Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA, THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA
KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lâp-Tự do-Hạnh phúc -o0o - ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Tên Đề Tài: THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA Giáo Viên Hướng Dẫn: Sinh Viên Thực Hiện: NGUYỄN VĂN HÀ BẠCH TRỌNG NAM GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ -1- SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN LỜI MỞ ĐẦU Năng lượng vấn đề quan trọng xã hội ta Ở quốc gia nào, lượng nói chung lượng điện nói riêng luôn coi nghành công nghiệp mang tính chất xương sống cho phát kinh tế Xã hội không nghừng phát triển, sinh hoạt nhân dân không ngừng nâng cao nên cần phải phát triển nhiều loại máy điện Tốc độ phát triển sản xuất công nông nghiệp nước đòi hỏi phát triển tương ứng nghành công nghiệp điện lực Do yêu cầu nghành chế tạo máy điện có yêu cầu cao Với yêu cầu đồ án “ Thiết kế máy phát điện ba pha công suất 10kVA ” với số liệu U = 380V, f = 50Hz, n = 1500vg/ph Với công suất 10kVA lớn phù hợp làm nguồn dự phòng cho hộ dân cần sử dụng điện cách liên tục để sản xuất kinh doanh, sử dụng cho khu chung cư nhỏ, siêu thị nhỏ … Những máy phát cấp công suất phục vụ cho nhu cầu điện cách riêng lẻ mà không thực đóng vai trò ổn định hệ thống điện lớn Nhưng em cho việc thiết kế máy điện nhỏ mang tính thiết thực quan trọng Nó không đơn cho mục đích sử dụng nhỏ mà phục vụ cho công tác nghiên cứu máy điện cỡ lớn tương lai Nội dung đồ án thiết kế bao gồm hai phần, tám chương : Phần I : Giới thiệu máy phát điện xoay chiều Phần II : Thiết kế điện từ thiết kế kết cấu máy phát điện Chương I : Tính toán xác định kích thước máy điện Chương II : Tính toán dây quấn, rãnh stator khe hở không khí Chương III : Tính toán cực từ Rôtor Chương IV : Tính toán mạch từ Chương V : Tính toán tham số máy phát điện chế độ định mức Chương VI : Tính toán dây quấn thông số mạchï kích từ Chương VII : Tính trọng lượng vật liệu, tính tổn hao, tính toán nhiệt Chương VIII :Đặc tính máy phát Qua thời gian làm đồ án, giúp đỡ thầy cô giáo môn, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Văn Hà, với nỗ lực thân em hoàn thành đồ án Song thời gian có hạn vốn kiến thức em chưa rộng nên trình tính toán thiết kế tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận bảo quí thầy cô để Đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Hà tất quý thầy cô giúp em hoàn thành đồ án này! GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ -2- SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN PHẦN I GIỚI THIỆU VỀ MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Máy điện đồng sử dụng rộng rãi công nghiệp Phạm vi sử dụng biến đổi thành điện năng, nghĩa làm máy phát điện Điện ba pha chủ yếu dùng kinh tế quốc dân đời sống sinh hoạt sản xuất từ máy phát điện quay tuabin khí nước Ngoài máy phát điện kéo động khác động Điêzel, động xy lanh nước, động chạy nhiên liệu Hyđro…được chế tạo với công suất vừa nhỏ nhằm dùng cho tải địa phương, dùng làm máy phát dự phòng Ngoài động đồng công suất nhỏ( đặc biệt động đồng kích từ nam châm vĩnh cửu ) dùng rộng rãi trang bị tự động điều khiển I ĐỊNH NGHĨA VÀ CÔNG DỤNG I.1 Định nghĩa Những máy phát điện xoay chiều có tốc độ quay Rôtor n tốc độ quay từ trường n1 gọi máy điện đồng bộ, có tốc độ quay Rôtor không đổi tải thay đổi I.2 Công dụng Máy phát điện đồng nguồn điện quan trọng lưới điện công nghiệp Trong động sơ cấp tuabin nước tuabin nước Công suất đơn máy đạt đến 1200MW máy phát tuabin đến 560MW máy phát tuabin nước Các lưới điện công suất nhỏ, máy phát điện kéo động Điêzel tuabin khí, chúng làm việc riêng lẻ hai ba máy làm việc song song với Các máy phát điện đồng hầu hết đặt trạm phát điện xoay chiều, chúng sử dụng rộng rãi lĩnh vực : sống, công nghiệp, giao thông vận tải, nguồn điện dự phòng, điện phương tiện di động… II ĐẶC ĐIỂM VÀ CẤU TẠO II Đặc điểm Máy phát điện đồng thường kéo tuabin tuabin nước, GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ -3- SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN chúng gọi máy phát tuabin máy phát tuabin nước Đối với máy phát điện tuabin hơi, đặc trưng tốc độ cao tới vài nghìn vòng/phút nên máy phát điện thường có kết cấu Rôtor cực ẩn với đường kính nhỏ để giảm thiểu lực ly tâm Và ngược lại, máy phát điện tuabin nước, tốc độ thấp nên thường có Rôtor cực lồi, đường kính lên tới 1,5m tùy theo công suất máy Máy phát điện ba pha thường gặp máy phát điện mà dòng điện chiều đưa vào cuộn dây kích từ thông qua hệ thống vành trượt Cực từ máy phát điện ba pha kích thích dòng điện chiều đặt phần quay, dây quấn phần ứng với ba pha đặt phần tĩnh nối tải Cũng đặt cực từ phần tĩnh dây quấn phần ứng phần quay giống máy điện chiều, máy điện đồng công suất nhỏ, trao đổi vị trí không làm thay đổi nguyên lý làm việc máy Nguyên lý làm việc máy điện nói chung máy phát điện đồng nói riêng dựa định luật cảm ứng điện từ Nguyên lý làm việc sau : Stator máy phát điện đồng đồng có dây quấn ba pha đặt cách góc 1200 không gian, gọi phần ứng, cảm ứng sức điện động cung cấp tải ( hình 1.1 ) Còn Rôtor máy phát điện, với cấu tạo dây quấn cực từ ( cực lồi với máy phát có tuabin tốc độ thấp máy phát tuabin nước, máy phát công suất nhỏ cực ẩn với tuabin có tốc độ cao máy phát Điêzel, tuabin khí ) làm nhiệm vụ tạo từ trường phần cảm A N B C Hình 1.1 cấu tạo Stator Khi Rôtor quay với tốc độ n từ trường cực từ quét cảm ứng lên dây quấn phần ứng sức điện động xoay chiều hình sin lệch pha 1200 theo chu kỳ thời gian, có trị số hiệu dụng : GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ -4- SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN Trong : ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN EO=4,44.f.Wl.Kdq.Φ0 E0 sức điện động pha f tần số máy phát Kdq hệ số dây quấn W1 số vòng dây pha Φ0 từ thông cực từ Rôtor Với tần số : f = p.n 60 (1.1) Với p số đôi cực máy Khi máy phát điện đồng làm việc khép kín mạch với tải, có dòng điện ba pha chạy ba dây quấn lệâch góc 120 thời gian tạo từ trường quay với tốc độ n1 : n1 = 60 f p (1.2) So sánh (1.1) (1.2) ta thấy n = n , có nghiã tốc độ quay Rôtor tôc độ từ trường quay Vì ta có máy phát điện đồng II.2 Cấu tạo II.2.1 Máy cực ẩn Rôtor làm thép hợp kim chất lượng cao, rèn thành khối hình trụ, người ta gia công phay để tạo rãnh đặt dây quấn kích từ Phần không phay rãnh hình thành mặt cực từ Các máy phát điện đồng ba pha cực ẩn thường chế tạo với số cực 2p = , tốc độ quay Rôtor 3000 vòng/phút Để hạn chế lực ly tâm phạm vi an toàn thép hợp kim chế tạo thành lõi thép Rôtor, đường kính D Rôtor không 1,1 đến 1,5mét Tăng công suất máy cách tăng chiều dài l lõi thép Chiều dài tối đa Rôtor vào khoảng 6,5mét Dây quấn kích từ đặt cực từ Rôtor chế tạo từ dây đồng trần, tiết diện chữ nhật quấn theo chiều mỏng thành bối dây Các vòng dây lớp dây cách điện với lớp mica mỏng Dây quấn kích từ nằm rãnh cố định ép chặt nêm phi từ tính đưa vào miệng rãnh Phần đầu nối đai chặt ống trụ thép phi từ tính nhằm bảo vệ chống lại lực điện động dòng điện gây Hai đầu dây quấn kích từ luồn trục nối với hai vành trượt đặt đầu trục thông qua hai chổi điện, nối với dòng kích từ chiều Dòng điện kích từ chiều thường cung cấp máy phát chiều, xoay chiều chỉnh lưu ( có vành trượt ), nối chung trục với máy phát điện GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ -5- SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Stator máy phát điện đồng ba pha cực ẩn bao gồm lõi thép, có đặt dây quấn ba pha, thân vỏ máy Lõi thép Stator ghép ép tôn silic có phủ cách điện Các đường thông gió làm mát cho máy chế tạo cố định thân máy để đảm bảo độ bền cách điện dây quấn máy II.2.2 Máy cực lồi Các máy phát điện có tốc độ quay thấp thường chế tạo dạng cực lồi, nên khác với máy cực ẩn, đường kính D Rôtor lên đến 15met chiều dài lại nhỏ với tỷ lệ l/D = 0,15 – 0,2 Rôtor máy phát điện đồng cực lồi công suất nhỏ trung bình có lõi thép chế tạo thép đúc gia công thành khối hình trụ mặt có đặt cực từ Ở máy lớn, lõi thép chế tạo từ thép dày từ đến 6mm, dập đúc định hình sẵn để ghép thành khối lăng trụ lõi thép thường không trực tiếp lồng vào trục máy mà đặt giá đỡ Rôtor, giá lồng vào trục máy Hình 1.2 Cực từ máy phát đồng cực lồi Cực từ đặt lõi thép Rôtor ghép thép dày – 1,5mm chế tạo đuôi có hình T bulông bắt xuyên qua mặt cực vít chặt vào lõi thép Rôtor GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ -6- SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Dây quấn kích từ chế tạo từ dây đồng trần tiết diện chữ nhật quấn theo chiều mỏng thành cuộn dây Cách điện vòng dây lớp mica amiăng Sau hoàn thiện gia công, cuộn dây lồng vào thân cực từ Dây quấn cản máy phát điện đồng đặt đầu cực có cấu tạo dây quấn kiểu lồng sóc máy điện không đồng bộ, nghĩa làm đồng đặt vào rãnh đầu cực hai dầu nối với hai vành ngắn mạch Stator máy phát điện đồng cực lồi giống máy phát điện đồng cực ẩn Để đảm bảo vận hành ổn định, yêu cầu chặt chẽ kết cấu điện kết cấu học hệ thống làm mát thiết kế chế tạo phù hợp tương thích với loại máy phát điện, đáp ứng môi trường chế độ làm việc Máy phát điện đồng làm mát gió công suất nhỏ, có khoang thông gió làm mát thiết kế chế tạo nằm vỏ máy lõi thép Stator Đầu trục máy gắn cánh quạt gió để quay không khí thổi qua khoang thông gió Bên vỏ máy chế tạo với sống gân cánh toả nhiệt nhằm làm tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt cho máy Phổ biến máy phát điện đồng làm mát nước khí áp dụng cho máy có công suất từ vài chục kW trở lên Trong trường hợp máy phát điện có công suất nhỏ cần di động thường dùng Điêzel làm động sơ cấp gọi máy phát điện Điêzel Máy phát điện Điêzel thường có cấu tạo cực lồi Đặc điểm khác biệt máy điện công suất nhỏ máy điện công suất lớn kích thước chúng khác chúng khác hiệu suất làm việc, giá thành máy giá điện sản xuất ra, thời gian làm việc nó… Máy phát điện công suất nhỏ có cấu tạo gọn nhẹ, thuận lợi để làm máy phát dự phòng điện lưới, máy phát điện Điêzel linh động vận chuyển nơi khác để phục vụ cần thiết Tuy nhiên máy điện công suất nhỏ giá thành không rẻ trái vơí máy có công suất đơn lớn giá thành đơn vị công suất hạ nên chưa đươc sử dụng phổ biến mà sử dụng nơi cần thiết bệnh viện, truyền hình, quân thông tin liên lạc…Ngoài sử dụng số hộ dân cần điện để phục vụ sản xuất kinh doanh liên tục thiếu điện lưới Hiệu suất làm việc máy điện công suất nhỏ thấp máy công suất lớn III CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ Để làm thí nghiệm lấy đặc tính máy phát điện đồng cần phải có sơ đồ nối dây máy phát điện Tải máy phát tổng trở Z thay đổi Dòng điện kích thích It máy điện lấy từ nguồn điện bên điều chỉnh nhờ vào biến trở rt GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ -7- SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Khi vận hành thường máy phát điện cung cấp cho tải đối xứng Chế độ phụ thuộc vào hộ tiêu thụ điện nối với máy phát điện, công suất cấp cho tải không vượt định mức mà định mức thấp định mức chút Mặt khác đại lượng thông qua đaị lượng khác dòng điện, điện áp, dòng kích từ, hệ số Cosϕ, tần số f, tốc độ quay n Để phân tích đặc tính máy phát điện đồng ta dựa vào ba đại lượng chủ yếu U, I, i t thành lập đặc tính sau : Đặc tính không tải E = Uo = f(it) I = f = fđm Đặc tính ngắn mạch In = f(it) U = ; f = fđm Đặc tính U = f(It) it = const ; cosϕ = const ; f = fđm Đặc tính điều chỉnh It = f(I) U = const ; cosϕ = const ; f = fđm Đặc tính tải U = f(it) I = const ; cosϕ = const ; f = fđm ( ( • MFĐ V • W V • A H • Wì • n Hình 1-7: Sơ đồ đấu dây xác định đặchtính máy phát điện đồng bộ.b • V (( VRt A A (( ( ( A ( ( Z Z Z It * E * III.1 Đặc tính không tải E = U0 = f(it) Khi I= f= fđm Đặc tính không tải quan hệ sức điện động E cảm ứng cuộn dây Stator với dòng điện kích từ dòng điện tải không Trong hệ đơn vị tương đối máy phát điện đồng cực ẩn máy phát điện đồng cực lồi khác không nhiều, đặc tính không tải hiển thị đơn vị tương đối giống hình 1.3 GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ -8- SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN E∗ it∗ Hình 1.3 Đặc tính không tải máy phát điện Trong đơn vị tương đối : E* = E Edm it * = it itdmo Với itđmo dòng điện không tải U = Uđm III.2 Đặc tính ngắn mạch tỷ số ngắn mạch In = f(It) U= f = fđm E χ δ u jx dI jIx d E I jx σ I χ ud I Hình 1.4 Đồ thị véc tơ mạch điện thay máy phát điện lúc ngắn mạch Đặc tính ngắn mạch quan hệ dòng điện tải ngắn mạch dòng điện kích thích điện áp không , tần số tần số định mức ( dây GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ -9- SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN quấn phần ứng nối tắt đầu máy) Nếu bỏ qua điện trở dây quấn phần ứng( rư = ) mạch điện dây quấn phần ứng lúc ngắn mạch cảm ( ψ = 90o ) Iq = cosψ = Id = I.sinψ = Và đồâ thị véc tơ máy phát điện lúc hình 1.4 Cũng từ biểu thức cân sức điện động : U = E − j I d xd − j I q xq − I ru giả thiết ta có Euđ = +j.I.xd mạch điện thay máy có dạng hình 1.4 Lúc ngắn mạch phản ứng phần ứng khử từ, mạch từ máy không bão hoà, từ thông khe hở Φδ cần thiết để sinh Eδ = E – I.xưd = i.xσư nhỏ Do quan hệ I = f(it) đường thẳng hình 1.5 Hình 1.5- Đặc tính ngắn mạch Tỷ số ngắn mạch K tỷ số dòng điện ngắn mạch I no ứng với dòng điện kích thích sinh sức điện động E = Uđm không tải với dòng điện định mức Iđm, nghĩa I no K= I dm GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ U dm Ino = x d - 10 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN - 40 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN DÂY QUẤN KÍCH TỪ VÀ CÁC THAM SỐ CỦA MẠCH KÍCH TỪ Dây quấn kích từ máy đồng cực lồi đặt thân cực từ Rôtor Với máy công suất 100KW (2p =4) thường dùng dây đồng tròn hay tiết diện chữ nhật có cách điện men hay sợi thuỷ tinh quấn thành lớp nhiều lớp 98 Theo bảng tính toán ta vẽ đặc tính từ hoá đặc tính Eo* = f ( Fδ zg Fδ ) hình IV.1 Theo đồ thị véc tơ hình IV.2 với I đm*, Uđm*, cosϕđm ; r1* ; xσư* xác định EFδ* = 1,009 δ = 0,250 δ zg = 1,069 theo hình 11-13 [1] Từ hình IV.1 với Eδ* = 1,009 có F δ k’’bđ = 0,96 ; k’’bq = 0,9 ; k’’qđ = 0,00075 E* * φ*c = f(F*c) 1,4 E* = φ* = f(Fδzg) φc* Eδd* 0,5 φσ* = f(F*δzg) Fcg* Fδd * * F ưd * cg F F* F*tđm Hình VI.1 Các phần đặc tính từ hoá GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 41 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN 99 Sức từ động : Fuq' cosψ Trong : * Fudm = * = kbq" kuq Fudm = 0,9.0, 445.0,83 = 0,33 Fudm 1075,3 = = 0,83 Fto 0,5.2575,11 * Theo sức từ động đặc tính E δ = f(Fδzg), sức điện động ta xác định giá trị đại số Từ đồ thị véc tơ với U * đm * * * uq E cosψ * Euq cosψ * * = j.I dm xuq từ = 0,563 * σư , I đm, r , x , * Euq cosψ , cosϕđm = 0,8 nên ϕ = 34,620 xác định θ = 16,490 Tính Ψ = ϕ + θ = 34,620 + 16.490 =51,1 cosψ = cos51,1 = 0, 627 sinψ = sin 51,1 = 0, 778 E*ưq = 0,563.0,627= 0,353 ; Gọi góc véctơ E*δ véctơ Eδd* δd : δd = θ - δ = 16,49 - 0,23=16,260 Từ đồ thị véc tơ IV.2 với E δ* = 1,069; E*ưq = 0,353; δd = 16,260 xác định E*δd = E*δ.cosδd = 1,069.cos16,260 = 1,026 Tương ứng hình VI.1 (các phần đặc tính từ hoá ) theo đường cong không tải ta có với Eδ*d = Φ*δ d = 1, 026 Fδ*d = 1, 047 100 Sức từ động phản ứng phần ứng dọc trục : τ * * Fud* = kbd'' kud Fudm sinψ + kbq'' Fudm cosψ = δ 16, 493 0,83.0, 627 = 0,58 = 0,96.0,87.0,83.0, 778 + 0, 00075 0,15 Với sức từ động tổng Fδ*d + Fud* = 1, 047 + 0,58 = 1, 627 từ đặc tính Φσ = f ( Fδ zg ) Φσ* = 0,131 Từ thông cực từ : Φ*c = Φδ* d + Φσ* = 1, 021 + 0,131 = 1,152 Từ đặc tính Φ*c = f ( Fc* ) với Φσ* = 1,152 Fc* = 0, 462 101 Sức từ động định mức dây quấn kích từ ( trị số tương đối ) : * Ftdm = Fδ*d + Fud* + Fc* = 1, 047 + 0,58 + 0, 462 = 2, 089 GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 42 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN 102 Sức từ động định mức dây quấn kích từ : * Ftdm = Ftdm Fto = 2, 089.2575,1 = 5379,3( A) 103 Chiều dài trung bình vòng dây dây quấn kích từ : ltb = 2.(lc + bc − 2.r ) + π (2.r + 2.δ + b) = = 2.(13,145 + − 2.1,5) + π (2.1,5 + 2.0,15 + 0,989) = 41, 76(cm) = 0, 41 (m) Ở : lc = 13,145cm b’ : xác định theo bc Với bc = 4cm chọn b’ = 1cm δ1 : chiều dầy cách điện khe hở Chọn δ1 = 0,1cm b = 0,06.τ = 0,06.16,4 = 0,964(cm) Chọn r = 1,5cm bán kính dây quấn kích từ góc cực từ Sử dụng kích từ Thyristor có điện áp U tđm = 65V; điện áp đầu cực dây quấn kích từ U’t = 63V 104 Tiết diện dây quấn kích từ sơ st' = 1,15ρ120 Ở : ρ120 = p.Ftdm lttb 2.5379,3.0, 41 = 1,15 = 2,01(mm ) ' Ut 40 63 Ω.mm ( ) - điện trở suất đồng nhiệt độ làm việc 40 m p : số đôi cực lttb : chiều dài trung bình vòng dây Ut’ : điện áp đặt lên đầu cực dây quấn kích từ Với tiết diện dây quấn kích từ ta chọn dây quấn dây có tiết diện tròn 105 Dòng điện kích từ : I tdm = st' J t = 2, 01.4,8 = 9, 6( A) GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 43 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Trong dây quấn kích từ nhiều lớp, cách điện cấp A chọn mật độ dòng điện J t = 4,8( A / mm ) 106 Số vòng dây cuộn kích từ cực : wt1 = Ftdm 5379,3 = = 140(vo`ng ) 4.I tdm 4.9, Chọn kích thước dây dẫn kích từ đồng theo thiêu chuẩn, chọn dây dẫn tròn Nga ký hiệu PETV với kích thước sau : Tiết diện dây chuẩn : st = 2,01mm2 Đường kính dây dẫn không kể cách điện : dKcđ = 1,60mm Đường kính dây dẫn kể cách điện : dcđ = 1,685mm 107 Khoảng cách bé hai cuộn dây kích từ : π ( D − 2.δ − 2.hm − 2.hc ) − bc − 2.δ1 − 2.b = p π (21 − 2.0,15 − 2.1, − 2.4, 7) = − − 2.0,1 − 2.0,96 = 0,32(cm) 2.2 x= Trong : δ1 = 0,1cm : chiều dày cách điện khe hở δ = 0,15cm : khe hở không khí cực từ hm = 1,6cm : chiều cao mặt cực từ chọn hc = 4,7cm : chiều cao thân cực từ bc = 4cm : chiều rộng cực từ chọn Hình VI.2 Rôtor máy điện đồng công suất nhỏ 108.Số vòng dây lớp dây quấn kích từ theo chiều cao cực từ : GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 44 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN N1l = hc − 2.δ c' 4, 76 − 2.0,15 = 10 = 26, (vòng) d cd 1, 685 Vậy N1l = 26 vòng δ c' = 0,15cm : cách điện với đầu cực gông từ Trong : dcđ = 1,685mm : kích thước dây dẫn kể cách điện 109 Số lớp dây quấn kích từ cực : Với lớp dây quấn có 26vòng, ta chọn : Lớp thứ hai có : 26 - = 24 vòng Tương tự lớp thứ ba có : 26 - = 22 vòng Lớp thứ tư có : 26 - = 20 vòng Lớp thứ năm có : 26 - = 18 vòng Lớp thứ thứ sáu có : 26 - 10 = 16 vòng Lớp thứ bảy có : 26 - 12 = 14 vòng Lớp thứ tám có: 140 - 26 - 24 - 22 - 20 - 18 - 16 - 14 = vòng Vậy dây quấn kích từ có 140 vòng , quấn thành m = lớp 10 Tính lại mật độ dòng điện dây quấn kích từ : Jt = I tdm 9, = = 4, 77( A / mm ) st 2, 01 112 Tổng chiều dài dây quấn kích từ tính toán cực : Lkt = Wt1.lttb = 140.0, 41 = 57, 4(m) 113 Độ tăng nhiệt dây quấn kích từ : l (2,8 + ).Ftdm J t δ (m − 0,5).(1, + v ) r τ ∆θt = 1 + cd = l 76.C.(1, + vr ) 2,8 + τ 13,145 (2,8 + ).5379,3.4, 77 2.0, 0085.(7 − 0,5).(1, + 16, 49) 16, 493 = 1 + = 51 13,145 76.4,93.(1, + 16, 49) 2,8 + 16, 493 Ở : Ftđm =5379,3A : sức từ động kích từ định mức Jt =4,77A/mm2 : mật độ dòng điện dây quấn kích từ δ cd = d cd − d kcd = 1, 685 − 1, 60 = 0, 085 ( mm) = 0, 0085 (cm) : chiều dày cách điện phía dây quấn kích từ C = 4,93cm : chiều cao lớp dây quấn kích từ vr = 16,49m/s : vận tốc bề mặt cực từ (mục 58 chương III) GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 45 SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Ta nhận thấy độ chênh nhiệt tính ∆θt = 510 ≤ 800 Đối với cách điện cấp A hoàn toàn hợp lý 114 Chiều cao xác thân cực từ : hc = d cd 1, 685 N1l + 2.δ c' = 26 + 2.0,15 = 4, 68(cm) 10 10 Ta nhận thấy chiều cao lớn chiều cao giả thiết ban đầu 4,76cm 1,7% nên tính lại sức từ động cực từ 115 Điện trở dây quấn kích từ : rt120 = ρ120 Trong : ρ120 = p.Wt1.lttb 2.2.140.0, 41 = = 2,85(Ω) st 40 2, 01 Ω.mm ( ) : điện trở suất đồng cách điện cấp 40 m A Wt1 = 140vòng lttb = 0,41m 116 Điện trở dây quấn kích từ nhiệt độ làm việc 750C : rt 75 = rt120 ρ75 1/ 46 = 2,85 = 2, 478(Ω) ρ120 1/ 40 117 Điện áp đầu cực cuộn dây kích từ tải định mức nhiệt độ θt = 1200 C : ' U tdm = I tdm rt120 = 9, 64.2, 478 = 22,88(V ) 118 Hệ số dự trữ kích từ : kkt = U tdm 65 = = 2,5 U + ∆U ch 23,88 + ' tdm ∆U ch = 2V : điện áp rơi chổi than Ở : 119 Công suất kích từ định mức : Ptdm = U tdm I tdm 10−3 = 65.9, 64.10−3 = 0, 626(kW ) 120 Điện kháng dây quấn kích từ : x = 1, 27.kud x (1 + * t Trong : 2.k µ o Fδ o lc ∑ λ 10−2 )= Φ 2.1, 08.2028, 4.15,145.0, 755.10−8 = 1, 27.0,87.0,85.(1 + ) = 0,987 0, 009805 * ud xưd* = 0,85 kưd = 0,87 GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ kµo =1,08 Fδo = 2028,4A - 46 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Φo = 0,0098Wb lc = 15,145cm ∑ λ =λ rl + λcl λ 0, 435 0, 097 + cb = (0, 435 + + ).10−6 = 0, 755.10−6 1,53 2, 65 1,53 2, 65 Với λrl , λcl , λcb tính mục 69; 70; 71 121 Điện kháng tản dây quấn kích từ : * xσ* t = xt* − xud = 0,987 − 0,85 = 0,137 122 Điện trở tương đối dây quấn kích từ nhiệt độ 70oC : 0, 22.Fudm kud2 ltb 0, 22.2.1075,3.0,87 2.42,1.10 −4 rt = = = 0, 0109 Φ o f W1t st 0, 009805.50.140.2, 01 * Ở : ltb = 42,1cm chiều dài trung bình vòng dây quấn kích từ Fưđm = 2×1075,3A sức từ động đôi cực GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 47 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN CHƯƠNG VII TÍNH KHỐI LƯỢNG, TÍNH TỔN HAO VÀ TÍNH TOÁN NHIỆT a Trọng lượng vật liệu tác dụng 123 Trọng lượng lõi sắt Stator : GFez1 = 7,8.l1.kc hr1.bztb Z 10 −3 = = 7,8.13,145.0,95.2, 25.0, 695.36.10−3 = 5, 48( Kg ) Với : hr1 = 2,25cm chiều cao rãnh Stator bztb = 0,695cm bề rộng trung bình 124 Trọng lượng gông lõi sắt Stator : GFeg = 7,8.l1.kc π ( Dn − hg1 ).hg 1.10 −3 = = 7,8.13,145.0,95.π (31,5 − 3).3.10 −3 = 26.1( Kg ) Với : hg1 = 3cm chiều cao gông lõi thép Stator 125 Trọng lượng đồng dây quấn Stator : ltb1 −3 10 = 70, 49 −3 = 8,9.0,541.32.36.3 .10 = 5,8( Kg ) 2.100 GCu1 = 8,9.s1.ur Z n1 Với : ltb1 = 70,49cm chiều dài trung bình vòng dây Stator 126 Trọng lượng đồng dây quấn kích từ : Gkt = 8,9.st lttb p.W1t 10−3 = = 8,9.2, 01.0, 41.2.2.140.10−3 = 4,1( Kg ) 127 Trọng lượng sắt cực từ : GFec = 7,8.lc kc 2 p.( hc bc + 0,8.hm bm ).10 −3 = = 7,8.15,145.0,97.2.2.(4, 76.4 + 0,8.1, 6.11,545).10−3 = 15,5( Kg ) 128 Trọng lượng sắt gông Rôtor : GFeg = 7,8.lg π ( D − 2.δ − 2.hcm − hg ).hg 10 −3 = = 7,8.13,145.π (21 − 2.0,15 − 2.6,36 − 3, 47).3, 47.10 −3 = 5, 04 ( Kg ) 129 Toàn trọng lượng đồng : GCu = GCu1 + Gkt = 5,8 + 4,1 = 9,9( Kg ) GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 48 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN 130 Toàn trọng lượng thép : GFe = GFez1 + GFeg1 + GFec + GFeg = = 5, 48 + 26,1 + 15,5 + 5, 04 = 52,1( Kg ) b Tổn hao hiệu suất 131 Tổn hao đồng dây quấn Stator : PCu1 = m.I r1(75) 10−3 = 3.8, 7712.0, 677.10−3 = 0,156( kW ) 132 Tổn hao dây quấn kích từ : Pt = ( I tdm r1(75) + ∆U ch I tdm ).10−3 = = (9, 62.2, 478 + 2.9, 6).10 −3 = 0, 240( kW ) 133 Tổn hao sắt gông Stator : f 1,3 ) GFeg1.10 −3 = 50 50 = 1,3.2,5.1,307 2.( )1,3 26,1.10 −3 = 0,144( kW ) 50 PFeg1 = k gcg p1/ 50 Bg21.( Trong : kgcg = 1,3 hệ số gia công gông P1/50 = 2,5W/kg suất tổn hao thép tần số từ hoá f = 50Hz mật độ từ thông B = 1T Bg1 = 1,307T mật độ từ thông gông Stator 134 Tổn hao sắt Stator : f 1,3 ) GFez1.10−3 = 50 50 = 1, 7.2,5.1,507 2.( )1,3 5, 48.10 −3 = 0, 052( kW ) 50 PFez1 = k gcz p1/ 50 Bz21 ( Trong : kgcz = 1,7 hệ số gia công Bz1 = 1,507T mật độ từ thông Stator 135 Tổn hao : PCo = 3, 68 p.( Trong : vr l1 16, 49 13,145 ) = 3, 68.2.( ) = 0,186( kW ) 40 100 40 100 vr =16,49m/s tốc độ cực từ 136 Tổn hao bề mặt bề mặt cực từ : Pbm = p.τ α m l2 pbm 10 −7 = = 2.2.16, 493.0, 7.13,145.333,9.10−7 = 0, 02( kW ) GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 49 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Z1.n 1,5 ) (10.Bo t1 ) = 10000 36.1500 1,5 = 1, 4.( ) (10.0, 238.1,832) = 333,9 10000 pbm = ko ( Trong : : suất tổn hao bề mặt trung bình ko = 1,4 : hệ số kinh nghiệm t1 =1,832cm : bước Bo = kδ β o Bδ = 1,373.0, 251.0, 69 = 0, 238 (T ) Bδ 0, 69 Với δ = 0,15 = 4, tra theo đường cong hình 6-1 [1] 137 Tổn hao phụ có tải : ta β o = 0, 251T Pf = 0, 005.P1dm = 0, 005.4, = 0, 023( kW ) Với công suất tác dụng định mức : P1dm = 3.U dm Id m cosϕ 10−3 = 3.380.8, 771.0,8.10−3 = 4, 6( kW ) 138 Tổng tổn hao lúc tải định mức : ∑P = P Cu1 + Pkt + PFeg1 + PFez1 + PCo + Pbm + Pf = = 0,156 + 0, 240 + 0,144 + 0, 052 + 0,186 + 0, 02 + 0, 023 = 0,8( kW ) 139 Hiệu suất máy phát : η = (1 − ∑ P ).100% = (1 − 0,8 ).100% = 85% +∑P 4, + 0,8 P1dm c Độ tăng nhiệt dây quấn Stator 140 Dòng nhiệt qua bề mặt Stator : qc = ρθ A.J (1 + ltb P ) + Fe1 = l1 π D.l1 0,5.70, 49 0, 216.1000 153,158.5, 4.(1 + )+ = 1, 006 (W / cm ) 4020 13,145 π 21.13,145 Ω.mm ρθ = ( ) điện trở suất dây dẫn nhiệt độ cho Với : 4020 cm = phép A = 153,158(A/cm) tải đường PFe1 : tổn hao sắt lúc không tải (kW) GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 50 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN PFe1 = PFeg1 + PFez1 + Pbm = 0,144+0,052+0,02 =0,216(kW) J = 5,4A/mm2 mật độ dòng điện dây quấn Stator Hệ số tản nhiệt bề mặt : α v = α o (1 + 0,1.v) = 8.10−3.(1 + 0,1.16, 49)(W / cm2 C ) l 13,145 Với τ1 = 16, 493 < nên chọn α o = 8.10−3 (W / cm2 o C ) v : vận tốc bề mặt Rôtor (m/s) 141 Độ tăng nhiệt mặt lõi sắt Stator so với môi trường : θα = qc 1, 29 = = 60, 2o C −3 α v 8.10 (1 + 0,1.16, 49) 142 Dòng nhiệt qua phần đầu nối dây quấn : qd = ρθ A.J t1 1,832 = 153,158.5, = 0, 047 C1 4020 7,91 Với : C1 = 7,91cm chu vi rãnh Stator 143 Độ tăng nhiệt mặt đầu nối dây quấn Stator so với nhiệt độ môi trường : θd = qd 0, 047 = = 16, 4o C −3 α (1 + 0, 07.v) 1,33.10 (1 + 0, 07.16, 49) Với τ = 16, 493cm < 40cm ta chọn α = 1,33.10−3 (W / cm o C ) 144 Độ tăng nhiệt lớp cách điện rãnh : θ cd = 6, 63o C 145 Độ tăng nhiệt trung bình dây quấn Stator : (θ cd + θα ).l1 + (θ cd + θ d ).ldn = ltb (6, 63 + 60, 2).13,145 + (6, 63 + 16, 4).22,1 = = 39,36o C 70, 49 θ1 = GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 51 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN CHƯƠNG VIII ĐẶC TÍNH MÁY PHÁT 146 Năng lực tải tĩnh : M max E* 1, 76 = * o = = 2, 49 M dm xd cosϕ 0,883.0,8 Với sức từ động kích từ định mức Ftđm* = 2,074; từ đặc tính không tải ta Eo* = 1,76 Theo hình 11-29 sách thiết kế máy điện, với xd* − xq* * o * q E x = 0,883 − 0,551 = 0,342 1, 76.0,551 Tra k = 1,040 147 Đặc tính góc M = f(θ) theo hình : M* = = Eo* 1 sinθ + ( * − * ).sin 2θ = * xd xq xd 1, 76 1 sinθ + ( − ).sin 2θ = 0,883 0,551 0,883 = 1,99.sinθ + 0,341.sin2θ M* 1,5 0,5 120 150 30 60 90 180 θ Hình VII.1 Đặc tính góc GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 52 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thiết kế máy điện - Trần Khánh Hà - Nguyễn Hồng Thanh Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2001 [2] Máy điện I - Vũ Gia Hanh - Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ Nguyễn Văn Sáu Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1998 [3] Máy điện II - Vũ Gia Hanh - Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ Nguyễn Văn Sáu Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2001 [4] Máy điện II - Trần Khánh Hà Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1997 [5] Công nghệ chế tạo máy điện máy biến áp - Nguyễn Đức Sỹ Nhà xuất giáo dục 1995 MỤC LỤC Trang GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 53 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Lời nói đầu Phần I : Giới thiệu máy phát điện xoay chiều I Định nghĩa công dụng II Đặc điểm cấu tạo II.1 Đặc điểm II.2 Cấu tạo III Các đặc tính máy phát đồng III.1 Đặc tính không tải III.2 Đặc tính ngắn mạch tỷ số ngắn mạch III.3 Đặc tính độ thay đổi điện áp máy phát III.4 Đặc tính điều chỉnh III.5 Đặc tính tải III.6 Tổn hao hiệu suất máy điện đồng 3 5 11 13 13 15 Phần II : Thiết kế tính toán điện từ thiết kế kết cấu Chương I Tính toán xác định kích thước chủ yếu Chương II Tính toán kích thước Stator, dây quấn Stator khe hở không khí Chương III.Tính toán cực từ Rôtor Chương IV Tính toán mạch từ Chương V Tham số dây quấn Stator chế độ định mức Chương VI Tính toán dây quấn kích từ tham số mạch kích từ Chương VII Tính khối lượng, tính tổn hao tính toán nhiệt Chương VIII Đặc tính máy phát 17 17 GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 54 - SVTH:Bạch Trọng Nam 19 28 30 36 40 48 52 [...]... áp không đổi Nó cho biết hướng điều chỉnh dòng điện It của máy phát điện đồng bộ để giữ cho điện áp ra U ở đầu máy phát điện không đổi Hình 1.8 Đặc tính điều chỉnh của máy phát điện đồng bộ Ta thấy với tải cảm khi I tăng, tác dụng khử từ của phản ứng phần ứng tăng làm cho điện áp U bị giảm Để giữ cho điện áp U không đổi phải tăng dòng điện từ hoá it Ngược lại, ở tải dung khi I tăng, muốn giữ U không...KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Với xd trị số bão hoà của điện kháng đồng bộ dọc trục ứng với E = U đm Thay trị số của Ino vào biểu thức của K ta có : U dm 1 K = x I = x Thường xd∗ > 1 do đó K < 1 và dòng điện d dm d* ngắn mạch xác lập Ino < Iđm , vì vậy có thể kết luận rằng dòng điện ngắn mạch xác lập của máy phát điện đồng bộ không lớn Sở dĩ như vậy là do khử từ... 0,8% GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 16 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN PHẦN II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN ĐIỆN TỪ VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU CHƯƠNG I TÍNH TOÁN VÀ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU Những kích thước chủ yếu của máy điện đồng bộ là đường kính trong Stator D và chiều dài lõi sắt l Mục đích của việc chọn kích thước chủ yếu này là để chế tạo ra máy kinh tế hợp lý nhất mà tính năng phù hợp với các tiêu... dòng điện kích thích khi không tải lúc Uo = Uđm Itn dòng điện kích thích lúc ngắn mạch khi I = Iđm Tỷ số ngắn mạch K là một tham số quan trọng của máy điện đồng bộ Máy có K lớn có ưu điểm cho độ thay đổi điện áp ∆U nhỏ và theo biểu thức Id = Iq = E − U cosθ xd U sin θ nó sẽ sinh ra công suất điện từ lớn khiến cho xq GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 11 - SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN máy. .. KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Tổn hao cơ bao gồm : 1.Tổn hao công suất cần thiết để đưa không khí hoặc các chất làm lạnh khác vào các bộ phận của máy 2 Tổn hao công suất do ma sát ở ổ trục và ở bề mặt Rôtor và Stator khi Rôtor quay trong môi chất làm lạnh ( không khí, …) Ở các máy điện đồng bộ công suất và tốc độ quay khác nhau tỷ lệ phân phối các tổn hao nói trên không giống nhau Trong các máy phát. .. lõi thép Stator thì chiếm tới 37% Đối với máy phát tuabin nước tổn hao phui có thể chiếm tới 11%, đối với máy phát tuabin hơi chủ yếu là tổn hao bề mặt và tổn hao đập mạch vào khoảng 18% Hiệu suất của các máy điện đồng bộ được xác định theo biểu thức : P2 η= P + p ∑ 2 Trong đó P2 – công suất đầu của máy Σp – tổng tổn hao trong máy Hiệu suất của các máy phát điện làm lạnh bằng không khí công suất 0,5÷3000kW... phải tăng cường dây quấn kích từ và tương ứng phải tăng kích thước của máy Kết quả là phải dùng nhiều vật liệu hơn và giá thành của máy cao hơn III.3 Đặc tính ngoài và độ thay đổi điện áp ∆ Uđm của máy phát đồng bộ Đặc tính ngoài là quan hệ U = f(I) khi It = const ; cosϕ = const và f =fđm Hình 1.7 Đặc tính ngoài của máy phát điện đồng bộ Từ hình vẽ ta thấy dạng đặc tính ngoài phụ thuộc vào tính chất tải... công suất : Tính toán các thông số cơ bản : 1 Điện áp pha của máy phát : GVHD:NGUYỄN VĂN HÀ - 17 - Pđm = 10(kVA) Uđm = 380/220(∆/Y) cosϕ = 0,8 SVTH:Bạch Trọng Nam KHOA: ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN Ud = Uf 2 Công suất điện từ tính toán P’: P ' = K E Pdm = 1, 08.10 = 10,8(kVA) Trong đó KE là hệ số thể hiện mối quan hệ giữa sức điện động khe hở và điện áp máy phát Hệ số KE được tính như sau : 2 K E = Eδ*... tuổi thọ sử dụng máy Do đó khi chọn A và B δ cần xét đến chất lượng vật liệu sử dụng Nếu dùng vật liệâu sắt từ tốt có thể chọn B δ lớn Dùng dây đồng có cấp cách điện cao thì có thể chọn A lớn Ngoài ra tỷ số giữa A và B δ cũng ảnh hưởng đến đặc tính làm việc của máy phát điện vì A đặc trưng cho mạch điện còn B δ đặc trưng cho mạch từ Các thông số ban đầu : Công suất định mức máy phát : Điện áp định mức... máy phát điện đồng bộ ở tải thuần cảm Để có được đặc tính đó phải điều chỉnh r t và Z ( khi đó phải có cuộn cảm có thể điều chỉnh được ) sao cho I = I đm Dạng của đặc tính tải thuần cảm như đường 3 trên hình 1.9 và đồ thị véc tơ tương ứng với chế độ làm việc đó khi bỏ qua trị số rất nhỏ của rư như hình 1.10 III.6 Tổn hao và hiệu suất của máy điện đồng bộ Khi làm việc trong máy có các tổn hao đồng, ... -5- SVTH:Bch Trng Nam KHOA: IN N MễN HC MY IN Stator ca mỏy phỏt in ng b ba pha cc n bao gm lừi thộp, ú cú t dõy qun ba pha, ngoi l thõn v v mỏy Lừi thộp Stator c ghộp v ộp bng cỏc tm tụn silic... s dõy qun W1 s vũng dõy pha t thụng cc t Rụtor Vi tn s : f = p.n 60 (1.1) Vi p l s ụi cc ca mỏy Khi mỏy phỏt in ng b lm vic khộp kớn mch vi ti, cú dũng in ba pha chy ba dõy qun lõch gúc 120 v... lng cao, c rốn thnh hỡnh tr, trờn ú ngi ta gia cụng phay to rónh t dõy qun kớch t Phn khụng phay rónh hỡnh thnh mt cc t Cỏc mỏy phỏt in ng b ba pha cc n thng c ch to vi s cc 2p = , nh vy tc quay