Microsoft Word PHULUC 3 THUCTAP QUANDAY doc PHUÏ LUÏC 1 HÖÔÙNG DAÃN THÖÏC TAÄP QUAÁN DAÂY Trang PL 3 11 PL3 1 YEÂU CAÀU THÖÏC HIEÄN Loûi theùp stator cuûa ñoäng cô 3 pha coù caùc kích thöôùc ghi nhaän[.]
PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Trang PL 11 PHỤ LỤC PL3.1 YÊU CẦU THỰC HIỆN : Lỏi thép stator động pha có kích thước ghi nhận sau: d1 Đường kính trong: Dt = 150mm Bề dầy lỏi thép stator: L = 180mm Bề dầy gông lỏi thép stator: bg = 20mm Bề dầy stator: br = 4mm hr h Tổng số rãnh stator : Z = 48 rãnh Rãnh hình thang có kích thước hình vẻ: d1 = 6mm; d2 = 8mm; h = 22mm ; hr = 25mm d2 Xác định số liệu dây quấn stator để động vận hành lưới pha ; stator đầu dây với sơ đồ đấu dây vận hành : Y/∆ - 220V/380V PL3.2 YÊU CẦU THỰC HIỆN : Các bước tính toán thực sau: BƯỚC 1: Xác định kích thước Các số liệu cho đầu đề BƯỚC 2: Ước lượng số cực 2p tối ưu cho kết cấu động Ta có: 2p = (0,4 đến 0,5) Dt 150mm = (0,4 ÷ 0,5) = ÷ 3,75 20mm bg Chọn số cực 2p = cực BƯỚC 3: Xác lập quan hệ từ thông cực đại ( Φ m ) qua cực từ với độ từ thông (hay từ cảm) khoảng hở không khí ( Bδ ) Xác định: Bước cực từ : τ = π Dt 2p = π 150mm = 117,809mm ≅ 11,78cm Diện tích môt cực từ: τ L = 11,78.18 = 212,057 cm (PL3.1) Quan hệ từ thông cực đại với mật độ từ thông khe hở không khí: Ta có quan heä: Φ m = α δ (τ L ).Bδ = 0,7.212,057.10 −4.Bδ Φ m = 148,44.10 −4 Bδ [Wb ] (PL3.2) PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Trang PL 12 BƯỚC 4: Xác lập quan hệ mật độ từ thông qua gông stator (Bg) với độ từ thông (hay từ cảm) khoảng hở không khí ( Bδ ) Bg = 148,44.10 −4.Bδ 148,44.Bδ Φm = = = 2,0617.Bδ 72 2.b g L 2.2.18.10 − (PL3.3) BƯỚC 5: Xác lập quan hệ mật độ từ thông qua stator (Br) với độ từ thông (hay từ cảm) khoảng hở không khí ( Bδ ) ⎛ π D t B r = ⎜⎜ ⎝ Z br ⎞ π 150mm ⎞ ⎟⎟.Bδ = ⎛⎜ ⎟.Bδ = 2,45436.Bδ ⎝ 48.4mm ⎠ ⎠ (PL3.4) BƯỚC 6: Xác định mật độ từ thông khoảng hở không khí ( Bδ ) Chọn giá trị tối đa cho mật độ từ thông qua stator (Br) Br max=1,5T, giá trị tối đa cho mật độ từ thông qua gông stator (Bg) Bg max = 1,3T Theo (PL3.3) ta coù: Bδ = Theo (PL3.4) ta coù: Bδ = Bg 2,0617 = 1,3 = 0,63T 2,0617 Br 1,5 = = 0,611T 2,45436 2,45436 Với giá trị Bδ tính theo giới hạn cực đại Brmax Bgmax , ta chọn giá trị cho mật độ từ thông qua khe hở không khí là: Bδ = 0,61 T Từ (PL3.2) ta tính giá trị cực đại từ thông qua cực tứ : Φ m = 148,44.10 −4 Bδ = 148,44.10 −4.0,61 = 90,5484.10 −4 [Wb ] BƯỚC 7: Chọn kết cấu dây quấn stator, xây dựng sơ đồ dây quấn tính hệ số dây quấn Kdq CHÚ Ý: Với động có thí dụ có phụ lục 3; kích thước lỏi thép động lớn ( điều có nghóa động có công suất định mức lớn ) Thông thường; với động có cấp công suất lớn 10HP (7,5 KW), dây quấn stator thường sử dụng dạng lớp Tuy nhiên phần phụ lục để sinh viên dễ dàng theo dỏi phương pháp tính toán, chọn dây quấn dạng lớp (để không biện luận phương án chọn dây quấn stator, phần sinh viên xem thêm lý thuyết máy điện hay giáo trình Kỹ thuật điện ) Khi chọn dây quấn dạng lớp; thông số dây quấn xác định sau: ¾ Z =48 rãnh, với 2p = cực; suy ra: Z 48 τ = = = 12 rãnh / bước cực 2p PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Trang PL 13 ¾ Tổng số rãnh phân bố cho pha bước cực: τ 12 q= = = rãnh / 1pha / 1bước cực 3 ¾ Góc lệch điện hai rãnh liên tiếp: 180o 180o αđ = = = 15o điện τ 12 ¾ Với giá trị τ = 12 rãnh, dùng dây quấn đồng khuôn tập trung; bước bối dây (hay bước quấn dây) y = 12 rãnh ¾ Hệ số dây quấn: Với dây quấn l lớp , hệ số dây quấn xác định theo quan hệ sau: Kdq = Kr Hệ số quấn rãi (Kr) ⎛ α sin⎜ q ñ ⎝ Kr = ⎛α q sin⎜ đ ⎝ Hệ số dây quấn: o ⎞ sin⎛⎜ 15 ⎟ ⎜ ⎠= ⎝ ⎞ ⎛ 15o ⎟ sin⎜⎜ ⎠ ⎝ ⎞ ⎟⎟ o 0,5 ⎠ = sin 30 = = 0,95766 o 4.0,1305 ⎞ sin 30 ⎟⎟ ⎠ ( ) ( ) K dq = K r = 0,95766 = 0,96 Toùm lại: Kdq = 0,96 Sơ đồ khai triển dây quấn cho pha tiêu biểu trình bày hình A 40 30 20 10 PL3.1, cho toàn pha hình PL3.2 (xem caùc trang sau) X HÌNH PL3.1 : Dây quấn đồng khuôn tập trung, dạng l lớp bước đủ ; stator động ccơ có số liệu Z = 48 rãnh; 2p = cực ; y = 12 rãnh; q = rãnh/1pha/1bước cực A Z B 40 Trang PL 14 30 20 10 PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- C X Y HÌNH PL3.2 : Dây quấn đồng khuôn tập trung, dạng l lớp bước đủ ; stator động có số liệu Z = 48 rãnh; 2p = cực ; y = 12 rãnh; q = rãnh/1pha/1bước cực Sơ đồ khai triển trình bày đầy đủ pha dây quấn, khoảng lệch pha đầu vào 120° BƯỚC 8: Xác định tổng số vòng cho pha dây quấn (Npha) Đầu tiên, dựa theo tiết diện cực từ, xác định giá trị cho hệ số KE ; bước tính diện tích cực từ (τ.L)= 212 cm2 giá trị KE = ( 0,93 ÷ 0,95) tương ứng khoảng giá trị (τ.L)= (150cm2 ÷ 400cm2) 400 390 380 370 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 0.93 0.9310.9320.9330.9340.9350.9360.9370.9380.939 0.94 0.9410.9420.9430.9440.9450.9460.9470.9480.949 0.95 HÌNH PL3.1: Quan hệ KE theo giá trị (τ.L) PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Trang PL 15 Chúng ta dựa giản đồ mô tả quan hệ giửa hệ số K E với diện tích cực từ (τ.L) để suy giá trị KE xác định giá trị (τ.L)= 212 cm2 Ta nhận kết : KE = 0,935 Trong trường hợp không dùng đồ thị ta áp dụng phép tính sau: Tại giá trị (KE)1 = 0,93 ta có tương ứng giá trị (τ.L)1 = 150 cm2 Tại giá trị (KE)2 = 0,95 ta có tương ứng giá trị (τ.L)2 = 400 cm2 Tại giá trị (τ.L)=212 cm2 giá trị KE xác định theo quan heä sau: ⎡ (K ) − (K E )1 ⎤ K E = (K E )1 + ⎢ E ⎥ (τ L ) − (τ L )1 ⎣ (τ L )2 − (τ L )1 ⎦ [ ] Suy ra: 0,02.62 ⎡ 0,95 − 0,93 ⎤ K E = 0,93 + ⎢ [212 − 150] = 0,93 + = 0,93 + 0,00496 ⎥ 250 ⎣ 400 − 150 ⎦ K E = 0,93496 ≅ 0,935 Suy ra: N pha = K E U ñmpha 4.K s f K dq Φ m = 0,935 220 = 110,58 voøng / pha 4.1,07 50 0,96 90,5484.10 − Với sơ đồ dây quấn hai lớp, tổng số rãnh stator Z = 48 rãnh , tổng số bối dây chứa pha bối Suy số vòng bối dây là: N pha 110,58 Nb = = = 13,8 vòng / bối bối Tóm lại, chọn Nb = 14 vòng /bối; tổng số vòng pha Npha= 112 vòng/pha Tóm lại , bước ta xác định số liệu dây quấn stator sau: Dây quấn động có đầu dây, đấu vận hành theo sơ đồ: Y/∆ - 380V/220V Dây quấn lớp, dạng đồng khuôn tập trung; bước bối dây: y = 12 rãnh Hệ số dây quấn: Kdq = 0,96 Dây quấn bố trí pha hmột mạch nhánh Tổng số bối dây pha bối/pha Tổng số vòng pha :112 vòng/pha Tổng số vòng cho bối dây Nb = 14 vòng/bối BƯỚC 9: Xác định tiết diện rãnh stator, vào hệ số lấp đầy rãnh để xác định đường kính dây quấn stator Diện tích rãnh stator, ta có: d ⎞ ⎛ π d 22 ⎞ ⎛ + ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ π ⎛d + d2 ⎞ ⎛ ⎟=⎜ − Sr = ⎜ 22 ⎟.⎜ h − ⎟ + ⎜⎜ ⎟ ⎜ ⎟+⎜ 2 ⎠ ⎝ ⎟⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎜⎝ ⎝ ⎠⎝ S r = 7.18 + 8.π = 151,132 Chọn giá trị tiết diện rãnh: Sr =151 mm2 ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Trang PL 16 Với hệ số lấp đầy Klđ = 0,43 , ta suy tiết diện dây quấn cách điện là: s cñ = K lñ S r 0,43.151 = = 4,637 mm 1.1.14 n.u r N b Đường kính dây quấn (có tính lớp men cách điện): d cñ = 1,128 s cñ = 1,128 4,637 = 2,429mm Chọn đường kính dây trần không tính lớp men cách điện là: d = d cđ − 0,05mm = 2,429 − 0,05 = 2,379mm d = 2,35mm CHÚ Ý: Với động không đồng pha; muốn đạt hệ số công suất tải định mức có giá trị lớn, đồng thời làm giãm giá trị từ thông tản, miệng rãnh stator không thiết kế rộng Như vậy, khi tính toán đường kính dây có giá trị lớn 2mm; nên kiểm tra kích thước thực tế miệng rãnh statot có khả bỏ lọt đường kính dây vừa tính toán hay không Mặt khác; với đường kính dây lớn, độ cứng dây quấn gia tăng, điều kiễn thi công vất vả Trong trường hợp để giãm độ cứng dây quấn, chập hay nhiều dây có đường kính để thay cho dây đơn tính toán Muốn thay tương đương dây quấn tính toán dựa sở tổng tiết diện dây thay thành phần với tiết diện dây đơn cần thay Với trường hợp tính toán phụ lục này, giả sử dùng hai dây chập thành phần có đường kính thay cho dây đơn có đường kính d (dây trần) vừa tính toán Chúng ta áp dụng phương pháp tính thay tương đương sau dùng dây chập: ( ) Tiết diện dây thành phần = Tiết diện dây đơn cần thay ⎛ π d 2.⎜ ⎜ ⎝ Suy ra: ⎞ ⎛ π d ⎞ ⎟=⎜ ⎟ ⎟ ⎜ ⎟ ⎠ ⎠ ⎝ 2.d = d2 Hay: d = Tóm lại; ta có kết sau: d = 2,379 d = 1,68mm Chọn đường kính dây trần thành phần có giá trị : dtp = 1,65 mm Khi tính toán thực sự, sinh viên cần tính toán theo chọn nhiều phương án chập dây thành phần khác ; từ chọn phương án tốt PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Trang PL 17 BƯỚC 10: Chọn mật độ dòng điện ( J ) ,xác định dòng điện định mức qua pha dây quấn, suy công suất định mức động Chọn mật độ dòng điện qua dây quấn J=6,5 A/mm2 Với phương án chọn hai dây chập thành phần; dòng điện định mức qua pha dây quấn laø: ⎛ π d ⎞ ⎟.J = 2.⎛⎜ π 1,65 ⎞⎟.6,5 = 27,79 A I ñmpha = 2.⎜ ⎜ ⎜ ⎟ ⎟⎠ ⎝ ⎠ ⎝ Như vậy, làm tròn giá trị dòng điện định mức qua pha dây quấn : I đmpha = 27,8 A Công suất định mức động cơ: Pđm = 3.U đmpha I đmpha (η cos ϕ ) = 220 27,8 0,8 0,8 = 11742,72W Pđm = 11,74 KW (Khoảng 15,65HP ) CHÚ Ý: Giá trị tính công suất tối thiểu mà động đạt với động cô có cấp công suất Pđm = 11,74KW (tương ứng 15,65HP) hiệu suất hẽ số công suất cao giá trị chọn dùng tính tóan mục Muốn biết xác công suất động theo giá trị dòng điện định mức tính được; tra bảng số cho sẳn , vào giá trị dòng điện định mức suy cấp công suất động tương ứng BƯỚC 11: Xác định chu vi khuôn dùng thi công dây quấn tính toán khối lượng cho dây quấn stator Xác định giá trị KL : π γ (D t + h r ) π 1,35.(150 + 25) = = 15,4625 mm KL = Z 48 Trong đó, ta chọn giá trị γ = 1,35 tương ứng với số cực 2p =4 cực Chu vi khuôn quấn dây (chu vi vòng dây quấn): CV = 2.(K L y + L' ) = 2.(15,4625 + 190) = 658,32 mm = 65,832 cm CV = 66cm Trong đó, giá trị L’ = L +10mm ; (10mm khỏang dư giấy cách điện lót rãnh); đồng thời để dễ thi công ta làm nguyên giá trị cho chu vi khuôn với đơn vị đo tính theo cm Tổng bề dài pha dây quấn: ( L pha = CV N b Tổng số bối dây / pha L pha = 66 cm.14.8 = 7392 cm L pha = 739,2 dm ) PHUÏ LUÏC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Khối lượng dâyquấn: ⎛ π d ⎞ − ⎟.10 Wdaây = 1,1.(8,9kg / dm ).3.L pha 2.⎜ ⎜ ⎟ ⎠ ⎝ ⎛ π 1,65 ⎞ − ⎟.10 = 9,284 Kg Wdaây = 1,1 (8,9kg / dm ) 3.739,2.2.⎜⎜ ⎟⎠ ⎝ Wdaây ≅ 9,3Kg Tóm lại, số liệu dây quấn dùng thi công tóm tắt sau: Đường kính dây quấn thành phần : dcđtp/dtp = 1,7 mm/1,65 mm Hệ số lấp đầy rãnh : Klđ = 0,43 Chu vi khuôn : CV = 66 cm Tổng khối lương dây quấn: Wdaây = 9,3 Kg Trang PL 18 ... 0, 93 ÷ 0,95) tương ứng khoảng giá trị (τ.L)= (150cm2 ÷ 400cm2) 400 39 0 38 0 37 0 36 0 35 0 34 0 33 0 32 0 31 0 30 0 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 0. 93 0. 931 0. 932 0. 933 0. 934 0. 935 0. 936 0. 937 0. 938 0. 939 ... thông qua gông stator (Bg) Bg max = 1,3T Theo (PL3 .3) ta coù: Bδ = Theo (PL3.4) ta coù: Bδ = Bg 2,0617 = 1 ,3 = 0,63T 2,0617 Br 1,5 = = 0,611T 2,45 436 2,45 436 Với giá trị Bδ tính theo giới hạn... 200 190 180 170 160 150 0. 93 0. 931 0. 932 0. 933 0. 934 0. 935 0. 936 0. 937 0. 938 0. 939 0.94 0.9410.9420.9 430 .9440.9450.9460.9470.9480.949 0.95 HÌNH PL3.1: Quan hệ KE theo giá trị (τ.L) PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN