[Đồ Án Điện Tử] Thiết Kế Máy Phát 3 Pha - Bộ Ổn Dòng phần 3 potx

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 23 11 32,7 22,3 2, 2 3 ( ) 22 n gr DD hh cm − − =−= −= 39. Kiểm tra mật độ từ thông ở gông Stator : 44 1 11 .10 0,0106.10 1,378 ( ) 2. . . 2.3.13,5.0,95 g gc B T hlk Φ == = Trong đó : k c –hệ số ép chặt lõi sắt. l 1 –chiều dài lõi sắt Stator. Ta nhận thấy mật độ từ thông ở gông Stator đạt yêu cầu. Trị số B g1 tính được là 1,378T nằm trong khoảng 1,2 ÷ 1,45T. 40. Mật độ từ thông ở răng Stator : 1 1 1 0,69.1,95.13,5 1, 507 ( ) . . 0,94.13,5.0,95 z zc Btl B T blk δδ δ == = 41. Bề rộng của rãnh : 11 1,95 0,94 1,01 ( ) rz btb cm=− = − = Với : t 1 – bước rãnh (cm) b z1 – bề rộng răng (cm) 41. Độ chênh nhiệt trên lớp cách điện rãnh : 1 1 1 3 . 0,5. 4200 2.( ) 6,801.160,21.1,1 1,95 0,5.0,47 9,87() 4200 2.(1,01 2,2 0,2) 2,2.10 tt f c c rr n c o JAk t bh h C δ θ λ − == +− == +− Trong đó : J 1 = 6,801 A/mm 2 – mật độ dòng điện A tt = 160,21A/cm – tải điện từ tính toán k f = 1,03 ÷ 1,1 – là hệ số tổn hao phụ. Chọn k f = 1,1 h r1 = 2,2cm – chiều cao rãnh Stator h n = c =2,0mm = 0,20cm – chiều cao của nêm δ c = 0,47 λ c = 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 9,87 0 C < 35 0 C. Do đó kết quả này chấp nhận được. 42. Građien nhiệt độ trên cách điện rãnh : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 24 9,87 42 ( ) 0,5. 0,5.0,47 o o c c c C θ θ δ Δ= = = 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 : 1 ' 0,02. 2 0,02.13,5 2 2,27Nl=+= += Lấy N’ = 4gân 45. Chiều dày gân : 1 2,5 0,11. 2,5 0,11.13,5 ' 0,996 ( ) '4 l bcm N + + == = Chọn chiều dày gân b’= 1cm. 47. Để đạt được bội số mô men cực đại 1, 65 2, 5 max max dm M m M ==→ ta chon x d * ứng với m max = 2,2 chon x d * = 1,3 48. Để đảm bảo lúc tổng lắp ráp và vận hành tốt. Với D n = 32,7<100cm, khe hở không khí phải thoả mãn quan hệ sau : 25 25 0,15.(1 .10 ) 0,15.(1 22,3 .10 ) 0,151 ( )Dcm δ −− ≥+ =+ = Sơ bộ xác định khe hở không khí như sau : *4 4 . 160,21.17,514 0,28. 0,28. 0,097 ( ) . .10 0,665.1,3.10 tt dm d A cm Bx δ τ δ == = Trong đó : B δo = 0,95T là mật độ từ thông khe hở không khí lúc không tải ở điện áp định mức. Ta có B δđm = B δo .B δ = 0,95.0,7 = 0,665T 49. Lấy khe hở không khí giữa cực từ : 0,15 ( )cm δ = Khe hở không khí ở hai đầu mõm cực từ : 1,5. 1,5.0,15 0,23 ( ) m cm δ δ == = Trị số khe hở không khí trung bình : () 0, 23 0,15 ' 0,15 0,177 ( ) 33 m cm δ δ δδ − − =+ = + = ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 25 CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CỰC TỪ RÔTOR 50. Chiều rộng mặt cực từ : . 0,7.17,514 12,26 ( ) mm bcm α τ == = Với máy nhiều cực thì α m = 0,7 ÷ 0,75 . Chọn α m = 0,7. 51. Bán kính mặt cực từ : 2 2 22,3 10,64 ( ) 0, 23 0,15 28.22,3. 28 12,26 m m m D R cm D b δδ == = −− + + 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 h m = 1,6(cm). 53. Chiều dài thân cực từ và mõm cực từ : 21 13,5 ( )ll cm== 54. Chiều dài tính toán của thân cực từ khi lấy chiều dài tấm má cực : 2( ) mc lcm= 2 13,5 2 15,5 ( ) cmc lll cm=+ = += 55. Chiều cao thân cực từ : 0,31. ( ) 0,31.22,3 (1,6 0,15) 5,16 ( ) cm hDh cm δ =−+= −+= 56. Hệ số tản từ : 22 35. ' 35.0,177 1 . 1 5,35. 1,084 17,514 t k δ σ τ =+ =+ = Trong đó : k = 4,9 được nội suy từ bảng 11.3 [1] . 57. Chiều rộng cực từ : Dùng thép CT3 dầy 1mm với hệ số ép chặt lõi sắt k c2 = 0,97 và lấy mật độ từ thông cực từ B c = 1,41T 22 0,65.0,7.17,514.13,5 . .1,084 5,5 ( ) . . . . 0,97.15,5.1,41 t ct ccc ccc Bl bcm klB klB δδ δ σ ατ σ Φ == = = Chọn chiều rộng cực từ bằng : b c = 4cm. 58. Vận tốc dài ở bề mặt cực từ : N TT NGHIP Thit k mỏy phỏt in ba pha v h thng n nh in ỏp cho mỏy phỏt. 26 2 . . .22,3.1500 17,5 ( / ) 6000 6000 Dn vms == = Vi vn tc ú ta cú th dựng bulụng gi cht cc t v gụng t. Vi mỏy cụng sut nh v tc cao gụng gn lin vi trc mỏy. 59. Chiu di gụng cc t : 22 2 13,5 0 13,5 ( ) gg ll l cm=+ = += Trong ú vi mỏy cụng sut nh ly l g2 = 0. 60. Chiu cao ca gụng Rụtor : 2 22 g22 0,65.0,7.17,514.13,5 .1,084 3,6 ( ) 2. . 2. . 2.13,5.1,2 t gt gg g Bl hcm lB lB == = = õy chn B g2 = 1,2T Cỏc kớch thc ca cc t c th hin trờn hỡnh III.1 Hỡnh 3-1 Caực kớch thửụực cửùc tửứ CHNG IV TNH TON MCH T ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 27 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 : 4 11 1 1 0,424.10 . 4. . . . 4.1,153.50.108.0,946 sdl EE E kfwk − Φ= = = (Wb) Trong đó theo hình 4-8a [1] với 0, 23 1, 533 0,15 m δ δ == ;đã chọn 0,7 m α = và ' 0,177 0,0101 17,514 δ τ == ta được k s = 1,153 và 0,66 δ α = 62. Chiều dài tính toán chính xác lõi sắt của Stator : 1 2. ' 13,5 2.0,177 13,85 ( )ll cm δ δ =+ = + = Với : ' 0,177 cm δ = là trị số khe hở trung bình. 63. Mật độ từ thông khe hở không khí : 444 3 1 1 0,424.10 . .10 .10 2,65.10 . ( ) . . 0,66.17,514.13,85 E BET l δ δδ ατ − − Φ == = Với : 4 1 0,424.10 . E Wb − Φ= 0,66 δ α = 17,514 cm τ = 13,85lcm δ = 63. Hệ số khe hở không khí : 1 1 1 10. ' 1,95 10.0,177 1, 373 10. ' 0,94 10.0,177 ztb t k b δ δ δ + + == = ++ 64. Sức từ động ở khe hở không khí theo 4-18 [1] : 43 4 11 1,6. . . .10 1,6.2,65.10 . .0,15.1,373.10 8,736. ( )FBk E EA δδδ δ − == = 65. Mật độ từ thông ở răng Stator : 3 3 1 1 1 1 11 2,65.10 . .1,95.13,85 5,94.10 . ( ) . . 0,94.13,5.0,95 z zc Btl E B ET blk δδ − − == = Trong đó : b z1 = 0,94cm là chiều rộng trung bình của răng Stator. l δ = 13,85cm là chiều dài tính toán chính xác của lõi sắt Stato. l 1 = 13,5cm là chiều dài sơ bộ của lõi sắt Stato. 66. Sức từ động răng Stato : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 28 1111 2. ' . 2.1,8. 3,6. ( ) zzz z z FhH H HA=== Trong đó : 1 1, 2 '2,21,8() 33 zr d hh cm=− = − = H z1 (A/cm) : cường độ từ trường trên răng Stato. 67. Mật độ từ thông trên gông Stato : 444 3 1 1 1 11 0,424.10 . .10.10 5.516.10 . ( ) 2. . . 2.13,5.3.0,95 g gc E B ET lh k − − Φ == = 68. Sức từ động trên gông Stator : 111 1 . . 23,33. . ( ) ggg g F LH H A ξ ξ == Trong đó : 1 1 .( ) .(32,7 3) 23,33 ( ) 2. 2.2 ng g Dh Lcm p π π − − === 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]. H g1 (A/cm) cường độ từ trường trên gông Stator. 69. Hệ số từ dẫn giữa bề mặt trong của các cực từ : 6 6 7 0,55. .10 .( 2. 2. ) 2. 0,55.5,16.10 4,23.10 17,514 4 .(5,16 2.1,6 2.0,15) 2.2 c cl ccm h bhh p λ π τδ π − − − == −− + + == −− + + 70. Hệ số từ dẫn giữa bề mặt trong của đuôi cực từ : 26 26 7 0,55.( 0,2) 0,4.( 0,5) .10 '' 4,13 4,13 0,55.( 0,2) 0,4.( 0,5) .10 5,15.10 5,15 5,15 mm ml mm cc λ αα − − − ⎡⎤ =+−−= ⎢⎥ ⎣⎦ ⎡⎤ =+−−= ⎢⎥ ⎣⎦ Trong đó : 12,26 4 4,13 ( ) 22 mc m bb ccm − − == = 2 2 12,26 1,6 0,15 0,065 ( ) 4. 4.22,3 m mm b dh cm D δ =+− = + − = ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 29 . .0,065 ' 17,514 12,26 5,15 ( ) 2 m mm d bcm p π π ατ =− − = − − = 71. Hệ số từ dẫn tản giữa các mặt bên của cực từ : 6 6 7 .10 4.10 0,37. 0,37. 0,95.10 '15,5 c cb c b l λ − − − === Trong đó l’ c = 15,5cm là chiều dài tính toán của thân cực từ. 72. Tổng từ dẫn tản : 76 (4,23 5,15 0,95).10 1,03.10 cclmlcb δ λλλλ − − =++= + + = 73. Sức từ động trên khe hở, răng Stator và gông từ Stator : 11 () zg z g FFFFA δδ =++ 74. Từ thông tản trên cực từ : 2 26 6 2. . ' . .10 2.1,03.15,5.10 .10 . 0.32.10 . ( ) cc zg zg zg lF FFWb σδδ δδ λ − −− − Φ= = == 75. Từ thông cực từ : 46 1 0,424.10 . 0,32.10 . ( ) czg EFWb σδ −− Φ=Φ+Φ= + 76. Mật độ từ thông trên cực từ : 464 4 1 2 34 1 (0,424.10 . 0,32.10 . ).10 .10 ' . . 15,5.4.0,97 7,06.10 . 0,532.10 . ( ) zg c c ccc zg EF B lbk EFT δ δ −− −− + Φ == = =+ 77. Sức từ động cực từ : 2. . 2.6,76. 13,52. ( ) ccmc c c FhH H HA== = Ở đây : 5,16 1, 6 6, 76 ( ) cm c m hhh cm=+ = + = 78. Mật độ từ thông ở gông cực từ : 464 4 1 2 222 34 1 (0,424.10 . 0,32.10 . ).10 .10 2. . . 2.13,5.3,6.0,97 4,50.10 . 0,34.10 . ( ) zg c g ggc zg EF B lhk EFT δ δ −− −− + Φ == = =+ 79. Sức từ động trong gông Rôtor : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 30 222 2 . 3,83. ( ) ggg g F LH H A== Trong đó : 2 2 .( 2. 2. ) 2. .(22,3 2.0,15 2.6,76 3,6) 3,83 ( ) 2.2 cm g g Dhh L p cm π δ π − −− == −−− == 80. Sức từ động trên Rôtor : 22 () cg c g F FF A=+ 81. Sức từ động của dây quấn kích từ dưới một đôi cực : 2112 () to zg cg z g c g F FFFFFFFA δδ =+=++++ Kết quả tính toán được liệt kê trong bảng sau : Tham số Đơn vị E* 1 và  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 B =2,65.E1.10 -3 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 l 0.64 0.41 0.35 0.3 0.26 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 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 31  =0.32.Fzg.10 -6 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zg).10 - 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zg).10 -3 T 0.555 1.111 1.223 1.335 1.448 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zg + Fcg2 A 1123.9 2815.5 4024.5 5709.5 7337.1 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 : . 17,1.1,3 1 23,2 ( ) dyd lKB cm τ =+= += Trong đó y τ là chiều rộng trung bình của phần tử. 1 .( ). .(22,3 2,2).0,889 17,1 ( ) 2. 2.2 r y Dh cm p π β π τ + + == = K đ , B là các hệ số của Stator tra theo bảng 3.4 [1] được K đ = 1,3 và B = 1 83. Chiều dài trung bình của một vòng dây Stator : 11 2.( ) 2.(13,5 23,2) 73,4 ( ) tb d lll cm=+= + = 84. Chiều dài một pha dây quấn Stator : 22 111 . .10 73,4.108.10 79,27 ( ) tb L lW m −− == = ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 32 85. Điện trở tác dụng của một pha dây quấn : 1 1 179,27 1. . 0,677() . . 46 3.1.0,849 Cu kcd L r nas ρ == =Ω Trong đó : 2 1. () 46 Cu mm m ρ Ω = là điện trở suất của đồng ở nhiệt độ tính toán 75 o C. 86. Trị số tương đối của điện trở dây quấn Stator : * 11 17,321 . 0,677. 0,051 230,94 dm dm I rr U == = 87. Hệ số từ tản rãnh : ' 1424 4 .(0,785 ). 3. 2. 1,84 0,26 ( 0,27) 0,05 .0,938 (0,785 ).0,917 1,086 3.1,1 2.1,1 1,1 0, 26 r hbhh kk bbbb ββ λ =+−++= − =+−++ = Trong đó : b = d 1 = 1,1cm b 4 = b 41 = 0,26cm h 4 = h 41 = 0,05cm 0,889 1 β = < 1 3. 1 3.0,889 ' 0,917 44 k β β ++ == = 3. ' 113.0,917 0,938 444 4 k k β β =+ =+ = h 1 = h r1 –0,1.d 2 –2.c–c’ = 2,2– 0,1.1,2– 0,04–0,2 = 1,84 (cm) 1 2 1,1 ( 2. ') ( 2.0,04 0,2) 0,27 ( ) 22 d hcc cm=− − − =− − − =− 88. Hệ số từ tản tạp : 1 0,03. . 0,03.17,514.0,66 0, 476 '. . 0,177.1,373.3 t kq δ δ τ α λ δ == = 89. Hệ số từ tản phần đầu nối : [...]... p.q1 50 108 2 13, 5 ( ) .2,86 = 0,5 93 (Ω) 100 100 2 .3 93 Trị số tương đối điện kháng tản Stato : * xσ = xσ I dm 17 ,32 1 = 0,5 93 = 0, 044 U dm 230 ,94 94 Trị số tương đối của điện kháng phần ứng dọc trục : * xud = kud Fudm 0,87.1194,5 = = 0,928 kμ o Fδ o 1,11.1008, 4 Trong đó : Fudm = 0, 45.m W1.kdl I d m 108.0,946.17 ,32 1 = 0, 45 .3 = 1194,5 ( A) p 2 kud = 0,87 được tra theo hình 1 1-1 2 [1] 33 ... pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát λdn = 0 ,34 = 0 ,34 q1 (ld − 0, 64.β τ ) = lδ' 3 ( 23, 2 − 0, 64.0,889.17,514) = 1 13, 5 90 Hệ số từ tản giữa các đỉnh răng : ⎡ ' λdr = ⎢α m λdr + (1 − α m ).(0, 22 + 0 ,32 ⎣ t1 − b4 ⎤ ' ) ⎥ kβ = b4 ⎦ ⎡ 1,95 − 0, 26 ⎤ ) ⎥ 0,917 = 0, 298 = ⎢0, 7.(0, 021) + (1 − 0, 7).(0, 22 + 0 ,32 0, 26 ⎣ ⎦ Trong đó : α m = 0, 7 t1 = 1,95cm ' λdr = 0, 021 được tra theo hình 4-1 6 . 2016.7 2221 2422 26 23 BZ1 =5,94.E1.10 -3 T 0.686 1 .37 1 1.51 1.647 1.7 83 Hz1 A/cm 2 .39 4 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. 1.1 1.2 1 .3 E1 V 115.5 231 254.1 277.2 30 0 .3 0,424.E1.10 -4 Wb 0.004902 0.009805 0.010785 0.011766 0.012746 B =2,65.E1.10 -3 T 0 .30 6 0.612 0.674 0. 735 0.796 F =8, 736 .E1 A 1008 .3 2016.7. =(7,06.E1+0,0 532 .Fzg).10 - 3 T 0.87 1.742 1.917 2.092 2.27 Hc = A/cm 5.865 50.054 122 .36 4 229.152 32 9.002 Fc = 13, 52.Hc A 79 .3 676.7 1654.4 30 98.1 4448.1 Bg2 =(4,50.E1+0, 034 .Fzg).10 -3 T 0.555