Header Page of 161 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn.” Footer Page of 161 Header Page of 161 MỤC LỤC Trang Lời mở đầu A/- Giới thiệu động không đồng Roto dây quấn I/- Máy điều chỉnh cảm ứng II/- Các phương pháp điều chỉnh điện áp ba pha B/- Thiết kế máy điều chỉnh điện áp ba pha I/- Dây quấn rãnh Stato khe hở không khí II/- Tính toán mạch từ III/- Tính toán tham số IV/- Tính toán tổn hao V/- Đặc tính làm việc VI/- Tính toán tham số ∆U 1/- Máy điều chỉnh cảm ứng kép 2/- Độ thay đổi điện áp VII/- Tính toán nhiệt VIII/- Trọng lượng vật liệu tác dụng tiêu sử dụng IX/- Phương pháp tính toán nhiệt đơn giản Footer Page of 161 2 11 15 15 22 26 33 33 34 34 36 42 46 47 Header Page of nghiệp: 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án3 tốt LỜI NÓI ĐẦU Trên thực tế sản xuất (trong công nghiệp nông nghiệp) nhà máy điện xoay chiều, đặc biệt nhà máy điện xoay chiều ba pha, sử dụng Đối với loại máy điện không đồng có trìh chế tạo sản xuất đơn giản, tính làm việc hiệu xác lại thêm giá thành hạ khiến loại máy đề tài nghiên cứu để phát huy Máy điều chỉnh cảm ứng ba pha ứng dụng phổ biến máy điện không đồng Với điện áp đưa vào giá trị định đầu cho điện áp thay đổi khoảng tương đối rộng từ 0(V) ÷giá trị theo thết kế Tất nhiên có nhiều phương pháp làm thay đổi điện áp phương pháp dùng Tiristor, dùng biến áp tự ngẫu phương pháp không cho phép điều chỉnh máy mang tải, không đưa điện áp hình sin(dùng Tiristor) hay phương pháp sinh nhiệt tia lửa điện (máy biến áp tự ngẫu dùng chổi than) Trong khoá luận thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha này, có số liệu tính toán phương pháp chọn không tránh khỏi sai sót, lần em tiếp xúc với đề tài khoa học nhỏ đòi hỏi phải có tổng kết kiến thức Do em kính mong thầy cô hết lòng dẫn để khoá luận em mang tính xác, xác thực cao phù hợp với tiêu chuẩn đặt Bài khoá luận hoàn thành mà thiếu hướng dẫn hết lòng thầy giáo Vũ Gia Hanh – Người thầy ưu tú nhiều hệ thầy cô khoa TBĐ - ĐT người truyền cho em kiến thức quý báu suốt ba năm qua Footer Page of 161.Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT Đào3Nguyên Header Page of nghiệp: 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án4 tốt A/- GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO DÂY QUẤN I/- Máy điều chỉnh cảm ứng : Máy điều chỉnh cảm ứng máy biến áp có hai dây quấn đặt hai phần riêng biệt lõi thép, hai phần quay dịch chuyển vị trí tương Máy điều chỉnh cảm ứng thường cấu tạo động không đồng dây quấn đặt phần Stato, phần Roto đặt dây quấn thứ hai, chuyển động tương đối Rôto Stato thực qua truyền trục vít Máy điều chỉnh cảm ứng ba pha có dây quấn ba pha tương tự dây quấn Stato dây quấn Roto động điện không đồng ba pha Roto dây quấn Dây quấn tạo nên từ trường quay, sức điện động cảm ứng từ Roto không thay đổi ứng với vị trí Roto Sức điện động sơ cấp thứ cấp lệch pha mô tả hình (22-19) ( Sách thiết kế MBA ) Vì điện áp thứ cấp tổng điện áp Stato U1 điện áp Roto U2 , biến đổi từ trị số cực đại U1 + U2 đến giá trị cực tiểu U1 − U2 ; đồng thời biến đổi góc pha Để điện áp không thay đổi pha, người ta ghép hai máy điều chỉnh pha ngược hình (22-20) ( Sách thiết kế MBA), hai máy có từ trường quay ngược chiều ( Một vượt pha, chậm pha ), điện áp thứ cấp thay đổi trị số mà không thay đổi pha Footer Page of 161.Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT Đào4Nguyên Header Page of nghiệp: 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án5 tốt H22-20 : ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP CỦA MÁY ĐIỀU CHỈNH CẢM ỨNG KÉP Điều chỉnh cảm ứng kép có hình dáng hình (22-22) ( Sách thiết kế MBA) Các vật liệu kết cấu đúc gang gia công cách hàn gang, cấu tạo theo kiểu trục đứng Phía Stato có 36 rãnh rãnh có dẫn Dây quấn có dạng ghép thành hai nhánh nối song song Roto có 48 rãnh đặt dẫn có kích thước 3×10 mm (Trong dẫn Stato có kích thước 2.6×8 mm ) Mỗi phần có đầu nối Stato Roto, phần dây quấn Stato nối đầu cuối phần nối dây quấn Roto nối cáp mềm nối qua dẫn P, dẫn có tường cách điện M Trục quay Roto có hai ổ theo hướng kính ổ bi hướng trục Phía có gắn bánh vít, trục vít với ổ trượt đồng Trục vít quay tay nhờ động phụ trợ, có quạt hút gió để thông gió Bình thường làm việc, dây quấn Roto máy điện không đồng nối ngắn mạch máy quay với tốc độ ( n ≠ ) Nhưng có Footer Page of 161.Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT Đào5Nguyên Header Page of nghiệp: 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án6 tốt số quan hệ mà Roto đứng yên ( n = ) tồn qua trạng thái hiểu cách dễ dàng nguyên lý làm việc máy điện không đồng Vì trước hết ta nghiên cứu trường hợp Roto đứng yên Thực coi động điện lúc mở máy nằm trường hợp Đặt điện áp U1 có tần số f1 vào dây quấn Stato, dây quấn Stato có dòng điện I1, tần số f1; dây quấn Roto có dòng điện I2, tần số f1 I1 I2 sinh s.t.đ quay F1 F2 có trị số (như biết phần thứ nhất, Chương 3, sách Máy Điện I ) : F1 = m F2 = m wk 1 π dq1 I1 p wk 2 π dq2 p I2 Trong : m1, m2 - Số pha dây quấn Stato Roto; p - Số đôi cực; w2, w1, kdq1, kdq2 - Số vòng dây nối tiếp pha hệ số dây quấn Stato, Roto Hai s.t.đ quay với tốc độ đồng n1 = 60 f1/p tác dụng với để sinh s.t.đ tổng khe hở F0 Vì phương trình cân s.t.đ viết : • • • F1+ F2 = Fo′ hay • • • F = F o + (− F ) Giống cách phân tích MBA, coi dòng điện Stato I1 gồm hai thành phần : Một thành phần Io tạo nên s.t.đ • Fo = m π wk p dq1 • Io Footer Page of 161.Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT Đào6Nguyên Header Page of nghiệp: 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án7 tốt • Và Một thành phần (- I ′2 ) tạo nên s.t.đ m • ( - F ′2 ) = − wk π p dq1 • I ′2 Bù lại s.t.đ F2 dòng điện thứ cấp • • • • I Như ta có : • + (- I ′2 ) I1= I o hay • I + I ′2 = • Io So sánh s.t.đ F2 dòng điện I2 Roto thành phần I2′ dòng điện Stato sinh ra, ta có : m× 2 π × w ×k dq p ×I2 = m× π × w ×k p dq1 × I ′2 Từ tìm tỷ số biến đổi dòng điện : I I ki = = m ×w ×k m ×w ×k 1 dq1 2 dq Dòng điện quy đổi Roto sang Stato : I′ = I k′ i Từ thông φ s.t.đ Fo sinh khe hở quét qua hai dây quấn Stato Roto cảm ứng s.đ.đ mà trị số : E1 = 4.44×f1×w1×kdq1φ E1 = 4.44×f2×w1×kdq2φ Khi Roto đứng yên, f1 = f2 nên tỷ số biến đổi điện áp máy điện không đồng : Ke = E E = w ×k w ×k dq1 dq Quy đổi E2 sang bên sơ cấp ta được: Footer Page of 161.Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT Đào7Nguyên Header Page of nghiệp: 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án8 tốt E′2 = E1 = ke × E2 Do từ thông tản Stato φσ1 nên dây quấn Stato cảm ứng nên s.đ.đ tản Eσ1 = - j×I1×x1, x1 điện kháng tản dây quấn Stato Nếu xét điện áp rơi điện trở r1 dây quấn Stato I1r1 phương trình cân s.đ.đ mạch điện Stato : • U = -( • • • E1 + E 01 ) + • • I × r1 = - E i + • I × ( r1 + j x1) • U = - E1 + I × z1 Trong z1 = r1 + j x1 tổng trở dây quấn Stato Trên dây quấn Roto Do dây quấn Roto ngắn mạch nên phương trình cân s.đ.đ mạch điện Roto sau : 0=- • • • • E + I ( r2 + j x2 ) = - E + I ×z2′ Trong : r2 = - Điện trở Roto bao gồm điện trở phụ mắc vào có; x2 = - Điện kháng tản dây quấn Roto; z2 = r2 + j×x2 – Tổng trở dây quấn Roto Cũng giống m.b.a ta viết : • • E1 = I o × z m = • I o × (rm + j xm) Trong : Io - Dòng điện từ hoá sinh sức từ động Fo; rm - Điện trở từ hoá đặc trưng cho tổn hao sắt; xm - Điện kháng từ hoá biểu thị hỗ cảm Stato Roto Muốn quy đổi điện trở điện kháng Roto sang bên Stato phải áp dụng nguyên tắc tổn hao không đổi góc pha Eq I2 không đổi Khi quy đổi r2 ta có : Footer Page of 161.Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT Đào8Nguyên Header Page of nghiệp: 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án9 tốt mu×I22×r2 = m1×I2′2×r2 Từ ta : r′2 = m m I I′ ×( )2×r2 = 2 m m ×( m ×w ×k m ×w ×k 1 dq1 2 dq )2 × r2 r′2 = ke × ki × r2 = k × r2 Trong k = ke × ki hệ số quy đổi tổng trở Khi quy đổi x2 ta có : x r tgϕ2 = x′ r′ = 2 r′ r x2′ = × x2 = k × x2 2 Khi viết phương trình ta coi trục dây quấn Stato Roto pha trùng ( hình 16-1a ) Trong trường hợp chung, giả sử dây quấn Roto lệch với dây quấn Stato góc không gian β theo chiều từ trường quay (hình 16-1b), từ trường quay quét qua dây quấn ta có : E& = k & &I = E z 2 E& × E1 × e e = × e-jβ × k e & z -jβ Footer Page of 161.Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT Đào9Nguyên Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án10tốtofnghiệp: stato stato r« to r« to H16-1 : SƠ ĐỒ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ CÓ TRỤC DÂY QUẤN STATO VÀ ROTO Ta thấy dây quấn Roto dịch phía trước dây quấn Stato góc không gian β s.đ.đ dòng điện chậm sau góc pha β thời gian so vớ hai dây quấn pha có trục trùng Trong trường hợp đó, biên độ s.t.đ quay F2 dòng điện Roto (thí dụ pha α) chậm khoảng thời gian ứng với thời gian cần thiết để F2 quay góc β Vì đây(hình 16-1b) trục pha a Roto có vị trí vượt trước trục pha A Stato góc β nên s.t.đ F2 có vị trí tương đối so với s.t.đ F1 hoàn toàn trục hai dây quấn Stato Roto trùng xét trường hợp hình 16-1a Kết s.t.đ tổng F0 từ thông tổng tương ứng không đổi, trị số s.đ.đ điện áp, dòng điện không thay đổi Từ phân tích ta rút kết luận thời điểm định, trục s.t.đ Roto so với vị trí dây quấn Stato không vị trí dây quấn Roto mà thay đổi Do phương trình cân s.t.đ Khi trục dây quấn Roto lệch với trục dây quấn Sato pha có s.đ.đ dòng điện lệch góc pha Nhưng cần dải dòng điện s.đ.đ Stato Footer Page of 161 Đào10 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án44tốtofnghiệp: VII/-Tính toán nhiệt : Động điện không đồng kiểu bảo vệ IP23 tính toán nhiệt theo sơ đồ thay nhiệt hình 86 ( Sách thiết kế Máy Điện ) Máy có gió thổi trực tiếp bề mặt lõi sắt phần đầu nối dây quấn H8-6 : SƠ ĐỒ THAY THẾ NHIỆT CỦA STATO MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU KIỂU BẢO VỆ IP23 Máy có hai nguồn nhiệt tổn hao đồng dây quấn tổn hao sắt lõi sắt Stato : QCu = PCu QFe = PFe Để đơn giản hoá, coi dây quấn lõi sắt khối đồng dòng nhiệt dây quấn môi trường xung quanh theo hai đường : - Qua cách điện rãnh vào lõi sắt tản bề mặt lõi sắt RFe - Từ đầu nối dây quấn với nhiệt trở bề mắt phần đầu nối RCu vào môi trường 74/- Tổn hao đồng Stato : QCu1 = PCu1 + 0.5 Pf = 0.812 + 0.5 × 0.135 =0.88 (kW) 75/- Tổn hao sắt Stato : Footer Page of 161 Đào44 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 42 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án45tốtofnghiệp: QFe = PFe = 0.337 (kW) 76/- Tổn hao Roto : QR = PCu2 + 0.5Pf = 0.614 + 0.5×0.135 = 0.681 (kW) 70/- Nhiệt trở mặt lõi sắt Stato : RFe = RFeg + Rδ = S ×( + α α D1 g ) δg Trong đó: SDn = π × Dn × l = π × 36.8 × 14 = 1617.7 (cm2) αg = λ h −2 Fe = 30 ×10 2.98 g1 = 0.1 (W/cm2 oc) αδg = 0.09 (W/cm2 oc) RFe = 1 ×( + ) = 2.93 ×10-5 (oC/W) 1617 0.1 0.09 77/- Nhiệt trở phần đầu nối dây quấn Stato : Rđ = δ + C λ ×S C d λd × S d Trong : δC = 0.02 (cm) (Cách điện đầu nối băng vải) λC = 0.16 × 10-2 (W/ oC) cách điện cấp B, F ( Tra bảng 8.1- Sách thiết kế Máy Điện ) λđ = ( = 0.54 VR2 ) × 10-3 = ( + 0.54×18.0552 ) × 10-3 = 0.177 (W/cm2 oC) VR = π × D×n 6000 = π × 23 × 1500 600 = 18.055 (m/s) Sđ = 2Z1× Cb × Iđ = × 36 × 5.4 × 41 = 15940.8 (cm2) Footer Page of 161 Đào45 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 43 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án46tốtofnghiệp: Ở chu vi bối dây Cb = 5.4 (cm), lđ = 41 (cm) 78/- Nhiệt trở đặc trưng cho độ chênh lệch không khí nóng bên máy vỏ máy : Rα′ = 1 = = 0.0125 (oC/W) α × S ′α 0.02 × 4000 Trong : α = αo × ( + Ko×VR2 ) × 10-3 = 1.42 × ( + 0.06×18.0552 )×10-3 α = 0.02 (W/cm2.oC) Sα′ = 4000 (cm2) xác định theo kết cấu máy 79/- Nhiệt trở bề mặt vỏ máy : Rα = λ × S + α ′ × S ′ + α ′′ × S ′ × S ′′ V V n n n n n Trong : C α g × b = 1.3 + 3.85 ×10 × 0.3 + Kg = b + c α ′V b + c 0.3 + 1.5 6.38 ×10−3 0.3 + 1.5 −2 Kg = 1.72 Trong : αV′ = 3.6×d-0.2 × V0.8 × 10-4 = 3.6 × 0.024-0.2 × 14.40.8 x 10-4 αV′ = 6.38×10-3 (W/cm2.oC) Với đường kính tương đương d = 2.4 cm = 0.024 (m) VV – Tốc độ gió thổi mặt vỏ máy tính đến suy giảm 50% theo chiều dài gân tản nhiệt Đường kính cánh quạt lấy Dn VV = 0.5 × π × Dn × n 6000 = 0.5 × 3.14 × 36.8 × 1500 = 14.4 (m/s) 6000 Footer Page of 161 Đào46 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 44 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án47tốtofnghiệp: αg = β × λth ×(β×h) = × 4×10-2th (1×2.5) αg = 3.95× 10-2 (W/cm2.oC) β = 2α ′V λ −3 × 6.38 ×10 = −2 ×10 × 0.3 b =1 αV = kg × α′V = 1.72 × 6.38 × 10-3 = 10.97 × 10-3 ( W/cm2 oC) Ở nắp sau, tốc độ gió cánh quạt không bị suy giảm nên hệ số tản nhiệt nắp có gió thổi : α′n = 3.6 × d-0.2 × v-0.8 × 10-4 = 3.6 × 0.024-02 × 2690.8 × 10-4 α′n = 10.5 × 10-3 ( W/cm2 oC) Hệ số tản nhiệt nắp gió thổi : α′′n = 1.42 × 10-3 ( W/cm2 oC) Các diện tích tản nhiệt vỏ máy (kể gân) SV = 6000 (cm2) nắp Sn = S′n = 1000 (cm2) Chiều cao cánh h = 2.5 (cm), khoảng cách trung bình gân c = 1.5 (cm), chiều dày gân b = 0.3 (cm) xác định thiết kế kết cấu máy ⇒ Rα = −3 −3 −3 10.97 ×10 × 6000 + 10.5 ×10 × 1000 + 1.42 ×10 × 1000 Rα = 0.01286 (oC/W) 80/- Nhiệt trở lớp cách điện rãnh : RC = q δ λ ×S C = C C 0.03 −2 0.16 ×10 × 3628.8 = 5.17×10-3 (oC/W) Trong : SC = Z1 × cb × l1 = 36 × 5.4 × 14 = 3628.8 (cm2) Footer Page of 161 Đào47 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 45 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án48tốtofnghiệp: 81/- Độ chênh lệch vỏ máy với môi trường : θ0 = ( QCu1 + PFe + PR ) × Rα = ( 0.88 + 0.337 + 0.681 )× 0.01286 θ0 = 24.4 oC 82/- Độ tăng nhiệt dây quấn Stato : θ1 = Q + × ( R Fe + RC ) + P Fe × R Fe + P R × R′α × R Fe RC Cu1 Rd + R′α +θ +R 1+ R R + R′α Fe C d θ1= −5 −5 −2 −5 0.88 × (2.93 ×10 + 0.36 ×10 ) + 0.337 × 2.93 ×10 + 0.681 × 0.0125 × −5 1+ o −2 2.93 ×10 + 0.36 ×10 −2 + 0.0125 2.93 ×10 + 0.36 ×10 o + 0.0125 + 24.4 C = 3.23 + 24.44 = 27.67 C VIII/- Trọng lượng vật liệu tác dụng tiêu sử dụng : 83/- Trọng lượng thép Silic cần chuẩn bị : GFe = ( Dn + Δ )2 × l1 × kC × γFe × 10-3 GFe = ( 36.8 + 0.7 )2 × 14 × 0.95 × 7.8 × 10-3 = 145.9 (kg) 84/- Trong lượng đồng dây quấn Stato : G′Cu = Z1 × Ur1 × n × S1 × ltb × γCu × 10-5 G′Cu = 36 × 68 × × 1.385 × 55 × 8.9 × 10-5 = 33.19 (kg) 85/- Chỉ tiêu kinh tế vật liệu tác dụng : Thép kỹ thuật điện : gFe = G Fe P = 145.9 = 4.6 (kg/kW) 30 Footer Page of 161 Đào48 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 46 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án49tốtofnghiệp: Đồng : gCu = G Cu P = 33.19 = 1.106 (kg/kW) 30 IX/- Phương pháp tính toán nhiệt đơn giản : Như tính toán trên, tính nhiệt cho kết chênh lệch so với thực tế Đó sai khác so với thực tế trình công nghệ khác tốc độ gió thực so với tốc độ gió thiết kế, giả thiết gần v.v Nhưng dù gần biết phân bố nhiệt độ phận riêng rẽ máy điện số liệu có giá trị định việc tính nhiệt Vì thực tế luôn phải tính nhiệt có khuynh hướng đơn giản hoá phương pháp tính toán chừng mực Sau phương pháp công thức tính toán nhiệt đơn giản hoá dùng nhà máy Các công thức xây dựng giả thuyết cho tất tổn hao sinh vùng giới hạn chiều dài tác dụng lõi sắt (Stato hay Roto) tản mặt trụ lõi sắt, tổn hao phần đầu nối dây quấn toả bề mặt tản nhiệt phần đầu nối Nếu gọi θ1 độ tăng nhiệt dây quấn phạm vi chiều dài tác dụng l1 lõi sắt θđ độ tăng nhiệt phần đầu nối dây quấn chiều dài lđ độ tăng nhiệt trung bình dây quấn (đối với không khí thổi bề mặt lõi sắt phần đầu nối máy kiểu bảo vệ IP23) xác định theo công thức : θCu = θ × l +θ × l 1 d d l1 + l d Độ tăng nhiệt dây quấn stato (tính toán với Roto tương tự) • Độ tăng nhiệt theo chiều dày lớp cách điện rãnh : Footer Page of 161 Đào49 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 47 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án50tốtofnghiệp: θC = ρ θ × AJ × t × σ C λ ×c C = × 280 × 1.5 × 0.02 4020 = 0.062 −2 0.16 ×10 × 21.2 Trong : δ - Chiều dày lớp cách điện rãnh phía A - Tải đường (A/cm) J – Mật độ dòng điện (A/mm2) t2 – Bước phần ứng (cm) C2 – Chu vi rãnh phần ứng (cm) ρθ - Điện trở suất dây dẫn nhiệt độ cho phép (với cách điện cấp B : ρθ = 1/4020 Ωmm2/cm) λc – Hệ số dẫn nhiệt cách điện • Độ tăng nhiệt mặt lõi sắt phần ứng so với nhiệt độ không khí làm nguội : Dòng điện qua đơn vị bề mặt lõi sắt phần ứng : ρ qα = (1 + qα = θ × AJ n ×d g 1+ g D 4020 × 280 23 P + ) + Fe π × D l1 (1 + n +d g g D ) 337.5 3.14 × 23 × 14(1 + ) 23 qα = 0.357 Ở đây: D - Đường kính phần ứng ng, dg – Số lỗ đường kính lỗ thông gió dọc trục Footer Page of 161 Đào50 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 48 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án51tốtofnghiệp: l1 – Chiều dài phần ứng • Độ tăng nhiệt mặt lõi sắt phần ứng so với nhiệt độ không khí làm nguội : θα = qα α V Ở : αV – Hệ số tản nhiệt bề mặt - Ở hệ thống thông gió hướng kính : αV = 6.6 × 10-3 × ( + 0.1 × VR ) VR = π × Dn 6000 = 3.14 × 36.8 × 1500 = 28.9 (m/s) – Tốc độ đường phản ứng 6000 ⇒ αV = 6.6× 10-3 × ( + 0.1× 28.9 ) = 0.026 ⇒ θα = qα α = V 0.357 −3 6.61 ×10 = 13.73 - Ở hệ thống thông gió hướng trục : αV = 2.2 × 10-3 × ( + 0.1 × Vq ) Trong : Vq = π × Dq × n 6000 = 3.14 × 16 × 1500 = 12.56 (m/s) 6000 ⇒ αV = 2.2 × 10-3 × ( + 0.1 × 12.56) = 4.96 × 10-3 ⇒ θđ = qα α V = 0.357 −3 4.96 ×10 = 71.98 • Độ tăng nhiệt phần đầu nối dây quấn phần ứng so với nhiệt độ không khí làm nguội : Footer Page of 161 Đào51 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 49 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án52tốtofnghiệp: Dòng nhiệt qua đơn vị diện tích bề mặt phần đầu nối dây quấn : qđ = 1.4 × ρθ × AJ qđ = 1.4 × 1/4020 × 280 = 0.098 Độ tăng nhiệt phần đầu nối dây quấn : θđ = q α d V Trong : αV = ×10-3× ( + 0.1v) v – Tốc độ bề mặt phần ứng hệ thống thông gió hướng kính hay tốc độ vòng cánh quạt hệ thống quạt dọc trục (m/s) v = 12.56 αV = 3×10-3 × ( + 0.1 × 12.56 ) = 6.77×10-3 ⇒ θđ = 0.098 −3 6.77 ×10 = 14.47 • Độ tăng nhiệt dây quấn phần ứng : θCu = (θ C + θ α ) × l1 + θ d × l d l +l d = (0.062 + 85.71) × 14 + 14.47 × 41 55 θCu = 32.62 • Độ tăng nhiệt mặt lõi sắt Stato θ so với môi trường : Dòng nhiệt qua đơn vị diện tích bề mặt : Trong hệ thống thông gió hướng kính : Footer Page of 161 Đào52 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 50 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án53tốtofnghiệp: P qα = ρθ × AJ + Fe1 + 0.5 × P f π × D × l1 337.5 + 81.5 = 0.484 qα = 4020 × 280 + 3.14 × 23 × 14 Trong hệ thống thông gió hướng trục : D qα = ρθ × AJ × D + P n Fe1 + 0.5 × P f π × D n × l1 23 337.5 + 81.5 = 0.3 qα = 4020 × 280 × + 36.8 3.14 × 36.8 × 14 Hệ số tản nhiệt bề mặt xác định theo công thức : αv = αo × ( + 0.1v ) Khi thông gió hướng kính : αv = 6.6×10-3 × ( + 0.1 × 12.56 ) = 0.015 Khi thông gió hướng trục : αv = 3.3×10-3 × ( + 0.1 × 12.56 ) = 7.44×10-3 • Độ tăng nhiệt mặt lõi sắt Stato : θα1 = qα α b Khi thông gió hướng kính : θα1 = 0.484 = 32.27 (oC) 0.015 Khi thông gió hướng trục : θα1 = 0.3 −3 7.44 ×10 = 40.32 (oC) Footer Page of 161 Đào53 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 51 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án54tốtofnghiệp: • Độ tăng nhiệt độ θđ mặt phần đầu nối dây quấn Stato so với nhiệt độ môi trường : θđ = q −3 d −3 1.33 ×10 × (1 + 0.05 × v) = 6.59 ×10 −3 1.33 ×10 × (1 + 0.05 × 12.56) θđ = 3.044 Trong : qđ = ρθ × AJ × t c =1 4020 × 280 × 2.006 21.2 qđ = 6.59×10-3 • Độ tăng nhiệt dây quấn Stato : θCu = (θ C + θ α 1) × l1 + (θ C + θ d ) × l d l +l d Khi thông gió hướng kính : θCu = (0.062 + 32.27) × 14 + (0.062 + 3.044) × 41 = 10.54 (oC) 14 + 41 Khi thông gió hướng trục : θCu = (0.062 + 40.32) × 14 + (0.062 + 3.044) × 41 = 12.59 (oC) 14 + 41 Footer Page of 161 Đào54 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 52 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án55tốtofnghiệp: Footer Page of 161 Đào55 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 53 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án56tốtofnghiệp: THIẾT KẾ KẾT CẤU Thiết kế kết cấu gồm phần 1/- Vỏ máy 2/- Nắp máy 3/- Vành ép lõi sắt thứ cấp sơ cấp Giá đỡ sơ cấp 4/- Ổ trục cấu hộp trục 5/- Trục máy 6/- Hệ thống thông gió quạt gió Như nêu máy điều chỉnh cảm ứng không làm việc chế độ động nên số chi tiết trục máy, trục máy, vỏ máy giảm nhỏ vừa tăng tính kinh tế máy vừa tăng tuổi thọ máy Đây loại máy điều chỉnh cảm ứng kép nên vỏ máy thiết kế cho phép ghép hai lõi sắt thứ cấp, lõi sắt vỏ có khe hở thông gió Máy gồm có hai nắp nắp Nắp lắp ổ trụcdể đỡ Roto đồn thời gắn liền vơi chân để đỡ máy, nắp có đủ độ dầy, đứng vững Nắp bên chủ yếu định tâm cho sơ cấp nắp chế tạo đơn giản khoét lỗ thông gió Bên nắp có gắn thêm phận tay quay để quay Roto cánh trượt Lõi sắt sơ cấp thứ cấp tận dụng máy điện quay Ổ trục cấu hộp trục lấy từ máy điện cỡ nhỏ Máy đặt đứng nên trục máy không chịu lực uốn trục máy giản nhỏ Quạt gió làm mát đặt chân đế máy thổi hắt từ lên Kết cấu máy vẽ chi tiết vẽ Ao Footer Page of 161 Đào56 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 54 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án57tốtofnghiệp: KẾT LUẬN Máy điện không đồng loại máy điện xoay chiều chủ yếu làm động điện Do kết cấu đơn giản, làm việc chắn, hiệu suất cao giá thành hạ nên động không đồng loại máy dùng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân vơí công suất từ vài chục đến hàng nghìn kW Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vưà nhỏ, động lực cho máy công cụ nhà máy công nghiệp nhẹ v.v Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió Trong nông nghiệp dùng để làm máy bơm hay máy gia công nông sản phẩm Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng chiếm vị trí quan trọng: quạt gió, máy quay đĩa, động tủ lạnh v.v Theo phát triển sản suất điện khí hoá, tự động hoá sinh hoạt ngày, phạm vi ứng dụng máy điện không đồng ngày rộng rãi Thiết kế máy điện môn học chuyên ngành Học môn vào yêu cầu sản xuất thiết kế sản phẩm, học phải có liên hệ lý luận thực tế Có tham số thiết kế dựa vào kết tính toán tốt từ suy diễn lý luận bị công nghệ sản xuất hạn chế Những kiến thức thực tễ phải tích luỹ trình tham gia sản xuất Ngoài cần phải hiểu, nắm vững vận dụng quy luật liên quan đại lượng Tóm lại, thiết kế máy điện phân tích ảnh hưởng vật liệu tác dụng, kích thước máy đến quy luật nội quan hệ hàm số tham số tính Hà Nội, ngày 30 tháng năm 2003 Footer Page of 161 Đào57 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 55 Header Page 161 Thiết kế máy điều chỉnh cảm ứng ba pha Roto dây quấn Đồ án58tốtofnghiệp: TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách thiết kế Máy Điện – PGS Trần Khánh Hà TS Nguyễn Hồng Thanh Sách thiết kế MBA – PGS Phạm Văn Bình PGS Lê Văn Doanh Sách Máy Điện I , II – PGS Vũ Gia Hanh Trần Khánh Hà Phan Tử Thụ Nguyễn Văn Sáu Footer Page of 161 Đào58 Nguyên Ngọc Lớp K9-B1-TBĐ-ĐT 56 ... Giới thiệu động không đồng Roto dây quấn I/- Máy điều chỉnh cảm ứng II/- Các phương pháp điều chỉnh điện áp ba pha B/- Thiết kế máy điều chỉnh điện áp ba pha I/- Dây quấn rãnh Stato khe hở không... BỘ ROTO DÂY QUẤN I/- Máy điều chỉnh cảm ứng : Máy điều chỉnh cảm ứng máy biến áp có hai dây quấn đặt hai phần riêng biệt lõi thép, hai phần quay dịch chuyển vị trí tương Máy điều chỉnh cảm ứng. .. đồng dây quấn đặt phần Stato, phần Roto đặt dây quấn thứ hai, chuyển động tương đối Rôto Stato thực qua truyền trục vít Máy điều chỉnh cảm ứng ba pha có dây quấn ba pha tương tự dây quấn Stato dây