti n và đc s d ng nh m t máy phát đi n. Đi uơ ị ế ượ ử ụ ư ộ ệ ề
này s giúp lo i b nh ng c c u trung gian ph c t p c aẽ ạ ỏ ữ ơ ấ ứ ạ ủ
chuy n đi chuy n đng t nh ti n thành chuy n đng quayể ổ ể ộ ị ế ể ộ
khi s d ng máy phát đi n quay.ử ụ ệ
2.2.C u t o c a máy phát t nh ti n không dùng lõi thépấ ạ ủ ị ế
Máy phát đi n t nh ti n đây là máy phát nam châmệ ị ế ở
vĩnh c u không dùng lõi s t trong các cu n ng.C u t o c aử ắ ộ ứ ấ ạ ủ
máy phát t nh ti n cũng 2 ph n t m g i “stato” và “roto” đcị ế ầ ạ ọ ượ
đt trong m t ng tr dài.ặ ộ ố ụ
2.3. Các ph ng trình c b n mô t ho t đng c a máy phátươ ơ ả ả ạ ộ ủ
Theo mô hình c c u c a máy phát và nguyên lý ho tơ ấ ủ ạ
đng c a c a máy phát thì công su t c a máy phát ph thu cộ ủ ủ ấ ủ ụ ộ
vào các thông s hình h c và v t lý. H các ph ng trình môố ọ ậ ệ ươ
t ho t đng c a máy đã đc thu nh n.ả ạ ộ ủ ượ ậ
CH NG 3. TÍNH TOÁN MÔ PH NG VÀ XÁC ĐNHƯƠ Ỏ Ị
THÔNG S MÁY PHÁT ĐI N T NH TI N 5KWỐ Ệ Ị Ế
3.1. Tính phân b t tr ng trong không gian chuy n đng ố ừ ườ ể ộ
c a cu n dây[1]ủ ộ
Theo k t qu phân b t tr ng ta nh n th y, khi choế ả ố ừ ườ ậ ấ
thêm lót s t non làm kín m ch t thì t tr ng s phân b dàyắ ạ ừ ừ ườ ẽ ố
5