Bài tập có giải phần lý luận chung về máy điện xoay chiều

Gợi ý: Z: tổng số rãnh thực trong stato của máy điện.. Vẽ các đoạn thẳng song song tượng trưng cho 36 rãnh, phân bố số bước cực  và vẽ các bối dây của pha A, chọn cách nối dây đấu cực t

Trang 1

HƯỚNG DẪN

GIẢI BÀI TẬP ỨNG DỤNG

Môn học- Máy điệnII

Trang 2

PHẦN 3 – LÝ LUẬN CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU

BÀI TẬP 1

Vẽ sơ đồ trải dây quấn 3 pha dạng đồng khuôn tập trung (1 lơp) của máy điện có tổng số rãnh Z = 36; 2p = 4 ( vẽ cho 1 pha, điền vị trí đầu cuối của 2 pha còn lại)? Tính hệ số dây quấn Kdq?

Gợi ý:

Z: tổng số rãnh thực trong stato của máy điện

Đồng khuôn: các bối dây giống nhau về hình dáng và chu vi

Để vẽ sơ đồ khai triển dây quấn đồng khuôn cần tính:

p 2

Z

(rãnh)

Số rãnh một pha / một bước cực: q =

m p m 2

 (rãnh)

Với m là số pha dây quấn

Vẽ các đoạn thẳng song song tượng trưng cho 36 rãnh, phân bố số bước cực

 và vẽ các bối dây của pha A, chọn cách nối dây (đấu cực thật hay cực giả) để đảm

bảo số cực 2p Thực hiện tương tự cho 2 pha B và C

BÀI GIẢI Bước 1: Để vẽ sơ đồ trải dây quấn, cần tính toán các thông số cơ bản của bộ dây quấn như sau:

Bước cực:  =

p 2

Z =

4

36

= 9 (rãnh)

m



=

3

9

= 3 (rãnh)

Bước 2:

Vẽ các đoạn thẳng song song (36 rãnh), phân bố 4 bước cực  và vẽ các bối dây của pha A trên các rãnh 1, 2, 3, 10, 11, 12, 19, 20, 21, 28, 29, 30, chọn cách nối dây cực giả để đảm bảo số cực 2p, tương tự cho 2 pha B và C để hình thành sơ đồ khai triển như sau:

Trang 3

Bước 3:

Bộ dây quấn có 2 nhóm bối / pha, 6 bối / pha, số rãnh một pha / bước cực = q =

3

Để tạo ra 4 cực, bộ dây quấn đấu cực “giả”

Số mạch nhánh song song trong một pha bằng 1

Qui ước bên trái của bối dây là đầu đầu và bên phải của bối dây là đầu cuối

BÀI TẬP 2

Vẽ sơ đồ trải dây quấn 3 pha dạng đồng tâm phân tán đơn giản của máy điện có tổng số rãnh Z = 36; 2p = 4

Gợi ý:

Đồng tâm phân tán: số bối dây trong các nhóm bối của một pha không giống nhau

Để vẽ sơ đồ khai triển dây quấn đồng tâm phân tán cần tính:

p 2

Z

(rãnh)

m p m 2

 (rãnh)

Trang 4

Khi phân nhóm, tổng số cạnh tác dụng của một pha có thể chẳng hay lẻ (q)

 Khi q chẵn, mỗi nhóm nhỏ chiếm q /2 cạnh tác dụng

 Khi q lẽ, mỗi nhóm nhỏ chiếm

2

1

q 

cạnh tác dụng, nhóm nhỏ còn lại

chiếm

2

1

q 

cạnh tác dụng

BÀI GIẢI Bước 1:

Để vẽ sơ đồ trải dây quấn, cần tính toán các thông số cơ bản của bộ dây quấn như sau:

p 2

Z =

4

36

= 9 (rãnh)

m



=

3

9

= 3 (rãnh)

Bước 2:

Xác định số nhóm bối phân tán trong pha A như sau:

Do q lẻ nên nhóm số bối dây trong mỗi nhóm là:

Nhóm đầu tiên:

2

1

q 

=

2

1

3 

= 2 (bối)

Nhóm còn lại:

2

1

q 

=

2

1

3 

= 1 (bối)

Tương tự cho pha B và C Tổng số nhóm bối / pha = 4

Bước 3:

Vẽ các đoạn thẳng song song (36 rãnh), phân bố 4 bước cực  và vẽ 4 nhóm bối dây của pha A trên các rãnh 1, 2, 3, 10, 11, 12, 19, 20, 21, 28, 29, 30; chọn cách đấu dây cực thật thực hiện tương tự cho pha B và pha C hình thành sơ đồ khai triển như sau:

Trang 5

Đặc điểm bộ dây quấn:

Bộ dây quấn có 4 nhóm bối/pha (2 nhóm 2 bối và 2 nhóm 1 bối), 6 bối / pha, số rãnh một pha / bước cực là q = 3

Để tạo ra 4 cực, bộ dây quấn đấu cực “thật”

Số mạch nhánh song song trong một pha 2a = 1 biểu diễn như sơ đồ sau:

BÀI TẬP 3

Vẽ sơ đồ trải dây quấn 3 pha dạng dây quấn xếp 2 lớp của máy điện có tổng số rãnh Z = 24; 2p = 4

Gợi ý:

Trang 6

Dây quấn xếp 2 lớp: trong một rãnh chứa cạnh tác dụng của 2 bối dây khác nhau và các bối dây xếp chồng lên nhau

Để vẽ sơ đồ khai triển dây quấn xếp 2 lớp cần tính:

p 2

Z

(rãnh)

m p m 2

 (rãnh)

Góc lệch về điện giữa hai rãnh kế tiếp nhau:







o đ

180

Bước dây quấn tổng hợp chọn trong khoảng: y 1

3

2









Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn theo bước dây tổng hợp vừa tính

BÀI GIẢI Bước 1:

Các thông số của bộ dây quấn xếp 2 lớp:

p 2

Z =

4

24

= 6 (rãnh)

m p m 2

3

6

= 2 (rãnh)







o đ

180 = 6

180o = 30o

Bước 2:

Bước dây quấn tổng hợp: 1

3

2





1 6 6

3

2





 y

Vậy ta chọn bước dây tổng hợp y = 5

Bước 3:

Vẽ các đoạn thẳng song song tương ứng 24 rãnh, phân bố số bước cực

 và vẽ các bối dây của pha A theo bước dây quấn tổng hợp y = 5, chọn cách nối dây (đấu cực thật) để đảm bảo số cực 2p = 4 Thực hiện tương tự cho 2 pha B vàC Sau khi thực hiện xong, sơ đồ trải dây quấn trông như sau:

Trang 7

Đặc điểm bộ dây quấn:

Bộ dây quấn có 4 nhóm bối / pha, 8 bối / pha, số rãnh một pha / bước cực q = 2 Để tạo ra 4 cực, bộ dây quấn đấu cực “thật”

Số mạch nhánh song song trong một pha = 1

BÀI TẬP 4

Tính hệ số dây quấn của bộ dây quấn 1 lớp, bước đủ, cho stato động cơ 3 pha có

Z = 24 rãnh, số cực 2p = 4, m= 3

Gợi ý:

Tính toán các thông số của bộ dây quấn :

p 2

Z

(rãnh)

m p m 2

 (rãnh)

Trang 8







o đ

180 Tính toán hệ số dây quấn

Kdq =Kn

) 2 (

sin

) 2 (

sin



q

BÀI GIẢI Các thông số cần thiết của bộ dây quấn 1 lớp:

p

Z

2 =

4

24

= 6 (rãnh)

m p m 2

3

6

= 2 (rãnh)







o đ

180 = 6

180o = o

30 Nên hệ số dây quấn ï:

kdq= 1

) 2 (

sin

) 2 (

sin



q

=

) 2

30 (

sin 2

) 2

30 2 (

sin

o

= 0,9

BÀI TẬP 5

Tính sức từ động cơ bản của một pha dây quấn trong động cơ 3 pha Biết dây quấn xếp 2 lớp có Z = 24, 2p = 4, bước dây quấn y = 5, số vòng dây mỗi phần tử Ws =

10 vòng Động cơ có công suất P = 5,5 kW với Uđm = 380 V đấu Y, cosđm = 0,8;

đm

 = 0,85

Mỗi pha có một mạch nhánh song song

Gợi ý:

P: công suất cơ trên đầu trục động cơ, thường được ghi trên nhãn máy

P = 3.U.I.cos.

Dây quấn đấu Y có dòng điện Id = If = Iđm

Sức từ động cơ bản tương ứng với sóng bậc  = 1

Trước tiên cần tính các thông số của bộ dây quấn:

Trang 9

Số rãnh của một pha dưới một bước cực: q =

m



(m: số pha)

Góc lệch pha về điện giữa hai rãnh liên tiếp nhau:







o đ

180

Sức từ động quay là tổng của các sức từ động đập mạch Tính biên độ sức từ động đập mạch theo công thức:

p

k q p 2 W 2

S

Với I dòng điện chạy trong một mạch nhánh song song

Sức từ động của một pha được biểu diễn dưới dạng sau:

Ff = F m.sint.cos (A.vòng)

Hệ số dây quấn kdq của bộ dây quấn: kdq = kn.kr

Hệ số quấn rải: kr =

2 sin q 2 q sin

đ



 và hệ số bước ngắn: kn = sin

2 

 (với





)

Biết s.t.đ này tạo từ thông Ф =0.01wb Tính s.đ.đ tương ứng?

BÀI GIẢI Các thông số của bộ dây quấn xếp 2 lớp:

p 2

Z =

4

24

= 6 (rãnh)

q =

3



=

3

6

= 2 (rãnh)

Góc lệch pha về điện:







o đ

180

6

30

Hệ số dây quấn: kdq = kn.kr = sin(

2 

2 sin q 2 q sin

đ



= sin(

2

6

5 

)

2

30 sin 2 2

30 2 sin

o

= 0,933 (với hệ số  =



y

=

6

5

)

Tổng số vòng dây trong một mạch nhánh song song

W = Ws.2p.q = 10.4.2 = 80 (vòng)

Dòng điện dây định mức trong một pha:

Iđm =





cos U 3

P đm

đm =

85 , 0 8 , 0 380 3

10 5 ,

= 12,29 (A)

Dây quấn đấu sao (Y) nên dòng điện Id = Ip = Iđm = 12,29(A)

Trang 10

Do mỗi pha có một mạch nhánh song song nên dòng điện Iđm = 12,29 (A) chính là dòng điện trên mỗi mạch nhánh song I

Biên độ sức từ dộng đập mạch là:

p

k

W dq

,

2

933 , 0 80 9 ,

Sức từ động của một pha biểu diễn dưới dạng phương trình sau:

Ff = F m.sint.cos

Ff = 413.sint.cos (A.vòng)

Trong đó , là những giá trị thay đổi theo thời gian, không gian

BÀI TẬP 6

Một máy phát điện ba pha có công suất định mức Pđm = 10 kW, Uđm = 380 V, máy phát đấu tam giác (), cosđm= 0,8 Stato có tổng số rãnh Z = 36, 2p = 4, số vòng dây trong một bối dây Ws = 20 vòng, dạng dây quấn xếp 2 lớp có 2 mạch nhánh song song

Tính sức từ động cơ bản của một pha, 3 pha dây quấn

Gợi ý:

Pđm: công suất điện trên hai cực của máy phát, thường được ghi trên nhãn máy

Pđm = 3.Uđm.Iđm.cosđm

Dây quấn đấu  có dòng điện Id = 3 If = Iđm

Sức từ động cơ bản tương ứng với sóng bậc  = 1

Trước tiên cần tính các thông số của bộ dây quấn:

p 2

Z (rãnh)

Số rãnh của một pha dưới một bước cực: q =

m



(m: số pha)

Góc lệch pha về điện giữa hai rãnh liên tiếp nhau:







o đ

180

Sức từ động quay là tổng của các sức từ động đập mạch, cần tính biên độ sức từ động đập mạch theo công thức:

p

k q p

W S.2 dq

2 2

Với I : Dòng điện chạy trong một mạch nhánh song song

Sức từ động của một pha được biểu diễn dưới dạng sau:

Ff = F m.sint.cos Hệ số dây quấn kdq của bộ dây quấn: kdq = kn.kr

Trang 11

Hệ số quấn rải: kr =

2 sin q 2 q sin

đ



 và hệ số bước ngắn: kn = sin

2 

 (với





)

BÀI GIẢI Các thông số của bộ dây quấn xếp 2 lớp:

p 2

Z =

4

36

= 9 (rãnh)

Số mạch nhánh / pha / bước cực: q =

3



=

3

9

= 3 (rãnh)

Góc lệch pha về điện:







o đ

180

9

180o

o

20 Dây quấn xếp 2 lớp có bước dây quấn nằm trong khoảng sau:

) 1 ( y 3

2







 tương ứng 6 y8

Do đó chọn bước dây quấn y = 7

Hệ số dây quấn: kdq = kn.kr = sin(

2 

2 sin q 2 q sin

đ



= sin(

2

9

)

2

20 sin 3 2

20 3 sin

o

= 0,902

(với hệ số tải  =



y

=

9

7

)

Tổng số vòng dây trong một mạch nhánh song song

W = Ws.2p.q = 20.2.3 = 120 (vòng)

Dòng điện dây định mức:

Iđm =

đm đm

đm cos U 3

P

 =

8 , 0 380 3

10

10 3

= 19 (A)

Dây quấn đấu tam giác () nên dòng điện Id = 3 Ip = Iđm = 19 (A)

Dòng điện trên một pha dây quấn là:

Ip = 3

Id

= 3

19 = 10,96 (A)

Do mỗi pha có hai mạch nhánh song song nên dòng điện trên mỗi mạch nhánh song song là I:

Trang 12

I = 2

Ip =

2

96 , 10

= 5,48 (A)

Biên độ sức từ động đập mạch là:

p

k W 2

3

902 , 0 120 2 2

(A.vòng)

Sức từ động của một pha biểu diễn dưới dạng phương trình sau:

Ff = F m.sint.cos

Ff = 178.sint.cos (A.vòng)

Trong đó , là những giá trị thay đổi theo thời gian, không gian

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	0,91 MB