Damh
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Damh as PDF for free.
More details
- Words: 1,826
- Pages: 21
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Nhận xét của thầy hướng dẫn: __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ Trang 1
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN I GIỚI THIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT I-GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC II-CƠ SỞ LÍ THUYẾT PHẦN II XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI VÀ MÔ PHỎNG I-SƠ ĐỒ KHỐI II-KẾT QUẢ MÔ PHỎNG:
Trang 2
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Kĩ thuật điện 2 (Máy điện quay)_tác giả :Nguyễn Hữu Phúc NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh 2- Génératrice à fréquence fixe et vitsse variable 3- Matlab & Simulink (Dành cho Kĩ sư điều khiển tự động) Tác giả Nguyễn Phùng Quang NXB Khoa học và Kĩ thuật 4- Mat lab và ứng dụng trong điều khiển_tác giả Nguyễn Đức Thành NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
Trang 3
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Lời noùi ñaàu Nguoàn
naêng löôïng coù theå thay theá ñöôïc ñang trôû thaønh söï quan taâm caàn thieát cho söï baûo toàn moâi tröôøng.Naêng löïông tuabin gioù laø nguoàn naêng löôïng coù theå phuïc hoài , ñang laø söï thu huùt vì söï taùc ñoäng leân moâi tröôøng raát nhoû vaø gioù laø nguoàn naêng löôïng voâ taän.Ñoà aùn moâ phoûng maùy phaùt ñieän gioù baèng matlab bao quanh vaán ñeà chuyeån ñoåi naêng löôïng gioù thaønh naêng löôïng ñieän. Vieät Nam vôùi bôø bieån daøi laïi coù nhieàu cao nguyeân vaø ñoàng baèng roäng lôùn,löu löôïng soâng phong phuù ,beân caïnh tieàm naêng veà thuûy ñieän ,chuùng ta chöa phaùt huy heát nhöõng nguoàn naêng êlöôïng saïch ,ñaëc bieät laø naêng löôïng töø gioù raát trieån voïng trong ngaønh naêng löôïng nöôùc nhaø. Trong ñoà aùn naøy ,chuùng em thöïc hieän moâ phoûng maùy phaùt ñieän gioù baèng matlab version 6.5 döïa treân thuaät toaùn cô baûn cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä ,tuy nhieân vì khaû naêng coù haïn neân ñeà taøi chöa thöïc hieän moät caùch troïn veïn vaø ñaày ñuû nhaát. Chuùng em xin chaân thaønh caûm ôn söï giuùp ñôõ cuûa thaày coâ ñang coâng taùc taïi khoa ñieänñieän töû ñaõ truyeàn ñaït nhöõng kieán thöùc boå ích cho chuùng em. Treân heát chuùng em xin chaân thaønh bieát ôn thaày Traàn Coâng Binh ,ñang coâng taùc taïi boä moân thieát bò ñieän,ø ngöôøi tröïc tieáp höôùng daãn chuùng em laøm ñoà aùn ,ñaõ taän tình quan taâm giuùp ñôõ chuùng em hoaøn thaønh ñeà taøi naøy. Sinh vieân: Hoaøng Trang 4
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Töù Haûi Bu
øi Vónh Haøo
Trang 5
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
PHẦN I : GIỚI THIỆU VÀ LÝ THUYẾT I- GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC 1- Nội dung của đề tài: Xây dựng mô hình mô phỏng máy phát điện gió trên matlab. 2-Nguyên lí của mô hình máy phát điện gió: Hoạt động giống như một máy phát điện đồng bộ,với thông số vào là vận tốc góc của gió và điện áp và tần số phía rotor,còn đầu ra là điện áp và tần số của stator. 3 - Yêu cầu của đề tài: Với vận tốc gió thay đổi,điều khiển điện áp và tần số điện phía rotor để điện áp và tần số điện ở stator là không đổi. 4 - Thời gian thực hiện: Ñoà aùn ñöôïc thöïc hieän trong 11 tuaàn
Trang 6
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
II – CƠ SỞ LÍ THUYẾT: 1- Phương trình toán học: =
1 d e d = p dt dt
Trong đó: - vận tốc góc của gió p - số cực e = t+ o - góc điện giữa rotor và stator as = L ss bs cs
ar
br =
cr
i as
.
i bs ics
+
Mrs
i ar Lrr . i br i cr
+
s - từ thông phía stator r - từ thông phía rotor L as Lss
= M ss M ss
L ar Lrr
= M rr M rr
M ss Las M ss
M rr Lar M rr
Trang 7
M ss M ss Las
M rr M rr Lar
i ar
.
br i cr i
i as M ' . i sr bs i cs
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
4 2 ) cos(e ) 3 3 2 4 cos(e ) cos(e ) cos(e ) 3 3 4 2 cos(e ) cos(e ) cos(e ) 3 3
cos(e )
M rs
=Mrs.
2 4 ) cos(e ) 3 3 4 2 cos(e ) cos(e ) cos(e ) 3 3 2 4 cos(e ) cos(e ) cos(e ) 3 3
cos(e )
M 'sr
cos(e
=Mrs.
cos(e
2-Giản đồ vectơ: bs
ibs ibr
ar
Vbs
e
iar
Vbr
Var as
br
Vcs ics
Vas
ias
Vcr Icr
3- Mối liên hệcsgiữa điện áp và từ thông: cr a) Mối liên hệ giữa điện áp Ur và từ thông r bên phía rotor: Trang 8
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
cos(r t )
U ar U =U . cos( t 2 ) o r br 3 U cr cos( t 4 ) r 3
với
Ur =
Uo = U. 2 , U -trị hiệu dụng điện áp rotor r -vận tốc góc rotor =2 fr fr - tần số điện áp bên rotor
d r dt
sin(r t ) U aro ar U 2 r U r dt = = o sin(r t ) + U br r 3 bro U cr cro sin( t 4 ) r 3
với Uaro,Ubro,Ucro là giá trị điện áp ban đầu của pha A,B,C stator:
b) Mối liên hệ giữa điện áp Us và từ thông s bên phía
Us = Dòng stator:
ds dt
Us Is = Z =IR + IL+ IC tai U U dU s IR = s , IL = s dt I Lo , IC = R
L
dt
i as
Is = i bs i cs
4- Sơ đồ máy: Trang 9
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Vbs Vcs
Iar
Ibr
Ibs Ics
Icr
Vận tốc góc điện phía stator: s r
PHẦN II: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI VÀ MÔ PHỎNG I-SƠ ĐỒ KHỐI 1-Sơ đồ khối mô phỏng máy phát điện gió:
Trang 10
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Omegio - vận tốc góc của gió f - tần số điện của rotor Ur - điện áp rotor Us - điện áp stator Is - dòng điện stator
Trang 11
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
2-Sơ đồ khối mô phỏng từ thông,điện áp và dòng stator:
Xir-từ thông rotor Xis-từ thông stator
Trang 12
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
3-Sơ đồ khối mô phỏng từ thông và dòng rotor:
Trang 13
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
4-Sơ đồ khối mô phỏng điện áp rotor:
5- Sơ đồ khối mô phỏng Lrr
Trang 14
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
6-Sơ đồ khối mô phỏng Lss
7-Sơ đồ khối mô phỏng M rs và M 'sr :
Trang 15
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
8-Thông số máy: Ur = 220 V f = 50 Hz omegio = 2 f = 62,8319 Las = 0,5 Lar = 0.5 Mss = 0,2 Mrr = 0.2 Mrs = 0,3 R = 100 L = 0,1 C = 10-5 II-KẾT QUẢ MÔ PHỎNG: 1-Mô phỏng thông số phía rotor a)Điện áp rotor
Trang 16
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
b)Từ thông rotor:
c) Dòng rotor
Trang 17
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
2-Mô phỏng thông số phía rotor Trị hiệu dụng áp stator : 62.43
Trị hiệu dụng dòng stator : 1.541
Trang 18
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Chu kì điện áp bên stator: 0.0167 ms Giá trị tần số stator đo được:
1 = 59,88 Hz 0.0167
3-Sự thay đổi điện áp stator theo omegio: a)Thay đổi thông số omegio tại thời điểm t = 0.25s bằng omegio/2:
Trang 19
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
b)Thay đổi thông số omegio tại thời điểm t = 0.25s bằng 0:
Trang 20
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Với omegio/2: Usrms = 56,92 T = 0,0181 fs = 55,25 Với 0: Usrms = 51,19 T = 0.02 fs = 50 Nhận xét : Từ những kết quả đo được ta thấy mối liên hệ giữa tần số stator fs với tần số rotor fr và tần số gió fgio có dạng :
fs=fr + fgio Vậy kết quả mô phỏng có thể chấp nhận được I
Trang 21
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Nhận xét của thầy hướng dẫn: __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ Trang 1
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN I GIỚI THIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT I-GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC II-CƠ SỞ LÍ THUYẾT PHẦN II XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI VÀ MÔ PHỎNG I-SƠ ĐỒ KHỐI II-KẾT QUẢ MÔ PHỎNG:
Trang 2
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Kĩ thuật điện 2 (Máy điện quay)_tác giả :Nguyễn Hữu Phúc NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh 2- Génératrice à fréquence fixe et vitsse variable 3- Matlab & Simulink (Dành cho Kĩ sư điều khiển tự động) Tác giả Nguyễn Phùng Quang NXB Khoa học và Kĩ thuật 4- Mat lab và ứng dụng trong điều khiển_tác giả Nguyễn Đức Thành NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
Trang 3
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Lời noùi ñaàu Nguoàn
naêng löôïng coù theå thay theá ñöôïc ñang trôû thaønh söï quan taâm caàn thieát cho söï baûo toàn moâi tröôøng.Naêng löïông tuabin gioù laø nguoàn naêng löôïng coù theå phuïc hoài , ñang laø söï thu huùt vì söï taùc ñoäng leân moâi tröôøng raát nhoû vaø gioù laø nguoàn naêng löôïng voâ taän.Ñoà aùn moâ phoûng maùy phaùt ñieän gioù baèng matlab bao quanh vaán ñeà chuyeån ñoåi naêng löôïng gioù thaønh naêng löôïng ñieän. Vieät Nam vôùi bôø bieån daøi laïi coù nhieàu cao nguyeân vaø ñoàng baèng roäng lôùn,löu löôïng soâng phong phuù ,beân caïnh tieàm naêng veà thuûy ñieän ,chuùng ta chöa phaùt huy heát nhöõng nguoàn naêng êlöôïng saïch ,ñaëc bieät laø naêng löôïng töø gioù raát trieån voïng trong ngaønh naêng löôïng nöôùc nhaø. Trong ñoà aùn naøy ,chuùng em thöïc hieän moâ phoûng maùy phaùt ñieän gioù baèng matlab version 6.5 döïa treân thuaät toaùn cô baûn cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä ,tuy nhieân vì khaû naêng coù haïn neân ñeà taøi chöa thöïc hieän moät caùch troïn veïn vaø ñaày ñuû nhaát. Chuùng em xin chaân thaønh caûm ôn söï giuùp ñôõ cuûa thaày coâ ñang coâng taùc taïi khoa ñieänñieän töû ñaõ truyeàn ñaït nhöõng kieán thöùc boå ích cho chuùng em. Treân heát chuùng em xin chaân thaønh bieát ôn thaày Traàn Coâng Binh ,ñang coâng taùc taïi boä moân thieát bò ñieän,ø ngöôøi tröïc tieáp höôùng daãn chuùng em laøm ñoà aùn ,ñaõ taän tình quan taâm giuùp ñôõ chuùng em hoaøn thaønh ñeà taøi naøy. Sinh vieân: Hoaøng Trang 4
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Töù Haûi Bu
øi Vónh Haøo
Trang 5
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
PHẦN I : GIỚI THIỆU VÀ LÝ THUYẾT I- GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC 1- Nội dung của đề tài: Xây dựng mô hình mô phỏng máy phát điện gió trên matlab. 2-Nguyên lí của mô hình máy phát điện gió: Hoạt động giống như một máy phát điện đồng bộ,với thông số vào là vận tốc góc của gió và điện áp và tần số phía rotor,còn đầu ra là điện áp và tần số của stator. 3 - Yêu cầu của đề tài: Với vận tốc gió thay đổi,điều khiển điện áp và tần số điện phía rotor để điện áp và tần số điện ở stator là không đổi. 4 - Thời gian thực hiện: Ñoà aùn ñöôïc thöïc hieän trong 11 tuaàn
Trang 6
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
II – CƠ SỞ LÍ THUYẾT: 1- Phương trình toán học: =
1 d e d = p dt dt
Trong đó: - vận tốc góc của gió p - số cực e = t+ o - góc điện giữa rotor và stator as = L ss bs cs
ar
br =
cr
i as
.
i bs ics
+
Mrs
i ar Lrr . i br i cr
+
s - từ thông phía stator r - từ thông phía rotor L as Lss
= M ss M ss
L ar Lrr
= M rr M rr
M ss Las M ss
M rr Lar M rr
Trang 7
M ss M ss Las
M rr M rr Lar
i ar
.
br i cr i
i as M ' . i sr bs i cs
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
4 2 ) cos(e ) 3 3 2 4 cos(e ) cos(e ) cos(e ) 3 3 4 2 cos(e ) cos(e ) cos(e ) 3 3
cos(e )
M rs
=Mrs.
2 4 ) cos(e ) 3 3 4 2 cos(e ) cos(e ) cos(e ) 3 3 2 4 cos(e ) cos(e ) cos(e ) 3 3
cos(e )
M 'sr
cos(e
=Mrs.
cos(e
2-Giản đồ vectơ: bs
ibs ibr
ar
Vbs
e
iar
Vbr
Var as
br
Vcs ics
Vas
ias
Vcr Icr
3- Mối liên hệcsgiữa điện áp và từ thông: cr a) Mối liên hệ giữa điện áp Ur và từ thông r bên phía rotor: Trang 8
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
cos(r t )
U ar U =U . cos( t 2 ) o r br 3 U cr cos( t 4 ) r 3
với
Ur =
Uo = U. 2 , U -trị hiệu dụng điện áp rotor r -vận tốc góc rotor =2 fr fr - tần số điện áp bên rotor
d r dt
sin(r t ) U aro ar U 2 r U r dt = = o sin(r t ) + U br r 3 bro U cr cro sin( t 4 ) r 3
với Uaro,Ubro,Ucro là giá trị điện áp ban đầu của pha A,B,C stator:
b) Mối liên hệ giữa điện áp Us và từ thông s bên phía
Us = Dòng stator:
ds dt
Us Is = Z =IR + IL+ IC tai U U dU s IR = s , IL = s dt I Lo , IC = R
L
dt
i as
Is = i bs i cs
4- Sơ đồ máy: Trang 9
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Vbs Vcs
Iar
Ibr
Ibs Ics
Icr
Vận tốc góc điện phía stator: s r
PHẦN II: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI VÀ MÔ PHỎNG I-SƠ ĐỒ KHỐI 1-Sơ đồ khối mô phỏng máy phát điện gió:
Trang 10
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Omegio - vận tốc góc của gió f - tần số điện của rotor Ur - điện áp rotor Us - điện áp stator Is - dòng điện stator
Trang 11
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
2-Sơ đồ khối mô phỏng từ thông,điện áp và dòng stator:
Xir-từ thông rotor Xis-từ thông stator
Trang 12
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
3-Sơ đồ khối mô phỏng từ thông và dòng rotor:
Trang 13
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
4-Sơ đồ khối mô phỏng điện áp rotor:
5- Sơ đồ khối mô phỏng Lrr
Trang 14
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
6-Sơ đồ khối mô phỏng Lss
7-Sơ đồ khối mô phỏng M rs và M 'sr :
Trang 15
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
8-Thông số máy: Ur = 220 V f = 50 Hz omegio = 2 f = 62,8319 Las = 0,5 Lar = 0.5 Mss = 0,2 Mrr = 0.2 Mrs = 0,3 R = 100 L = 0,1 C = 10-5 II-KẾT QUẢ MÔ PHỎNG: 1-Mô phỏng thông số phía rotor a)Điện áp rotor
Trang 16
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
b)Từ thông rotor:
c) Dòng rotor
Trang 17
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
2-Mô phỏng thông số phía rotor Trị hiệu dụng áp stator : 62.43
Trị hiệu dụng dòng stator : 1.541
Trang 18
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Chu kì điện áp bên stator: 0.0167 ms Giá trị tần số stator đo được:
1 = 59,88 Hz 0.0167
3-Sự thay đổi điện áp stator theo omegio: a)Thay đổi thông số omegio tại thời điểm t = 0.25s bằng omegio/2:
Trang 19
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
b)Thay đổi thông số omegio tại thời điểm t = 0.25s bằng 0:
Trang 20
ĐAMH 1
Đề tài: Mô phỏng máy phát điện gió
Với omegio/2: Usrms = 56,92 T = 0,0181 fs = 55,25 Với 0: Usrms = 51,19 T = 0.02 fs = 50 Nhận xét : Từ những kết quả đo được ta thấy mối liên hệ giữa tần số stator fs với tần số rotor fr và tần số gió fgio có dạng :
fs=fr + fgio Vậy kết quả mô phỏng có thể chấp nhận được I
Trang 21
