Xem mẫu
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
Dn − D 32, 7 − 22,3
hg1 = − hr1 = − 2, 2 = 3 (cm)
2 2
39. Kiểm tra mật độ từ thông ở gông Stator :
Φ.104 0, 0106.104
Bg1 = = = 1,378 (T )
2.hg1.l1.kc 2.3.13,5.0,95
Trong đó : kc –hệ số ép chặt lõi sắt.
l1 –chiều dài lõi sắt Stator.
Ta nhận thấy mật độ từ thông ở gông Stator đạt yêu cầu. Trị số Bg1 tính được
là 1,378T nằm trong khoảng 1,2 ÷ 1,45T.
40. Mật độ từ thông ở răng Stator :
Bδ .t1.lδ 0, 69.1,95.13,5
Bz1 = = = 1,507 (T )
bz1.lδ .kc 0,94.13,5.0,95
41. Bề rộng của rãnh :
br = t1 − bz1 = 1,95 − 0,94 = 1, 01 (cm)
Với : t1 – bước rãnh (cm)
bz1 – bề rộng răng (cm)
41. Độ chênh nhiệt trên lớp cách điện rãnh :
0,5.δ c
J1. Att k f t1
θc = =
. .
2.(br + hr1 − hn ) λc
4200
6,801.160, 21.1,1 1,95 0,5.0, 47
= = 9,87 o (C )
. .
2.(1, 01 + 2, 2 − 0, 2) 2, 2.10−3
4200
J1 = 6,801 A/mm2 – mật độ dòng điện
Trong đó :
Att = 160,21A/cm – tải điện từ tính toán
kf = 1,03 ÷ 1,1 – là hệ số tổn hao phụ. Chọn kf = 1,1
hr1 = 2,2cm – chiều cao rãnh Stator
hn = c =2,0mm = 0,20cm – chiều cao của nêm
δc = 0,47
λc = 2,2.10−3 – là hệ số dẫn nhiệt qua lớp cách điện ứng với
cách điện rãnh của dây quấn phần tử mềm.
Ta thấy độ chênh nhiệt trên lớp cách điện rãnh 9,870C < 350C. Do đó kết quả
này chấp nhận được.
42. Građien nhiệt độ trên cách điện rãnh :
23
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
θc 9,87o
Δθ c = = = 42o (C )
0,5.δ c 0,5.0, 47
43. Với đường kính ngoài lõi sắt nhỏ hơn 1m nên vỏ máy làm bằng gang
đúc, trục của máy là trục ngang.
44. Số gân bằng :
N ' = 0, 02.l1 + 2 = 0, 02.13,5 + 2 = 2, 27
Lấy N’ = 4gân
45. Chiều dày gân :
2,5 + 0,11.l1 2,5 + 0,11.13,5
b' = = = 0,996 (cm)
N' 4
Chọn chiều dày gân b’= 1cm.
M max *
47. Để đạt được bội số mô men cực đại mmax = = 1, 65 → 2,5 ta chon xd
M dm
ứng với mmax = 2,2 chon xd* = 1,3
48. Để đảm bảo lúc tổng lắp ráp và vận hành tốt. Với Dn = 32,7
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN CỰC TỪ RÔTOR
50. Chiều rộng mặt cực từ :
bm = α m .τ = 0, 7.17,514 = 12, 26 (cm)
Với máy nhiều cực thì αm = 0,7 ÷ 0,75 . Chọn αm = 0,7.
51. Bán kính mặt cực từ :
D 22,3
Rm = = = 10, 64 (cm)
δm − δ 0, 23 − 0,15
2 + 8.22,3.
2 + 8.D.
12, 262
2
bm
52. Chiều cao mặt cực từ :
Bởi vì máy phát này là máy phát công suất nhỏ cho nên không nhất thiết phải
chế tạo dây quấn cản. Dựa vào bảng 11.4 [1] với bước cực τ =
17,514cm lấy hm = 1,6(cm).
53. Chiều dài thân cực từ và mõm cực từ :
l2 = l1 = 13,5 (cm)
54. Chiều dài tính toán của thân cực từ khi lấy chiều dài tấm má cực :
lmc = 2 (cm)
lc = l2 + lmc = 13,5 + 2 = 15,5 (cm)
55. Chiều cao thân cực từ :
hc = 0,31.D − (hm + δ ) = 0,31.22,3 − (1, 6 + 0,15) = 5,16 (cm)
56. Hệ số tản từ :
35.δ ' 35.0,177
σ t = 1 + k. = 1 + 5,35. = 1, 084
τ 2
17,5142
k = 4,9 được nội suy từ bảng 11.3 [1] .
Trong đó :
57. Chiều rộng cực từ :
Dùng thép CT3 dầy 1mm với hệ số ép chặt lõi sắt kc2 = 0,97 và lấy mật độ từ
thông cực từ Bc = 1,41T
Φ.σ t α .B .τ .l 0, 65.0, 7.17,514.13,5
= δ δ δ .σ t =
bc = .1, 084 = 5,5 (cm)
kc 2 .lc .Bc kc 2 .lc .Bc 0,97.15,5.1, 41
Chọn chiều rộng cực từ bằng : bc = 4cm.
58. Vận tốc dài ở bề mặt cực từ :
25
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
π .D.n π .22,3.1500
v2 = = = 17,5 (m / s )
6000 6000
Với vận tốc đó ta có thể dùng bulông để giữ chặt cực từ và gông từ. Với máy
công suất nhỏ và tốc độ cao gông gắn liền với trục máy.
59. Chiều dài gông cực từ :
lg 2 = l2 + Δlg 2 = 13,5 + 0 = 13,5 (cm)
Trong đó với máy công suất nhỏ lấy Δlg2 = 0.
60. Chiều cao của gông Rôtor :
Φ.σ t α .B .τ .l 0, 65.0, 7.17,514.13,5
= δ δ δ σt =
hg 2 = .1, 084 = 3, 6 (cm)
2.lg 2 .Bg 2 2.lg 2 .Bg 2 2.13,5.1, 2
Ở đây chọn Bg2 = 1,2T
Các kích thước của cực từ được thể hiện trên hình III.1
Hình 3-1 Caùc kích thöôùc cöïc töø
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN MẠCH TỪ
26
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
Lá thép lõi sắt Stator dùng loại cán nguội mã 2211 dầy 0,5mm; cực từ làm
bằng thép tấm CT3 dầy 1mm.
61. Từ thông trong khe hở không khí :
E1 E1
= 0, 424.10−4.E1 (Wb)
Φ= =
4.k s . f .w1.kdl 4.1,153.50.108.0,946
δ 0, 23
Trong đó theo hình 4-8a [1] = 1,533 ;đã chọn α m = 0, 7 và
với m =
δ 0,15
δ ' 0,177
= 0, 0101 ta được ks = 1,153 và αδ = 0, 66
=
τ 17,514
62. Chiều dài tính toán chính xác lõi sắt của Stator :
lδ = l1 + 2.δ ' = 13,5 + 2.0,177 = 13,85 (cm)
δ ' = 0,177 cm là trị số khe hở trung bình.
Với :
63. Mật độ từ thông khe hở không khí :
Φ.104 0,424.10−4.E1.104
= 2,65.10−3.E1 (T )
Bδ = =
αδ .τ .lδ 0,66.17,514.13,85
Với : Φ = 0, 424.10 −4.E1 Wb
αδ = 0, 66
τ = 17,514 cm
lδ = 13,85 cm
63. Hệ số khe hở không khí :
t1 + 10.δ ' 1,95 + 10.0,177
kδ 1 = = = 1,373
bz1tb + 10.δ ' 0,94 + 10.0,177
64. Sức từ động ở khe hở không khí theo 4-18 [1] :
Fδ = 1, 6.Bδ .δ .kδ .10 4 = 1, 6.2, 65.10−3.E1.0,15.1,373.104 = 8, 736.E1 ( A)
65. Mật độ từ thông ở răng Stator :
Bδ .t1.lδ 2, 65.10−3.E1.1,95.13,85
= 5,94.10−3.E1 (T )
Bz1 = =
bz1.l1.kc 0,94.13,5.0,95
Trong đó : bz1 = 0,94cm là chiều rộng trung bình của răng Stator.
lδ = 13,85cm là chiều dài tính toán chính xác của lõi sắt Stato.
l1 = 13,5cm là chiều dài sơ bộ của lõi sắt Stato.
66. Sức từ động răng Stato :
27
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
Fz1 = 2.h 'z .H z1 = 2.1,8.H z1 = 3, 6.H z1 ( A)
d 1, 2
Trong đó : h 'z = hr − 1 = 2, 2 − = 1,8 (cm)
3 3
Hz1(A/cm) : cường độ từ trường trên răng Stato.
67. Mật độ từ thông trên gông Stato :
0, 424.10−4.E1.104
Φ.104
= 5.516.10−3.E1 (T )
Bg1 = =
2.l1.hg1.kc 2.13,5.3.0,95
68. Sức từ động trên gông Stator :
Fg1 = ξ .Lg1.H g1 = 23,33.ξ .H g1 ( A)
π .( Dn − hg1 ) π .(32, 7 − 3)
Trong đó : Lg1 = = = 23,33 (cm)
2. p 2.2
ξ hệ số thể hiện sự không đồng đều của từ thông dọc theo
chiều dài mạch từ, được tra ở hình 4-16 [1].
Hg1 (A/cm) cường độ từ trường trên gông Stator.
69. Hệ số từ dẫn giữa bề mặt trong của các cực từ :
0,55.hc .10−6
λcl = =
π
τ − bc − .(hc + 2.hm + 2.δ )
2. p
0,55.5,16.10−6
= 4, 23.10−7
=
π
17,514 − 4 − .(5,16 + 2.1, 6 + 2.0,15)
2.2
70. Hệ số từ dẫn giữa bề mặt trong của đuôi cực từ :
⎡ ⎤
c c
λml = ⎢0,55.( m + 0, 2) − 0, 4.( m − 0,5)2 ⎥ .10−6 =
α' α'
⎣ ⎦
m m
⎡ ⎤
4,13 4,13
− 0,5) 2 ⎥ .10−6 = 5,15.10−7
= ⎢0,55.( + 0, 2) − 0, 4.(
5,15 5,15
⎣ ⎦
Trong đó :
bm − bc 12, 26 − 4
cm = = = 4,13 (cm)
2 2
bm 2 12, 262
d m = hm + δ − = 1, 6 + 0,15 − = 0, 065 (cm)
4.D 4.22,3
28
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
π .d m π .0, 065
α 'm = τ − bm − = 17,514 − 12, 26 − = 5,15 (cm)
p 2
71. Hệ số từ dẫn tản giữa các mặt bên của cực từ :
bc .10−6 4.10−6
λcb = 0,37. = 0,95.10−7
= 0,37.
l 'c 15,5
Trong đó l’c = 15,5cm là chiều dài tính toán của thân cực từ.
72. Tổng từ dẫn tản :
λcδ = λcl + λml + λcb = (4, 23 + 5,15 + 0,95).10−7 = 1, 03.10−6
73. Sức từ động trên khe hở, răng Stator và gông từ Stator :
Fδ zg = Fδ + Fz1 + Fg1 ( A)
74. Từ thông tản trên cực từ :
Φσ = 2.λcδ .l 'c .Fδ zg .10−2 =
= 2.1, 03.15,5.10−2.10−6.Fδ zg = 0.32.10−6.Fδ zg (Wb)
75. Từ thông cực từ :
Φ c = Φ + Φσ = 0, 424.10−4.E1 + 0,32.10−6.Fδ zg (Wb)
76. Mật độ từ thông trên cực từ :
(0, 424.10−4.E1 + 0,32.10−6.Fδ zg ).104
Φ c .104
Bc = = =
l 'c .bc .kc 2 15,5.4.0,97
= 7, 06.10−3.E1 + 0,532.10−4.Fδ zg (T )
77. Sức từ động cực từ :
Fc = 2.hcm .H c = 2.6, 76.H c = 13,52.H c ( A)
Ở đây : hcm = hc + hm = 5,16 + 1, 6 = 6, 76 (cm)
78. Mật độ từ thông ở gông cực từ :
(0, 424.10−4.E1 + 0,32.10−6.Fδ zg ).104
Φ c .104
Bg 2 = = =
2.lg 2 .hg 2 .kc 2 2.13,5.3, 6.0,97
= 4,50.10−3.E1 + 0,34.10−4.Fδ zg (T )
79. Sức từ động trong gông Rôtor :
29
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
Fg 2 = Lg 2 .H g 2 = 3,83.H g 2 ( A)
Trong đó :
π .( D − 2.δ − 2.hcm − hg 2 )
Lg 2 = =
2. p
π .(22,3 − 2.0,15 − 2.6, 76 − 3, 6)
= = 3,83 (cm)
2.2
80. Sức từ động trên Rôtor :
Fcg 2 = Fc + Fg 2 ( A)
81. Sức từ động của dây quấn kích từ dưới một đôi cực :
Fto = Fδ zg + Fcg 2 = Fδ + Fz1 + Fg1 + Fc + Fg 2 ( A)
Kết quả tính toán được liệt kê trong bảng sau :
E*1 và
Tham số Đơn vị 0.5 1 1.1 1.2 1.3
E1 V 115.5 231 254.1 277.2 300.3
0,424.E1.10-4 Wb 0.004902 0.009805 0.010785 0.011766 0.012746
-3
B =2,65.E1.10 T 0.306 0.612 0.674 0.735 0.796
F =8,736.E1 A 1008.3 2016.7 2221 2422 2623
BZ1 =5,94.E1.10-3 T 0.686 1.371 1.51 1.647 1.783
Hz1 A/cm 2.394 8.417 11.5 16.38 25.3
FZ1 =3,6.Hz1 A 8.6 30.3 41.4 59 91.1
Bg1 =5,516.E1.10-3 T 0.637 1.274 1.402 1.529 1.656
0.64 0.41 0.35 0.3 0.26
l
Hg1 = A/cm 1.404 4.798 6.598 9.965 17.8
Fg1 =23,33.l.Hg1 A 21 45.9 53.9 69.7 108
F zg =F +Fz1+Fg1 A 1037.9 2092.9 2316.3 2550.7 2822.1
30
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
-6
=0.32.F zg.10 Wb 0.000332 0.00067 0.000742 0.000817 0.000904
c Wb 0.005234 0.010475 0.011527 0.012583 0.01365
-
Bc =(7,06.E1+0,0532.F ) 10
zg .
3
T 0.87 1.742 1.917 2.092 2.27
Hc = A/cm 5.865 50.054 122.364 229.152 329.002
Fc =13,52.Hc A 79.3 676.7 1654.4 3098.1 4448.1
Bg2 =(4,50.E1+0,034.F ).10-3 T 0.555 1.111 1.223 1.335 1.448
zg
Hg2 = A/cm 1.744 11.974 14.034 15.839 17.471
Fg2 =3,81.Hg2 A 6.7 45.9 53.8 60.7 66.9
Fcg2 =Fc +Fg2 A 86 722.6 1708.2 3158.8 4515
Fto =F + Fcg2 A 1123.9 2815.5 4024.5 5709.5 7337.1
zg
F*to = 0.4 1 1.429 2.03 2.61
CHƯƠNG V
THAM SỐ CỦA DÂY QUẤN STATOR
Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC
82. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn Stator :
ld = τ y .K d + B = 17,1.1,3 + 1 = 23, 2 (cm)
Trong đó τ y là chiều rộng trung bình của phần tử.
π .( D + hr1 ).β π .(22,3 + 2, 2).0,889
τy = = = 17,1 (cm)
2. p 2.2
Kđ, B là các hệ số của Stator tra theo bảng 3.4 [1] được Kđ = 1,3 và B
=1
83. Chiều dài trung bình của một vòng dây Stator :
ltb1 = 2.(l1 + ld ) = 2.(13,5 + 23, 2) = 73, 4 (cm)
84. Chiều dài một pha dây quấn Stator :
L1 = ltb1.W1.10 −2 = 73, 4.108.10−2 = 79, 27 (m)
31
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
85. Điện trở tác dụng của một pha dây quấn :
L1 1 79, 27
r1 = ρCu . =. = 0, 677 (Ω)
n1.a.skcd 46 3.1.0,849
1 Ω.mm 2
ρCu =
Trong đó : ) là điện trở suất của đồng ở nhiệt độ tính toán
(
46 m
75oC.
86. Trị số tương đối của điện trở dây quấn Stator :
I dm 17,321
r1* = r1. = 0, 677. = 0, 051
U dm 230,94
87. Hệ số từ tản rãnh :
h1 b hh
λr = .kβ + (0, 785 − 4 + 2 + 4 ).kβ =
'
3.b 2.b b b4
0, 26 (−0, 27) 0, 05
1,84
= .0,938 + (0, 785 − + + ).0,917 = 1, 086
3.1,1 2.1,1 1,1 0, 26
Trong đó :
b = d1 = 1,1cm b4 = b41 = 0,26cm
h4 = h41 = 0,05cm β = 0,889 < 1
1 + 3.β 1 + 3.0,889
k 'β = = = 0,917
4 4
1 3.k 'β 1 3.0,917
kβ = + =+ = 0,938
4 4 4 4
h1 = hr1–0,1.d2–2.c–c’ = 2,2– 0,1.1,2– 0,04–0,2 = 1,84 (cm)
d1 1,1
h2 = −( − 2.c − c ') = −( − 2.0, 04 − 0, 2) = −0, 27 (cm)
2 2
88. Hệ số từ tản tạp :
0, 03.τ .αδ 0, 03.17,514.0, 66
λt = = = 0, 476
δ '.kδ .q1 0,177.1,373.3
89. Hệ số từ tản phần đầu nối :
32
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
q1
λdn = 0,34. .(ld − 0, 64.β .τ ) =
lδ'
3
= 0,34. .(23, 2 − 0, 64.0,889.17,514) = 1
13,5
90. Hệ số từ tản giữa các đỉnh răng :
⎡ t1 − b4 ⎤ '
λdr = ⎢α m .λdr + (1 − α m ).(0, 22 + 0,32. ) ⎥ .kβ =
'
b4 ⎦
⎣
⎡ 1,95 − 0, 26 ⎤
= ⎢0, 7.(0, 021) + (1 − 0, 7).(0, 22 + 0,32. ) ⎥ .0,917 = 0, 298
0, 26
⎣ ⎦
Trong đó :
α m = 0, 7 t1 = 1,95cm
λdr = 0, 021 được tra theo hình 4-16 [1].
'
91. Tổng hệ số từ tản :
∑λ = λ + λt + λdn + λdr = 1, 086 + 0, 476 + 1 + 0, 298 = 2,86
r
92. Điện kháng tản Stator :
l
W
f
.( 1 ) 2 . δ .∑ λ =
xσ = 0,158.
100 100 p.q1
50 108 2 13,5
= 0,158. .2,86 = 0,593 (Ω)
.( ).
100 100 2.3
93. Trị số tương đối điện kháng tản Stato :
I dm 17,321
xσ = xσ . = 0,593. = 0, 044
*
U dm 230,94
94. Trị số tương đối của điện kháng phần ứng dọc trục :
kud .Fudm 0,87.1194,5
xud = = = 0,928
*
kμ o .Fδ o 1,11.1008, 4
Trong đó :
W1.kdl .I d m 108.0,946.17,321
Fudm = 0, 45.m. = 0, 45.3. = 1194,5 ( A)
p 2
kud = 0,87 được tra theo hình 11-12 [1].
33
nguon tai.lieu . vn
