Luận án Nghiên cứu thiết kế tối ưu động cơ servo không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc

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 
KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTOR LỒNG SÓC 
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 
KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTOR LỒNG SÓC 
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
 i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công 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 công 
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 
 ii 
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 
hoàn 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 toàn thể thầy, cô 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 luôn 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 
 iii 
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 không 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 
 iv 
 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 
 Mô hình nhiệt của động cơ ............................................................ 46 
3.3 Tính toán 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 mô 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 mômen, dòng 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 CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ........................... 89 
PHỤ LỤC A ......................................................................................... 90 
PHỤ LỤC B ....................................................................................... 100 
PHỤ LỤC C ....................................................................................... 109 
PHỤ LỤC D ......................................................................................... 99 
PHỤ LỤC E ....................................................................................... 111 
 v 
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 dòng stator 
Tm Mômen động cơ 
Is Dòng điện stator 
 Sóng hài sức điện động 
Bm Mật độ từ thông 
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 dòng điện xoáy của từ 
trường chính sinh ra trong lõi sắt 
p. Tổn hao cơ do ma sát, quạt gió 
pstray Tổn hao phụ 
 vi 
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 môi trường xung quanh 
θ0 Độ tăng nhiệt ban đầu 
θ∞ Nhiệt bão hòa 
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 môi trường tĩnh 
v Tốc độ dòng không khí 
k Hệ số tính đến sự chuyển dịch dòng không 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 
 vii 
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 Dòng điện xoay chiều 
6 DC Direct Curent Dòng điện một chiều 
7 EMF Electromotive force Sức điện động 
8 IEC 
International Electrotechnical 
Commission 
Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế 
 viii 
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 thông số chính của thiết kế tối ... ip 
spr13=pi*Dr13/Sr; % Rotor slot pitch at Dr13 
Wtr13= spr13 - Wsr; %(mm)- Width of tooth at Dr13 
Atr= Wtr13*Li*Sr/P; %(mm^2)- Area of tooth at Dr13 
Brt= FI*1e6/Atr; %(T)- Flux density in tooth 
Brtmax= Brt*1.0; 
Ac= FI*1e6/2/Brc; %(mm^2)- Area of core 
dcr = Ac/Li; %(mm)- Depth of core 
Pfw= 0.01*KW*1e3; %(W)- Friction anh windage loss 1% 
Pstray=0.01*KW*1e3; 
PnL= Pit+Pic+Pfw; %(W)- No load loss 
Piron= Pit+Pic; %(W)- Iron Loss 
Rm=3*V^2/PnL; %(Ohm) - magnetizing resistance 
Iw= PnL/3/V; %(A)- Active/Wattful component of No-load Current(Iw) 
Wcur=Lb*Sr*Ab*2.7e-6; %(Kg)- Wt of rotor copper 
Wcue= Lme*2*Ae*2.7e-3; %(Kg)- Wt of rotor End-rings 
%(4) 
%----------Input Data 
Wss0=4; %Assuming Rt-slot opening 
Wsr0=2; 
%-----------Assumptions 
% ----Carters Coefft for Air Gap)---> 
Ratio = [ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ]; 
CC= [ 0 .18 .33 .45 .53 .6 .66 .71 .75 .79 .82 .86 .89]; 
%Semiclosed Slots 
CC1= [ 0 .14 .27 .37 .44 .5 .54 .58 .62 .65 .68 .69 .7]; 
 %Open Slots 
% plot(Ratio,CC,Ratio,CC1); 
% grid ; 
% xlabel('Slot Opening/Airgap-->'); 
 105 
% ylabel('Carter Coefft-->'); 
% title('Carter Coefft for slots'); 
% legend('Semiclosed', 'Open'); 
% semilogx(H, BB); 
% grid; 
% xlabel('AT/m-->'); 
% ylabel('Flux density(T)-->'); 
% title('Magnetization Curve for Lowhys Stamping Steel'); 
 atsc=interp1(BB, H,Bc, 'spline'); 
Dcav=D+2*Hs+Hc; % (mm)- St-core mean dia 
ATSC=pi*Dcav/P/3*atsc/1e3; %Ampturns for St-core 
Bt30=B13*1.36; %(T)- Flux density at 30cel from the centre of the pole 
atst=interp1(BB,H,Bt30, 'spline'); %AmpTurns for St-teeth 
ATST=atst*Hs/1000; 
ATS=ATSC+ATST; % Total AT for stator 
rat1=Wss0/Lg; 
k01=interp1(Ratio,CC,rat1,'spline'); %Cartr coeft corresponding 
kgs=SPitch/(SPitch-Wss0*k01); %Gap coefft for St-Slots 
rat2=Wsr0/Lg; 
k02=interp1(Ratio,CC,rat2,'spline'); 
spr0=pi*Dr/Sr; %(mm)- Rotor slotpitch near air gap 
kgr=spr0/(spr0-Wsr0*k02); % Gap coefft for Rt-slots 
kg=kgs*kgr; %Air gap coefft 
Lgd=Lg*kg; %Effective air gap 
rat3=bvd/Lg; 
kv=interp1(Ratio,CC1,rat3, 'spline'); %Carter coeft corresponding to 15.15 
if rat3 >=12 kv=0.7;end; 
Ld=L-kv*nvd*bvd; %Effective axial length 
Aag=pi*D/P*Ld; %Air gap area/Pole 
Bg=FI*1e6/Aag; %(T)-Flux density in the air gap 
B30d=1.36*Bg; %(T)-Gap flux density at 30 from the centre of the pole 
ATg=0.796*B30d*Lgd*1e3; %Air gap AT 
Btr30=Brt*1.2; %(T)- Fluc density in rotor tooth at 30 from centre to the pole 
atrt=interp1(BB,H,Btr30,'spline'); 
ATRT=atrt*Hsr/1e3; % AmpTurns for tooth 
atrc=interp1(BB,H,Brc, 'spline'); 
Dcrav=Dr-2*Hsr-dcr; %(mm)- Rt-Core mean dia 
ATRC=pi*Dcrav*atrc/1e3/P/3; %AmpTurns for Rt-core 
ATR=ATRC+ATRT; % Total AT for Rotor 
ATT=ATS+ATR+ATg; % Total AT for the motor 
Im=P/2*ATT/(1.17*Kw*Tph); %(A)- Magnetizing current 
 106 
I0=sqrt(Iw^2+Im^2); %(A)- No load Phase current 
pf0=Iw/I0; % No load power factor 
I0byI=I0/Iph; 
%(5) 
h2=1.6;h2r=0; 
h3r=0;h4r=0.5;ks=1; 
%Assumptions 
h1= Zsh*(Hstrip+insS); 
h3=Hw; 
h4=HL; 
bs=Ws; 
b0=Wss0; 
Lmdss=h1/3/bs +h2/bs +2*h3/(bs+b0) +h4/b0; %Specific Permeance of Stator slot 
h1r=Wb; 
br=Wsr; 
br0=Wsr0; 
Lmdsr=h1r/3/br +h2r/br +2*h3r/(br+br0) +h4r/br0; %Specific Permeance of Rotor slot 
Lmddsr=Kw^2*S/Sr*Lmdsr; 
ssp=Lmdss+Lmddsr; %Specific Slot Permeance 
gd=S/P/3; 
% p=P/2; 
Xs= 15.8*f*L*ssp*Tph^2/(p*gd)*1e-9; %(Ohm)- Stator Slot Reactance 
LIs = Xs/2/pi/f; % (H) - Stator leakage inductance 
L0Lmd0=ks*PP^2/pi/SPitch/1000; 
X0=15.8*f*L0Lmd0*Tph^2/(p*gd)*1e-6; %(Ohm)- Over hang reactance 
gs=S/P; %St.Slots/Pole 
gr=Sr/P; %Rt.Slots/Pole 
Xm=Vph/Im; % (Ohm) - Magnetizing reactance 
Lm = Xm/2/pi/f; % (H) - Magnetizing inductance 
Xz=5/6*Xm*(1/gs^2+1/gr^2); %(Ohm)- Zig-Zag Reactance 
LIr = Xz/2/pi/f; % (H) - Stator leakage inductance 
X=Xs+X0+Xz; %(Ohm)- Total Reactance/ph 
R=Rph+Rr; %(Ohm)- total Resistance 
Z=sqrt(R^2+X^2); %(Ohm)- Impedance/ph 
Isc=Vph/Z; %(A)- Short circuit current 
pfsc=R/Z; %Short circuit PF 
RAT=Isc/Iph; 
Rs = Rph; 
 107 
%(6)'); 
Pt=Piron+Pcus+Pcur+Pfw+Pstray; %(W)- Total losses 
Pin = KW*1e3 + Pt; %(W)- Power Input 
pf1=Pin/3/V/Iph; 
EFF= KW/(KW+Pt/1000)*100; % Efficiency 
Rinp=KW*1000+Pfw+Pcur; %(W)- Rotor input 
SFL=Pcur/Rinp*100; % Slip at Full Load 
N2=Ns-Ns*SFL/100; %(rpm)Rated Speed Parameter 
M=30/pi*KW*1e3/N2; %(N.m)Rated Torque Parameter 
Tst= (Isc/Ir)^2*SFL/100; %Starting Tq 
Pmax= 3*Vph*(Isc-10)/2/(1+pfsc)*1e-3; 
Acool1=(pi*D*(L*2.5)+2*pi*(D+50)*0.04)/1e6; %(m^2)-Inner cooling area 
Acool2=Acool1*(1+0.1*v); 
Acool3=pi*D0*L/1e6; % (m^2)-Outer cooling area 
AcoolT=Acool2+Acool3; %(m^2)-Total cooling area 
Pst=Pcus+Pit+Pic; %(W)- Total Stator Loss 
Tr=0.03*Pst/AcoolT; %(Celsius)- Temp rise 
Ars=Wsr*Hsr*Sr; %(mm^2)- Area of Rotor slots 
% Dri=Dcrav-dcr %(mm)-Rotor inner dia 
Dri=dd; %(mm)-Rotor inner dia 
Wri=(pi*(Dr^2-Dri^2)/4-Ars)*L*7.85e-6; %(Kg)- Weight of Rotor- 
Wtot=1.01*(Wcus+Wt+Wc+Wri+Wcur+Wcue); %(Kg)- Total wt 
% KgPKw=Wtot/KW; 
%----------------End Program------------> 
% x=[Wtot;Wcus;Wt;Wc;Wri;Wcur;Wcue;EFF] 
% y=[EFF]; 
% (Kg)- Total wt 
%% Do not included machine saturation inductance 
% Compute impedances in complex based on the equivalent circuit 
Xr_c = complex(0,2*pi*f*LIr); % reactance of rotor in complex 
Xs_c = complex(0,2*pi*f*LIs); % reactance of stator in complex 
Xm_c = complex(0,2*pi*f*Lm); % magnetizing reactance in complex 
% Compute intermediaire impedances 
Z1_c = Rr/g + Xr_c; % intermediate impedance 
Z2_c = Z1_c*Rm/(Z1_c + Rm); % intermediate impedance 
Z3_c = Z2_c*Xm_c/(Z2_c + Xm_c); % intermediate impedance 
Ztot_c = Rs + Xs_c + Z3_c; % total equivalent impedance 
% Stator current in complex 
Is_c = U/sqrt(3)/Ztot_c; % stator current in complex 
Is_m = abs(Is_c); % (A) stator current in rms 
 108 
Is = Is_m; 
phi = angle(Is_c); 
fp = cos(phi); % power factor 
if g < 0 
E_c = V+Rs*Is_c+Xs_c*Is_c; 
else 
E_c = V-Rs*Is_c-Xs_c*Is_c; 
end 
E = abs(E_c); 
Ir = E/abs(Z1_c); % (A) Rotor current in complex 
Im = E/abs((Rm*Xm_c/(Rm + Xm_c))); %(A) Magnetizing current in complex 
Ptr = 3*(Rr/s)*Ir^2; % (W) Transmit power of motor 
Pstr = 0.01*Ptr; % (W) mechanical & stray power loss 
Pjs = 3*Rs*Is^2; % (W) Copper stator losses 
Pjr = g*Ptr; % (W) Copper rotor losses 
Pirs = 3*E^2/Rm; % (W) Iron stator losses 
Pout = Ptr - Pjr - Pstr; % (W) Ouput power 
Pin = Ptr + Pjs + Pirs; %(W) Input power 
 if g < 0 
% Efficiency 
effi = Pin/Pout*100; 
else 
effi = Pout/Pin*100; 
end 
 Is2 = Pin/3/V/fp; 
Tm_real = Pout/(Nm*2*pi/60); 
func =Wtot; 
% func = 1-effi/100; 
 fid = fopen('results.txt', 'a'); 
fprintf(fid,'%6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f 
%6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f %6.3f\n',... 
,D,U,f2,Bav,Wcus,Wcur,Wcue,Wsi,Wri,Tph,Iph,Hstrip,Tstrip,Tm_real,Wtot,D0,effi); 
% % L,D,U,f2,Bav,Wcus,Wcur,Wcue,Wsi,Wri,Tph,Iph,Hstrip,Tstrip,Tm_real,Wtot,D0); 
% fprintf(fid,'%6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f 
%6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f 
%6.8f %6.8f %6.8f %6.8f %6.8f\n',..., 
% 
D0,D,PP,SPitch,Ws,Hs,Sr,sp2,Li,dcr,Lg,Dr,Dri,f,Tr,V,P,Bav,N2,Wcus,Wcur,Wcue,Wsi,W
ri,Wtot,Rph,Kw); 
fclose(fid); 
 109 
PHỤ LỤC D 
Mô hình chạy kết quả thiết kế tối ưu động cơ servo không đồng bộ 3 pha rotor 
lồng sóc trong Matlab 
clear all 
% close all 
delete results.txt 
 global xmin xmax Tph Nm Wtot Tm_real Tm_req f Iph 
 Nm = 500; %(rpm) motor speed 
Tm_req = 15;%(N.m) esilon 
 %% bai toan 4 bien x0=[L,Din,g,V]; 
% L D g V 
x0= [80, 70, 15, 350]; % 9 A/mm2 
xmin=[30, 40, 1, 70]; 
xmax=[180, 150, 25, 380]; 
Aeq=[]; 
beq=[]; 
A=[]; 
b=[]; 
 for j=1 : length(x0) 
 x0(j) = (x0(j)-xmin(j))/(xmax(j)-xmin(j)); 
 end 
 lb = zeros(1,length(x0)); 
 ub = ones(1,length(x0)); 
% lb=[]; 
% ub=[]; 
fprintf('\nStart of optimization\n '); 
tic 
%% Using SQP determinist optimization algorithm 
options = optimset('Algorithm','active-set','Display','iter','TolX',1e-5,'TolCon',... 
1e-5,'TolFun',1e-5,'MaxFunEvals',1000,'FunValCheck','on'); 
[input,fval,exitflag,output]=fmincon(@ofunction3,x0,A,b,Aeq,beq,lb,ub,... 
@constrain,options); 
%% Compute the real parameter value 
toc % class 
 for j=1 : length(input) 
 input(j) = xmin(j)+input(j)*(xmax(j)-xmin(j)); 
 end 
% Results 
kq = fval 
L=input(1); 
 110 
D=input(2); 
U=input(3); 
f2=input(4); 
fprintf('\n Motor optimal parameters:') 
% fprintf('\n results: L=%6.6f (mm) ;D=%6.6f (mm); g=%6.6f (-);V=%6.6f (V);f=%6.6f 
\n%',L,D,g,V,f) 
fprintf('\n results: L=%6.6f (mm);D=%6.6f (mm) ;U=%6.6f(-); f2=%6.6f (-);Tph=%6.6f 
\n%',L,D,U,f2,Bav,Tph) 
load results.txt 
 111 
PHỤ LỤC E 
 Các kết quả thực nghiệm 
1. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 300V 
Hình 1. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 300V, f = 30Hz 
Hình 2. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 300V, f = 32Hz 
 112 
Hình 3. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 300V, f = 35Hz 
Hình 4. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 300V, f = 37Hz 
 113 
Hình 5. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 300V, f = 40Hz 
Hình 6. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 300V, f = 45Hz 
 114 
Hình 7. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 300V, f = 50Hz 
Hình 8. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 300V, f = 55Hz 
 115 
Hình 9. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 300V, f = 60Hz 
2. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 340V 
Hình 10. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 340V, f = 30Hz 
 116 
Hình 11. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 340V, f = 35Hz 
Hình 12. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 340V, f = 40Hz 
 117 
Hình 13. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 340V, f = 45Hz 
Hình 14. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 340V, f = 50Hz 
 118 
3. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 360V 
Hình 15. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 360V, f = 35Hz 
Hình 16. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 360V, f = 40Hz 
 119 
Hình 17. Kết quả đo tại n = 500rpm, U = 360V, f = 45Hz 
4. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 350V 
Hình 18. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 350V, f = 37Hz 
 120 
Hình 19. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 350V, f = 39Hz 
Hình 20. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 350V, f = 42Hz 
 121 
Hình 21. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 350V, f = 45Hz 
Hình 22. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 350V, f = 50Hz 
 122 
Hình 23. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 350V, f = 52Hz 
Hình 24. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 350V, f = 55Hz 
 123 
Hình 25. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 350V, f = 57Hz 
Hình 26. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 350V, f = 60Hz 
 124 
5. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 380V 
Hình 27. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 380V, f = 37Hz 
Hình 28. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 380V, f = 40Hz 
 125 
Hình 29. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 380V, f = 43Hz 
Hình 30. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 380V, f = 46Hz 
 126 
Hình 31. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 380V, f = 50Hz 
Hình 32. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 380V, f = 55Hz 
 127 
Hình 33. Kết quả đo tại n = 700rpm, U = 380V, f = 60Hz