ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.

34
Theo đặc tính không tải ở bảng tính phần trên với E
0
*
= 1 thì
F
δ0
= 1008,4A. Với E
*
= 0,5 thì F
δ
= 504,2A. 561,95
1,11
504,2
to
o
F
k
F
μ
δ
== =

95. Điện kháng phần ứng ngang trục :
dud
xxx
σ
=+ = + =97. Điện kháng đồng bộ ngang trục : ***
0,044 0,563 0,607
quq
xxx
σ
=+ = + =

0,5
1,5
1
0
E
δ*

N TT NGHIP Thit k mỏy phỏt in ba pha v h thng n nh in ỏp cho mỏy phỏt.

35

I.r*1
Hỡnh IV.2 ẹo thũ veực tụ
luực taỷi ủũnh mửực
cos
Euq*
Eod*
Ed*
-Euq*
Q

E
j.I.x

0
I
*

CHNG VI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.

37
TÍNH TOÁN DÂY QUẤN KÍCH TỪ VÀ
CÁC THAM SỐ CỦA MẠCH KÍCH TỪ

Dây quấn kích từ của máy đồng bộ cực lồi được đặt trên thân cực từ của
Rôtor. Với những máy công suất dưới 100KW (2p =4) thường dùng dây
đồng tròn hay tiết diện chữ nhật có cách điện bằng men hay sợi thuỷ tinh và
được quấn thành một lớp hoặc nhiều lớp.
98. Theo bảng tính toán ở trên ta vẽ được đặc tính từ hoá và đặc tính
*
()
zg
o
F
Ef
F
δ

δ
= và theo hình 11-13 [1] được
k
’’
bđ
= 0,96 ; k
’’
bq
= 0,9 ; k
’’
qđ
= 0,00075.

*
c
= f(F
*
c
)
E
*
= φ
*
= f(F
δzg
)
φ
σ
*
= f(F
*
δzg
)
E
δd
*
φ
c
*
3
2
1
1,4

= f(F
δzg
), sức điện động
*
**

uq
dm uq
E
j
Ix
cos
ψ
= từ đó
ta xác định được giá trị đại số của
*
0,563
uq
E
cos
ψ
= .
Từ đồ thị véc tơ với U
*
đm
, I
*
đm
, r
1

=
=
và E
*
ưq
= 0,563.0,576= 0,324
Gọi góc giữa véctơ E
*
δ
và véctơ E
δd
*
là δ
d
thì :
δ
d
= θ - δ = 17,94 - 0,25=17,69
0
.
Từ đồ thị véc tơ IV.2 với E
δ
*
= 1,067; E
*
ưq
= 0,324; δ
d
= 17,69
0

*'' * '' *
.sin .
ud bd ud udm bq udm
FkkF k Fcos
τ
ψ
ψ
δ
=+==
17,514
0,96.0,87.0,85.0,817 0,00075. .0,85.0,576 0,623
0,15
+=

Với sức từ động tổng
**
1,05 0,623 1,673
dud
FF
δ
+= + =
từ đặc tính
()
zg
fF
σδ
Φ=
101. Sứùc từ động định mức của dây quấn kích từ ( trị số tương đối ) :

****
1,05 0,623 0,482 2,155
tdm d ud c
FFFF
δ
=++= + + =
.
102. Sức từ động định mức của dây quấn kích từ :

*
. 2,155.2815,5 6067,4 ( )
tdm tdm to
FFF A== =

103. Chiều dài trung bình một vòng dây của dây quấn kích từ :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.

391
2.( 2. ) .(2. 2. )
2.(13,5 4 2.1,5) .(2.1,5 2.0,15 0,88) 42,1 ( ) 0, 42 ( )
tb c c
llbr r b
cm m

t
= 63V.
104. Tiết diện dây quấn kích từ sơ bộ

' 2
120
'

1 2.6067,4.0,42
1,15 . 1,15. . 2,326 ( )
40 63
tdm ttb
t
t
pF l
s
mm
U
ρ
== =

Ở đây :
2
120
1.
()
40
mm
m
ρ


1
6067,4
172 ( ` )
4. 4.8,8
tdm
t
tdm
F
wvong
I
== =
.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.

40
Chọn kích thước dây dẫn kích từ bằng đồng theo thiêu chuẩn, chọn dây dẫn
tròn của Nga ký hiệu PETV với các kích thước như sau :
Tiết diện dây chuẩn : s
t
= 2,38mm
2
.
Đường kính dây dẫn không kể cách điện : d
Kcđ
= 1,74mm.
Đường kính dây dẫn kể cả cách điện : d
cđ
= 1,825mm.
107. Khoảng cách bé nhất giữa hai cuộn dây kích từ :


0,15cm
δ
=
: khe hở không khí giữa cực từ.
h
m
= 1,6cm : chiều cao mặt cực từ đã chọn.
h
c
= 5,16cm : chiều cao thân cực từ.
b
c
= 4cm : chiều rộng của cực từ đã chọn. Hình VI.2 Rôtor máy điện đồng bộ công suất nhỏ. 108.Số vòng dây trên một lớp trong cùng của dây quấn kích từ theo chiều
cao cực từ :

'
1

= 1,825mm : kích thước dây dẫn kể cả cách điện.
109. Số lớp của dây quấn kích từ trên một cực :
Với lớp dây quấn đầu tiên có 27vòng, ta chọn :
Lớp thứ hai có : 27 - 2 = 25 vòng.
Tương tự lớp thứ ba có : 27 - 4 = 23 vòng.
Lớp thứ tư có : 27 - 6 = 21 vaòng.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.

41
Lớp thứ năm có : 27 - 8 = 19 vòng.
Lớp thứ thứ sáu có : 27 - 10 = 17 vòng.
Lớp thứ bảy có : 27 - 12 = 15 vòng.
Lớp thứ tám có : 27 - 14 = 13 vòng.
Lớp thứ chín có : 27 - 15 = 12 vòng.
Lớp thứ mười có :
172 - 27 - 25 - 23 - 21 - 19 - 17 - 15 - 13 - 12 = 0 vòng.
Vậy dây quấn kích từ có 172 vòng , được quấn thành m = 9 lớp.
10. Tính lại mật độ dòng điện trong dây quấn kích từ :

2
8,8
3, 7 ( / )
2,38
tdm
t
t
I
J
Amm
s

cd r
t
r
l
FJ
mv
l
Cv
δ
τ
θ
τ
⎡⎤
+
⎢⎥
−+
Δ= + =
⎢⎥
+
⎢⎥
+
⎣⎦
⎡⎤
+
⎢⎥
−+
=+ =
⎢⎥
+
⎢⎥

. Đối với cách điện cấp
B như vậy là hoàn toàn hợp lý.
114. Chiều cao chính xác của thân cực từ : '
1
1, 825
. 2. .27 2.0,15 5,23 ( )
10 10
cd
clc
d
hN cm
δ
=+= +=

Ta nhận thấy chiều cao này chỉ lớn hơn chiều cao giả thiết ban đầu 5,16cm là
1,55% nên không phải tính lại sức từ động trên cực từ.
115. Điện trở của dây quấn kích từ :

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.

42

1
120 120
2. . .
1 2.2.172.0,42
. . 3,035 ( )

0
C : 75
75 120
120
1/46
. 3,035. 2,639 ( )
1/40
tt
rr
ρ
ρ
== =Ω

117. Điện áp ở đầu cực cuộn dây kích từ khi tải định mức và nhiệt độ
0
120
t
C
θ
=
:

'
120
. 8,8.2,639 26,71 ( )
tdm tdm t
UIr V== =

PUI kW
−−
===
.
120. Điện kháng của dây quấn kích từ : 2
**
8
2. . . . .10
1,27. . .(1 )
2.1,11.2016,7.15,5.0,827.10
1,27.0,87.0,928.(1 ) 1,085
0,009805
ooc
tudud
kFl
xkx
μδ
λ
−
−
=+ =
Φ
=+ =
∑

Trong đó : x
ưd

,,
rl cl cb
λ
λλ
được tính ở các mục 69; 70; 71.
121. Điện kháng tản của dây quấn kích từ :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.

43***
1,085 0,928 0,157
ttud
xxx
σ
=− = − =
.
122. Điện trở tương đối của dây quấn kích từ ở nhiệt độ 70
o
C : 2
24
*
1
0,22. . .
0,22.2.1194,5.0,87 .42.10
0,00835

CHƯƠNG VII

TÍNH KHỐI LƯỢNG, TÍNH TỔN HAO
VÀ TÍNH TOÁN NHIỆT

a. Trọng lượng vật liệu tác dụng.
123. Trọng lượng răng lõi sắt Stator : 3
111
3
7,8. . . . . .10
7,8.13,5.0,95.2,2.0,94.36.10 7,45 ( )
Fez c r ztb
GlkhbZ
Kg
−
−
==
==

Với : h
r1
= 2,2cm là chiều cao của rãnh Stator.
b
ztb

3
8,9. . . . . .10
2
73, 4
8,9.0,849.18.36.3. .10 5, 4 ( )
2.100
tb
Cu r
l
GsuZn
Kg
−
−
==
==

Với : l
tb1
= 73,4cm là chiều dài trung bình của một vòng dây Stator.
126. Trọng lượng đồng của dây quấn kích từ : 3
1
3
8,9. . .2. . .10
8,9.2,38.0,42.2.2.172.10 6,12 ( )
kt t ttb t
GslpW
Kg

7,8.13,5. .(22,3 2.0,15 2.6,76 3,6).3,6.10 5,81 ( )
Feg g cm g g
GlDhhh
Kg
πδ
π
−
−
=−−− =
=−−−=

129. Toàn bộ trọng lượng đồng : 1
5, 4 6,12 11,52 ( )
Cu Cu kt
GGG Kg=+=+=
130. Toàn bộ trọng lượng thép : 11 2
7,45 28 17,17 5,81 58,43 ( )
Fe Fez Feg Fec Feg
GG G G G
Kg
=+++ =
=++ +=

b. Tổn hao và hiệu suất.