ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: TRƯỜNG ĐHSPKT VINH MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ .8 I GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ: Cấu tạo: II NGUN LÍ LÀM VIỆC VÀ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ CHƯƠNG II TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 10 A THƠNG SỐ CƠ BẢN 10 Điện áp pha 10 Công suất biểu kiến định mức 10 Dòng điện pha định mức .11 Số đôi cực 11 Cơng suất tính toán 11 B KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU .11 Đường kính 11 D =75 cm 11 Đường kinh lõi thép 11 Bước cực 11 Sơ tính toán chiều dài stato 11 10 Hệ số  .12 Trị nằm vùng kinh tế hinh 11-5 .12 11 Sơ định chiều dài lõi săt stato theo hình 11-3 12 12 Số rãnh thơng gió ngang trục lõi sắt stato: .12 13 Chiều dài thiệp thép 12 14 Chiều dài phần thép lõi sắt stato 12 15 Chiều dài lõi sắt stato: theo 11-4 .12 16 Chiều dài tính tốn lõi sắt stato: theo 11-5 12 17 Số mạch song song dây quấn stato 12 18 Bước rãnh t1 .12 19 Số rãnh stato tối đa tối thiểu 13 20 Chọn số rãnh stato 13 21 Tính số vòng dây rãnh Theo 11-9 chọn số xecmăng thích hợp, tính lại đường A lập bảng: 13 22 Chiều rộng rãnh: theo 11-12 ta có: 13 23, Chọn mật độ dòng điện: theo 11-14 14 24 Sơ chọn tiết diện dây dẫn: 14 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 25 Cách điện rãnh: 14 26 Chiều rộng rãnh br1 =17,5 mm Chiều cao rãnh hr1 =87 mm 14 27 Mật độ dòng điện dây dẫn stato: 14 28 Mật độ từ thộng rãnh stato .14 29 Mật độ từ thộng gông stato: 14 30 Độ chênh nhiệt lớp cách điện rãnh: theo 11-15 14 31 Gradien nhiệt độ cách điện rãnh: .15 32 Số vòng dây pha dây quấn stato: theo 11-11 15 33 Bước dây quấn 15 34 Hệ số bước ngắn dây quấn 15 35 Hệ số bước rãi: theo 4-78 : 15 36 Hệ số dây quấn: 15 C KHE HỞ KHƠNG KHÍ VÀ CỰC RÔTO: .16 37 Sơ xác định khe hở khơng khí theo 11-19: 16 38 Lấy khe hở khơng khí cực từ .16 39 Chiều rộng mặt cực từ: lấy  m  0,7 16 40 Bán kính mặt cực từ: theo 11-22 .16 41 Chiều cao mặt cực từ: theo bảng 11-4 16 42 Chiều dài thân cực từ mõm cực từ: lấy bằng: .16 43 Chiều dài tính tốn thân cực từ 16 44 Chiều cao thân cực từ: theo 11-27 16 45 Hệ số tản từ: theo 11-24, với k = 17 46 Chiều rộng cực từ: .17 47 Chiều dài gông từ: theo 11-29 17 48 Chiều cao tối thiểu gông rôto: 17 49 Số cản mặt cực từ 18 50 Tiết diện dây quấn cản: theo 11-54 18 51 Đường kính dây quấn cản: 18 52 Bước dây quấn cản: lấy z = 0,4 cm .18 53 Theo điều kiện chọn 11-52: .18 54 Kích thước rãnh cuộn cản sau: 18 55 Chiều dài dây quấn cản 18 56 Tiết diện vành ngắn mạch: 18 D TÍNH TOÁN MẠCH TỪ: .18 57 Từ thơng khe hở khơng khí theo 4-84: 19 58 Chiều dài tính tốn xác lõi sắt stato: theo 4-13 .19 59 Mật độ từ thơng khe hở khơng khí: 19 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 60 Hệ số khe hở khơng khí stato: theo 4-15 .19 61 Hệ số khe hở khơng khí rơto: .19 62 Hệ số khe hở không khí: theo 4-17 19 63 Sức từ động khe hở khơng khí: theo 4-18 .19 64 Chiều rộng stato 1/3 chiều cao rãnh: 19 65 Mật độ từ thộng stato: theo 4-22 20 66 Sức từ động stato: 20 67 Mật độ từ thông gông stato: 20 68 Sức từ động gông stato: .20 69 Chiều cao rãnh rôto: 20 70 Chiều rộng rănh cực từ 1/3 chiều cao rãnh: 20 71 Mật độ từ thông gông cực từ: 20 72 Sức từ động cực từ: 20 73 Hệ số từ dẫn bề mặt cực từ: theo 4-67 21 74 Hệ số từ dẫn bề mặt đôi cực từ: theo 4-68 .21 75 Hệ số từ dẫn mặt bên cực từ theo 4-69 21 76 Tổng từ dẫn tản: 21 77 Sức từ động khe hở, gông từ stato stato, rôto 21 78 Từ thông tản cực từ theo 4-66 21 79 Từ thông cực từ: 21 80 Mật độ từ thông cực từ: theo 4-41 21 81 Sức từ động cực từ : 22 82 Sức từ động khe hở cực từ gông từ theo 4-68 22 83 Mật độ từ thông gông cực từ theo 4-44 22 84 Sức từ động gông rôto .22 85 Sức từ động rôto 22 86 Sức từ đơng dây quấn kích từ đơi cực .22 E THAM SỐ CỦA DÂY QUẤN STATO Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 22 87 Chiều dài phần đầu nối dây quấn stato: theo 3-37 22 88 Chiều dài trung bình vịng dây quấn stato .23 89 Điện trở tác dụng pha dây quấn stato: 23 90 Trị số tương đối điện trở dây quấn stato: 23 91 Hệ số từ tản rãnh: 23 92 Hệ số từ tản đỉnh răng: .23 93 Hệ số từ tản tạp theo 5-42 24 94 Hệ số từ tản phần đầu nối theo 5-45: 24 95 Điện kháng tản stato theo 5-54 24 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 96 Điện kháng phần ứng dọc trục ( trị số tương đối ) theo 11-68 24 97 Điện kháng phần ứng ngang trục theo 11-69 24 98 Điện kháng đồng dọc trục: 24 99 Điện kháng đồng ngang trục: 25 100 Đặc tính từ hố đặc tính .25 101 Sức từ động: .25 102 Sức từ động phản ứng phần ứng dọc trục theo 11-38: 25 103 Sức từ động định mức dây quấn kích từ (tri số tương đối ): 25 104 Sức từ động định mức dây quấn kích từ ( trị số tương đối ): 26 105 Chiều dài trung bình vịng dây dây quấn kích từ theo 11-44: 26 106 Tiết diện dây quấn kích từ (sơ ) theo 11-39: 26 107 Dòng điện kích từ: 26 108 Số vịng dây cuộn kích từ cực theo 11-42: 26 109 Kích thước dây dẫn kích từ đồng theo chiều cao cực từ:26 110 Khoảng cách cuộn dây kích từ theo 11-43 26 112 Độ tăng nhiệt dây quấn kích từ theo 11-47 27 113 Chiều cao xác thân cực từ: 27 114 Điện trở dây quấn kích từ: .27 115 Điện áp đầu cực cuộn dây kích từ tải định mức θt =1300C: .27 116 Hệ số dự trữ kích từ: .27 117 Điện kháng dây quấn kích từ theo 11-72 27 118 Điện kháng tản dây quấn kích từ theo 11-78 28 119 Điện kháng tản dây quấn cản (dây quấn khởi động ) dọc trục theo 11-79: 28 120 Điện kháng tản ngang trục dây quấn cản: 28 121 Điện trở dây quấn kích từ theo 11-81: .28 122 Điện trở dây quấn cản dọc trục theo 11-82: 29 123 Điện trở dây quấn cản ngang trục theo 11-83: 29 H VẬT LIỆU TÁC DỤNG 29 124 Trọng lượng lõi sắt stato: .29 125 Trọng lượng gông lõi sắt stato: .29 126 Trọng lượng đồng dây quấn stato 29 127 Trọng lượng đồng dây quấn kích từ: .29 128 Trọng lượng đồng dẫn dây quấn cản: 29 129 Trọng lượng đồng vành ngắn mạch dây quấn cản: 29 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 130 Trọng lượng sắt cực từ .30 131 Trọng lượng sắt gông rôto: .30 132 Toàn trọng lượng đồng: .30 133 Toàn trọng lượng thép: 30 I TỔN HAO VÀ HIỆU SUẤT 30 134, Tổn hao đồng dây quấn stato: .30 135 Tổn hao kích từ: .30 136 Tổn hao sắt gông stato theo 6-3: 30 137 Tổn hao sắt stato theo 6-2: 30 139 Tổn hao bề mặt bề mặt cực từ theo 6-5: 31 140 Tổn hao phụ có tải: 31 141 Tổng tổn hao lúc tải định mức: .31 142 Hiệu suất động đồng bộ: 31 K ĐỘ TĂNG NHIỆT CỦA DÂY QUẤN STATO 31 143 Dòng nhiệt qua bề mặt stato theo 8-57: 31 144 Độ tăng nhiệt mặt lõi sắt stato so với môi trường theo 8-56: 31 145 Dòng nhiệt qua bề mặt phần đầu nối dây quấn : 32 146 Độ tăng nhiệt mặt phần đầu nối dây quấn theo 8-58: 32 147 Độ tăng nhiệt lớp cách điện rãnh (theo mục 30): 32 148 Độ tăng nhiệt trung bình dây quần stato: .32 L ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ .32 149 Năng lực tải tĩnh: theo 11-100 32 150 Đặc tính góc M* = f(  ) theo 11-99: 32 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: TRƯỜNG ĐHSPKT VINH LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta thời kỳ cơng nghiệp hố đại hố nhằm đưa đất nước tiến kịp với kinh tế nước khu vực giới Tốc độ phát triển kinh tế quốc gia phụ thuộc vào tốc độ phát triển ngành lượng Thường tốc độ phát triển ngành công nghiệp phải cao tốc độ phát triển chung kinh tế Do ngành chế tạo máy điện địi hỏi phải trước bước công nghiệp chất lượng nhằm đảm bảo tốc độ phát triển chung toàn ngành yêu cầu kinh tế Ngành chế tạo máy điện sản xuất thiết bị điện phục vụ cho kinh tế như: Máy biến áp, động điện dùng làm nguồn động lực cho loại thiết bị, công suất từ vài (w) đến hàng trăm (KW) Với tiêu kinh tế, kỹ thuật bảng số liệu qua tính tốn đạt yếu cầu đề Trong trình thiết kế em dẫn tận tình thầy Nguyễn Anh Tuấn, thầy giáo khoa đả giúp em hồn thành mơn đồ án Em xin chân thành cảm ơn Trong thời gian ngắn với kiến thức kinh nghiệm có hạn, đồ án khơng tránh khỏi sai sót, em mong thơng cảm ý kiến thầy cô bạn Vinh, ngày tháng năm 2010 Sinh viên LÊ NGỌC NHU SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: TRƯỜNG ĐHSPKT VINH CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ I GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ: Cấu tạo: Cũng loại máy điện khác, máy điện đồng gồm hai phần Stato Roto 1.1 Stato: Stato máy điện đồng gồm lõi thép dây quấn (hình 1.1) a, lõi thép: làm thép kỹ thuật điện dày khoảng 0,35 0,5mm, phủ cách điện, mặt xẻ rãnh để đặt dây quấn, ép lại thành hình trụ ép vào vỏ bảo vệ b, Dây quấn: dây quấn stato gọi dây quấn phần ứng, làm dây đồng bọc cách điện bọc cách điện đặt rãnh lõi thép 1.2 Roto: roto máy điện đồng có cực từ dây quấn gồm hai loại: roto cực ẩn roto cực lồi Các động điện xoay chiều dùng nhiều sản xuất thường động điện khơng đồng bộ, loại động điện có đặc điểm cấu tạo đơn giản, làm việc chắn, bảo quản dễ dàng giá thành hạ Tuy nhiên đơng điện đồng có ưu điểm định nên thời gian gần sử dụng rộng rãi so sánh với động không đồng lĩnh vực truyền động điện Về ưư điểm, phải nói động điện đồng kích thích dịng chiều nên làm việc với cos = không cần lấy công suất phản kháng từ lưới điện, kết hệ số công suất lưới điện nâng cao, làm giảm điện áp rơi tổn hao công suất đường dây Ngồi ưu điểm đó, động điện đồng cịn chịu ảnh hưởng thay đổi điện áp lưới điệndo momen động điện đồng tỷ lệ với U mômen động không đồng tỷ lệ với U2 Vì điện áp lưới sụt thấp cố, khả giữ tải động đồng lớn hơn, trường hợp tăng kích thích , động điện đồng làm việc an toàn cải thiện điều kiện làm việc lưới điện Cũng phải nói thêm , hiệu suất động điện đồng thường cao hiệu suất cua động không đồng động khơng đồng có khe hở tương đối lớn, khiến cho tổn hao sắt phụ nhỏ SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Nhược điểm động điện đồng so với động không đồng chỗ cấu tạo phức tạp, đòi hỏi phải có máy kích từ nguồn cung cấp dịng chiều khiến cho giá thành cao Hơn việc mở máy động điện đồng phức tạp việc điều chỉnh tốc độ thực cách thay đổi tần số nguồn điện Việc so sánh động điện đồng với động khơng đồng có phối hợp với tụ điện cải thiện cos giá thành tổn hao lượng dẫn đến kết luận Pdm > 200 ÷300kW, nên dùng động điện đồng nơi không cần thường xuyên mở máy điều chỉnh tốc độ Khi Pdm >300kW dùng động điện đồng với cos dm = 0,9 Pdm > 1000kW dùng động điện đồng với cos dm =0,8 có lợi dùng động khơng đồng II NGUN LÍ LÀM VIỆC VÀ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ Nguyên lí làm việc động điện đồng sau: Khi cho dòng điện ba pha iA,iB,iC, vào ba dây quấn stato, dòng điện ba pha stato sinh từ trường quay với tốc độ quay n1= 60 f Ta hình dung từ trường quay stato p nam châm có hai cực quay vẽ nét đứt hình 1.1 Đồng thời, cho dòng điện chiều vào dây quấn rôto, rôto biến thành nam châm điện Tác dụng tương hỗ từ trường stato từ trường roto tạo lực tác dụng lên rơto Phương trình điện áp đồ thị véctơ động điện đồng bộ: Khi máy điện đồng làm việc động điện đồng máy phát công suất âm đưa vào mạng điện hay nói khác tiêu thụ công suất điện lấy từ mạng để biến thành Động đồng thường có cấu tạo cực lồi nên gọi điện áp lưói điện U, ta có phương trình cân điện áp: SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN   Trang: 10     TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  U  E  I (ru  jxu )  E  E ud  E uq  I (ru  jxu )    (1)   E  j I x d  j I q x q  I ru Đồ thị véctơ tương ứng với phương trình(1) trình bày hình vẽ (1.2) Từ đồ thị ta thấy công suất động tiêu thụ từ mạng điện P = mUIcos <   Iru U j I q xq  j I d xd  E0  Iq CHƯƠNG II TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU A THƠNG SỐ CƠ BẢN Điện áp pha Ud = Uf = 6000 V Công suất biểu kiến định mức S dm  P 1000   1162 KVA  cos  0,9563.0,9 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN hg  Trang: 18 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH   Bdm  l. t 0,66.0,87.39,3.41,65.1,1   7,5 cm 2.B g l g 2.1,2.58 Với B g  1,2 T 49 Số cản mặt cực từ: lấy lấy Qc= 8,vật liệu làm đồng 50 Tiết diện dây quấn cản: theo 11-54 sc  0,25  0,35 A  0,25.39,3.475  112 mm Qc J 8.5,2 51 Đường kính dây quấn cản: d c  1,13 112  11,96 mm Lấy dc = 12 mm; sc = 113 mm2 52 Bước dây quấn cản: lấy z = 0,4 cm t2  bm  d c  z 27,5  1,  2.0,5   3,6 cm Qc  1 53 Theo điều kiện chọn 11-52: ta có: 0,8t1< t2 < t1 hay 3,48 < 3,6 < 4,35 cm Như chọn t2 phù hợp 54 Kích thước rãnh cuộn cản sau: b4c= mm; h4c = mm; d’c = 12,1 mm 55 Chiều dài dây quấn cản ltc  l m  0,34.  44,15  0,34.39,3  57,5 cm 56 Tiết diện vành ngắn mạch: s vc  bvc hvc  0,5.Qc s c  0,5.8.113  452 mm D TÍNH TỐN MẠCH TỪ: Lá thép kỹ thuật điện lõi sắt stato dùng loại cán nóng Nga 1511 dày 0,5 mm Cực từ dùng thép CT3 dày mm SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 19 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 57 Từ thơng khe hở khơng khí theo 4-84:  E1 E1   0,157.10  E1 4.k s f w1 k d1 4.1,15.50.288.0,96 Wb m  ' 0,45   0,0115  k s  1,15  1,5 ;  m  0,7 ;    0,66 ;và   39,3 58 Chiều dài tính tốn xác lõi sắt stato: theo 4-13 l  l1  n g b' g 2 '  46,15  0,306.9  2.0,525  45 cm 2  bg              0, 45   0,68 Với  '  bg 5 5 0, 45  bg   '.  0,68.0, 45  0,306 59 Mật độ từ thơng khe hở khơng khí: .10 0,157 B   E1  1,35 E1    l 0,66.39,3.45 60 Hệ số khe hở khơng khí stato: theo 4-15 k  t1  10 ' 4,35  10.0,525   1,223 t1  br1   10 ' 4,35  1,75  10.0,525 61 Hệ số khe hở khơng khí rơto: k  t  10 ' 3,6  10.0,525   1,05 t  b4c   10 ' 3,6  0,4   10.0,525 62 Hệ số khe hở khơng khí: theo 4-17 k  k  k   1,223.1,05  1,285 63 Sức từ động khe hở khơng khí: theo 4-18 F  1,6.B  k  10  1,6.1,285.0,45.1,35.E1  1,25 E1 64 Chiều rộng stato 1/3 chiều cao rãnh: b z t z  br1  4,7  1,75  2,95 cm SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 20 Trong đó: t z TRƯỜNG ĐHSPKT VINH   . D  2h    75  8,7     r         4,7 cm Z1 54 65 Mật độ từ thộng stato: theo 4-22 BZ1  B t1 l 1,35.4,35.45  E1 10   2,66.10  4.E1 b l fe k cl 2,95.36,15.0,93 Z 66 Sức từ động stato: FZ  2.hr H Z  2.8,7 H Z  17,4 H Z 67 Mật độ từ thông gông stato: B g1  .10 0,157  E1  1,83.10  E1 2.l.h g1 k cl 2.36,15.0,93.12,8 68 Sức từ động gông stato: Fg1   L g1 H g1  55 H g1 Trong đó: L g1   Dn  hg1  2p   118  12,8  55 cm Tra bảng 4-16 ta   69 Chiều cao rãnh rôto: hr  h42  d c  0,2  1,2  1,4 cm 70 Chiều rộng rănh cực từ 1/3 chiều cao rãnh: b Z2 2 D  2  hr 75  2.0, 45  1,4 3  t  0,94d ' c  3,6  0,94.1,21  2,4 cm D  2 75  2.0,45 71 Mật độ từ thông gông cực từ: BZ  B t l 1,35.3,6.45  10  4.E1  2,18.10 4 E1 bZ l k cl 2,4.44,15.0,95 72 Sức từ động cực từ: FZ  2hZ H Z  2.1,4.H Z  2,8H Z SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 21 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 73 Hệ số từ dẫn bề mặt cực từ: theo 4-67 0,55.hc 10 6 0,55.16,12.10 6 cl    0,94.10 6    bc  hc  2hm  2  39,3  16,8   16,12  2.4  2.0,45 2p 74 Hệ số từ dẫn bề mặt đôi cực từ: theo 4-68 b  bc 27,5  16,5 27,5 cm  m   5,5 cm d m  hm    bm   0,45   1,93 cm 2 4D 4.75  ' m    bm  .d m .1,93  39,3  27,5   9,8 cm p  d   cm   cm   6 m  ml  1,4  0,25   0,55     '  0,2   0,4  '  0,5  .10       'm   m   m       1,93   5,5   5,5    1,4  0, 25   0,55  0,2   0,4  0,5  .10 6  0, 4.10 6   9,8   9,8     9,8   75 Hệ số từ dẫn mặt bên cực từ theo 4-69 cb  0,37 bc 16,5 10 6  0,37 .10 6  0,132.10 6 l 'c 46,15 76 Tổng từ dẫn tản: c  cl   ml   cb  0,94  0,34  0,132 .10 6  1, 472.10 6 77 Sức từ động khe hở, gông từ stato stato, rôto Fzg  F  Fz1  Fg1  Fz 78 Từ thông tản cực từ theo 4-66    2 c l ' c Fzg 10 2  2.1,412.10 6 46,15.10 2 Fzg  1,3.10 6 Fzg 79 Từ thông cực từ:  c       0,157.10 4.E1  1,3.10 6 Fzg 80 Mật độ từ thông cực từ: theo 4-41 0,157.10 4.E1  1,3.10 6.Fzg  c 10 Bc    0,22.10 3 E1  0,18.10  Fzg l 'c bc k c 46,15.16,5.0,95 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 22 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 81 Sức từ động cực từ : Fc  2.hcm H c  2.20,32.H c  40,64 H c Với  hc  hm   16,32  20,32 82 Sức từ động khe hở cực từ gông từ theo 4-68 Fc  2.250 Bc  500 Bc 83 Mật độ từ thông gông cực từ theo 4-44 Bg 0,157.E1  1,3.10 2.Fzg  c 10    0,2.10 3.E1  0,16.10  4.Fzg 2.l g hg k c 2.58.7,5.0,95 84 Sức từ động gông rôto Với Lg   D  2  2hmc  hg  2p   75  2.0,45  2.20,32  7,5  13,6 Fg  Lg H g  13,6 H g 85 Sức từ động rôto Fcg  Fc  Fc  Fg 86 Sức từ đông dây quấn kích từ đơi cực Fto  Fzg  Fcg  F  Fz1  Fg1  Fz  Fc  Fc  Fg E THAM SỐ CỦA DÂY QUẤN STATO Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 87 Chiều dài phần đầu nối dây quấn stato: theo 3-37 l d  A  1,57 H  2M  N  34,5  1,57.2,76  2.6,5   58 cm Trong đó: H = 12.2,3 =27,5 mm; lấy M = 6,5 N =   R  0,5 H 33,8  1,5  0,5.2,76 Trong : A  y   34,5 cm f 1  c t  c      1,96  1    4, 42  y   D  H  a   75  2.2,76  2,5  0,778  33,8 cm 2p tc   D  a   75  1   4,42 cm Z1 54 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 23 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH a  a3  2.h2  2,5  2.0,75  f c  Bc  a1  0,76  1,2  1,96 cm Với a1= x1+ x2 = 0,58 + 0, 62 = 1,2 cm 88 Chiều dài trung bình vịng dây quấn stato ltb1  2.45,15  58  206 cm  2,06 m 89 Điện trở tác dụng pha dây quấn stato: r1  w1 ltb1 10 2 288.2,06.10 2   1,04  46.s1 a 46.12,42 90 Trị số tương đối điện trở dây quấn stato: r   r I 64,6  1,04  0,011 U 6000 91 Hệ số từ tản rãnh:  r1  h2  h0 h h  0,67 0,785 0,67 k   k '       1,94 3.br1 br 4br1 3.1,75 1,75 4.1,75 Với h2 = cm; br1 = 1,75 cm; h1 = 0,7 cm; h0 = 0,67 cm Sức từ động cực từ xác định qua ba tiết diện: Với   k'  k  y1  ; theo 5-25 5-24 r  3   1 4  3k '    3.1 1 92 Hệ số từ tản đỉnh răng:   t  b   dr   m  dr  1   m  0,22  0,32 .k '   b4         4,35  1,75    0,26  0,7.0,1  1  0,7  0,22  0,32   1,75      SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN 93 Trang: 24 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Hệ số từ tản tạp theo 5-42 1  0,03   39,3.0,66  0,03  0,384  '.k  q1 0,525.1,285.3 94 Hệ số từ tản phần đầu nối theo 5-45:  d  0,34 q1 l d  0,64   0,34 58  0,64.1.39,3  0,75 l 45 95 Điện kháng tản stato theo 5-54 f  w1  x  0,158   100  100   l    pq  r1   dr  t   d     50  288  45  0,158 1,94  0,26  0,384  0,75  10,9    100  100  Trị số tương đối: * x  10,9 64,6  0,118 6000 96 Điện kháng phần ứng dọc trục ( trị số tương đối ) theo 11-68 * xud  k ud Fudm 0,87.8037   1,38 k  F 1, 27.3990 Trong Fud  0,45m Ở : w1 k dq p I dm  0,45.3 288.0,96 64,6  8037 A * k ud  0,87 ; Theo đặc tính khơng tải bảng 11-8 với E  * F  3990 A ; với E  0,5 k   Ft 2534   1,27 F 1995 97 Điện kháng phần ứng ngang trục theo 11-69 * xuq  k uq Fqdm  k 0, 435.8037  1,285   0,79 k  F 1,27.3990 Với kuq = 0, 435 98 Điện kháng đồng dọc trục: * * * x d  x  xud  0,118  1,38  1, 498 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ; ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 25 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 99 Điện kháng đồng ngang trục: * * * x q  x  xuq  0,118  0,79  0,9 F  100 Đặc tính từ hố đặc tính E0*  f  Zg  ,với Idm, Udm, cosφdm xác định  F     Fzg * E  1,06 có F  1,32 theo hình 11-13 ta có: k’bd = 0,92; k’bq= 0,68; k” =0,0024 101 Sức từ động: F 'uq cos  k bq k uq F * udm  0,68.0,435.1,12  0,33 F * udm  Fudm 8037   1,12 Ft 7176 * Theo sức từ động đặc tính E0  f F*  xác định sức điện động d Eud  0,45 cos theo đồ thị E*d   *  1,03 ; xác định ψ =500; cosψ = 0,64; sinψ =0,77; từ sd * đặc tính E  f F*zg  , với E*d F*  0,95 d 102 Sức từ động phản ứng phần ứng dọc trục theo 11-38:  * " * Fud  k bd k ud Fudm sin   k " F * udm cos   Với 39,3  0.93.0,87.1,12.0,77  0,0024 .1,12.0,64  0,85 0,45 tổng sức từ động * F*  Fud  0,95  0,85  1,8 ; từ đặc tính  *  f Fzg   *  0,4 Từ thông  d  cực từ: *  c   * d     1, 03  ,  1, 43  Từ đặc tính  *  f Fc*  , với  *  1,43 Fc*  0,39 c  103 Sức từ động định mức dây quấn kích từ (tri số tương đối ): * * Ftdm  F*  Fc*  Fud  0,95  0,85  0,39  2,19 d SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 26 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 104 Sức từ động định mức dây quấn kích từ ( trị số tương đối ): * Ftdm  Ftdm Ft  2,19.7288  15960 A 105 Chiều dài trung bình vịng dây dây quấn kích từ theo 11-44: lttb  2l c  2b'   bc  2  b   2.44,15  2.2,4    16,5  2.1,76  2,36   149 cm  1,49 m Trong : b’ =3 cm; b = 0,06τ =0,06.39,3 = 2,36 cm Sử dụng kích từ thyristo có điện áp U = 65 V; It = 320 A; Điện áp đầu cực dáy quấn kích từ U’t = 63 V 106 Tiết diện dây quấn kích từ (sơ ) theo 11-39: F ' dm  1, 2.Ftdm  1,15.15960  18354 A 130 p.F 'tdm l ttb 3.18354.1,49   36 mm ' 39 63 U 't s't  107 Dòng điện kích từ: I tdm  s t' J t  36.5,2  187 A Lấy Jt = 5,2 A/mm2 108 Số vịng dây cuộn kích từ cực theo 11-42: wt  Ftdm 15960   43 I tdm 2.187 109 Kích thước dây dẫn kích từ đồng theo chiều cao cực từ: a hc   ' c 16,32  1,4  c   0,03  0,31 cm wt  43  Theo phụ lục dây dẫn, chọn dây a x b =3,15 x 11,8 mm với st = 36,62 mm2 110 Khoảng cách cuộn dây kích từ theo 11-43  D  2  2hm  2hc   bc  2  2b 2p  75  2.0,45  2.4  2.16,32    16,5  2.0,15  2.1,18  0,7 cm x 111 Mật độ dịng điện dây quấn kích từ: SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Jt  Trang: 27 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH I tdm 187   5,1 A / mm st 36,62 112 Độ tăng nhiệt dây quấn kích từ theo 11-47 l   45,15   .1,18.5,12 3.10 2. 2,8  b.J t2 3.10  2. 2,8  39,3      t    46 C  80 C 1,6  v r 1,6  39,3 vr  Dn  75.1000   39,3 m / s 6000 6000 113 Chiều cao xác thân cực từ: hc  a   c wt  1   c '  0,315  0,0343  1  1,4  16,58 cm 114 Điện trở dây quấn kích từ: rt130   130 p.wt lttb 2.3.43.1, 49   0, 27  st 39 36,62 rt 75  0,27 39  0,23  46 115 Điện áp đầu cực cuộn dây kích từ tải định mức θt =1300C: U 'tdm  I tdm rt130  187.0, 27  50,5 V 116 Hệ số dự trữ kích từ: Điện áp rơi chổi than lấy U ch  V kt  U tdm 65   1, 24 U 'tdm  U ch 50,5  G THAM SỐ VÀ HẰNG SỐ THỜI GIAN 117 Điện kháng dây quấn kích từ theo 11-72    ml  cl  0,94 0,132  cb  (0.4   ).10 8  1,06.10 8 1,53 2,65 1,53 2,65  2k  F l ' c   10 8   x  1,27k ud x 1        2.1, 27.4340.46,15.10 8    1,66  1,27.0,87.1,38.1    0,058   * t SVTH:LÊ NGỌC NHU * ud LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 28 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 118 Điện kháng tản dây quấn kích từ theo 11-78 * * xt  xt*  x ud  1,66  1,38  0,28 119 Điện kháng tản dây quấn cản (dây quấn khởi động ) dọc trục theo 11-79: Với t2 3,6   0,092 ; Qc = từ hình 11-23 xác định kc = 0,35 đó:  39,3 + kc = 1,35 - kc = 0,65 Từ hinh 11-24 có Cd = 1,35; Cq = 1,9  b  h   0,2 Với  rc   0,785  c   c   0,785   1,12   2d c  bc  2.1,21  0,4   tc  t2 3,6   0,445 12. '.k  12.0,525.1,285  dd  0,19  C d 39,3.1,35  0,19  1,26 Qc  Fudm 10 8  l m x  3,95   rc  tc    dq     k c  Qc  8 8500 10  44,15   3,95  1,12  0,445  1, 26  0,088 0,058 0,65   * cd 120 Điện kháng tản ngang trục dây quấn cản: (dây quấn khởi động) theo 11-80: Fudm 10 8 0  kc l   m  rc  tc    dq    Qc  8 8500 10  44,15   3,95  1,12  0,445  1,26  0,03 0,058 1,9   * x cq  3,95 121 Điện trở dây quấn kích từ theo 11-81: Fudm k ud lttb 8500.0,87 2.149.10 6 r  0,22  0, 22  0,0046  f wt s t 0,058.50.43.36,62 * t SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 29 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 122 Điện trở dây quấn cản dọc trục theo 11-82:  c l c  C d    c tc  v  s Q s v Qc   c c  1,08 8500  57,5 39,3.1,35   .    0,038 10 50.0,058 0,65  113 8.452  * rcd  1,08 Fudm f  k c 10 123 Điện trở dây quấn cản ngang trục theo 11-83: cv  C q   c l   c c   s Q s r Qc   c c  1,08 8500  57,5 39,3.2,1   .    0,02 10 50.0,058 1,35  113 8.452  * rcq  1,08 Fudm f  k c 10 H VẬT LIỆU TÁC DỤNG 124 Trọng lượng lõi sắt stato: G Z  7,8.l fe k c hr1 bZ Z 10 3  7,8.36,15.0,93.8,7.3,12.54.10 3  384 kg bZ    D  hr1   75  8,7   br   1,75  3,12 cm Z1 54 125 Trọng lượng gông lõi sắt stato: G g1  7,8.l fe k c  Dn  hg hg 10 3  7,8.36,15.0,93. 118  12,812,8.10 3  1109 kg 126 Trọng lượng đồng dây quấn stato GCu1  8,9.s1 u1 Z ltb1 206 3 10 3  8,9.12, 42.32.54 .10  197 kg 2 127 Trọng lượng đồng dây quấn kích từ: Gt  8,9.st lttb pwt 10 3  8,9.36,63.1,49.2.3.43.10 3  126 kg 128 Trọng lượng đồng dẫn dây quấn cản: Gc  8,9.s c lc p.Qc 10 3  8,9.113.57,5.2.3.8.10 3  28 kg 129 Trọng lượng đồng vành ngắn mạch dây quấn cản: Gvc  8,9s v 2 D  2  2hc  2d c .10 3  8,9.452.2. 75  2.0,45  2.0,2  2.1,21.10 3  18 kg SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 30 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 130 Trọng lượng sắt cực từ : ' G fec  7,8.l m k c 2 p.hc bc  0,8hm bm .10 3  7,8.0,95.2.3.46,15.16,32.16,5  0,8.27,5.4 .10 3  733 kg 131 Trọng lượng sắt gông rôto: G feg  7,8l g  D  2  2hcm  hg , hg 10 3  7,8.56,15. 75  2.0,45  2.20,32  7,04 .7,04.10 3  256 kg 132 Toàn trọng lượng đồng: GCu  GCu1  Gt  Gc  Gvc  197  126  28  18  369 kg 133 Toàn trọng lượng thép: G fe  G fez1  G feg1  G fec  G feg  384  1109  733  256  2482 kg I TỔN HAO VÀ HIỆU SUẤT 134, Tổn hao đồng dây quấn stato: PCu1  m.I r1 10 3  3.64,6 2.1,04.10 3  13,02 kW 135 Tổn hao kích từ:     Pt  I tdm rt 75   2U ch I tdm 10 3  187 2.0,23  2.2.187 10 3  8,8 kW 136 Tổn hao sắt gông stato theo 6-3: 1, PFeg1 1,  f   50   k gcg p B   G Feg1 10 3  1,3.1,56.1,23   1109.10 3  3,4 kW 50  50   50  g1 137 Tổn hao sắt stato theo 6-2: 1,3 PFeZ  k gcZ p B 50 z 13 1,3  f   50    G FeZ 10 3  1,7.1,56.1,57   384.10 3  2,51 kW  50   50  138 Tổn hao theo 6-20: 3 l v   39,3  Pco  3,68 p   3,68.3.  0,4515  7,04 kW  40   40  100 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 31 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 139 Tổn hao bề mặt bề mặt cực từ theo 6-5: 1,5  Z ,n  Pbm  0,5.2 p.  l1 k    10000  B t 10  10 3 1,5   54.1000   0, 223.4,35  3 0,5.6.0,7.39,3.45,15.1,7.    10  0,75 kW 10  10000    B  B k   1  0,5.1,223  1  0, 223 T 140 Tổn hao phụ có tải: Pf  0,005.P 1dm  0,005.605  3,03 kW Với P1dm  3.U I cos  10 3  3.6000.64,6.0,9.10 3  605 kW 141 Tổng tổn hao lúc tải định mức: P  P Cu1  Pt  PFeg1  Pco  PFeZ  Pbm Pf  13,02  8,8  3,4  2,51  7,04  0,75  3,03   38,55 kW 142 Hiệu suất động đồng bộ:  1 K  P   38,55  0,94 P1dm 605 ĐỘ TĂNG NHIỆT CỦA DÂY QUẤN STATO 143 Dòng nhiệt qua bề mặt stato theo 8-57:   l1    PCu l  Pf  PFeg1  PFez1 .10   tb   qc  Dl1 45,15    3,03  2,51  3, .10 13,02 103    1,37 W / cm  75.45,15 144 Độ tăng nhiệt mặt ngồi lõi sắt stato so với mơi trường theo 8-56:   qc 1,37   35 C 3  1  0,1v  8.10 1  0,1.39.3 SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 32 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 145 Dòng nhiệt qua bề mặt phần đầu nối dây quấn : AJ t1 475.5,2 4,35   0,12   C1 4600 20,5 qd  146 Độ tăng nhiệt mặt phần đầu nối dây quấn theo 8-58: d  qd 0,12   24 C 3  d 1  0,07v  1,33.10 1  0,07.39,3 147 Độ tăng nhiệt lớp cách điện rãnh (theo mục 30):  c  16 C 148 Độ tăng nhiệt trung bình dây quần stato: 1  L  c   .l1   c   d .l d ltb  16  3545,15  16  24 .58  45 C 103 ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ 149 Năng lực tải tĩnh: theo 11-100 * M max E '0 2,58  k *  1,03  1,96 M dm 1,498.0,9 x d cos  * Với sức từ động định mức F*tdm = 2,2 , từ đặc tính khơng tải E '  2,58 Theo hình 11-29, với xd  xq '* E xq  1,498  0,9  0,258 k = 1,03 2,58.0,9 150 Đặc tính góc M* = f(  ) theo 11-99: E '* 1 1  2,58 1 1  sin    *  *  sin 2  sin      sin 2 *  xq xd  1,498  0,9 1, 498  xd   1,72 sin   0,222 sin 2 M*  SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3 ... gông stato: B g1   .10 0 ,15 7  E1  1, 83 .10  E1 2.l.h g1 k cl 2.36 ,15 .0,93 .12 ,8 68 Sức từ động gông stato: Fg1   L g1 H g1  55 H g1 Trong đó: L g1   Dn  hg1  2p   ? ?11 8  12 ,8  55 cm... kích từ theo 1 1-7 2 27 11 8 Điện kháng tản dây quấn kích từ theo 1 1-7 8 28 11 9 Điện kháng tản dây quấn cản (dây quấn khởi động ) dọc trục theo 1 1-7 9: 28 12 0 Điện kháng tản ngang... cực theo 1 1-4 2: 26 10 9 Kích thước dây dẫn kích từ đồng theo chiều cao cực từ:26 11 0 Khoảng cách cuộn dây kích từ theo 1 1-4 3 26 11 2 Độ tăng nhiệt dây quấn kích từ theo 1 1-4 7 27 11 3 Chiều