Giáo trình Thiết kế máy điện

CH¦¥NG I: ®¹i c­¬ng vÒ thiÕt kÕ m¸y ®iÖn 1.1. VÞ trÝ cña ngµnh chÕ t¹o m¸y ®iÖn vµ m«n häc: 1.2. T×nh h×nh ph¸t triÓn cña ngµnh: 1.3. NhiÖm vô cña ngµnh thiÕt kÕ m¸y ®iÖn: X¸c ®Þnh kiÓm tra m¸y ®iÖn sao cho ®¶m b¶o ®­îc yªu cÇu vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt ®· ®Ò ra vµ trong nh÷ng ®iÒu kiÖn lµm viÖc kh¸c nhau Yªu cÇu vÒ kü thuËt :P,U n ,kmm ,kmax Yªu cÇu vÒ kinh tÕ : ,cos ,gi¸ §iÒu kiÖn kh¸c: tiªu chuÈn nhµ n­íc .§iÒu kiÖn khÝ hËu , ¸p suÊt ®é Èm ,trong nhµ, ngoµi trêi. ChiÕn l­îc ph¸t triÓn kinh tÕ .NhÞp ®iÖu ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt nãi chung. 1.4. Ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ: P®t=m*E*I*10^-3[kvA] m lµ sè pha E=4.44*m*f* *kdq* B *** = B :mËt ®é tõ th«ng trong khe hë kh«ng khÝ A= HÖ sè m¸y ®iÖn : = hệ sè mÆt cùc (hÖ sè cung cùctõ) ks:hÖ sè sãng (®é sin cña sãng ph¸t ra hay ®I vµo) kdq:hÖ sè d©y quÊn=kn*kr ý nghÜa: :thÓ tÝch trªn mét ®¬n vÞ c«ng suÊt 1/n :thÓtÝch trªn mét ®¬n vÞ m«men ABconst,biÕn ®æi mk®biÕn ®æi m«men khëi ®éng còng biÕn ®æi 1.5. C«ng cô thiÕt kÕ: 1.6. ThiÕt kÕ d©y: -thiÕt kÕ ®¬n chiÕc :cã thÓ th¶ næi mét sè ®iÒu kiÖn kh«ng cÇn thiÕt m«men më m¸y -thiÕt kÕ d©y: D©y c«ng suÊt:kW 1.1 1.7 2.8 4.5 1 1.5 3 4 5.5 kvA 20 ,50,110,180,320, 20,30,50,100,160,250,400 Hai m¸y ®ång d¹ng :DA/DB=lSA/lSB=hrA/hrB P®t=mEI=**J*s*B*sFe*J*ssFe*sCul4 Slµm m¸t/pl2 1.7. C¸c kiÓu kÕt cÊu: IM xxxx X1 kiÓu l¾p ®Æt gåm 9 kiÓu X2 ph­¬ng ph¸p l¾p ®Æt X4 kÕt cÊu ®ång trôc ,ngâng trôc 8 kiÓu X9 h­íng trôc 1.8. M«i tr­êng lµm viÖc: -khÝ hËu «n ®íi:Y KhÝ hËu «n ®íi Èm/nhiÖt®íi Èm:T 1.9. CÊp b¶o vÖ: IPxx + X1 :b¶o vÖ vËt r¾n 7 cÊp :(0 ,1,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ) CÊp 0 : kh«ng b¶o vÖ CÊp 1;b¶o vÖ ®­îc nh÷ng vËt lín cã kÝch th­íc 50 mm tr¸nh kh«ng cho ®­a tay ng­êi vµo CÊp 2: kh«ng ®­îc cho ngãn tay vµo kh«ng cã vËt dµi qu¸ 80 mm c¸c c¹nh kh¸c nhau kh«ng qu¸ 12 mm CÊp3: b¶o vÖ kh«ng cho dông cô sîi vµo ®­îc ®é dµy 2.5 mm c¸c c¹nh kh¸c nhau kh«ng qu¸ 1 mm CÊp 4 : b¶o vÖ tr¸nh vËt thÓ b¸n kÝnh 1 mm CÊp 5 : kh«ng cho bôi vµo CÊp 6 :kÝn hoµn toµn + X2 :b¶o vÖ n­íc 9 cÊp (0.8) CÊp 0 : kh«ng b¶o vÖg× c¶ CÊp 1 :b¶o vÖ nh÷ng giät m­a CÊp 2 :b¶o vÖ ®­îc n­íc r¬I chÕch r¬I chÕch 150 so víi ph­¬ng th¼ng ®øng CÊp 3 :b¶o vÖ m­a r¬I ë gãc 600 CÊp 4 :b¶o vÖ theo mäi h­íng CÊp 5 :b¶o vÖ n­íc d­íi d¹ng tia ( n­íc b¾n cã ¸p lùc ) CÊp 6:b¶o vÖ sãng CÊp 7 : b¶o vÖ khi nhóng vµo trong n­íc CÊp 8 : b¶o vÖ khi ngËp trong n­íc cã ¸p suÊt 1.10. NhiÖm vô thiÕt kÕ: Cho c«ng suÊt , ®iÖn ¸p , tèc ®é ,sè cùc ,cos , , mmin, m max cÊp b¶o vÖ n¬I lµm viÖc cÊp c¸ch ®iÖn tÝnh :x¸c ®Þnh kt chñ yÕu ( chän ph­¬ng ¸n ) tÝnh to¸n ®iÖn, tõ tÝnh nhiÖt ( x¸c ®Þnh nhiÖt ®é c¸c phÇn cña m¸y) tÝnh lµm m¸t tÝnh kÕt cÊu tÝnh kinh tÕ 1.11. Tr×nh tù thiªt kÕ: 1.12. Thu thËp th«ng tin: vë ghi gi¸o tr×nh : thiÕt kÕ m¸y ®iÖn - c« thanh vµ thÇy hµ thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p thÇy phan tö thô thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p vµ cuén kh¸ng thÇy ph¹m v¨n b×nh vµ lª v¨n doanh 1.13. Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu vµ thi: CH¦¥NG II: VËt liÖu dïng trong m¸y ®iÖn Ph©n lo¹i :theo vËt liÖu t¸c dông :theo c¸ch ®iÖn :theo kÕt cÊu VËt liÖu t¸c dông lµ vËt liÖu trong ®ã thùc hiÖn qu¸ tr×nh biÕn ®æi n¨ng l­îng KÕt cÊu: lµ vËt liÖu mµ trong ®ã kh«ng thùc hiÖn qu¸ tr×nh trao ®æi n¨ng l­îng(vá m¸y n¾p m¸y trôc m¸y)®Ó gi÷ cè ®Þnh c¸c vËt liÖu Theo c¸ch ®iÖn :c¸ch ly phÇn mang ®iÖn kh¸c nhau (vÝ dô c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c vßng d©y)cã thÓ giµ ho¸ theo thêi gians 2.1. VËt liÖu dÉn tõ Gåm m¹ch tõ xoay chiÒu vµ m¹ch tõ mét chiÒu M¹ch tõ mét chiÒu dÉn tõ th«ng kh«ng ®æi M¹ch tõ xoay chiÒu dÉn tõ th«ng thay ®æi biÕn thiªn víi tÇn sè f c¶m øng trong m¹ch tõ c¸c dßng phuc« sinh ra tæn hao .§Ó h¹n chÕ t¨ng ®iÖn trë suÊt b»ng t¨ng l­îng silic hoÆc trªn ®­êng ®I ®Æt c¸c ®iÖn trë b»ng c¸ch ®­a c¸c tÊm máng phñ s¬n c¸ch ®iÖn Hai lo¹i t«n :t«n c¸n nãng dÉn tõ ®¼ng h­íng T«n c¸n nguéi dÉn tõ ®¼ng h­íng hoÆc mét h­íng §Æc ®iÓm: gißn Khi bÎ g·y theo h×nh r¨ng c­a Ýt ¶nh h­ëng bëi t¸c ®éng c¬ khÝ Ph¹m vi sö dông :chÕ t¹o m¸y quay Kh¶ n¨ng dÉn tõ kÐm h¬n so víi t«n chØ lµm t«n tÊm dÉn ®Õn Ýt dïng ®Æc ®iÓm :gåm hai lo¹i +®¼ng h­íng dïng cho m¸y ®iÖnquay mËt ®étõ tr­êng tèt h¬n lo¹i (3) +kh«ng ®¼ng h­íng chØ dÉn tõ tèt theo chiÒu c¸n dïng chÕ t¹o m¸y biÕn ¸p chÞu ¶nh h­ëng cña c¸c lùc c¬ khÝ thÐp ®óc c¸n rÌn kh«ng chÞu nhiÖt cña dßng phuc« c¸c th«ng sè kü thuËt ®Æc tÝnh B(H) B= E=4.44*f* SuÊt tæn hao :w/kg 2.2. VËt liÖu dÉn ®iÖn pFeB2 ( min =0.77 ) f ®ång (M0M9) (09 thÓ hiÖn l­îngt¹p chÊt dïng phæ biÕn lµM1 ,dÉn ®Õn tæn hao t¨ng pCu=R*I2 ®iÖn trë suÊt cña ®ång lµ 0.0178 ( mm2/m) BÒn dÎo ( phô thuéc c«ng nghÖ ) dÔ hµn =8.9 (Kg/dm3) Nh«m : A0 =2.7 (Kg/dm3) rÎ c¬ tÝnh kÐm ®ång , khã hµn 2.3. VËt liÖu c¸ch ®iÖn CÊp :Y A E B F H C 90 105 120 135 155 180 Y:v¶I giÊy c¸ch ®iÖn kh«ng tÊm s¬n c¸ch ®iÖn A:v¶I giÊy c¸ch ®iÖn cã tÊm s¬n c¸ch ®iÖn E:sîi gèc xenlul« t¬ t»m sîi v« c¬ tæng hîp B:ami¨ng ,sîi thuû tinh , mica F: ami¨ng ,sîi thuû tinh , mica tÈm s¬n g«csilic H: ami¨ng ,sîi thuû tinh , mica sø sîi tæng hîp C:vËt liÖu ®Æc biÖt TÝnh chÊt : + ®é bÒn c¬ cao + Ýt hót Èm + chÞu ho¸ chÊt c«n trïng vi khuÈn + chÞu nhiÖt + c­êng ®é c¸ch ®iÖn cao + chÞu ®é bÒn c¸ch ®iÖn cao 2.4. VËt liÖu kÕt cÊu - Gang:dÉn tõ kÐm,®é cøng cao ,gißn dÔ vì tÝnh ®óc cao rÎ dÔ kiÕm +c¬ tÝnh kh«ng æn ®Þnh +dïng lµm vá m¸y n¾p m¸y bÖ m¸y - Nh«m :c¬ tÝnh kÐm ®¾t h¬n nhÑ +dïng lµm vá l¾p cho m¸y ®iÖn nhá c«ng suÊt nhá h¬n 70(kW ) - ThÐp (CT3CT47);dïng lµm trôc FeCrNi dïng lµm r«t or cñatuèc bin h¬I - Nhùa :lµm c¸nh qu¹t giã D©y quÊn xoay chiÒu D©y quÊn mét pha ®éng c¬ mét pha cã mét pha d©y quÊn :tõ tr­êng cña nã lµ tõ tr­êng ®Ëp m¹ch D©y quÊn 2 pha hay 1 pha l­íi D©y quÊn 3 pha 1líp :®ång t©m ph©n t¸n ,®ång khu«n ph©n t¸n 2 líp :sãng vµ xÕp Sù ph©n bè c¸c r·nh trong c¸c pha 2 cùc 6 r·nh 3 pha quÊn tËp trung kÝch th­íc bèi d©y theo c«ng thøc trong tµi liÖu trªn thùc tÕ ta cã thÓ tÝnh nh­ sau l lµchiÒu dµi lâi thÐp c nh« ra ngoµi c lín th× dÔ lång d©y an toµn tèn d©y cã thÓ d©y quÊn ch¹m n¾p d t¨ng tèn d©y dÔ ch¹m n¾p dÔ lång d©y a:cung nèi gi÷a 2 t©m r·nh ¶nh h­ëng ®Õn gi¸ thµnh ¶nh h­ëng ®Õn n¨ng suÊt lång d©y ¶nh h­ëng ®Õn ®é tin cËy C¸c th«ng sè d©y quÊn m¸y ®iÖn xoay chiÒu CH¦¥NG III: D©y quÊn m¸y ®iÖn 3.1.Víi m¸y ®iÖn mét chiÒu Y1:kho¶ng c¸ch gi÷a 2 c¹nh t¸c dông cña 1 phÇn tö Y2:kho¶ng c¸ch gi÷a 2 c¹nh t¸c dông thø nhÊt cña phÇn tö nµy vµ thø 2 cña phÇn tö kia Ylµ kho¶ng c¸ch gi÷a 2 c¹nh t­¬ng øng cña 2 phÇn tö kÒ nhau YGkho¶ng c¸ch trªn vµnh gãp tÝnh b»ng sè phiÕn gãp gi÷a 2 ®Çu cña 1 phÇn tö PhÇn tö bao gåm :2 c¹nh t¸c dông trong ®ã chøa mét sè vßng d©y 1 vßng d©y chøa 2 c¹nh t¸c dông 1 bèi d©y cã thÓ chøa phÇn tö 3.1.1. XÕp ®¬n 2phÇn tö kÒ nhau ®­îc nèi nèi tiÕp yg=y=1 3.1.2. XÕp phøc Hai ®Çu cña mét phÇn tö nèi 2 phiÕn c¸ch nhau 1 phiÕn Yg=y=m Trong mét bèi d©y cã nhiÒu phÇn tö ta ®Õm sè phiÕn gãp vµ sè r·nh thùc:Z nt=S=G 3.1.3. D©y quÊn sãng Hai ®Çu cña mét phÇn tö ®­îc nèi víi 2 phiÕn gãp rÊt xa b»ng 1/2 chu vi phÇn øng Sau khi ®i hÕt 1 vßng phÇn øng trë vÒ phiÕn ngay tr­íc phiÕn xuÊt ph¸t sãng ®¬n Cßn tr­íc m phiÕn sãng phøc(m=2+4) ®iÒu kiÖn ®èi xøng S/2*a nguyªn ®iÒu kiÖn kh«ng cã dßng c©n b»ng Sè phÇn tö hay sè thanh dÉn trong mçi r·nh®Òu nh­ nhau nguyªn (®èi xøng vÒ c¬ ) vÞ trÝ chæi than :chæi than ®­îc ®Æt trªn ®­êng trung tÝnh h×nh häc cã nghÜalµ ph¶I ®Æt ë chç mµ khi nèi ng¾n m¹ch1 phÇn tö th× phÇn tö ®ã cã 2 c¹nh t¸c dông ®ang n»m trªn ®­êng trung tÝnh h×nh häc quan hÖ gi÷a sè ®«I cùc vµ sè ®«I m¹ch nh¸nh XÕp ®¬n a=p XÕp phøc a=m Sãng ®¬n a=1 Sãng phøc a=m 3.2. D©y quÊn xoay chiÒu 3.2.1. D©y quÊn mét pha §éng c¬ mét pha cã mét pha d©y quÊn :tõ tr­êng cña nã lµ tõ tr­êng ®Ëp m¹ch D©y quÊn 2 pha hay 1 pha l­íi Fq=Fm *sin(= Fq= D©y quÊn 3 pha 1líp :®ång t©m ph©n t¸n ,®ång khu«n ph©n t¸n 2 líp :sãng vµ xÕp 3.2.2. Sù ph©n bè c¸c r·nh trong c¸c pha 2 cùc 6 r·nh 3 pha quÊn tËp trung D©y quÊn 1 líp a z b x c y D©y quÊn 2 líp a x b z c y Líp d­íi theo b­íc d©y y hoÆc tr­ît A-Z ®I n r·nh vÒ phÝa tr­íc Aazzbbxxccyy azzbbxxccyya 3.2.3. KÝch th­íc bèi d©y theo c«ng thøc trong tµi liÖu trªn thùc tÕ ta cã thÓ tÝnh nh­ sau l lµchiÒu dµi lâi thÐp c nh« ra ngoµi c lín th× dÔ lång d©y an toµn tèn d©y cã thÓ d©y quÊn ch¹m n¾p d t¨ng tèn d©y dÔ ch¹m n¾p dÔ lång d©y a:cung nèi gi÷a 2 t©m r·nh ¶nh h­ëng ®Õn gi¸ thµnh ¶nh h­ëng ®Õn n¨ng suÊt lång d©y ¶nh h­ëng ®Õn ®é tin cËy 3.2.4. C¸c th«ng sè d©y quÊn m¸y ®iÖn xoay chiÒu Sè pha biÕt tr­íc Sè cùc cho 2p , n1=60*f/p B­íc d©y y1=Z/2*p=(d©y quÊn 1 líp) y1==(d©y quÊn 2 líp ) C¸ch chän d©y quÊn mét líp(2 líp) D©y quÊn mét líp dïng chom¸y ®iÖn nhá p=0.50 kW v× yªu cÇu sãng ®iÒu hoµ h×nh sin kh«ng quan träng nh­ d©y quÊn 2 líp.¦u ®iÓm ®¬n gi¶n dÔ lång d©y Nh­îc ®iÓm :kn=1 kh«ng c¶I thiÖn sãng b»ngb­íc ng¾n ®­îc +d©y quÊn 2 líp:dïng cho m¸y ®iÖn lín tèc ®é lín(vÝ dô 2p=2 , n=1500(vßng/phót) Sè m¹ch nh¸nh song song (a) Sè m¹ch chËp song song (n) Chän a,n /®­êng kÝnh d©y 2.1(mm) 1 kW d1.1 110 kW d1.3 1130 kW d1.55 KiÓu d©y quÊn +®ång khu«n :kÕt cÊu ch¾c ch¾n bèi tr­íc ®Ì lªn bèi sau ,sau khi bÞ ch¸y th× ph¶I th¸o hÕt kh«ng söa côc bé .Lång d©y khã gi¶m n¨ng suÊt +§ång t©m (hoa sen):gåm 2 mÆt khi ch¸ymét nhãm cã thÓ söa côc bé ®­îc kh«ng ph¶I chê dÔ lång kÐm ch¾c ch¾n tèn d©y +kiÓu ph©n t¸n:1 nhãm bèi d©y ®Çu chia lµm 2 nöa ®æ vÒ 2 phÝa Ýt tèn d©y bèi d©y ng¾n h¬n khã lång d©y ­u ®iÓm khi q lín D¹ng r·nh chia lµm 3 lo¹id©y quÊn +r·nh kin:d©y quÊn kh«ng ®­a tõ miÖng r·nh mµ ®­a tõ 2 ®Çu r·nh cã khe hë ®Ó gi¶m tõ th«ng t¶n Khi kÝn hoµn toµntõ th«ng kh«ng mãc vßng qua stator mµ ®I qua lâi thÐp nh­ h×nh vÏ th­êng dïng cho ®éng c¬ cã ®iÖn ¸p thÊp +r·nh nöa kÝn: Kt ®b Ýt nhÊt mét sîi d©y lät khi miÖng cµng lín th× tæn hao phô lín D©y quÊn mÒm +r·nh hë: ­u ®iÓm :®é tin cËy cao do uèn vµ t¹o h×nh bªn ngoµigiíi h¹n gi÷a 2 kiÓu cøng vµ mÒm kh«ng râ rµng D©y men(emay) D©y bäc sîi ;giÊy sîi cottong t¬ t»m sîi thuû tinh cã len chÞu nhiÖt cao nh­ng chiÒu dµy to lín chän d©y Chän d©y cã cÊp c¸ch ®iÖnchÞu nhiÖt t­¬ng øng Chän chiÒu dµy d©y (dµy c¸ch ®iÖn) Chän chÊt l­îng D©y v« c¬ cã c­êng ®é chÞu nhiÖt h÷u c¬ ®é b¸m men (khi bÎ d©y ®øt th× men míi ®øt theo tèt) 3.3. D©y quÊn kÝch thÝch, bï, c¶n 3.3.1. D©y quÊn kÝch thÝch m¸y mét chiÒu kÝch thÝch song song hay nèi tiÕp kÝch thÝch song song th×Ut =Uu kÝch thÝch nèi tiÕp th× It=Iu chän chiÒu quÊn sîi d©y 3.3.2. D©y quÊn kÝch thÝch m¸y ®ång bé chän ®iÖn ¸p :d©y trßn ,d©y dÑt Ucao d©y nhá nhiÒu vßng U thÊp d©y lín Ýt vßng ChiÒu quÊn ;th­êng quÊn theo (*)khi quay cã lùc ly t©m Ýt bÞ ¶nh h­ëng nÕu c hän(**) th× d©y dÔ bÞ háng kÐm dÉn nhiÖt D©y quÊn bï :lµm b»ng c¸c thanh dÉn D©y quÊn c¶n :dïng thanh ®ång hµn hai ®Çu nèi vµnh ng¾n m¹ch ho¹t ®éng theo nguyªn lýthanh dÉn nèi ng¾n m¹ch cña dßng ®iÖn sinh ra m«men t¹o kh¶ n¨ng ®ång bé æn ®Þnh chän c¸ch ®iÖn : +theo cÊp chÞu nhiÖt +theo chiÒu dµy sè líp c¸ch ®iÖn Sè pha cho biÕt tr­íc Sè cùc cho 2*p C¸ch chän d©y quÊn mét líp(2 líp) D©y quÊn mét líp dïng chom¸y ®iÖn nhá p=0.50 kW v× yªu cÇu sãng ®iÒu hoµ h×nh sin kh«ng quan träng nh­ d©y quÊn 2 líp.¦u ®iÓm ®¬n gi¶n dÔ lång d©y Nh­îc ®iÓm :kn=1 kh«ng c¶I thiÖn sãng b»ngb­íc ng¾n ®­îc +d©y quÊn 2 líp:dïng cho m¸y ®iÖn lín tèc ®é lín(vÝ dô 2p=2 , n=1500(vßng/phót) Sè m¹ch nh¸nh song song (a) Sè m¹ch chËp song song (n) Chän a,n /®­êng kÝnh d©y 2.1(mm) KiÓu d©y quÊn +®ång khu«n :kÕt cÊu ch¾c ch¾n bèi tr­íc ®Ì lªn bèi sau ,sau khi bÞ ch¸y th× ph¶I th¸o hÕt kh«ng söa côc bé .Lång d©y khã gi¶m n¨ng suÊt +§ång t©m (hoa sen):gåm 2 mÆt khi ch¸ymét nhãm cã thÓ söa côc bé ®­îc kh«ng ph¶I chê dÔ lång kÐm ch¾c ch¾n tèn d©y +kiÓu ph©n t¸n:1 nhãm bèi d©y ®Çu chia lµm 2 nöa ®æ vÒ 2 phÝa Ýt tèn d©y bèi d©y ng¾n h¬n khã lång d©y ­u ®iÓm khi q lín D¹ng r·nh chia lµm 3 lo¹id©y quÊn +r·nh kin:d©y quÊn kh«ng ®­a tõ miÖng r·nh mµ ®­a tõ 2 ®Çu r·nh cã khe hë ®Ó gi¶m tõ th«ng t¶n Khi kÝn hoµn toµntõ th«ng kh«ng mãc vßng qua stator mµ ®I qua lâi thÐp nh­ h×nh vÏ th­êng dïng cho ®éng c¬ cã ®iÖn ¸p thÊp +r·nh nöa kÝn: Kt ®b Ýt nhÊt mét sîi d©y lät khi miÖng cµng lín th× tæn hao phô lín D©y quÊn mÒm +r·nh hë: 3.4. D©y quÊn m¸y biÕn ¸p 3.4.1. D©y quÊn h×nh trô hay d©y dÉn trßn ®Æc ®iÓm: +d©y dÉn trßn +quÊn theo h­íng trôc vßng sau n»m c¹nh vßng tr­íc +nhiÒu líp nhiÒu vßng trong 1 líp dïng cho d©y quÊn cao ¸p cña m¸y nhá +t¶n nhiÖt kÐm +®iÖn ¸p gi÷a 2 líp cao c¸ch ®iÖn líp dÇy thÕ 2 ®Çu cuén d©y víi lâi xÊp xØ nhau Khi cã qu¸ ®iÖn ¸p th× ®iÖn ¸p tËp trung ë ®Çu cuén d©y ë ®©y U®Çu=Ucuèi dÉn ®Õn ®iÖn ¸p ph©n bè ®Òu tr¸nh ®­îc qu¸ ®iÖn ¸p c¸c vßng d©y ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p lÊy ë líp ngoµi vÝ dô D©y quÊn h×nh trô d©y quÊn h×nh ch÷ nhËt chØ ®­îc quÊn 12 líp quÊn b»ng d©y ch÷ nhËt cã thÓ chËp mét sè sîi däc theo h­íng trôc quÊn theo h­íng trôc c¸c vßng d©y kh¸c nhau cã c¸ch ®iÖn gi÷a2 líp hoÆc r·nh dÇu däc quÊn ®­îc Ýt vßng chËp ®­îc Ýt sîi v× vËy chØ dïng cho m¸y nhá d©y quÊn h¹ ¸p t¶n nhiÖt tèt kÕt cÊu kÐm ch¾c ch¾n Cã thÓ cho phÐp b d©y quÊn tõ b¨ng ®ång ®ång tÊm cuén nÕu sè vßng Ýt quÊn h­íng kÝnh :vßng sau ®Ì lªn vßng tr­íc quÊn song hµnh 2 b¨ng ®ång vµ c¸ch ®iÖn chiÒu réng b¨ng ®ång b»ng chiÒu cao cuén d©y b»ng chiÒu cao vßng d©y cuèn ®­îc Ýt vßng v× t¶n nhiÖt kÐm khã lÊy ®Çu ra kh«ng quÊn cao ¸p ®­îc dïng lµm d©y quÊn h¹ ¸p cña m¸y trung b×nh vµ nhá dÔ quÊn khã söa ch÷a chÞu lùc ng¾n m¹ch tèt d©y quÊn ph©n ®o¹n ta ph©n ®o¹n 1 pha thµnh nhiÒu ®o¹n +cuén d©y mét pha ®­îc chia thµnh nhiÒu cuén +d©y dÉn cã thÓ lµ d©y dÉn trßn hoÆc d©y dÉn ch÷ nhËt Cuén d©y h×nh ch÷ nhËt c¸c sîi d©y ®­îc chËp thµnh mét sîi cuèn thµnh mét vßng hoÆcthµnh nhiÒu vßng nèi song song +t¶n nhiÖt tèt +mçi cuén lµ d©y quÊn nhiÒu líp øng dông: +d©y trßn:cao ¸p m¸y nhá +d©y dÑt :h¹ ¸p m¸y lín Hai ®Çu A ,X ë trªn vµ ë d­íicuén d©y Thay d©y quÊn vßng chËp tõ12 sîi 50mm2 quÊn 12 sîi quÊn 9 vßng 50 mm2 NÕu l­íi U kh«ng ®­îc chia ®Òu sè vßng d©y ph©n ®o¹n. ThiÕt kÕ vßng ®iÖn dung D©y quÊn xo¾n èc QuÊn tõ d©y dÑt QuÊn theo h­íng kÝnh vßng sau ®Ì lªn vßng tr­íc Cã nhiÒu b¸nh ®Üa galet nèi tiÕp nhau liªn tôc Do ®ã cuèn l¹i hai cuén ta ®­îc Cã thÓ chËp mét sè sîi (2 ,3,4,5 )th­êng lµ 3 sîi nh­ng ph¶I ho¸n vÞ theo h­íng kÝnh vÝ dô chËp hai sîi cuèn ®­îc nhiÒu vßng tiÕt diÖn lín øng dông cho cao ¸p m¸y lín +2 ®Çu A,X ë trªn vµ ë d­íi t¨ng c­êng c¸ch ®iÖn nh÷ng cuén ®Çu ®Æt vßng ®iÖn dung hoÆcvµnh tÜnh ®iÖn ®Ó chèng sÐt dÉn ®Õn 82 vßng chia lµm 20 galet mçi galÐt cã 4 vßng cã thÓ thùc hiÖn nh­ sau +quÊn ®­îc sè vßng ph©n bè trªn galÐt +t¶n nhiÖt tèt +kÕt cÊu ch¾c ch¾n chÞu lùc ng¾n m¹ch tèt D©y quÊn h×nh xo¾n 4 sîi chËp 2 ®­êng xo¾n kÐp QuÊn tõ d©y dÑt quÊn h­íng trôc hai vßng kÒ nhau c¸ch nhau 1 r·nh ®Çu ngang Cã thÓ chËp tõ nhiÒu sîi theo h­íng kÝnh ph¶I ho¸n vÞ Cã thÓ cuèn ®ång thêi nhiÒu ®­êng øng dông cho h¹ ¸p m¸y lín T¶n nhiÖt tèt Dïng cho m¸y lín ®iÖn n¨ng thÊp dßng ®iÖn lín CH¦¥NG IV: tÝnh to¸n m¹ch tõ kh«ng ®ång bé Môc ®Ých X¸c ®Þnh søc tõ ®éng cÇn thiÕt ®Ó ®­a l­îng tõ th«ng cÇn thiÕt sinh ra søc tõ ®éng cho trø¬c Mét chiÒu E= Xoay chiÒu E=4.44* Mµ F=I*W=H*l Ph­¬ng ph¸p ®Þnh luËt toµn dßng ®iÖn khã kh¨n trong tÝnh to¸n ®o l­êng =2*Hs*ls+2*Hr*hr+2*Hc*hc+HG*LG+H¦*L¦ +hr :chiÒu cao r¨ng +hc :chiÒu cao cùc LG :chiÒu dµi g«ng L¦ :chiÒu dµi phÇn øng tÝnh søc ®iÖn ®éng trong khe hë F=2* k trong ®ã tÝnh ®Õn khe hë kh«ng ®Òu , kÓ ®Õn ¶nh h­ëng r·nh phÇn øng , kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña r·nh cùc (d©y quÊn bï) k kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña r·nh ®ai k= bz1 chiÒu réng cña r¨ng , t1 b­íc r¨ng= tra ®å thÞ k H= ®é tõ thÈm cña kh«ng khÝ =4*3.14* B= =chiÒu dµi cung cùc tõ trªn m¹ch phÇn øng= chiÒu dµi tÝnh to¸n cñam¹ch tõ l= =*bc ng sè r©ng r·nh th«ng giã bg chiÒu réng r·nh kg=0.92 hÖ sè Ðp chÆt tÝnh søc tõ ®éng r¬i trªn vïng r¨ng r·nh Trong ®ã t1 lµ b­íc r¨ng Fz=2.hz.Hz = trong ®ã tx lµ b­íc r¨ng Do tÝnh chÊt ®¼ng thÕ mËt ®é B trªn mét mÆt cong Cho c¸c kh¸c nhau th× ta t×m ®­îc Hzxkh¸c nhau víi c¸c krx kh¸c nhau .NÕu Btra Hx theo B(H) B1.8 th× tra Hztb= Hz1 lÊy trªn ®Ønh r¨ng tx=t1 Hztb lÊy gi÷a r¨ng tx= Hz2 lÊy cuèi r¨ng tx=0 Hz=Zz1/3 ( tx= tÝnh tõ ®¸y r·nh lªn ) Khi thiÕt kÕ c¨n cø h×nh d¹ng r·nh ®Ó chän cho phï hîp chiÒu réng r¨ng tÝnh to¸n Szx= Søc tõ ®éng r¬I trªn cùc hÖ sè tõ t¶n TiÕt diÖn cùc Sc=.kc trong ®ã b chiÒu réng tÝnh to¸n cña cùc Fc =2.hc.Hc Hc theo Bc= ( tra b¶ng B(H) øng víi thÐp lµm cùc) Søc tõ ®éng r¬I trªn g«ng tõ FG=LG.HG BG= , SG=lG.bG lG theo c«ng thøc trong tµi liÖu LG tuú theo m¸y cã cùc tõ quay hay ®øng yªn Trong m¸y ®iÖn mét chiÒu LG= Cho c¸c kh¸c nhau Søc tõ ®éng r¬I trªn l­ng phÇn øng F­=L­.H­ H­ tra tõ B­= S­=h­. h­ lµ chiÒu cao l­ng phÇn øng L­=h­ h­= lËp b¶ng vÏ ®å thÞ B·o hoµ sím lín W lín Kh«ng b·o hoµ dÉn ®Õn m¹ch tõ lín vµ gÇn tuyÕn tÝnh khi F biÕn ®æi th× U­ biÕn ®æi nhiÒu B·o hoµ khi F biÕn ®æi th× U­ biÕn ®æi Ýt h¬n kbh= kbh=(1.3) kbh hÖ sè b·o hoµ toµn m¹ch kbhz hÖ sè b·o hoµ r¨ng toµn m¹ch kbhz= th­êng lÊy 1.35 =FZ1+FZ2 tÝnhto¸n ®iÖn trë vµ ®iÖn kh¸ng cña d©y quÊn (tham sè m¸y ®iÖn ) CH¦¥NG V: §5.1 Tính điện trở dây quấn r_ điện trở thuần rtd_ điện trở tác dụng rtd = krr kr: hằng số tăng điện trở do dòng xoay chiều kr = 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 dẫn ρ: điện trở suất s: tiết diện dây dẫn Đối với MĐ xoay chiều: rtd = ltb: chiều dài trung bình 1 vòng dây w: số vòng nối tiếp 1 pha f: điện trở suất std: tiết diện tác dụng của 1 vòng dây a: số mạch nhánh Đối với MĐ 1 chiều: rtd = lu = N.ltb ltb: chiều dài trung bình 1 thanh dẫn ltb Dòng điện có f thay đổi ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài _ 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 tản Điện kháng chính ( hỗ cảm) xm Điện kháng toàn phần x11 = xm + x1 xm = Iμ: dòng từ hoá I1 x1 ra x2 rm xm Iμ Xm = 0,158 : 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 br : hệ số từ dẫm tản tạp (là sóng bậc cao) b4 h1 h5 Trong đó phụ thuộc hình dáng của rãnh x ~ 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, f loại 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 công G[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 Pbm Bc Bδ Tổn hao bề mặt: n 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 t b4 thị Bδ/δ k0 = (1,4 2) t2 = kδ phụ thuộc b4 Pbm = pbm(1)(2) [t1(2) – b4(1)2]Z1(2) l1(2) Tổn hao đập mạch:Pdm _ 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, δ PFe = 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 pq_ chỉ xét chế độ tự làm mát Pcơ phụ thuộc kms, tình trạng bề mặt ma sát, n, D, l. §6.5 Tổn hao phụ η 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 nhỏ ĐC < 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 Hệ thống thông gió dọc trục Thổi gió trực tiếp Thổi gió gián tiếp: nhiệt dẫn ra vỏ sau đó làm mát vỏ Hệ thống thông gió ngang trục Hệ thống thông gió hỗn hợp §7.3 Các loại quạt gió Quạt dọc trục: Lấy gió sau quạt thổi ra trước quạt Cánh nghiêng Quạt li tâm: Cánh thẳng 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 ngoài H = 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 Z2 Zr → b. Mạch hỗn hợp song song, nối tiếp: Z2 Zr Zv Z3 Q1 Q2 Qr Qr = Q1 + Q2 §7.5 Tính quạt gió D1 D2 Quạt li tâm: Cần tìm: D1, D2, b, số cánh, kiểu cánh Biết: n, D2, chọn kiểu cánh. 2 1 3 1.Cánh nghiêng về sau 2.Cánh nghiêng về trước 3.Cánh thẳng H: áp lực đầu cánh quạt Q: lưu lượng qua quạt H0: 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 Quạt hướng trục: (gió thổi dọc trục quạt) _ Cánh nghiêng. Chương 8 Tính toán nhiệt §8.1. Đại cương _ Các trường hợp tính nhiệt: + Liên tục: tính nhiệt ở chế độ xác lập Tính nhiệt ở chế độ quá độ + Ngắn hạn lặp lại + Ngắn hạn tlv tn §8.2 Nguyên lý truyền nhiệt Quá trình phát nóng: Qdt = Cmdθ + αSdt C: nhiệt dung riêng của vật thể m: khối lượng của vật thể S: tiết diện toả nhiệt α: hệ số dẫn nhiệt θ: độ tăng nhiệt T: hằng số thời gian θ0: độ tăng nhiệt ban đầu θ∞: độ tăng nhiệt khi nhiệt độ đã ổn định θ∞ Q0 t Quá trình nguội: Q0 Q∞ 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 nhiệt λtônKTĐ = 35 ÷ 40.10-2 Sc: diện tích nhiệt truyền qua λamiăng = 0,19.10-2 Q: dòng nhiệt (nhiệt lượng truyền qua) Lớp không khí mỏng giữa các lớp cách điện = 0,0266.10-2 Tản nhiệt bề mặt: Q = αSaθa θa = θ – θmt Sa: bề mặt tản nhiệt α: hệ số tản nhiệt trung bình, tình trạng bề mặt, tốc độ gió thổi §8.3. Tính độ tăng nhiệt Sơ đồ thay thế PCu PFe RFE Rcd Rdm Công thức tính nhiệt trở và sơ đồ đối với mỗi máy đã có: 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: Mối ghép giữa vỏ và than Mối ghép giữa cực, vỏ Mối ghép giữa cực, roto 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 ) Mối ghép giữa trục, gối đỡ Ổ khớp trượt G Bac P > 10kW có nắp mở P < 10kW không có nắp mở Cam chi tiết: hộp đầu dây ra 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 TCVN Chú 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 lỗ Ф2: 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 1360 AK2; A02 từ 1959 ÷ 1969 4A từ 1970 đến nay Việt Nam: 3K 0,6(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)kW P < 110kW _ dây thông dụng _ dây cho chống nổ TCH: _ 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 4kW M 5,5kW Công suất P2 2 4 6 8 h Chiều dài 71 B 0,55 81 A 0,75 0,55 B 1,1 0,75 0,85 100 S 2,2 1,5 1,1 0,75 L 3 2,2 1,5 1,1 _ Hiệu suất, cosβ, độ tăng t0 _ Cấp bảo vệ: Ip23 (roto dây quấn) Ip44 (roto lồng sóc) §10.2 Xác định kích thước chủ yếu _ 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. 2p α D _ 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. Hệ số lợi dụng: kl = kđ.kc = 0,9.0,95 = 0,85 với kđ – hệ số điền đầy; kc – hệ số ép chặt. 2. Dây quấn: 3. Vỏ máy: mặt bích bộ giải nhiệt thân vỏ van nạp dầu nút xả cặn - Dầu: - Thân vỏ: tôn dày 3 5 mm. - Đáy: tôn dày (Thân- vỏ: hàn, bulông). - Bích- nắp: hàn, bulông. - Bộ tản nhiệt: + Ống tròn hàn trực tiếp lên thân (hình bên) + Ống dẹt hàn trực tiếp (1970 1980). + Bộ tản nhiệt + Cánh sóng (múi khế) ưu điểm: không cần có bình giãn dầu. - Nắp máy gồm: + Bình giãn dầu (dầu phụ). Bình giãn dầu hình trụ VB= A.Vd yêu cầu dầu phải đổ đến bình giãn dầu. Mùa đông nằm dưới thước đo dầu, mùa hè quá tải 10% nằm trên thước đo dầu không chảy ra ngoài. Dầu biến thế dễ bị oxi hóa Dầu khô có khả năng hút hơi ẩm: nước + sản phẩm cracking dầu tạo ra lớp axit hay bazơ dưới đáy. Bị già hóa từ nhiên tạo cặn (chết). Bị cracking khi phóng điện. Phần II: THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 1: Đại cương về máy biến áp §1.1- Tình hình sản xuất máy biến áp ở Việt Nam. §1.2- Tiêu chuẩn hóa trong chế tạo máy biến áp. - Thang công suất: 50 (75) 100, 160(180) 220(320) 400, 500(560) 630 700(750) 1000 1600, - Thang điện áp 400V, 3500V, 6300V, 10 (11)kV, 22 (35)kV, 110, 220, 500, 750kV. - 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 pha 4. 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 tục 9. 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 nhất 3. Tính dây quấn cao áp, hạ áp: số vòng dây, cuộn dây 4. Tính các đặc tính: + Tính ngắn mạch Pn, Un. + Tính mạch từ: 5. Tính nhiệt 6. Tính làm mát (tính thùng dầu) 7. Tính kinh tế 8. 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 nghiệm Tra bảng phụ lục: 35kV Ut = 85 kV 22kV 55kV 0,4kV 5kV 9. Từ Ut xác định a0, a12, l0 tra bảng 10. 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. f, Unx, kr, BT, ksd cho trước kr= 0,98 BT – theo từng loại tôn; BT= 1,61,75. Ksd=0,83 0,85 với a12 theo UT d=A.x ; β= 1,23,6 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 dây 15. 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, B 20. Lập bảng chọn β Β 1,2 1,8 2,4 3 3,6 GFe+Gcu i0 P0 σ β= 1,4 đảm bảo các điều kiện trong phạm vi kinh tế 21. Từ β d, làm tròn tính lại β 22. 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 điện 2. Đảm bảo độ tăng nhiệt không quá cao 3. 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 quấn 24. 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 quấn chọn 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 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 B2T, f, β, δ, loại tôn P0 > [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= 11,1 + 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 B, δ, f, loại thép. kf = k1.k2 §5.4 – Tính hiệu suất MBA