M ĐU
Tính c p thi t c a đ tài ế
Ngày nay,quá trình công nghi p hóa đang phát tri n r t
nhanh d n đn nguy c thi u h t các ngu n nhiên li u hóa ế ơ ế
th ch nh than đá, d u m , khí đt.Không nh ng th , vi c s ư ế
d ng nhiên li u hóa th ch là m t trong các nguyên nhân chính
gây ra bi n đi khí h u và nó có nh h ng nghiêm tr ng t iế ưở
s c kh e con ng i.Đi u này đã và đang tr thành m i đe d a ườ
hi n h u đi v i t t c các qu c gia trên th gi i. Do v y, ế
vi c nghiên c u, s d ng các ngu n năng l ng m i, tái t o ượ
nh : năng l ng gió, năng l ng m t tr i hay năng l ngư ượ ượ ượ
sóng bi n là đi u t t y u và phù h p v i nhu c u phát tri n ế
b n v ng c a nhân lo i. N c ta là n c có b bi n r t dài, ướ ướ
kho ng h n 3.200 km, và nhi u h i đo, quanh đo là bi n. ơ
Vì v y năng l ng c a sóng bi n ven b bi n n c ta r t ượ ướ
l n. Khai thác năng l ng sóng có th b xung m t ph n ượ
đáng k vào ngu n năng l ng đang thi u h t c a n c ta và ượ ế ướ
phù h p xu h ng s d ng năng l ng s ch, tái t o trên th ướ ượ ế
gi i, đáp ng nhu c u phát tri n b n v ng.
Ý nghĩa khoa h c và th c ti n
Vi c nghiên c u phát tri n máy phát đi n t nh ti n 5kW ế
góp ph n xây d ng,phát tri n nguyên lý, c u t o cho các lo i
máy phát t nh ti n s d ng cho nhi u m c đích khác nhau. ế
Vi c tính toán, thi t k thành công máy phát đi n dùng cho ế ế
thi t b chuy n đi năng l ng sóng góp ph n phát tri n, khaiế ượ
1
thác, s d ng ngu n năng l ng sóng ph c v cho các nhu ượ
c u ho t đng kinh t xã h i trên bi n và h i đo. ế
Đi tr ng và ph ng pháp nghiên c u ượ ươ
D a trên nguyên lý c a thi t b máy phát đi n chuy n ế
đng th ng nh c a Boström và M.Ericksson [9,15], công ư
trình đã xây d ng m t mô hình c c u máy phát đi n chuy n ơ
đng th ng phù h p v i đi u ki n sóng Vi t Nam, sau đó mô
hình hóa thi t b d i d ng đn gi n và l p ch ng trình tínhế ướ ơ ươ
toán, mô ph ng s cho ho t đng c a thi t b đ tìm ra các ế
thông s c u t o t i u. Ph m vi nghiên c u c a đ án m i ư
ch d ng l i vi c xây d ng mô hình, mô ph ng tính toán
kh o sát các đáp ng đu ra c a máy phát đi n t nh ti n theo ế
các thông s c u t o khi bi t tr c chuy n đng t ng đi ế ướ ươ
c a cu n dây và nam châm c a máy phát mà ch a nghiên c u ư
cho toàn b h th ng chuy n đi năng l ng sóng (bao g m ượ
c phao n i).
N i dung nghiên c u
Ch ng 1.T ng quan v các lo i thi t b chuy n điươ ế
năng l ng sóng.ượ
Ch ng 2. Mô hình máy phát t nh ti n dùng cho thi t bươ ế ế
chuy n đi năng l ng sóng. ượ
Ch ng 3.Tính toán mô ph ng và xác đnh thông s c uươ
t o máy phát đi n t nh ti n 5kW. ế
Ch ng 4. Thi t k các chi ti t lõi máy phát đi n.ươ ế ế ế
2
CH NG 1: T NG QUAN V CÁC THI T B CHUY NƯƠ
ĐI NĂNG L NG SÓNG ƯỢ
1.1.Năng l ng sóngượ
Sóng bi n là các sóng b m t xu t hi n t i t ng trên
cùng c a bi n hay đi d ng. Chúng th ng đc t o ra do ươ ườ ượ
tác d ng c a gió, nh ng đôi khi cũng do các ho t đng đa ư
ch n, và có th lan truy n hàng nghìn kilômét. Năng l ng ượ
sóng là năng l ng tái t o t o đc l u tr trong chuy nượ ượ ư
đng c a sóng d ng đng năng và th năng. ế
1.2.Chuy n đi năng l ng sóng ượ
Đ chuy n đi năng l ng sóng bi n, ta ph i chuy n ượ
đi thành d ng th năng, đng năng hi u d ng r i m i ế
chuy n thành các d ng năng l ng khác theo mong mu n. ượ
1.3.Nh ng lo i thi t b chuy n đi năng l ng sóng ế ượ
Có các d ng thi t b chuy n đi năng l ng sóng nh ế ượ ư
g n b , ven b , hay ngoài kh i, m i lo i có u nh c đi m ơ ư ượ
riêng.
1.3.1.Các h th ng thi t b ven b ế
Các thi t b này th ng là nh ng công trình bi n, xâyế ườ
c đnh, t n kém và d b h h i do tác đng kh c nghi t c a ư
môi tr ng bi n. Các thi t b này chuy n đi năng l ng tườ ế ượ
các sóng đt quãng, không liên t c.
1.3.2.Các h th ng thi t b g n b ế
3
Các h th ng thi t b g n b th ng có m t b ph n ế ư
c đnh v i đáy bi n và m t b ph n nh n dao đng t sóng,
chuy n đng t ng đi gi a 2 b ph n này s đc chuy n ươ ượ
đi thành c năng sau đó thành đi n năng. ơ
1.3.3.Các h th ng thi t b ngoài kh i ế ơ
Các thi t b thu c nhóm này th ng có m c đích khaiế ườ
thác ngu n năng l ng l n t các sóng l n các vùng n c ượ ướ
sâu.
1.4.Thi t b chuy n đi năng l ng sóng dùng máy phát t nh ế ượ
ti nế
Hi n nay đã có nhi u thi t b đ đ xu t đ thu năng ế
l ng sóng bi n, tuy nhiên chúng th ng có b ph n c h cượ ườ ơ
trung gian. Thi t b năng l ng sóng t nh ti n có nhi u uế ượ ế ư
đi m h n các thi t b khác. ơ ế
1.4.1.Nguyên lý chung c a thi t b chuy n đi năng l ng ế ượ
sóng dùng máy phát t nh ti n ế
Năng l ng sóng bi n qua 1 b ph n trung gian r i t oượ
ra đi n, qua b phân chuy n đi đ t o ra dòng đi n n đnh
đ s d ng.
1.4.2.L a ch n nguyên lý, c u t o thi t b chuy n đi năng ế
l ng sóng đ nghiên c u, phát tri n.ượ
Cu n dây chuy n đng t nh ti n trong khung nam châm ế
đ t o ra đi n.
4
CH NG 2.MÔ HÌNH MÁY PHÁT T NH TI N DÙNGƯƠ
CHO THI T B CHUY N ĐI NĂNG L NG SÓNG ƯỢ
2.1.Nguyên lý c a máy phát đi n t nh ti n ế
Máy phát đi n t nh ti n v c b n gi ng nh m t đng ế ơ ư
c t nh ti n và đc s d ng nh m t máy phát đi n. Đi uơ ế ượ ư
này s giúp lo i b nh ng c c u trung gian ph c t p c a ơ
chuy n đi chuy n đng t nh ti n thành chuy n đng quay ế
khi s d ng máy phát đi n quay.
2.2.C u t o c a máy phát t nh ti n không dùng lõi thép ế
Máy phát đi n t nh ti n đây là máy phát nam châm ế
vĩnh c u không dùng lõi s t trong các cu n ng.C u t o c a
máy phát t nh ti n cũng 2 ph n t m g i “stato” và “roto” đc ế ượ
đt trong m t ng tr dài.
2.3. Các ph ng trình c b n mô t ho t đng c a máy phátươ ơ
Theo mô hình c c u c a máy phát và nguyên lý ho tơ
đng c a c a máy phát thì công su t c a máy phát ph thu c
vào các thông s hình h c và v t lý. H các ph ng trình mô ươ
t ho t đng c a máy đã đc thu nh n. ượ
CH NG 3. TÍNH TOÁN MÔ PH NG VÀ XÁC ĐNHƯƠ
THÔNG S MÁY PHÁT ĐI N T NH TI N 5KW
3.1. Tính phân b t tr ng trong không gian chuy n đng ườ
c a cu n dây[1]
Theo k t qu phân b t tr ng ta nh n th y, khi choế ườ
thêm lót s t non làm kín m ch t thì t tr ng s phân b dày ườ
5