Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha

Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha v

Đề tài Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay cùng với việc phát trển mạnh mẽ các ứng dụng của khoahọc kỹ thuật trong công nghiệp nói chung và trong công nghiệp điện tửnói riêng thì các thiết bị điện tử có công suất lớn được chế tạo ngày càngnhiều.Và đặc biệt các ứng dụng của nó vào các ngành kinh tế quốc dân vàđời sống hàng ngày đã và đang phát triển hết sức mạnh mẽ.Qua đó conngười đã khai thác triệt để những ưu điểm vốn có của các loại động cơmột chiều và xoay chiều phục vụ những nhu cầu ngày càng cao trong lĩnhvực tự động hóa

Với đồ án này em đã nêu ra một khía cạnh nhỏ trong lĩnh vực điều khiểnđộng cơ không đồng bộ rôto lồng sóc

“Thiết kê biến tần 3 pha để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ”Nội dung các chương mục như sau :

Chương 1 : Tổng quan về công nghệ.

Giới thiệu về động cơ không đồng bộ và các hệ thống biến tần

Chương 2 : Tính chọn mạch công suất.

Mạch động lực, đi sâu vào nguyên lí làm việc của hệ thống thiết bị cũngnhư các phương pháp tính chọn mạch và bảo vệ mạch

Chương 3 : Thiết kế mạch điều khiển

Ứng dụng của kĩ thuật xung số để điều khiển hoạt động của mạch

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa điện đã tận tình chỉ bảotrong thời gian làm đề tài

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHÊ

1.1 HÊ THỐNG ĐIỀU TỐC BIẾN TẦN- ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU

Trong các hệ thống điều tốc biến tần cho cả 2 loại động cơ xoay chiềuđồng bộ và không đồng bộ thì bộ biến tần là khâu quan trọng quyết địnhđến chất lượng của hệ thống truyền động Phụ thuộc vào phạm vi điềuchỉnh, vào phạm vi công suất truyền động, vào hướng điều chỉnh mà cócác loại biến tần và phương pháp khống chế biến tần khác nhau Trongthực tế các bộ biến tần được chia làm hai nhóm: các bộ biến tần là biến tầntrực tiếp và các bộ biến tần gián tiếp có khâu trung gian một chiều Trướcđây, các hệ truyền động dùng biến tần trực tiếp do chất lượng điện áp đầu

ra thấp nên thường dùng ở lĩnh vực công suất lớn, nơi chỉ tiêu về hiệu suấtđược đặt lên hàng đầu Ngày nay, với sự phát triển của điện tử công suất

và kỹ thuật vi điều khiển, phương pháp điều khiển biến tần kiểu ma trậncho chất lượng điện áp ra cao, giảm ảnh hưởng xấu đến lưới điện nênphạm vi ứng dụng đang ngày càng được mở rộng Được ứng dụng nhiềunhất hiện nay vẫn là các hệ điều tốc biến tần dùng bộ biến tần gián tiếp,các bộ biến tần loại này có thể khống chế theo các phương pháp khácnhau: điều chế độ rộng xung (PWM); điều khiển vector; điều khiển trựctiếp mô men

Biến tần điều chế độ rộng xung (PWM) với việc điều khiển điện

áp và tần số theo qui luật U1/f1 = Const dễ thực hiện nhất, đường đặc tính

cơ biến tần của nó về cơ bản là tịnh tiến lên xuống, độ cứng cũng khá tốt,

có thể thoả mãn yêu cầu điều tốc thông thường, nhưng khi tốc độ giảmthấp thì sụt áp trên điện trở và điện cảm tản cuộn dây ảnh hưởng đáng kểđến mô men cực đại của động cơ, buộc phải tiến hành bù sụt điện áp cho

mạch stator Điều khiển Es/f1 = const là mục tiêu thực hiện bù điện ápthông dụng với U1/f1 = const, khi ở trạng thái ổn định có thể làm cho từthông khe hở không khí không đổi (Фm = const), từ đó cải thiện được chấtlượng điều tốc ở trạng thái ổn định Nhưng đường đặc tính của nó vẫn làphi tuyến, khả năng quá tải về mômen quay vẫn bị hạn chế

Hệ thống truyền động điều khiển Er/f1 = const có thể nhận được đường đặctính cơ tuyến tính giống như ở động cơ một chiều kích thích từ độc lập,nhờ đó có thể thực hiện điều tốc với chất lượng cao Dựa vào yêu cầu tổng

từ thông của toàn mạch rotor Фrm= const để tiến hành điều khiển có thểnhận được Er/f1=const Trong trạng thái ổn định và trạng thái động đều cóthể duy trì Er/f1=const là mục đích của điều tốc biến tần điều khiển vec tơ,đương nhiên hệ thống điều khiển của nó là khá phức tạp Dựa trên kết quả

từ 2 hạng mục nghiên cứu: “Nguyên lý điều khiển định hướng từ trườngđộng cơ không đồng bộ” do F Blaschke của hãng Siemens Cộng hoà Liênbang Đức đưa ra vào năm 1971, và “Điều khiển biến đổi toạ độ điện ápstator động cơ cảm ứng” do P.C Custman và A.A Clark ở Mỹ công bốtrong sáng chế phát minh của họ, qua nhiều cải tiến liên tục đã hình thànhđược hệ thống điều tốc biến tần điều khiển vector mà ngày nay đã trở nênrất phổ biến

1.2 SƠ LƯỢC VỀ CÁC HÊ THỐNG BIẾN TẦN

1.2.1 Khái niệm.

Biến tần là thiết bị tổ hợp các linh kiện điện tử thực hiện chức năng biếnđổi tần số và điện áp một chiều hay xoay chiều nhất định thành dòng điệnxoay chiều có tần số điều khiển được nhờ khoá điện tử

1.2.2 Phân loại

1 Biến tần trực tiếp:

Bộ biến đổi này chỉ dùng một khâu biến đổi là có thể biến đổi nguồn điệnxoay chiều có điện áp và tần số không đổi thành điện áp xoay chiều cóđiện áp và tần số điều chỉnh được Do quá trình biến đổi không phải quakhâu trung gian nên được gọi là bộ biến tần trực tiếp, còn được gọi là bộ

biến đổi sóng cố định (Cycloconverter) Như vậy điện áp xoay chiềuU1(f1) chỉ cần qua một van là chuyển ngay ra tải với U2(f2).

Tuy nhiên, đây là loại biến tần có cấu trúc sơ đồ van rất phức tạp chỉ sửdụng cho truyền động điện có công suất lớn, tốc độ làm việc thấp Vì việcthay đổi tần số f2 khó khăn và phụ thuộc và f1

Ví dụ

H1.3: Sơ đồ biến tần trực tiếp

2.Biến tần gián tiếp:

Còn gọi là biến tần độc lập Trong biến tần này đầu tiên điện áp đượcchỉnh lưu thành dòng một chiều Sau đó qua bộ lọc rồi trở lại dòng xoaychiều với tần số f2 nhờ bộ nghịch lưu độc lập (quá trình thay đổi f2 khôngphụ thuộc vào f1).Việc biến đổi hai lần làm giảm hiệu suất biến tần.Tuynhiên việc ứng dụng hệ điều khiển số nhờ kĩ thuật vi xử lí nên ta phát huytối đa các ưu điểm của biến tần loại này và thường sử dụng nó hơn

1

B C

•

H1.4: Sơ đồ biến tần gián tiếp

H1.5: Sơ đồ khối

• Phân loại biến tần gián tiếp

Do tính chất của bộ lọc nên biến tần gián tiếp lại được chia làm hai loại sửdụng nghịch lưu dòng và nghịch lưu áp

a) Bộ biến tần gián tiếp nguồn dòng:

Là loại biến tần mà nguồn tạo ra điện áp một chiều là nguồn dòng, dạngcủa dòng điện trên tải phụ thuộc vào dạng dòng điện của nguồn, còn dạng

áp trên tải tuỳ thuộc vào các thông số của tải quy định

b) Bộ biến tần gián tiếp nguồn áp:

Là loại biến tần mà nguồn tạo ra điện áp một chiều là nguồn áp (nghĩa làđiện trở nguồn bằng 0) Dạng của điện áp trên tải tuỳ thuộc vào dạng củađiện áp nguồn, còn dạng của dòng điện trên tải phụ thuộc vào thông sốcủa mạch tải quy định

Bộ biến tần nguồn áp có ưu điểm là tạo ra dạng dòng điện và điện áp sinhơn, dải biến thiên tần số cao hơn nên được sử dụng rộng rãi hơn

Bộ biến tần nguồn áp có hai bộ phận riêng biệt, đó là bộ phận động lực và

D10 D12 D8 Co

C1 C3 C5

C4 C2 C6

L2

Ñ K B

U

2

, f

- Bộ chỉnh lưu: có nhiệm vụ biến đổi dòng xoay chiều có tần số f1 thànhdòng một chiều.

- Bộ nghịch lưu: là bộ rất quan trọng trong bộ biến tần, nó biến đổi dòngđiện một chiều được cung cấp từ bộ chỉnh lưu thành dòng điện xoay chiều

có tần số f2

- Bộ lọc: là bộ phận không thể thiếu được trong mạch động lực cho phépthành phần một chiều của bộ chỉnh lưu đi qua và ngăn chặn thành phầnxoay chiều Nó có tác dụng san bằng điện áp sau khi chỉnh lưu

Là bộ phận không thể thiếu được, nó quyết định sự làm việc của mạchđộng lực, để đảm bảo các yêu cầu tần số, điện áp ra của bộ biến tần đều domạch điều khiển quyết định

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT

2.1 một số phương án thực hiện

2.1.1 Biến tần trực tiếp

Bộ biến tần trực tiếp là thiết bị biến đổi tần số vào sang tần số ra một cáchtrực tiếp mà không cần có sự can thiệp của một khâu trung gian nào Bộbiến tần trực tiếp hay còn gọi là bộ biến tần phụ thuộc thường gồm cácnhóm chỉnh lưu điều khiển mắc song song cho xung lần lượt 2 nhómchỉnh lưu trên ta được dòng xoay chiều trên tải Như vậy điện áp xoaychiều U1(f1) chỉ cần qua 1 van là chuyển ngay ra tải với U2(f2)

1

A

B

• • •

Thiết kế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha

2.1.2 Biến tần 3 pha gián tiếp

a Biến tần dòng 3 pha gián tiếp

H2.2 : Biến tần nguồn dòng sử dung tiristor

Trên sơ đồ ta thấy : sơ đồ gồm cầu chỉnh lưu điều khiển I và cầu biến tần

II Trong sơ đồ biến tần mỗi thyistor được nối tiếp thêm một diôt Trongmỗi nửa cầu có 3 tụ điện

Cầu chỉnh lưu thông qua điện cảm Ld cung cấp cho cầu biến tần dòngđiện hằng Id Các thysristor T1 và T6 đó cắt dòng điện một chiều Id thành 2khối chữ nhật, một khối dương và một khối âm, mỗi khối kéo dài 1200điện Khối nọ cách khối kia 600 độ điện Tại bất cứ thời điểm nào cũng chỉ

có 2 thysristor cho dòng chảy qua

Các thyistor được điều khiển mở theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1……

Trên sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển cùng với cuộn cảm tạo nên nguồndòng cấp cho nghịch lưu Nghịch lưu ở đây là sơ đồ nguồn dòng songsong Hệ thống tụ chuyển mạch được cách ly với tải qua hệ thống diotcách ly Dòng ra nghịch lưu có dạng xung hình chữ nhật, điện áp ra códạng tương đối sin nếu phụ tải là động cơ

b Biến tần áp ba pha gián tiếp

B

C

H2.3 Biến tần áp gián tiếp dùng Tiristor

Sơ đồ bao gồm cấu hình chỉnh lưu thyristor I, tụ điên C chứa năng lượngphản kháng, cầu diot II và cầu biến tần III Tải là động cơ điện 3 phakhông đồng bộ kiều lồng sóc Các diot đấu song song ngược với cácthyristor cho phép dòng điện tải trả được về nguồn, ở đây là tụ điện C, vìcầu chỉnh lưu I chỉ cho dòng chảy qua 1 chiều Trong sơ đồ này mỗithyristor dẫn dòng trong 1800 điện Trong sơ đồ cầu biến tần, ngoài giaiđoạn trùng dẫn,lúc nào cũng có 3 thyristor dẫn dòng( hai ở nhóm này và 1

ở nhóm kia)

Khi thyristor thuộc nhóm anot chung mở thì dòng điện chảy từ nguồndương vào tải, còn khi thyristor thuộc nhóm catot chung mở thì dòng điệnchảy từ tải về nguồn âm

2.2 phân tích ưu nhược điểm của các mạch công suất

1 Ưu nhược điểm của bộ biến tần trực tiếp và gián tiếp

• Biến tần trực tiếp:

Ưu điểm:

+ Biến đồi trực tiếp điện lưới điện u1 có tần số cố định f1thành một điện

áp u2 có tần số f2 với biên độ có thể thay đổi được

+Hiệu suất cao

+Cho phép hãm tái sinh năng lượng mà không cần có mạch điện phụ.+Có thể xây dựng với công suất lớn

Nhược điểm:

+Sơ đồ mạch van phức tạp,số lượng van lớn

+Thay đổi tần số f2 khó khăn và phụ thuộc vào f1

+Chỉ thực hiện trong giới hạn f2 ≤ f1

+ Khó điều khiển ở tần số cận không vì khi đó tổn hao sóng hài trongđộng cơ khá lớn

+ Độ tinh và độ chính xác trong điều khiển không cao

+ Sóng điện áp đầu ra khác xa hình sin

• Biến tần gián tiếp:

Ưu điểm:

+Thay đổi tần số f2 dễ dàng không phụ thuộc vào f1

+Thực hiện được trong dải rộng cả trên và dưới f1

+ Độ tinh và độ chính xác trong điều khiển khá cao

+ Sóng điện áp đầu ra gần với hình sin

Nhược điểm:

+Việc biến đổi năng lượng hai lần làm giảm hiệu suất biến tần.

2 So sánh hai bộ biến tần gián tiếp nguồn áp và nguồn dòng.

- Trong bộ biến tần nguồn dòng, khi hai khoá bán dẫn trong cùng mộtnhánh của bộ nghịch lưu cùng dẫn (do kích nhầm hoặc do chuyển mạch),dòng ngắn mạch qua hai khoá được hạn chế ở mức cực đại Trong bộ biếntần nguồn áp, việc này có thể gây ra sự cố ngắn mạch làm hỏng khoá bándẫn Do đó có thể xem biến tần nguồn dòng làm việc tin cậy hơn biến tầnnguồn áp

- Do mạch chỉnh lưu tạo nguồn dòng có thể hoạt động ở chế độ trả nănglượng về nguồn, bộ biến tần nguồn dòng có thể làm việc hãm tái sinh Với

bộ biến tần nguồn áp, việc hãm tái sinh muốn thực hiện cần thêm vào hệthống một cầu chỉnh lưu điều khiển hoàn toàn

-Trong trường hợp mất nguồn lưới khi đang hoạt động, bộ biến tần nguồn

áp có thể hoạt động ở chế độ hãm động năng, nhưng bộ biến tần nguồndòng không thể hoạt động ở chế độ này khi đó

- Bộ biến tần nguồn dòng được sử dụng cuộn kháng L khá lớn trong mạchchỉnh lưu tạo ra nguồn dòng, điều này làm đáp ứng quá độ của hệ thốngchậm hơn so với bộ biến tần nguồn áp

- Khi hoạt động với nguồn cấp là DC bộ biến tần nguồn áp nhỏ gọn và rẻtiền hơn so với biến tần nguồn dòng thường cồng kềnh do phải sử dụngcuộn kháng L lớn và các tụ chuyển mạch có giá trị cao

- Dải điều chỉnh biến tần nguồn dòng thấp hơn dải điều chỉnh của biến tầnnguồn áp

H2.4 Sơ đồ biến tần nguồn áp dùng Mosfet

2.4 TÍNH TOÁN MẠCH CÔNG SUẤT

600 có một trạng thái chuyển mạch) với nguyên tắc van nào dẫn coi nhưthông mạch Nhìn chung sơ đồ này có dạng một pha tải nối với hai phađấu song song nhau Do vậy điện áp 1 pha trên tải sẽ chỉ có hai giá trị là

Cho góc mở của mosfet là 1800 và cứ 600 tiếp theo (kể từ khi mosfet trước

đó được mở thì một mosfet khác mở) Như vậy trong cùng một thời gian

T 4

+

T 5

-T 2

T 1

Z C

T 6

C 1

.

T 3

T 2

T 4

Z A

T 3

T 1

T 5

T 6

C 1

.

Z B

T 5

Z A

T 2

+

T 4

T 6

T 5

T 3

C 1

.

-T 1

T 2

Z C

T 4 +

T 3

T 2

Z C

C 1

.

T 5

T 4

Z B

T 6

H 2.6.d

H 2.6.e

H 2.6.f

+) Tính toán các thông số điện áp ở chế độ điều chỉnh cực đại

-Ta có điện áp cực đại trên một pha tải:

- Điện áp cực đại đặt lên mỗi Mosfet: Ung = Udmax =1120 (V) (2.7)

+) Tính toán các thông số dòng điện ở chế độ điều chỉnh cực đại

- Dòng điện hiệu dụng pha tải ở chế độ điều chỉnh cực đại

-Dòng trung bình qua Mosfet:

2

2 ) 1 (cos

Vậy cần chọn Mosfet chịu được dòng điện trung bình:

ITBM = 1,8.IM = 1,8 10,85 = 19,53 (A)

Từ đó ta chọn: Mosfet SKM284F với thông số:

IDmax=20 AUDSmax= 1500 V

+ Tính chọn điốt ngược:

+) Điện áp:

-Điện áp cực đại đặt lên điôt: Ungm = Udmax

(2.11)

-Chọn hệ số an toàn điện áp kud = 1,8

Vậy điôt ít nhất phải chịu được điện áp:

(2.12)

Thay số ta được: ID 2 (0,71 1) 1,84

17 , 28

từ pha này về pha kia, do đó tại mỗi thời điểm cần mở Tiristo chúng ta cầncấp hai xung điều khiển đồng thời (một xung ở nhóm anod (+), một xung

ở nhóm catod (-)) Ví dụ tại thời điểm t1 trên hình 2.8b cần mở Tiristo T1của pha A phía anod, chúng ta cấp xung X1, đồng thời tại đó chúng ta cấpthêm xung X4 cho Tiristo T4 của pha B phía catod các thời điểm tiếp theocũng tương tự Cần chú ý rằng thứ tự cấp xung điều khiển cũng cần tuânthủ theo đúng thứ tự pha

Khi chúng ta cấp đúng các xung điều khiển, dòng điện sẽ được chạy từpha có điện áp dương hơn về pha có điện áp âm hơn Ví dụ trong khoảngt1 ÷ t2 pha A có điện áp dương hơn, pha B có điện áp âm hơn, với việc

mở thông T1, T4 dòng điện dược chạy từ A về B

Khi góc mở van nhỏ hoặc điện cảm lớn, trong mỗi khoảng dẫn của mộtvan của nhóm này (anod hay catod) thì sẽ có hai van của nhóm kia đổi chỗcho nhau Điều này có thể thấy rõ trong khoảng t1 ÷ t3 như trên hình 2.8.bTiristo T1 nhóm anod dẫn, nhưng trong nhóm catod T4 dẫn trong khoảngt1 ÷ t2 còn T6 dẫn tiếp trong khoảng t2 ÷ t3.

Điện áp ngược các van phải chịu ở chỉnh lưu cầu ba pha sẽ bằng 0 khivan dẫn và bằng điện áp dây khi van khoá Ta có thể lấy ví dụ cho van T1(đường cong cuối cùng của hình 2.8b) trong khoảng t1 ÷ t3 van T1 dẫnđiện áp bằng 0, trong khoảng t3 ÷ t5 van T3 dẫn lúc này T1 chịu điện ápngược UBA, đến khoảng t5 ÷ t7 van T5 dẫn T1 sẽ chịu điện áp ngược UCA.Khi góc mở các Tiristo lớn lên tới góc α> 600 và thành phần điện cảm củatải quá nhỏ, điện áp tải sẽ bị gián đoạn như các đường nét đậm trên hình2.8d (khi góc mở các Tiristo α =900 với tải thuần trở) Trong các trườnghợp này dòng điện chạy từ pha này về pha kia, là do các van bán dẫn cóphân cực thuận theo điện áp dây đặt lên chúng (các đường nét mảnh trêngiản đồ Ud của các hình vẽ 2.8b, c, d), cho tới khi điện áp dây đổi dấu, cácvan bán dẫn sẽ có phân cực ngược nên chúng tự khoá

Sự phức tạp của chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng như đã nói trên

là cần phải mở đồng thời hai van theo đúng thứ tự pha, do đó gây không ítkhó khăn khi chế tạo vận hành và sửa chữa

3 1

a a

a Q

71 , 0

=

a

A = 0,842Khi đó:

Với điều kiện đó ta chọn hệ số dự trữ dòng điện ki = 2,5

Vậy cần chọn dòng định mức của van là:

Idmv = 2,5 Ilv = 2,5 31,43 = 78,59 (A) Với các thông số Unv , Idmv ta chọn Tiristor: T60N1000VOF có:

Điện áp ngược cực đại của van : Un = 1300 VDòng điện định mức của van : Idmmax = 90 ADòng điện đỉnh cực đại : Ipik = 1400 ADòng điện xung điều khiển : Ig = 150 mAĐiện áp xung điều khiển : Ug = 1,4 VDòng điện duy trì : Ih =0,2 ADòng điện rò : Ir = 25 mASụt áp của Tiristor ở trạng thái dẫn : ΔU = 1,8 VTốc độ biến thiên điện áp : du/dt = 1000 V/sThời gian chuyển mạch : tcm = 180 μsNhiệt độ làm việc cực đại : Tmax = 125 0C

3 Tính toán máy biến áp chỉnh lưu

Chọn máy biến áp ba pha ba trụ đấu Δ /Y làm mát bằng không khí

tự nhiên

a) Tính các thông số cơ bản

Phương trình cân bằng điện áp khi có tải:

Ud0 = Ud + ΔUv + ΔUba + ΔUdn(2.20)

Trong đó:

Sụt áp trên các van :

ΔUv = 2 ΔU(2.21)

Sụt áp trên máy biến áp khi có tải chọn sơ bộ

ΔUba = 6%Ud (2.22)

sụt áp trên dây nối

ΔUdn ≈ 0Thay số ta có :

b) Tính sơ bộ mạch từ

• Tiết diện trụ được tính theo biểu thức kinh nghiệm:

f c

S k

Q

.

= cm2 (2.27)

Trong đó:

k : Hệ số phụ thuộc vào phương thức làm mát chọn k =6

S : Công suất biểu kiến của máy biến áp

c) Tính toán dây quấn

• Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp

lấy n1 = 112 vòng

• Số vòng dây mỗi pha thứ cấp

n2 2

1 1

508,82

380

U n U

Chọn kld = 2Vậy :

• Chọn tỉ số n= = 0 5

d

c

suy ra c = 0,5.11 =5,5 cmChọn c =6 cm

+) Kết cấu dây quấn sơ cấp

• Số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ cấp

W1 =

1

2

Trong đó:

dn1 :đường kính dây quấn sơ cấp kể cả cách điện

hg :khoảng cách cách điện với gông, chọn hg = 2.dn1

• Số lớp dây của cuộn sơ cấp

N11 = 1

1

112 1,8 60

n

Chọn N11 = 2 lớp

Như vậy 112 vòng chia thành 2 lớp,mỗi lớp có 56 vòng

• Chiều cao thực tế của cuộn dây sơ cấp

h1= 1. n1

c

d k

W

= 0 , 42 95 , 0

60

Giữa hai lớp đặt một tờ giấy cách điện dày 0,1mm

• Bề dày của của cuộn dây sơ cấp:

e1=N11.dn1 + 0,1.N11 =17,2 mm(2.37)

• Chọn ống quấn dây làm bằng vật liệu cách điện có bề dàys01=0,1mm

• Khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp a01 =1 cm

• Đường kính trong của ống cách điện

Dt = d + 2a01 – 2s01 = 11 + 2.1 - 2.0,01 = 12,98 cm

(2.38)

• Đường kính trong của cuộn sơ cấp

Dt1 = d + 2s01 = 11 + 2.0,01 = 11,02 cm(2.39)

• Đường kính ngoài của cuộn sơ cấp

Dn1 = Dt1 + 2e1 = 11,02 + 2.1,72 = 14,46 cm(2.40)

• Đường kính trung bình của cuộn sơ cấp

• Chiều dài dây quấn sơ cấp

l1=n1 π D tb1 = 206 3 , 14 12 , 74 = 82 , 41 m (2.42)

• Chọn bề dày cách điện giữa 2 cuộn sơ cấp e11 = 1 cm

+) Kết cấu dây quấn thứ cấp

• Chọn chiều cao cuộn thứ cấp h2 = h1 = 26,53

• Số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ cấp

dn2 :đường kính dây quấn thứ cấp kể cả cách điện

• Số lớp dây của cuộn thứ cấp

N12 = 2

2

1502,560

n

Như vậy 150 vòng chia thành 3 lớp mỗi lớp có 50 vòng

-Giữa hai lớp đặt một tờ giấy cách điện dày 0,1mm

• Bề dày của của cuộn dây thứ cấp:

e2=N12.dn2 + 0,1.N12 =12,9 mm(2.50)

• Chọn ống quấn dây làm bằng vật liệu cách điện có bề dàys02=0,1mm

• Khoảng cách từ trụ tới cuộn thứ cấp a02 =1 cm

• Đường kính trong của ống cách điện

Dt = d + 2a02 – 2s02 = 11 + 2.1 - 2.0,01 = 12,98 cm

(2.51)

• Đường kính trong của cuộn thứ cấp

Dt2 = d + 2s02 = 11 + 2.0,01 = 11,02 cm(2.52)

• Đường kính ngoài của cuộn thứ cấp

Dn2 = Dt2 + 2e2 = 11,02 + 2.1,29 = 13,6 cm(2.53)

• Đường kính trung bình của cuộn sơ cấp

11 + = cm (2.54)

• Chiều dài dây quấn sơ cấp

l2=n2 π D tb2 = 162 3 , 14 12 , 31 = 62 , 62 m (2.55)

• Chọn bề dày cách điện giữa 2 cuộn thứ cấp e22 = 1 cm

Tính các thông số của máy biến áp

Điện trở của cuộn sơ cấp máy biến áp ở 750C

41 , 82

  =0,175 (Ω) (2.57)

Sụt áp trên điện trở máy biến áp

10 51 ,

.314.10 7

= 0,455 (mH) (2.60)Sụt áp trên điện kháng máy biến áp