This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
rtd = krr kr: hằng số tăng điện trở do dòng xoay chiềukr = 1,03 với f = 50Hz = 1,15 với f = 1 kHz
rdây dẫn phụ thuộc nhiệt độ
Rθ = [ 1+ α (θ - 200) ]
α: hằng số tăng điện trở do nhiệt
rtg = ρ
l: chiều dài dây dẫnρ: điện trở suấts: tiết diện dây dẫn
Đối với MĐ xoay chiều: rtd =
ltb
ltb: chiều dài trung bình 1 vòng dâyw: số vòng nối tiếp 1 phaf: điện trở suấtstd: tiết diện tác dụng của 1 vòng dâya: số mạch nhánh
Đối với MĐ 1 chiều: rtd =
lu = N.ltbltb: chiều dài trung bình 1 thanh dẫn
_ Ảnh hưởng tần số: f2 = sf1
Khi s↑ thì f2↑
§5.2 Điện kháng dây quấn
Điện kháng tản x1, x2 ứng với từ thông tảnĐiện kháng chính ( hỗ cảm) xm
Điện kháng toàn phần x11 = xm + x1
xm = Iμ: dòng từ hoá
Xm = 0,158
Dòng điện có f thay đổi
ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài
r1
I1
x1
ra x2
rm
xm
Iμ
br
h
h5
b4
: hệ số bão hoà
: hệ số khe hở
xm: kích thước miệng của răng rãnh
*Từ quấn 1 lớp thành 2 lớp thì kdq giảm dẫn đến điện kháng thay đổi._ Tính x1, x2
r : hệ số từ dẫn tản rãnh
: hệ số từ dẫn phần đầu nối : hệ số từ dẫm tản tạp (là sóng bậc cao)
Trong đó phụ thuộc hình dáng của rãnhx ~ f, W2,lδ ;x phụ thuộc hình dạng, kích thước rãnh
; kt: hằng số phụ
x phụ thuộc rãnh thẳng hoặc rãnh nghiêng
CH¦¥NG VI:Tổn hao và hiệu suất
§6.1 Đại cương- Tổn hao thép pFe
- Tổn hao đồng pCu
- Tổn hao cơ pcơ
- Tổn hao phụ pf
∑p = pFe + pCu + pcơ + pf
§6.2 Tổn hao thép
Tổn hao chính: là tổn hao do dòng xoáy và từ trễ.PFe phụ thuộc : Δ_ chiều dày tôn
B, floại thép
Suất tổn hao pFe 1/50: tổn hao trên 1kg = ? [W/kg] trong từ trường mật độ B = 1T, f = 50Hz
PFe = kgcG[G,Z]pFe1/50B β: hệ số kể đến loại tôn
= pFez + pFeG kgc: hệ số gia côngG[G,Z]: khối lượng gông, răng
kgc kể đến sự biến tính của tôn làm cho suất tổn hao tăng(pFe1/50)kgc = 1,3 ÷ 2,5
§6.2.2 Tổn hao phụ
1. Tổn hao bề mặt:
f2 = ; f2 thường lớn tạo sóng gây tổn hao bề mặt
pbm1(2) =
B0 =β0kδBδ β0: phụ thuộc loại tôn, là hằng số kinh nghiệm tra theo đồ
thị Bδ/δk0 = (1,4 2)
t2 =
kδ phụ thuộc b4
Pbm = pbm(1)(2) [t1(2) – b4(1)2]Z1(2) l1(2)
2. Tổn hao đập mạch:Pdm
n
Pb
m Bc
Bδ
tb4
_ Do sự thay đổi vị trí răng stato và roto với nhau
Đập mạch ngang → từ thông trong cực 1 chiều thay đổi do hiện tượng đập mạch dẫn đến tổn hao.
Pdm1(2) = 0,11
Bdm1(2) =
γ2(1) =
Pdm phụ thuộc vào Z2(1), Bdm, Gz, δPFe = pFe + pbm + pdm
Khi U = const → F ≈ const → Φ = const → B = const → PFe = const
§6.3 Tổn hao đồng
6.3.1. Tổn hao trong các dây quấn:
PCu.dq =
=
Ii = βIidm
PCu.dqi = β2PCu.dqidm
6.3.2. Tổn hao trên bề mặt chổi:PCu.ch = 2ΔUchI.10-3 [kW]
§6.4 Tổn hao cơ
Pcơ = pms + pq
pms_ tổn hao trong ổ bi
η
pq_ chỉ xét chế độ tự làm mátPcơ phụ thuộc kms, tình trạng bề mặt ma sát, n, D, l.
§6.5 Tổn hao phụ
Thường xuất hiện khi có tải → I↑ → Φσ ↑ → tổn hao phụ trong các chi tiết kết cấu (pFe) → pCu trong dây quấn cũng tăng do song bậc cao sinh ra các tổn hao.
Hiệu suất η = 1-
P0: tổn hao không đổi(pFe + P1 + P2)
CH¦¥NG VII:Tính toán thông gió và làm nguội
§7.1 Đại cương
- Nhằm tăng công suất của máy- Các loại làm mát
+ làm mát tự nhiên: dùng cho máy nhỏĐC < 500kVA; MBA < 30kVA
+ tự làm mát: lấy một phần công suất từ lưới xuống để làm mát.+ cưỡng bức làm mát: dùng công suất bên ngoài máy
VD: máy phát lớn
§7.2 C ác hệ thống thông gió
1. Hệ thống thông gió dọc trụcThổi gió trực tiếpThổi gió gián tiếp: nhiệt dẫn ra vỏ sau đó làm mát vỏ
2. Hệ thống thông gió ngang trục3. Hệ thống thông gió hỗn hợp
§7.3 Các loại quạt gió
1. Quạt dọc trục:Lấy gió sau quạt thổi ra trước quạtCánh nghiêng
2. Quạt li tâm:Cánh thẳng
3. Quạt hỗn hợp:Quạt nén hoặc quạt hút
§7.4 Tính toán thông gió
7.4.1. Tính lượng gió cần thiết:7.4.2. Tính áp lực cần thiết:
Q = Ck (nhiệt dung không khí) = 1100[J/m3 0C]
Xác định áp lực đưa Q ra ngoàiH = Q2z;
z (trở lực khí động lực) =
Hr = ∑Hi + Hr
Hr = ; γ (tỉ trọng không khí) 1,2kg/m3
g = 9,8m/s2
Hi =
H = ∑ +
Z =
Qi = viSi
Si: tiết diện đường thong gió
Z =
Z = f(Si) : hệ số trở lực khí động lực, phụ thuộc vào đặc điểm của đầu vào ống thông gió và là ống thẳng hay ống cong.
7.4.3. Sơ đồ trở lực khí động:a. Nối tiếp:
Z = Z1 + Z2 + ……+ Zr
→
b. Mạch hỗn hợp song song, nối tiếp:
Qr = Q1 + Q2
§7.5 Tính quạt gió
1. Quạt li tâm:
Cần tìm: D1, D2, b, số cánh, kiểu cánhBiết: n, D2, chọn kiểu cánh.
1.Cánh nghiêng về sau 2.Cánh nghiêng về trước
3.Cánh thẳng
H: áp lực đầu cánh quạtQ: lưu lượng qua quạtH0: áp suất không tải(đầu cánh quạt khi bịt kín vành ngoài)Qmax: lưu lượng cực đại khi H = 0 (ngắn mạch)H0, Qmax tính được theo kinh nghiệm
_ Các trường hợp tính nhiệt:+ Liên tục: tính nhiệt ở chế độ xác lập+ Ngắn hạn lặp lại + Ngắn hạn
§8.2 Nguyên lý truyền nhiệt
1. Quá trình phát nóng:Qdt = Cmdθ + αSdt
C: nhiệt dung riêng của vật thểm: khối lượng của vật thểS: tiết diện toả nhiệtα: hệ số dẫn nhiệtθ: độ tăng nhiệt
T: hằng số thời gianθ0: độ tăng nhiệt ban đầuθ∞: độ tăng nhiệt khi nhiệt độ đã ổn định
Tính nhiệt ở chế độ quá độ
θ∞
Q0
t
tlv tn
2. Quá trình nguội:
3. Độ tăng nhiệt trên chiều dày lớp cách điện:
Rc = _ nhiệt trở δc: chiều dày lớp cách điện
λCu = 380.10-2 λc: hằng số dẫn nhiệtλtônKTĐ = 35 ÷ 40.10-2 Sc: diện tích nhiệt truyền quaλamiăng = 0,19.10-2 Q: dòng nhiệt (nhiệt lượng truyền qua)Lớp không khí mỏng giữa các lớp cách điện = 0,0266.10-2
4. Tản nhiệt bề mặt:Q = αSaθa θa = θ – θmt
Sa: bề mặt tản nhiệtα: hệ số tản nhiệt trung bình, tình trạng bề mặt,
tốc độ gió thổi
§8.3. Tính độ tăng nhiệt
Sơ đồ thay thế
Công thức tính nhiệt trở và sơ đồ đối với mỗi máy đã có:
Q0
Q∞
PCu PFe
RFE
Rcd
Rdm
Bac
CH¦¥NG IX: Kết cấu và tính toán cá chi tiết cơ khí
§9.1 Kết cấu máy điện
_ Những vấn đề cần quan tâm:+ Thông gió tốt+ Đảm bảo yêu cầu bảo vệ+ Đảm bảo yêu cầu về các chỉ tiêu khác+ Giá thành thấp nhất có thể+ Dễ chế tạo
_ Các cụm kết cấu:1. Mối ghép giữa vỏ và than2. Mối ghép giữa cực, vỏ3. Mối ghép giữa cực, roto4. Mối ghép giữa roto, trục
ghép chặt (có độ dôi) ghép giữa trục và giá đỡ roto ghép then (công suất > 7,5 kW) ghép roto với trục có tạo nhóm P < 7,5kW (roto lồng sóc hoặc dây
quấn )5. Mối ghép giữa trục, gối đỡ- Ổ khớp trượt
P > 10kW có nắp mởP < 10kW không có nắp mở
- Cam chi tiết: hộp đầu dây ra
G
G
L
Th
- Các chi tiết tiêu chuẩn hoá+ Kích thước đầu trục
+ Kích thước ổ bi: căn cứ vào tốc độ, tải trong chế độ làm việc. Gồm 4 chế độ: nhẹ, trung bình, nặng, đặc biệt nặng.
+ Chiều cao tấm trục+ Đường kính ngoài Stato (đường kính trong vỏ)+ Khoảng cách lỗ chân của vỏ+ Bulông vòng (treo)
§9.2 Xây dựng kết cầu máy điện quay
_ Đánh số tên chi tiết từ trái qua phải theo chiều kim đồng hồ_ Các số phải thẳng hang theo thứ tự, nét theo TCVNChú ý: không phải ghi tên bản vẽ phía trên bản vẽ
§9.3 Thiết kế trục
_ Đường kính trục ở chỗ lớn nhất thường: 0,3D (Không đồng bộ)0,25D (đồng bộ)
Các bậc y1,2,3 đặt chênh nhau.y1 < y3 nhằm giảm ứng ∆(y3 – y1) làm giảm ứng suất gây ở đầu (x1, x2)
Ф2 đường kính trong ổ bi lắp theo hệ lỗФ2: 35±0,02
_ Tính toán trục: tính toán kiểm tra độ bền vượt tốc
CH¦¥NG X:Tính toán máy điện không đồng bộ
§10.1 Đại cương
_ KĐB: + Thường dung làm+ Động cơ KĐB được sản xuất theo dãy
AK, A0 trước 1360AK2; A02 từ 1959 ÷ 19694A từ 1970 đến nay
Việt Nam: 3K0,6(0,75); 1(1,1); 1,7(1,5); 2,8(2,2;3); 4,5(5,5); 7(7,5); 10(11); 17(15);
28(22,5;30); 40(45); 150(55)…kWP < 110kW _ dây thông dụng
_ dây cho chống nổTCH: _ thang công suất
_ điện áp, cách đấu_ tốc độ đồng bộ(2p)_ đường kính ngoài stato (cỡ vỏ 1 9)_ chiều cao tấm trục h_ chiều dài A, B, L, M, S
h: L 4kWM 5,5kW
Công suất P2 2 4 6 8h Chiều dài71 B 0,5581 A 0,75 0,55
_ Máy phát điện điezen:+ Công suất dự phòng kVA, cosφ = 0,8+ Công suất liên tục kVA < công suất dự phòng
_ Từ Pdm đã cho theo 4 tìm h theo bảng(10-3) xác định Dn, theo bảng 10-2 xác định kD theo 2p
KD = xác định D tìm được chiều dài l
_ Xác định . Nếu λ của 2 máy cùng chiều cao tâm trục h đều nằm trong
vùng kinh tế của hàm (2p) cần điều chỉnh thiết kế kinh tế.
_ Trình tự tính toán MĐ quay+ Tính các đại lượng cơ bản If, Uf, công suất tính toán.+ Tính chọn các kích thước cơ bản D, l từ đó xác định phạm vi kinh tế
sơ bộ+ Tính dây quấn: số rãnh Z, W, Wb, d,a ,n1…+ Tính các kích thước lõi thép hz, bz, hg…+ Tính các đặc tính làm việc: η, cosφ, s , I1, I2, U = f(I), It = f(I)
- Ghép chéo 3 pha, 3 trụ trong mặt phẳng.- Ba pha, ba trụ trong không gian.
- Tổn thất không tải P0, ngắn mạch Pn, Un, i0.- Độ ồn, chống cháy nổ…
P0 < [P0]; Pn < [Pn] i0 < [i0] ; Un [Un%]
- Tổ nối dây: Y/Y0 – 12 (Yyn12 )Y0/ - 11 (Ynd11)
/Y0 – 11 (Dyn11)
§1.3 - Vật liệu
1. Vật liệu từ (cán nóng, cán nguội không đẳng hướng)2. Vật liệu dẫn điện: đồng, nhôm.3. Vật liệu kết cấu: vỏ máy.4. Cách điện: dầu biến áp, giấy gỗ, phíp,…
§1.4- Các kết cấu chính
1. Mạch từ:- Ghép thẳng, ba pha ba trụ trong mặt phẳng
Mạch không đối xứng dòng từ hóa lớn.
§1.5- Các đại lượng đầu vào và sơ đồ tính toán
1. Công suất (kVA)máy biến áp truyền tải cả Q, P.
2. Điện áp sơ cấp, thứ cấp (kV)3. Tổ nối dây, số pha4. Tần số 5. Kiểu máy (khô, ngâm dầu)6. Nơi làm việc: ngoài trời, trong nhà.7. Các lượng tiêu chuẩn: Un%, i0%, Pn (W), P0 (W).8. Chế độ làm việc: liên tục9. Các yêu cầu đặc biệt: độ ẩm, chống cháy
Trình tự thiết kế:1. Tính các đại lượng cơ bản: Id, If, Ud, Uf, P’, Ppl, Unx, Unr…2. Tính chọn kích thước cơ bản: l, d chọn phương án
: hệ số hình dáng
Sao cho thỏa mãn i0, Pn, Un, P0, σ, Giá thành thống nhất3. Tính dây quấn cao áp, hạ áp: số vòng dây, cuộn dây4. Tính các đặc tính:
+ Tính ngắn mạch Pn, Un.
+ Tính mạch từ: 5. Tính nhiệt6. Tính làm mát (tính thùng dầu)
7. Tính kinh tế8. Xây dựng kết cấu máy (phương pháp ép trụ, gông, cố định ruột
máy).
CHƯƠNG 2:
Tính các kích thước chủ yếu của MBA
Yêu cầu: - Đảm bảo TCNN: P0, I0, Un, [σ], [ ]- Giá thành đạt cực tiểu hoặc thấp nhất có thể
với d12- đường kính trung bình rãnh đấu giữa 2 dây quấn.l – chiều cao cuộn dây.β – hệ số hình dáng.
β nhỏ máy thấp, rộng.β lớn máy cao, hẹp.
GCu, GFe thay đổi theo β.
§2.1- Các đại lượng điện cơ bản
- Lời nói đầu:+ Nhiệm vụ được giao+ Đã giải quyết:
Chọn phương án.Kết quả tính toán.Kết luận.
+ Kết cấu đồ án bao gồm: chương, bản vẽ.+ Tài liệu thiết kế
- Mở đầu (nói về máy được thiết kế).+ Những vấn đề chung về nguyên lý, sự phát triển, vị trí.
- Phần thiết kế:1. Công suất của một pha:
2. Công suất một trụ:
C – số trụ.3. Điện áp pha sơ cấp (CA):
4. Điện áp pha thứ cấp (HA):5. Dòng điện pha sơ cấp (CA):6. Dòng điện pha thứ cấp (HA):7. Các thành phần Un:
Pn[W], S[kVA]
§2.2- Tính sơ bộ mạch từ
8. Xác định điện áp thử nghiệmTra bảng phụ lục: 35kV Ut = 85 kV
22kV 55kV0,4kV 5kV
9. Từ Ut xác định a0, a12, l0 tra bảng10. Xác định d:
Công suất tính toán: S’ = U.I.10-3
U = Uv.w
kr : hệ số Rogopxki – hệ số quy đổi từ trường tản thực tế về lý tưởng.Uv= 4,44.f.BT.TT
BT: mật độ từ trường trong trụ.TT: tiết diện thực tế của trụ.
d
bcsd s
skk
.
f, Unx, kr, BT, ksd cho trướckr= 0,98BT – theo từng loại tôn; BT= 1,6 1,75.Ksd=0,83 0,85
với a12 theo UT
d=A.x ; β= 1,2 3,6
422
'
...
...507,0
sdTnx
rr
kBUf
kasA
11. Xác lập quan hệ GFe= f(β)gFe= GT + GG
; A1= 5,66.104.a.A3 kg
A2=……………..GG= B1.x3+ B2.x2
12. Xác lập quan hệ GCu= f(β)13. Xác lập (mật độ dòng trung bình)
tại sao cho jCA > jHA: bù cho nhau.14. Xác định ứng suất tác dụng lên tiết diện sợi dây15. Xác định dòng không tải tác dụng i0r%16. Xác định công suất từ hóa Q0
17. Xác định i0x%18. Xác định i0%19. Xác định P0, tra bảng theo loại tôn, f, B20. Lập bảng chọn β
Β 1,2 1,8 2,4 3 3,6GFe+Gcu
i0P0
σ β= 1,4 đảm bảo các điều kiện trong phạm vi kinh tế
21. Từ β d, làm tròn tính lại β22. Xác định l:
Un= 4,5%Unr= 0,9%Unx= 4,4%
CHƯƠNG 3:
Tính toán dây quấn MBA
§3.1 – Yêu cầu chung
1. Đảm bảo độ bền về điện2. Đảm bảo độ tăng nhiệt không quá cao3. Đảm bảo độ bền cơ (chịu lực tác dụng lên dây quấn)4. Dễ chế tạo, giá thành giảm
§3.2. Tính toán dây quấn hạ áp§3.3 – Tính toán dây quấn cao áp
23. Chọn kiểu dây quấn24. Tính số vòng dây
Uv=4,44.f.BT.TT
25. Tính số vòng của một pha Tính số vòng dây của mỗi cấp điều chỉnh (dây quấn cao áp)26. Tính tiết diện vòng dây
chọn kích thước dây:+ Dây tròn: Từ sv chọn số sợi chập
Từ snt chọn dây quấn+ Dây chữ nhật: Từ sv chọn số sợi chập
chú ý: cách quấn dây, công nghệ quấnchọn kích thước a, b
CHƯƠNG 4:Tính toán ngắn mạch
Un=?Pn=?Fn=?σn=?
§4.1 – Tổn hao ngắn mạch
Pn= PCu1+ PCu2+ Pdn+ Pf+ Pt
kf= 1+ 0,095.108.β2.a4.(n2 – 0,2)
(thanh dẫn) b a
Không nên chập dây theo hướng kính do tổn hao phụ
Cu = 8,9 kg/dm3
f5 = 0,023
với: s – tiết diện vòng dây. - mật độ dòng
khi pCu lớn cách tốt nhất là giảm , có thể giảm GCu.
- Tổn hao ở vách thùng là do từ thông tản đi qua vách thùng gây ra.
§4.2 – Điện áp ngắn mạch
Un lớn Zn lớn U thay đổi U2 thay đổi nhiều.Un giảm In tăng dễ hỏng máy khi ngắn mạch.
- BI : BII : BIII =
B – hệ số tải.Un tiêu chuẩn hóa.
với
với
a12, a1, a2, Uv lấy trị số chính xác.Uv = 4,44.f.BT.TT (TT – tiết diện tụ)
; 5,5% 5%Un
* Lực tác dụng theo hướng kính- Do sự tác dụng của dòng điện trong các dây quấn với từ thông tản
dọc nén dây quấn HA, dây quấn CA.* Lực tác dụng theo hướng trục do từ thông tản ngang có xu hướng nén cuộn dây vào giữa.* Lực dọc trục khi 2 dây quấn không tương ứng.
F’r1
Fr1 Fr2
CHƯƠNG 5:Tính toán hoàn thiện mạch từ
- Kích thước chính xác của mạch từ- Tính p0, l0.
§5.1- Xác định kích thước mạch từ
1. Tính chiều rộng lá tôn (kích thước các loại) - Bậc gông bằng bậc trụ thì phần xà ép rất nhỏ yếu.
2. Tính chiều rộng cửa sổ:3. Tính trọng lượng mạch từ:GFe= GT+ GG+ Gg
§5.2 – Xác định tổn hao không tải
r1<< rm
P0 PFe
P0= PFe= GT.Pt + GG.Pg + Ggóc.Pgóc + Pf
Với :Pt – suất tổn hao, Pt B2
T, f, β, δ, loại tônP0 > [P0] thay đổi loại tôn Thay đổi chiều dày Hạ mật độ từ thông( trọng lượng mạch từ tăng).
Hạ trọng lượng vật liệu.Ý nghĩa Pf:
- ghép lá tôn không tương ứng.- số bậc của trụ và gông khác nhau.
- Công nghệ: + Cắt lá tôn biến tính kc= 1 1,1 + Mài bavia làm tăng hệ số 1,05 1,1 + Ghép không kín + Ghép kín từ thông không hoàn toàn trùng với chiều cán + Ép mạch từ k= 1,05
§5.3 – Xác định i0
Với
Qo – công suất từ hóa mạch từ.
qt, qg – công suất từ hóa lõi thép trụ và gông var/kg