BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA MẤT SỐ LIỆU VÀ KIỂM NGHIỆM SAU KHI SỬA CHỮA S K C 0 9 MÃ SỐ: SV2009 - 74 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUÂT Tp.HCM TRUNG TÂM ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MÔN : CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA MẤT SỐ LIÊU VÀ KIỂM NGHIÊM SAU KHI SỦA CHỮA Mã số : SV2009-74 GVHD : GVC-Th.S : NGUYỄN TRỌNG THẮNG SVTH : ĐẶNG HẢI DƯƠNG MSSV: 06102192 NGUYỄN ĐÌNH GIANG MSSV: 06102159 Tp HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2010 LỜI NÓI ĐẦU Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến Quý Thầy Cô, đặc biệt Quý Thầy Cô Trung Tâm ĐàoTạo Chất Lương Cao tận tình truyền thụ cho em kiến thức quý báu Những kiến thức không cần công việc chuyên môn mà học thiết thực giúp em hoàn thiện nhân cách Em xin cảm ơn thầy GVC-Th.S Nguyễn Trọng Thắng giảng viên trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật dẫn em bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học Thầy tận tâm hướng dẫn, cung cấp tài liệu cho em suốt trình thực đề tài nghiên cứu Đây hành trình quý báu giúp em thực tốt đồ án Cuối cùng, em xin kính chúc Quý Thầy Cô dồi sức khỏe để hoàn thành tốt nghiệp trồng người cao quý Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Sinh viên thực Đặng Hải Dương Nguyễn Đình Giang NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………… MỤC LỤC Trang CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ ……………… 06 I- Khái niệm chung………………………………………………………… 06 II- Phân loại kết cấu……………………………………………………… 06 Phân loại………………………………………………………… 06 Kết cấu ………………………………………………………… 06 3) Khe hở…………………………………………………………… 07 III- Công dụng máy điện không đồng ……………………………… 07 IV- Nguyên lý làm việc máy điện không đồng bộ…………………… 08 CHƢƠNG II : DÂY QUẤN PHẦN ỨNG MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 09 I : Đại Cƣơng……………………………………………………………… 09 II : Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn pha, lớp, q số nguyên……… 09 III : Xây Dựng Sơ Đồ Khai Triển Dây Quấn Hai Lớp Có q Là Số Nguyên 14 : Dây quấn xếp …………………………………………………… 16 Dây quấn sóng: …………………………………………………… 17 IV : Dây quấn ba pha có q phân số : ……………………………………… 18 Phƣơng pháp Clement : …………………………………………… 18 Phƣơng pháp Py  o ( Rubô) ……………………………………… 21 CHƢƠNG III : TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA MẤT SỐ LIỆU……………………………………………………………………… 25 I : Phƣơng pháp tính toán dây quấn stator động không đồng ba pha số liệu…………………………………………………………………………………… 25 II : Tính toán dây quấn động không đồng ba pha số liệu cụ thể 28 CHƢƠNG IV : KIỂM NGHIỆM SAU KHI SỬA CHỮA…………………………… 33 I : Đo đạc thông số: ……………………………………………………… 33 II : Thí nghiệm không tải: …………………………………………………… 33 III : Thí nghiệm ngắn mạch: ………………………………………………… 34 CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ I- KHÁI NIỆM CHUNG Máy điện không đồng loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ có tốc độ quay roto n khác với tốc độ quay từ trƣờng n1 Máy điện không đồng có dây quấn: dây quấn stato (sơ cấp), với lƣới điện tần số không đổi f1, dây quấn roto (thứ cấp) đƣợc n1 tắt lại khép kín điện trở Dòng điện dây quấn roto đƣợc sinh nhờ sức điện động cảm ứng có tần số phụ f2 phụ thuộc vào roto; nghĩa phụ thuộc vào tải trục máy Cũng nhƣ máy điện quay khác, máy điện không đồng có tính thuận nghịch, nghĩa làm việc chế độ động điện nhƣ chế độ máy phát điện II- PHÂN LOẠI VÀ KẾT CẤU Phân loại Máy điện không đồng có nhiều loại, đƣợc phân loại theo nhiều cách khác nhau: Theo kết cấu nó, theo kết cấu roto, theo số pha dây quấn stato… * Theo kết cấu vỏ: Máy điện không đồng chia thành kiểu sau: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phòng nổ… * Theo kết cấu roto: Máy điện không đồng chia làm loại: Loại roto kiểu dây quấn roto kiểu lồng sóc * Theo số pha dây quấn stato chia làm loại: pha, pha, pha Kết cấu Giống nhƣ máy quay khác, máy điện không đồng gồm phận sau: 1) Stato: Stato phần tĩnh gồm phận lõi thép dây quấn Ngoài có vỏ máy, nắp máy a Lõi thép: Lõi thép đƣợc ép vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ Lõi thép stato hình trụ thép kỹ thuật điện đƣợc dập rãnh bên ghép lại với tạo thành rãnh theo hƣớng trục Vì từ trƣờng qua lõi thép lá, từ trƣờng quay lên để giảm tổn hao lõi thép đƣợc làm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm ép lại Mỗi thép kỹ thuật điện có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm hao tổn dòng xoáy gây nên b Dây quấn: Dây quấn stato làm dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) đƣợc đặt rãnh lõi thép Kiểu dây quấn, hình dạng cách bố trí dây quấn đƣợc trình bày chi tiết sau: c Vỏ máy: Vỏ máy làm nhôm gang dùng để cố định lõi thép dây quấn nhƣ cố định máy bệ Không dùng để làm mạch dẫn từ Đối với máy có công suất tƣơng đối lớn (1000kw) thƣờng dùng thép hàn lại thành vỏ Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ khác nhau: Kiểu vỏ hở, vỏ bảo vệ, vỏ kín hay vỏ phòng nổ… Hai đầu vỏ có nắp máy ổ đỡ trục Vỏ máy nắp máy dùng để bảo vệ máy 2) Roto: Roto phần quay gồm lõi thép, dây quấn trục máy a Lõi thép: Nói chung ngƣời ta sử dụng thép kỹ thuật điện nhƣ stato Lõi thép đƣợc ép trực tiếp lên trục máy lên giá roto máy Phía thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn b Dây quấn roto: Có loại chính: Roto lồng sóc roto dây quấn - Loại roto kiểu dây quấn: Roto có dây quấn giống nhƣ dây quấn stato Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thƣờng dùng dây quấn kiểu sóng lớp bớt đƣợc đầu dây nối, kết cấu dây quấn roto chặt chẽ Trong máy điện cỡ nhỏ thƣờng dùng dây quấn đồng tâm lớp Dây quấn ba pha roto thƣờng đấu hình sao, ba đầu đƣợc nối vào ba rãnh trƣợt thƣờng làm đồng đặt cố định đầu trục thông qua chổi than đấu với mạch điện bên Đặc điểm loại động điện roto kiểu dây quấn thông qua chổi than đƣa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện roto để cải thiện tính mở máy, điều chỉnh tốc độ cải thiện hệ số công suất máy Khi máy làm việc bình thƣờng, dây quấn roto đƣợc nối ngắn mạch - Loại roto kiểu lồng sóc: Kết cấu loại dây quấn khác so với dây quấn stato.Trong rãnh lõi thép roto đặt vào dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi thép đƣợc nối tắt lại đầu vành ngắn mạch đồng hay nhôm làm thành lồng mà ngƣời ta quen gọi lồng sóc Ở máy công suất nhỏ, lồng sóc đƣợc chế tạo cách đúc nhôm vào rãnh lõi thép roto tạo thành nhôm đầu đúc vòng ngắn mạch cánh quạt làm mát Dây quấn roto lồng sóc không cần cách điện với thép Để cải thiện tính mở máy, máy công suất tƣơng đối lớn, rãnh roto làm thành rãnh sâu làm thành rãnh lồng sóc (rãnh lồng sóc kép) Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh roto thƣờng đƣợc làm chéo góc so với tâm trục Động lồng sóc loại phổ biến giá thành rẻ làm việc bảo đảm Động roto dây quấn có ƣu điểm mở máy điều chỉnh tốc độ, song giá thành cao vận hành tin cậy roto lồng sóc nên đƣợc dùng động roto lồng sóc không đáp ứng yêu cầu truyền động 3) Khe hở: Vì roto khối tròn nên khe hở Khe hở máy điện không đồng nhỏ (0,2÷1mm máy điện cỡ vừa nhỏ) để hạn chế dòng điện từ hoá nhƣ làm cho hệ số công suất máy cao III- CÔNG DỤNG CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 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 đƣợc dùng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến vài nghìn kw Trong công nghiệp thƣờng dùng máy điện không đồng làm nguồn động lực cho máy cán thép vừa nhỏ, cho máy công cụ nhà máy công nghiệp nhẹ…Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay gia công nông sản Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng chiếm vị trí quan trọng: Quạt gió, động tủ lạnh… Tóm lại, theo phát triển sản xuất, điện khí hoá tự động hoá, phạm vi ứng dụng máy điện không đồng có phần bị hạn chế Máy điện không đồng dùng làm máy phát điện nhƣng đặc tính không tốt so với máy phát điện đồng nên vài trƣờng hợp đặc biệt (nhƣ trình điện khí hoá nông thôn) cần nguồn điện phụ hay tạm thời có ý nghĩa quan trọng IV- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Khi lõi thép stato máy điện không đồng bộ, ta tạo từ trƣờng quay với tốc độ n1 = 60f : p (f: tần số dòng điện lƣới đƣa vào ; p: số cặp cực) từ trƣờng quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt lõi thép roto cảm ứng dây quấn suất điện động dòng điện Từ thông dòng điện sinh hợp với từ thông stato tạo thành từ thông tổng khe hở Dòng điện dây quấn tác dụng với từ thông khe hở sinh mômen, tác dụng có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n roto Trong phạm vi tốc độ khác chế độ làm việc máy khác Khi roto quay thuận với từ trƣờng quay nhƣng tốc độ nhỏ tốc độ đồng dòng điện sinh dây quấn roto chiều với sức điện động tác dụng từ trƣờng tổng khe hở sinh lực F mômen M kéo roto quay theo chiều từ trƣờng quay Điện đƣa tới roto biến thành trục, nghĩa máy điện làm việc chế độ động Những máy làm việc chế độ n < n1 có chuyển động tƣơng đối từ trƣờng dây quấn roto nhƣ dây quấn roto có dòng điện mômen kép roto quay Trong phạm vi tốc độ khác chế độ làm việc máy khác nhau: - Khi roto quay thuận nhanh tốc độ đồng dùng động sơ cấp quay roto máy điện không đồng vƣợt tốc độ đồng n > n1, chiều từ trƣờng quay quét qua dây dẫn có chiều ngƣợc lại, sức điện động dòng điện dây dẫn roto đổi chiều nên chiều mômen ngƣợc chiều quay n1 nghĩa ngƣợc với chiều roto nên mômen hãm Máy điện biên tác dụng lên trục động điện, động sơ cấp kéo, thành điện cung cấp cho lƣới điện nghĩa máy điện làm việc chế độ máy phát điện - Khi roto quay ngƣợc với chiều từ trƣờng quay chiều sức điện động, dòng điện mômen giống nhƣ lúc chế độ động điện Vì mômen sinh ngƣợc với chiều quay roto nên có tác dụng hạm roto đứng lại Trong trƣờng hợp máy điện vừa lấy điện lƣới điện vào vừa lấy động sơ cấp Chế độ làm việc gọi chế độ hãm điện từ CHƢƠNG II : DÂY QUẤN PHẦN ỨNG MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA I : Đại Cƣơng Khi phân loại dạng dây quấn máy điện xoay chiều ta dựa theo yếu tố sau: Căn theo cạnh tác dụng rãnh ta có dây quấn lớp hay hai lớp Căn theo hình dạng bối dây ta có kiểu dây quấn đồng khuôn, dây quấn đồng tâm hay dây quấn xếp Ngoài theo cách liên kết đầu nối nhóm bối dây ta chia thành dạng dây quấn tập trung hay phân tán Nếu theo số rãnh phân bố cho pha khoang bƣớc cực ta có dạng dây quấn q số nguyên hay q phân số II : Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn pha, lớp, q số nguyên a, phân loại: * Dây quấn lớp : Dây quấn đồng khuôn: Tập trung Phân tán: Đơn giản Phức tạp (móc xích) Dây quấn đồng tâm: Tập trung Phân tán  dây quấn lớp thƣờng dùng cho động có công suất nhỏ 10Hp * Dây quấn lớp : Dây quấn xếp Dây quấn sóng  Ƣu điểm : rút ngắn bƣớc dây, triệt tiêu sóng hài bạc cao Thƣờng dùng cho động có công suất lớn 10Hp b, bƣớc xây dựng Xác định Z, 2p, tính  , q,  đ : Z  * 2p Z   q= ; với m số pha 2mp m đ  180 ;  đ : góc điện giƣa góc kề  Vẽ đoạn thẳng song song đánh số thứ tự biểu thị cho số rãnh Phân bố số rãnh bƣớ cực số rãnh pha bƣớc cực Dựa vào kiểu dây quấn ta liên kết cạnh tác dụng pha để hình thành sơ đồ khai triển pha tiến hành tƣơng tự cho hai pha lại ý đầu vào pha phải lệch góc 1200 điện Khi đấu nối tiếp nhóm bối dây cho pha, trƣờng hợp q số nguyên, trƣờng hợp dây quấn lớp hay hai lớp, ta áp dụng theo quy tắc sau: Khi tổng số nhóm bối dây pha số đôi cực p, ta áp dụng cách đấu cực giả VD : Xây dựng sơ đồ dây quấn xếp pha, 2lớp Stator máy điện không đồng có : Z = 27 , 2p = Bài giải : Z  = = 27/4 = 6.75 2p  q = = 6.75/3 = 2.25 = + m 0 180 180 đ   26 =  6.75 Vậy b = 2, c = 1, d = Ta có nhóm thứ tự : 2 Số lần lạp lại nhóm số thứ tự : 2mp M= = 12/4 = d Chuỗi số xác định phân bố rãnh cho ba pha M =     A C B A C B A C B A C B Lập bảng : A 2 C 2 B 2 Z = 27 2p = Rãnh Pha A  Bƣớc cực A A C C B B Rãnh Pha A  Bƣớc cực A 10 C 11 C 12 C 13 B 14 B Rãnh 15 Pha A  Bƣớc cực 16 A 17 C 18 C 19 B 20 B 21 B Rãnh 22 Pha A  Bƣớc cực 23 A 24 C 25 C 26 B 27 B 22 Ta chọn bƣớc bối dây y cho dây quấn hai lớp : Với : 2/3   y  (  -1) * 6.75  y  6.75  4.5  y  5.75  chọn y = Sơ đồ khai triển dây quấn xếp hai lớp : Phƣơng pháp tính hệ số dây quấn theo phƣơng pháp Crissi Bƣớc : Gọi n1 số nhóm, nhóm có b bối dây Gọi n số nhóm, nhóm có (b+1) bối dây Tổng số bối pha = n1 *b + n *(b+1) Bƣớc : Xác định hệ số dây quấn : Tính hẹ số bƣớc ngắn k n : y k n = sin( * 90 )  Với y : bƣớc bối dây ( có giá trị nguyên) Xác định hệ số quấn dải k r : n * b * k r1  n * (b  1)k r kr = k1 * b  k * (b  1) Trong : k r1  sin(b * b * sin( kr2  đ đ ) ) sin((b  1) đ (b  1) * sin( ) đ ) 23 Suy hệ số dây quấn k dp : k dp = k n * k r VD : tính hệ số dây quấn ví dụ k n =sin( * 90 ) = 6.75  26.7 sin(b * đ ) sin(2 * ) 2 k r1  = = 0.449/0.462 =0.972 đ 26.7 ) b * sin( ) * sin( 2 26.7 sin((2  1) ) = 0.643/0.693 = 0.928 kr2  26.7 (2  1) * sin( ) * * 0.972  * * 0.928 kr = = 0.957 *  3*3 24 CHƢƠNG III : TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA MẤT SỐ LIỆU I TÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA MẤT SỐ LIỆU  Ghi nhận số liệu cần thiết:  Các số liệu cần thiết lõi thép Stator:  Đƣờng kính trong: D (m)  Chiều dài lõi thép: L (m) L = L1 - nglg L1 : chiều dài thực lõi thép ng : số rãnh thông gió hƣớng kính bg : chiều cao (bề dày) gong br : chiều rộng  Kích thƣớc chủ yếu Stator  Số liệu điện  Ghi Pđm (W,kW)  Điện áp định mức : Uđm (V,kV)  Cách đấu dây, số đầu  Tần số f  Cấp cách điện  Chế độ làm việc : ngắn hạn, dài hạn, ngắn hạn lặp lại  Kiểu máy:  Hở (dùng phòng thí nghiệm)  Kín (rotor lồng sóc)  Kín bƣng (có thể làm việc dƣới nƣớc)  Bảo vệ (máy điện đồng bộ, máy điện chiều động không đồng rotor dây quấn)  Ƣớc lƣợng tốc độ quay 2pmin = (0,4÷ 0,5) Với 2p số chẵn gần 2pmin → tốc độ từ trƣờng quay: n1 =  (v/ph) Quan hệ từ thong từ cảm khe hở không khí: Ф = f(Bδ) Ф = αδ.c.L.Bδ (wb) Bδ : từ cảm khe hở không khí αδ = 0,7 ÷ 0,72 (hệ số cung cực từ) τ’ = : bƣớc cực (m) 25  L : chiều dài lõi thép không kể rãnh thông gió (m) L = L1 - nglg ng : số rãnh thong gió hƣớng kính lg : chiều rộng rãnh thông gió hƣớng kính Quan hệ : Bg , Br, Bδ Bg = f(Bδ) : từ cảm qua gông với kc = 0,93 ÷ 0,95 hệ số ép chặt lõi thép Bg = Br = Bδ Dựa vào Bδ Br Bgmax = 1,4T Brmax = 1,4T Suy Bδ1 Bδ1 → Bδ =   → Ф (Wh) Thiết kế dây quấn  Vẽ sơ đồ triển khai dây quấn pha  Xác định số mạch nhánh song song  Số nhóm pha  Số bối dây nhóm bối dây  Số bối dây pha  Số vọng dây pha Tính kdq kdq = sin(  ) Số vòng dây pha Npha = kE =  Với kE = τL (m2) (tra bảng) Số vòng bối mạch nhánh song song Nb =  Tính tiết diện rãnh : Sr 26 Tiết diện dây kể cách điện scđ = Với : Sr : tiết diện rãnh n : số sợi chập song song ur : số cạnh tác dụng rãnh klđ = 0,36 ÷ 0,46 : hệ số lấp đầy → đƣờng kính dây kể cách điện dcd = → d = dcd – 0,05 (mm) → Tiết diện dây không kể cách điện S=    Dòng điện định mức pha : Iđmph Iđmph= S.J.n.(số ,mạch nhánh //) Với: J = (5,5÷6,5) A/mm2 : cấp cách điện A J = (5,5÷6,5) A/mm2 : cấp cách điện E,B Công suất định mức pha: Pđm Pđm = 3UđmphaIđmphaηcosφ Cosφ , η tra bảng, thƣờng chọn η = cosφ = 0,8 Tính chu vi khuôn Chiều dài phần đầu nối rãnh kề : kL kL =    γ : hệ số giãn dài (tra bảng) hr : = chiều cao rãnh tính đến đỉnh Chu vi bối dây = chu vi khuôn dây CV = 2(kL γ + L’ ) Với L’ = L = (5÷10) (mm) Chiều dài pha dây quấn Lpha = NbCV số bối dây pha Lpha(dm3) Khối lƣợng dây : Wd = 1,1× 8,9 × × Lpha n× × 10-4 (kg) Với : 1,1 : hệ số dự phòng 8,9 : khối lƣợng riêng đồng (Cu) (kg/dm3) 27 II : TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA MẤT SỐ LIỆU SAU Ghi nhận số liệu cần thiết : Đƣờng kính : Dt = 4.6 (cm) Chiều dài hiệu dụng lõi thép : L = (cm) Bề dầy gông từ : b g = (cm) Bề rộng : b r = (mm) Số rãnh : Z = 24 Hình dạng kích thức rãnh : Rãnh có dạng hình thang, có số liệu h r = (mm) h = (mm) d = 3,5 (mm) d = (mm) Điện áp làm việc : U đm = 380 V Tần số : 50 hz Cấp cách điện :B Phỏng định số cực : D p m in = (0.4  0.5) t = (0.4  0.5)*(4.6/1) = 1.86  2.32 bg  chọn p m in = Ta có : Tốc độ đồng Tốc độ định mức : n1 = 60*(50/1) = 300 (v/phút) : nđm = n1 (1- s đm ) Với s đm = 0.015  0.05 Lập biểu thức quan hệ giƣa từ thông qua cực từ (  ) mật độ từ thông qua khe hơ không B :  =   *  , * L* B Với :   = 0.7  0.72  chọn   = 0.7  * Dt  * 0.046 , = = =0.072 (m) 2P L = 0.07 (m)  = 0.7*0.072*0.07* B = 3.528* 10 3 B Xác định quan hệ mật độ từ thông qua gông lõi thép stator ( B g ) mật độ từ thông qua khe hỏ không khí :  Bg = * bg * L * K c Với K c =0.93  0.95 hệ số ép chặt lõi thép  chọn K c = 0.93 28 3.528 * 10 3 * B Bg = =2.71 B * * * 10  * 0.93 Xác định quan hệ mật độ từ thông qua stator ( B r ) mật độ từ thông khe hơ không khí :  * Dt Br = = (  *0.046)/(24*0.0003) = 2.01 Z * br Lập mối quan hệ B , B g , B r Chọn : B g m ax  1T Br m ax  1T  B = /2.71 = 0.37 B = 1/2.01 = 0.5  Btb = (0.37+0.5)/2 = 0.435   = 3.528* 10 3 *0.435 = 15.35* 10 4 (Wb) Thiết kế dây quấn Stator Chọn kiểu dây quấn đồng khuôn tập trung Z = 24, 2p = Z  = 24/ = 12 2p Z   q= = 12 / = 2mp m 180 180 đ   15 =  12 Số nhóm bối dây pha :p Số bối dây nhóm :q Số bối dây pha : q*p Số bối dây pha mạch nhanh:q*p/(số mạch nhánh song song) có mạch nhánh song song Sơ đồ khai triển dây quấn : Xác định tổng số vòng dây cho pha K E *U đmpha N pha  4.44 * f *  * k dq Trong : K E đƣợc xác định theo bảng sau : Bảng : Quan hệ K E diện tích mặt cực từ (trang 103 giáo trình Tính Toán Sửa Chữa Máy Điện GVC – Th.S NGUYỄN TRỌNG THẮNG)  , L( cm ) 15 đến 50 KE 0.75 đến 0.86 50 đến 100 0.86 đến 0.9 100 đến 150 0.9 đến 0.83 150 đến 400 0.93 đến 0.95 Trên 400 0.96 đến 0.97 29  , L = 7.3*7 = 51.1  chọn K E = 0.86 Hệ số dây quấn : k dq k dq = k n * k r Với : k n = Sin ( y  *  ) ; mà y =  kn =  k dq N pha  đ 15 )   0.96 kr =  15 q * Sin( đ ) * Sin( ) 2 = 0.96 Sin(q * K E *U đmpha = ) Sin(4 * 0.86 * 220 =578 vòng 4.44 * 50 *15.35 *10 4 * 0.96 4.44 * f *  * k dq  Số vòng dây bối : N b  N pha /(Số bối dây pha mạch nhánh song song) N b  578/4 = 144 vòng Tính tiết diện rãnh S r : Vì rãnh có dạng hình thang nên : (5  3.5) * Sr = = 29.75 mm2 Tiết diện rãnh kể cách điện S cđ : S cđ = k lđ * S r n * ur * N b k lđ = 0.36  0.46 hệ số lấp đầy Chọn k lđ = 0.36 n số sợi chập song song u r số cạnh tác dụng rãnh Hình dạng rãnh Loại dây quấn Kld Hình thang hay hcn lớp 0,33 – 0,4 lớp 0,36 – 0,46 lớp 0,36 – 0,46 lớp 0,33 – 0,48 Hình lê 30 0.36 * 29.75 = 0.074 mm2 *1 *144 Đƣờng kính dây có cách điện : * S cđ * 0.074  d cđ = =0.307 mm   Đƣờng kính dây không kể cách điện : d = d cđ - 0.05 ; (0.02  0.05) d= 0.307 – 0.05 = 0.25 mm Tiết diện dây không kể cách điện :  * d  * 0.4  S= =0.05 mm2 4 10 Tính dòng điện định mức pha : Dòng điện qua mạch nhánh song song sợi chập song song: I = S*J Với J mật độ dòng điện, phụ thuộc vào cấp cách điện thép kỹ thuật điện : Ta chọn loại B suy J = (6.5  7.5) A/ mm2 Chọn J = 6.5 A/ mm2 I đmpha = I* n * (số sợi chập song song) = 0.05*6.5 * * 1= 0.325 (A) 11 Công suất định mức : Pđm  * U đmpha * I đmpha * cos  * S cđ = Chọn :   0.8 , Cos  = 0.8 Pđmpha =3*220*0.325*0.8*0.8 = 137 W 12 Xác định chu vi khuôn khối lƣợng dây quấn : Chiều dài phần đầu nối hai rãnh kề : K L  *  * ( Dt  hr ) KL = Z : hệ số dãn dài phần đầu nối, đƣợc tra theo bảng sau :  Bảng 10 : Quan hệ 2P theo  ( trang 118 giáo trình TINH TOÁN SỬA CHỮA MÁY ĐIỆN GVC – Th.S NGUYỄN TRỌNG THẮNG ) 2P lớn  1.27 đến 1.3 1.33 đến 1.35 1.5 1.7  Chọn  = 0.127  *1.3 * (46  9) KL = =9.4 mm 24 Chu vi bối dây : 31 Cv = 2( K L *y + L, ) Với L, = L + (5  10) mm Chọn L, = L + = 70 + = 75 mm Cv =2(9.4* 12 +75) = 375.6 mm Chiều dài dây quấn pha : L pha = Cv * N b *( số bối dây/pha) L pha = 375.6*144 * = 216345.6 mm = 2163.5 dm Khối lƣợng dây Wd : Wd = 1.1 * 8.9* * L pha * n *  *d2 Wd = 1.1 * 8.9* *2163.5* * * 10 4 =0.55 kg  * 0.25 * 10 4 =0.312 kg 1.1 : hệ số dự phòng 8.9 : khối lƣợng riêng đồng 32 CHƢƠNG IV : KIỂM NGHIỆM SAU KHI SỬA CHỮA I : Đo đạc thông số: Điện áp không tải pha: U A =220 V U B =220 V U C =220 V Điện áp không tải dây: U AB =380 V U AC =380 V U BC =380 V Dòng điện không tải pha: I A =0.26 A I B =0.26 A I 0C =0.26 A Công suất không tải: Pđm =137 W Điện trở cách điện: R A = (M  ) R B = (M  ) RC = 3.75 (M  ) Điện trở cuộn dây: R AX = 84.6 (  ) R BY = 85 (  ) RCZ = 84.7 (  ) II : Thí nghiệm không tải: Đóng CB 3pha nguồn, điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu (BATN) đến điện áp 220v Đóng CB 3pha để khởi động động Đợi động làm việc ổn định, đọc nghi giá trị số vào bảng dƣới: Tốc độ không tải : n =3000 V/ph Dòng điện định mức : I đm = 3.12 A Công suất định mức : Pđm = 137 W Hệ số công suất không tải : Cos = 0.8 Điều chỉnh BATN tăng điện áp tới giá trị yêu cầu bảng ghi kết tƣơng ứng Điện áp không 380V 220 260 300 340 380 U (V) 0.13 0.16 0.19 0.22 0.26 I ( A) P0 (W) 16 20 25 31 38 Cos 0.32 0.28 0.25 0.23 0.22 33 Mở CB 3pha cắt điện động cơ, giảm biến áp tự ngẫu mở CB 3pha nguồn Hoàn thành thí nghiệm Từ kết đo đƣợc ghi bảng, ta vẽ đƣợc đƣờng biểu diễn I =f( U ), Cos =f( U ), P0 =f( U ) III : Thí nghiệm ngắn mạch: Đóng CB 3pha nguồn, điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu (BATN) 0V Giữ cố định trục động cơ, đồng thời điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu tăng giần điện áp Khi dòng điện ngắn mạch dòng định mức động không đƣợc tăng điện áp Ghi nhận thông số ghi vào bảng sau: I (A) U (V) 0.05 11 0.1 23 0.15 35 0.2 48 0.25 60 0.3 72 34 KẾT LUẬN : Đến đề tài nghiên cứu đƣợc hoàn thành, trình thực đề tài chúng em nhiều thiếu sót mong đƣợc bảo Thầy cô Thí nghiệm không tải thí nghiệm ngắn mạch thí nghiệm để làm sở xác định đặc tuyến làm việc động ba pha sau Đề tài nhiều hạn chế, hƣớng phất triển đề tài đến tình toán dây quấn xác định đặc tính làm việc động ba pha TÀI LIỆU THAM KHẢO : Giaó trình Tính Toán Sửa Chữa Máy Điện – GVC-Th.S NGUYỄN TRỌNG THẮNG - Nhà xuất Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM – Số trang 921 Lý Thuyết Và Bài Tập Tính Toán Sửa Chữa Máy Điện – Th.S NGUYỄN TRỌNG THẮNG – Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Tp.HCM – Số trang 268 Máy Điện I – GVC_Th.S NGUYỄN TRỌNG THẮNG – Nhà xuất Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM – Số trang Máy Điện II – GVC_Th.S NGUYỄN TRỌNG THẮNG – Nhà xuất Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM – Số trang Các tài liệu khác Internet, báo chí phƣơng tiện thông tin đại chúng 35 [...]... thiếu sót mong đƣợc sự chỉ bảo của Thầy cô Thí nghiệm không tải và thí nghiệm ngắn mạch trên chỉ là thí nghiệm cơ bản để làm cơ sở xác định đặc tuyến làm việc của động cơ ba pha sau này Đề tài còn nhiều hạn chế, hƣớng phất triển của đề tài sẽ đi đến tình toán dây quấn và xác định đặc tính làm việc của động cơ ba pha TÀI LIỆU THAM KHẢO : Giaó trình Tính Toán Sửa Chữa Máy Điện – GVC-Th.S NGUYỄN TRỌNG THẮNG... 1,1× 8,9 × 3 × Lpha n× × 10-4 (kg) Với : 1,1 : hệ số dự phòng 8,9 : khối lƣợng riêng của đồng (Cu) (kg/dm3) 27 II : TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA MẤT SỐ LIỆU SAU 1 Ghi nhận các số liệu cần thiết : Đƣờng kính trong : Dt = 4.6 (cm) Chiều dài hiệu dụng của lõi thép : L = 7 (cm) Bề dầy của gông từ : b g = 1 (cm) Bề rộng răng : b r = 3 (mm) Số rãnh : Z = 24 Hình dạng và kích thức rãnh... SỐ LIỆU I TÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA MẤT SỐ LIỆU  Ghi nhận các số liệu cần thiết:  Các số liệu cần thiết của lõi thép Stator:  Đƣờng kính trong: D (m)  Chiều dài của lõi thép: L (m) L = L1 - nglg L1 : chiều dài thực của lõi thép ng : số rãnh thông gió hƣớng kính bg : chiều cao (bề dày) của gong br : chiều rộng của răng  Kích thƣớc chủ yếu của Stator  Số liệu về điện... RCZ = 84.7 (  ) II : Thí nghiệm không tải: Đóng CB 3pha nguồn, điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu (BATN) đến điện áp 220v Đóng CB 3pha để khởi động động cơ Đợi động cơ làm việc ổn định, đọc và nghi các giá trị số vào bảng dƣới: Tốc độ không tải : n 0 =3000 V/ph Dòng điện định mức : I đm = 3.12 A Công suất định mức : Pđm = 137 W Hệ số công suất không tải : Cos 0 = 0.8 Điều chỉnh BATN tăng điện áp tới giá... = Br = Bδ Dựa vào Bδ và Br Bgmax = 1,4T Brmax = 1,4T Suy ra Bδ1 và Bδ1 → Bδ =   → Ф (Wh) Thiết kế dây quấn  Vẽ sơ đồ triển khai dây quấn 3 pha  Xác định số mạch nhánh song song  Số nhóm trong 1 pha  Số bối dây trong một nhóm bối dây  Số bối dây trong một pha  Số vọng dây trong một pha Tính kdq kdq = sin(  ) Số vòng dây trong một pha Npha = kE =  Với kE = τL (m2) (tra bảng) Số vòng của 1 bối... hệ số dây quấn k dp : k dp = k n * k r VD : tính hệ số dây quấn ví dụ trên 5 k n =sin( * 90 0 ) = 6.75  26.7 sin(b * đ ) sin(2 * ) 2 2 k r1  = = 0.449/0.462 =0.972 đ 26.7 ) b * sin( ) 2 * sin( 2 2 26.7 sin((2  1) ) 2 = 0.643/0.693 = 0.928 kr2  26.7 (2  1) * sin( ) 2 9 * 2 * 0.972  3 * 3 * 0.928 kr = = 0.957 9 * 2  3*3 24 CHƢƠNG III : TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA MẤT SỐ LIỆU... kg  * 0.25 2 4 * 10 4 =0.312 kg 1.1 : hệ số dự phòng 8.9 : khối lƣợng riêng của đồng 32 CHƢƠNG IV : KIỂM NGHIỆM SAU KHI SỬA CHỮA I : Đo đạc các thông số: Điện áp không tải pha: U A 0 =220 V U B 0 =220 V U C 0 =220 V Điện áp không tải dây: U AB =380 V U AC =380 V U BC =380 V Dòng điện không tải các pha: I 0 A =0.26 A I 0 B =0.26 A I 0C =0.26 A Công suất không tải: Pđm =137 W Điện trở cách điện: R... 15 0 =  12 Số nhóm bối dây của một pha là :p Số bối dây của một nhóm là :q Số bối dây của một pha là : q*p Số bối dây của một pha trên một mạch nhanh:q*p/ (số mạch nhánh song song) ở đây có 1 mạch nhánh song song Sơ đồ khai triển dây quấn : 8 Xác định tổng số vòng dây cho mỗi pha K E *U đmpha N pha  4.44 * f *  * k dq Trong đó : K E đƣợc xác định theo bảng sau : Bảng 3 : Quan hệ giữa K E và diện tích... Pha 16 A 17 A  Bƣớc cực 3 Rãnh Pha 24 A 25 A 26 C 27 C 28 B 29 B 30 B  Bƣớc cực 4 Sơ đồ khai triển dây quấn: Phƣơng pháp kiểm tra tính đối xƣng và tính hệ số quấn rải k r bằng phƣơng pháp Pistoye m ; n m, n là số nguyên m là phân số tối giản n Lập bảng Pistoye : Số cột : m Số hàng : 2p Khoảng cách giữa hai rãnh thực : n  = Góc điện giữa hai cột kế tiếp nhau :  đ =  Góc lệch giữa các trục pha và. .. Cos 0 =f( U 0 ), P0 =f( U 0 ) III : Thí nghiệm ngắn mạch: Đóng CB 3pha nguồn, điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu (BATN) ở 0V Giữ cố định trục động cơ, đồng thời điều chỉnh máy biến áp tự ngẫu tăng giần điện áp Khi dòng điện ngắn mạch bằng dòng định mức của động cơ thì không đƣợc tăng điện áp nữa Ghi nhận các thông số và ghi vào bảng sau: I (A) U (V) 0.05 11 0.1 23 0.15 35 0.2 48 0.25 60 0.3 72 34 KẾT