BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Nguyễn Đức Bắc

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ SERVO
KHƠNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTOR LỒNG SĨC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Hà Nội – 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Nguyễn Đức Bắc

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ SERVO
KHƠNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTOR LỒNG SĨC
Ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 9520201

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. NGUYỄN THẾ CÔNG
2. TS TRẦN TUẤN VŨ

Hà Nội – 2021

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các ấn phẩm
được công bố chung với các cán bộ hướng dẫn khoa học và các đồng nghiệp đã
được sự đồng ý của các tác giả trước khi đưa vào luận án. Các kết quả trình bày
trong luận án này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ cơng
trình nào khác.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2021

Người cam đoan

Nguyễn Đức Bắc

TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. Nguyễn Thế Công

TS. Trần Tuấn Vũ

i


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu đề tài, được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo
hướng dẫn, của các thầy cô trong Bộ môn Thiết bị điện- điện tử - Trường Đại học

Bách khoa Hà Nội, sự giúp đỡ tận tình của bạn bè, đồng nghiệp, luận án đến nay đã
hồn thành.
Để có luận án này, tác giả vô cùng biết ơn và bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến
hai thầy giáo hướng dẫn khoa học trực tiếp là TS. Nguyễn Thế Công và TS. Trần
Tuấn Vũ luôn dành nhiều công sức, tâm huyết, thời gian và tận tình hướng dẫn nghiên
cứu sinh trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Tác giả chân thành cảm ơn Bộ môn Thiết bị điện- điện tử, Viện Điện và Phòng
Đào tạo/ bộ phận Đào tạo sau đại học - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo mọi
điều kiện để nghiên cứu sinh có điều kiện thuận lợi nhất về thời gian và cơ sở vật chất
trong quá trình thực hiện luận án.
Tác giả cũng bày tỏ lời cảm ơn tới tồn thể thầy, cơ giáo Bộ môn Điện kỹ thuật –
Trường Đại học Xây dựng, nơi tác giả đang công tác đã tạo mọi điều kiện hỗ trợ để
tác giả thuận lợi về thời gian học tập và nghiên cứu luận án.
Tác giả cũng gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Lưu Đức Thạch – Trưởng Khoa Cơ khí
Xây dựng, đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian trong quá trình học tập và nghiên
cứu luận án.
Cuối cùng, tác giả dành lời cảm ơn tới bố mẹ, vợ, các con và gia đình đã ln động
viên về tinh thần trong những lúc khó khăn nhất để tác giả yên tâm nghiên cứu và
hoàn thành luận án.

Tác giả luận án

Nguyễn Đức Bắc

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................. 1
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................ ii

MỤC LỤC ............................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ............................................................... v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................. vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ....................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .............................................................. ix
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................... 4
1.1
Tổng quan về động cơ servo....................................................................... 4
Phân loại động cơ servo .................................................................. 4
Ứng dụng của động cơ servo ........................................................... 4
Các chế độ làm việc của động cơ .................................................... 5
Sự khác biệt giữa động cơ servo và động cơ thường ...................... 9
1.2

Các nghiên cứu về thiết kế tối ưu động cơ servo ..................................... 10

1.3

Kết luận chương 1 .................................................................................... 13

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ SERVO KHÔNG ĐỒNG BỘ 3
PHA .......................................................................................................................... 15
2.1

Thiết kế tối ưu đa mục tiêu động cơ servo ............................................... 15
Lý thuyết tối ưu ............................................................................. 15
Tối ưu đa mục tiêu......................................................................... 16
Ứng dụng tối ưu đa mục tiêu động cơ servo ................................. 25
2.1.3.1. Thông số kỹ thuật yêu cầu thiết kế ............................................. 27

2.1.3.2. Xây dựng bài toán thiết kế tối ưu động cơ servo khơng đồng bộ 3
pha ................................................................................................................ 27
2.1.3.3. Đặc tính động cơ tối ưu ............................................................... 31

2.2

Mô phỏng phần tử hữu hạn....................................................................... 34
Lý thuyết nghiêng rãnh rotor ......................................................... 34
Mô phỏng so sánh rãnh nghiêng rotor và rãnh thẳng .................... 35

2.3

Kết luận chương 2 .................................................................................... 39

CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG NHIỆT ĐỘNG CƠ SERVO ................................... 41
3.1

Phân tích nhiệt trong động cơ ................................................................... 41
iii


Đặt vấn đề ...................................................................................... 41
Nguyên lí cơ bản về truyền nhiệt và dẫn nhiệt trong động cơ ...... 42
3.1.2.1. Phát nóng và làm nguội trong vật thể đồng nhất ........................ 43
3.1.2.2. Độ chênh nhiệt độ theo chiều dày lớp cách điện ........................ 43
3.1.2.3. Tản nhiệt trên bề mặt .................................................................. 44
3.2

Mô hình phát nhiệt của động cơ ............................................................... 46
Đặt vấn đề ...................................................................................... 46

Mơ hình nhiệt của động cơ ............................................................ 46

3.3

Tính tốn độ tăng nhiệt ở chế độ nhiệt ổn định ........................................ 48

3.4

Mô phỏng nhiệt động cơ ........................................................................... 49
Kết quả mô phỏng nhiệt tại điểm làm việc liên tục ....................... 50
Kết quả mô phỏng nhiệt tại điểm làm việc ngắn hạn .................... 53

3.5

Kết luận chương 3 .................................................................................... 55

CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ............................. 57
4.1

Đặt vấn đề ................................................................................................. 57

4.2

Xây dựng mơ hình 3D động cơ mẫu thử .................................................. 57

4.3

Chế tạo động cơ mẫu thử .......................................................................... 60

4.4


Thử nghiệm động cơ................................................................................. 62

4.5

Kết quả thử nghiệm và so sánh với mô phỏng ......................................... 63
Kết quả đo mơmen, dịng điện tại một số điểm hoạt động ............ 63
Kết quả đo nhiệt động cơ............................................................... 72

4.6

Kết luận chương 4 .................................................................................... 77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 78
ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN .................................................... 79
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ............................................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................... 81
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ ........................... 89
PHỤ LỤC A ......................................................................................... 90
PHỤ LỤC B ....................................................................................... 100
PHỤ LỤC C ....................................................................................... 109
PHỤ LỤC D ......................................................................................... 99
PHỤ LỤC E ....................................................................................... 111

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

Ký hiệu


Mô tả

W

Khối lượng điện từ của động cơ

D

Đường kính trong stator

L

Chiều dài mạch từ

s

Tần số trượt

V

Điện áp dây

n

Tốc độ động cơ

f

Tần số dịng stator


Tm

Mơmen động cơ

Is

Dịng điện stator
Sóng hài sức điện động

Bm

Mật độ từ thơng

v

Vận tốc tiếp tuyến rotor

τ

Bước cực

ξ

Khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối của thanh rotor

pCu

Tổn hao đồng trên dây quấn stator

pAl


Tổn hao đồng trên thanh dẫn rotor

p

Tổn hao sắt trong stator và rotor do từ trễ và dịng điện xốy của từ
trường chính sinh ra trong lõi sắt

p

.

pstray

Tổn hao cơ do ma sát, quạt gió
Tổn hao phụ

v


C

Nhiệt dung riêng của vật thể

α

Hệ số tản nhiệt của bề mặt vật thể nóng

θ


Độ chênh nhiệt độ giữa bề mặt vật thể nóng với mơi trường xung quanh

θ0

Độ tăng nhiệt ban đầu

θ∞

Nhiệt bão hịa

T

Hằng số phát nóng

Q

Nhiệt lượng

Sc

Tiết diện của đường truyền dòng nhiệt

λc

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách điện

δc

Chiều dày lớp cách điện


R

Nhiệt trở

o

Hệ số tản nhiệt bề mặt trong mơi trường tĩnh

v

Tốc độ dịng khơng khí

k

Hệ số tính đến sự chuyển dịch dịng khơng khí

R

Nhiệt trở của bề mặt tản nhiệt

Rcd

Nhiệt trở cách điện

RFe

Nhiệt trở bề mặt lõi sắt

RCu


Nhiệt trở bề mặt phần đầu nối

θ

Độ tăng nhiệt độ của dây quấn

θ

Độ tăng nhiệt độ của lõi sắt stator

vi


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TT

Chữ viết tắt

Nghĩa Tiếng Anh

Nghĩa Tiếng Việt

1

SQP

Sequential Quadratic
Programming


Quy hoạch đa thức bậc 2

2

GA

Genetic Algorithms

Thuật toán di truyền

3

PSO

Particle Swarm Optimization

Phương pháp tối ưu bầy đàn

4

FEA

Finite Element Analysis

Phân tích phần tử hữu hạn

5

AC


Alternating Curent

Dịng điện xoay chiều

6

DC

Direct Curent

Dòng điện một chiều

7

EMF

Electromotive force

Sức điện động

8

IEC

International Electrotechnical
Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế
Commission

vii



DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Các đặc tính làm việc của động cơ ............................................................ 6
Bảng 2.1. Kết quả áp dụng thuật toán SQP .............................................................. 22
Bảng 2.2. Kết quả hàm mục tiêu f1(x) và f2(x) ......................................................... 24
Bảng 2.3. Kết quả một số thơng số chính của thiết kế tối ưu động cơ servo không
đồng bộ ..................................................................................................................... 31
Bảng 2.4. Lựa chọn phương thức làm mát và mật độ dòng điện [62] ...................... 32
Bảng 2.5. Giá trị mômen và độ nhấp nhô theo góc nghiêng rotor ........................... 36
Bảng 3.1. Nhiệt độ giới hạn tương ứng các cấp cách điện ....................................... 42
Bảng 3.2. Hệ số tản nhiệt bề mặt ở môi trường tĩnh ................................................ 45
Bảng 3.3. Nhiệt độ bão hòa một số bộ phận động cơ với trường hợp nắp hở .......... 52
Bảng 4.1. Thơng số kích thước của động cơ ............................................................ 58
Bảng 4.2. Kết quả một số thơng số chính của động cơ servo mẫu thử .................... 61
Bảng 4.3. Kết quả đo mơmen và dịng điện dây quấn stator khi điều chỉnh tần số tại
n = 500 rpm, U = 340V ............................................................................................ 64
Bảng 4.4. Kết quả đo mơmen và dịng điện dây quấn stator khi điều chỉnh tần số tại
n = 500 rpm, U = 360V ............................................................................................ 65
Bảng 4.5. Kết quả đo mơmen và dịng điện dây quấn stator khi điều chỉnh tần số tại
n = 700 rpm, U = 350V ............................................................................................ 66
Bảng 4.6. Kết quả đo mơmen và dịng điện dây quấn stator khi điều chỉnh tần số tại
n = 700 rpm, U = 380V ............................................................................................ 68
Bảng 4.7. Bảng so sánh kết quả đầu vào giữa thiết kế tối ưu và thử nghiệm........... 70
Bảng 4.8. Kết quả so sánh giữa mô phỏng nhiệt và thực nghiệm tại tốc độ n = 500
rpm, chế độ làm việc ngắn hạn ................................................................................. 73
Bảng 4.9. Kết quả so sánh giữa mô phỏng nhiệt và thực nghiệm tại tốc độ n = 700
rpm, chế độ làm việc liên tục.................................................................................... 75
Bảng 4.10. Kết quả so sánh giữa mô phỏng nhiệt và thực nghiệm tại tốc độ n = 1000
rpm ............................................................................................................................ 76


viii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Phân loại động cơ servo.............................................................................. 4
Hình 1.2. Một số ứng dụng động cơ servo ................................................................. 5
Hình 1.3. Đặc tính mơmen – tốc độ của động cơ servo ............................................. 9
Hình 2.1. Biểu đồ phân bổ tượng trưng tối ưu đa mục tiêu Pareto .......................... 16
Hình 2.2. Đồ thị tượng trưng sử dụng thuật toán ɛ -constraint [48] ......................... 19
Hình 2.3. Kết quả hội tụ sử dụng thuật tốn SQP các biến x1, x2 ............................ 22
Hình 2.4. Kết quả hội tụ sử dụng thuật toán SQP của hàm f1(x) và ràng buộc g1(x)23
Hình 2.5. Kết quả tính tốn tối ưu mơ phỏng Matlab .............................................. 24
Hình 2.6. Kết quả phân bổ Pareto hai hàm mục tiêu f1(x) và f2(x) .......................... 25
Hình 2.7. Lưu đồ thiết kế tối ưu đa mục tiêu động cơ servo không đồng bộ 3 pha . 26
Hình 2.8. Lưu đồ thuật tốn tối ưu hai mục tiêu SQP kết hợp ɛ-constraint ............. 28
Hình 2.9. Trình tự các bước thiết kế ......................................................................... 29
Hình 2.10. Đặc tính phân bố tối ưu Pareto theo hai hàm mục tiêu .......................... 30
Hình 2.11. Đặc tính mơmen theo tốc độ của động cơ tối ưu .................................... 32
Hình 2.12. Đặc tính cơng suất theo tốc độ ............................................................... 33
Hình 2.13. Đặc tính điện áp dây theo tốc độ ............................................................ 33
Hình 2.14. Đặc tính dịng điện stator theo tốc độ ..................................................... 34
Hình 2.15. Sức điện động cảm ứng trong thanh dẫn rotor [67]................................ 35
Hình 2.16. Kết quả mơ phỏng FEA mơmen và độ nhấp nhơ theo góc nghiêng....... 36
Hình 2.17. Kết quả mô phỏng mômen cực đại tại 500 rpm rotor rãnh nghiêng ...... 37
Hình 2.18. Kết quả mơ phỏng mơmen cực đại tại 500 rpm rotor rãnh thẳng .......... 37
Hình 2.19. Kết quả mô phỏng mômen cực đại tại 3500 rpm, rotor rãnh nghiêng ... 38
Hình 2.20. Kết quả mơ phỏng mômen cực đại tại 3500 rpm, rotor rãnh thẳng ....... 38
Hình 2.21. So sánh mơ phỏng FEA và thiết kế tối ưu ............................................. 39
Hình 3.1. Hướng truyền nhiệt trong động cơ [88] .................................................... 47
Hình 3.2. Mơ hình nhiệt động cơ.............................................................................. 48

Hình 3.3. Nhiệt độ động cơ theo thời gian, chế độ làm việc liên tục, làm mát tự nhiên
.................................................................................................................................. 50
Hình 3.4. Mặt cắt nhiệt dọc trục của động cơ, làm mát tự nhiên, chế độ liên tục .... 51
Hình 3.5. Mặt cắt nhiệt ngang trục của động cơ, làm mát tự nhiên, chế độ liên tục 51
Hình 3.6. Nhiệt độ động cơ theo thời gian, chế độ làm việc liên tục, làm mát tự nhiên
với thiết kế hở nắp .................................................................................................... 52
Hình 3.7. Mặt cắt nhiệt ngang trục của động cơ, làm mát tự nhiên, chế độ liên tục với
thiết kế hở nắp. ......................................................................................................... 52

ix


Hình 3.8. Nhiệt độ động cơ theo thời gian, chế độ làm việc ngắn hạn, làm mát tự
nhiên ......................................................................................................................... 53
Hình 3.9. Mặt cắt nhiệt dọc trục của động cơ, làm mát tự nhiên, chế độ ngắn hạn . 54
Hình 3.10. Mặt cắt nhiệt ngang trục của động cơ, làm mát tự nhiên, chế độ ngắn hạn
.................................................................................................................................. 54
Hình 3.11. Nhiệt độ động cơ theo thời gian, chế độ làm việc ngắn hạn, làm mát tự
nhiên khi thiết kế hở nắp .......................................................................................... 55
Hình 3.12. Mặt cắt nhiệt ngang trục của động cơ, làm mát tự nhiên, chế độ ngắn hạn
khi thiết kế nắp hở .................................................................................................... 55
Hình 4.1. Mơ phỏng 2D động cơ mẫu thử................................................................ 58
Hình 4.2. Mơ phỏng 3D stator động cơ mẫu thử...................................................... 59
Hình 4.3. Mơ phỏng 3D rotor động cơ mẫu thử ...................................................... 59
Hình 4.4. Mơ phỏng 3D động cơ thiết kế ................................................................. 59
Hình 4.5. Rotor rãnh nghiêng mẫu thử ..................................................................... 60
Hình 4.6. Hình ảnh động cơ khi chế tạo ................................................................... 60
Hình 4.7. Động cơ mẫu thử chế tạo .......................................................................... 61
Hình 4.8. Thử nghiệm mẫu thử động cơ trên hệ thống đo test-bench. ..................... 62
Hình 4.9. Sơ đồ khối mơ hình thử nghiệm động cơ ................................................. 63

Hình 4.10. Đặc tính mômen theo tần số tại n = 500 rpm, U = 340 V ...................... 64
Hình 4.11. Đặc tính mơmen theo tần số tại n = 500 rpm, U = 360V ....................... 65
Hình 4.12. Kết quả thử nghiệm các thơng số tại 500 rpm, U = 360 V, f = 32 Hz, chế
độ làm việc ngắn hạn ................................................................................................ 66
Hình 4.13. Đặc tính mơmen theo tần số tại n = 700 rpm, U = 350 V ...................... 67
Hình 4.14. Đặc tính mơmen theo tần số tại n = 700 rpm, U = 380 V ...................... 68
Hình 4.15. Kết quả thử nghiệm các thông số tại 700 rpm, U = 380 V, f = 46 Hz, chế
độ làm việc ngắn hạn ................................................................................................ 69
Hình 4.16. Kết quả thử nghiệm các thông số tại 700 rpm, U = 300 V, f = 38,6 Hz, chế
độ làm việc liên tục ................................................................................................... 69
Hình 4.17. Kết quả thử nghiệm các thông số tại 1000 rpm, U = 380 V, f = 54,4 Hz,
chế độ làm việc liên tục ............................................................................................ 70
Hình 4.18. Đặc tính mơmen – tốc độ tính toán và kết quả đo tại các điểm hoạt động
khác nhau .................................................................................................................. 71
Hình 4.19. Kết quả đo nhiệt độ động cơ tại 500 rpm, chế độ làm việc ngắn hạn .... 72
Hình 4.20. Kết quả mơ phỏng nhiệt độ mẫu thử tại 500 rpm, chế độ làm việc ngắn
hạn ............................................................................................................................ 73
Hình 4.21. Nhiệt độ dây quấn tại 500 rpm, chế độ làm việc ngắn hạn .................... 73

x


Hình 4.22. Kết quả đo nhiệt độ bão hịa của động cơ tại 700 rpm, chế độ làm việc
liên tục ...................................................................................................................... 74
Hình 4.23. Kết quả mơ phỏng nhiệt độ mẫu thử tại 1000 rpm, chế độ làm việc liên
tục ............................................................................................................................. 74
Hình 4.24. Nhiệt độ bão hịa dây quấn tại 700 rpm, chế độ làm việc liên tục ......... 75
Hình 4.25. Kết quả đo nhiệt độ bão hòa của động cơ tại 1000 rpm, chế độ làm việc
liên tục ...................................................................................................................... 75
Hình 4.26. Kết quả mô phỏng nhiệt độ mẫu thử tại 1000 rpm, chế độ làm việc liên

tục ............................................................................................................................. 76
Hình 4.27. Nhiệt độ bão hòa dây quấn và vỏ tại 1000 rpm, chế độ làm việc liên tục
.................................................................................................................................. 76

xi


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sự phát triển của nền sản xuất công nghiệp gắn liền với sự phát triển của các hệ
thống điều khiển. Xuất phát từ những yêu cầu mới khắt khe, các nhà máy sản xuất
thông minh, tự động với các thiết bị máy móc hiện đại như CNC, robot… đang dần
thay thế các loại máy móc lạc hậu và phương thức điều khiển, vận hành cũ. Xu hướng
này kéo theo nhu cầu sử dụng động cơ servo trong điều khiển truyền động [1]–[3]
đang ngày càng phát triển.
Cách mạng công nghiệp 4.0 được đánh dấu bởi sự xuất hiện và mở rộng khơng
ngừng của máy móc hiện đại, thiết bị sản xuất thông minh cùng với bước phát triển
đột phá của nền cơng nghiệp cơ khí và điện tử chính xác, các hoạt động sản xuất được
giao phần lớn cho robot thực hiện. Việc xuất hiện của động cơ servo đã góp phần thúc
đẩy sự phát triển, nghiên cứu ngành tự động hoá ở nước ta, nhằm tăng chất lượng sản
phẩm, mức độ an toàn, tiết kiệm chi phí nhân cơng và tăng năng suất sản phẩm. Tự
động hóa nói riêng cũng như cách mạng cơng nghiệp 4.0 nói chung là một xu thế
khơng thể đảo ngược.
Hệ thống servo được tích hợp động cơ với bộ điều khiển đặc biệt cần thiết trong
sản xuất hiện đại bởi chúng có khả năng điều khiển chính xác các thiết bị (như cánh
tay robot) ở tốc độ cao với cơ chế cho phép thực hiện 3 loại điều khiển [4],[5]: vị trí,
mơmen, tốc độ hoặc kết hợp các cơ chế điều khiển này.
Động cơ servo là bộ phận quan trọng trong hệ thống servo. Việc thiết kế động cơ
servo phải đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe trong các hệ thống này như mơmen
cao hơn, kích thước nhỏ hơn, thời gian đáp ứng nhanh [6]–[8]. Chính vì vậy, “Nghiên

cứu thiết kế tối ưu động cơ servo không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc” là cấp thiết
và có tính thời sự.
Động cơ servo địi hỏi nhiều tiêu chí và hoạt động trong một dải mômen - tốc độ
rộng [9],[10]. Đề tài nghiên cứu thiết kế tối ưu bằng cách tối ưu các thông số kết cấu,
điều khiển trong quá trình hoạt động. Cách tiếp cận này bao gồm kết hợp tối ưu thuật
tốn và mơ hình đa vật lý để đạt được thiết kế tối ưu. Kết quả tối ưu nhận được bằng
mô phỏng và kiểm nghiệm trên mơ hình thực nghiệm.

2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu, thiết kế tối ưu động cơ servo không đồng bộ 3 pha trên cơ sở tối ưu
các thông số kết cấu, điều khiển trong quá trình hoạt động của động cơ.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
1


Đối tượng nghiên cứu của luận án là động cơ servo khơng đồng bộ 3 pha rotor lồng
sóc.
Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu phương pháp thiết kế tối ưu đa mục tiêu động cơ servo không đồng
bộ 3 pha rotor lồng sóc.
- Nghiên cứu xây dựng mơ hình mẫu thử ảo.

4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp xây dựng mơ hình, mơ phỏng và thực nghiệm.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu phương pháp thiết kế tối ưu đa mục tiêu cho động cơ servo không

đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc. Kiểm nghiệm kết quả bằng phân tích phần tử hữu hạn
và mô phỏng. Chế tạo mẫu thử, thử nghiệm đánh giá kết quả thiết kế tối ưu.
Ý nghĩa thực tiễn
Ở Việt Nam, trong lĩnh vực sản xuất động cơ điện, chủ yếu sản xuất động cơ không
đồng bộ với tốc độ tối đa 3000 (v/ph). Động cơ servo chưa được nghiên cứu và sản
xuất hoàn chỉnh. Việc nghiên cứu phương pháp thiết kế tối ưu động cơ servo, trên cơ
sở mô phỏng và thực nghiệm, làm cơ sở cho nghiên cứu, thiết kế, chế tạo loại động
cơ này.

6. Dự kiến các kết quả đạt được
- Xây dựng thuật toán thiết kế tối ưu đa mục tiêu ngay từ bước mơ hình áp dụng
cho động cơ servo khơng đồng bộ 3 pha.
- Xây dựng thuật toán tối ưu hai hàm mục tiêu đối với động cơ servo không đồng
bộ 3 pha. Kết quả tối ưu được thể hiện trên phân bổ tối ưu đa mục tiêu Pareto.
- Xây dựng mơ hình mẫu thử ảo thơng qua mơ phỏng nhiệt - điện từ, thử nghiệm
mẫu thử động cơ servo khơng đồng bộ 3 pha.

7. Kết cấu của luận án
Tồn bộ luận án được chia thành phần mở đầu, 4 chương, kết luận và kiến nghị và
04 phụ lục, cụ thể các nội dung cơ bản như sau:
Mở đầu
Trình bày lý do để lựa chọn đề tài, mục đích, phạm vi, phương pháp nghiên cứu, ý
nghĩa khoa học và các đóng góp dự kiến của luận án.
2