giao_trinh_khi_cu_dien_0013_4004.doc

Để dập tắt hồ quang thi cần làm cho : quá trình phản ion > quá trình ion Chính là làm cho thời gian phong hồ quang giảm thì phản ion mạnh 1.Kéo dài hồ quang.. Kéo dài bằng cơ khí [r]

Mơn Cơ sở Khí cụ điện Giáo trình : Khí cụ điện

§1.1 :Bài Mở đầu

* Khí cụ điện thiết bị điện dùng để đóng ,cắt , bảo vệ , điều khiển, ổn định mạch điện (đo lường) điện áp ,công suất (theo chức )

- Điều khiển: Tin cậy ,chọn lọc,tự động lập lại

- Đóng cắt chức quan trọng ,khơng dịng điện (an tồn ) ,nhìn thấy khoảng cách (dao cách ly) +Ngắn mạch khó khăn cắt dịng ,dùng cầu chì , máy cắt ,aptơmát (hạ áp)

+ Quá tải có thời gian(rơ le nhiệt)

-Điều khiển : thiết bị công tác làm việc với chế độ khác

 Khí cụ điện theo điện áp : - Khí cụ điện cao áp Uđmức >1000V

- Khí cụ điện hạ áp Uđmức <1000V

Nguyên lý làm việc giống phần cách điện khác Với khí cụ điện cao áp phần lớn Khí cụ điện cao áp : +Trung áp (≤36 kV)

+Cao áp (36÷40 kV) +Siêu cao áp (>400 kV) * Khí cụ điện dạng dịng : +Khí cụ điện chiều

+ Khí cụ điện xoay chiều

 Khí cụ điện nguyên lý làm việc : + Điện

+ Điện từ + Điện nhiệt

Chương I : Nam châm điện

1-mạch từ tĩnh ; 2-cuộn dây; 3-mạch từ động( nắp); 4-lị xo nhỏ; 5-cứ chặn Φ0 từ thơng ∑;

Φδ :từ thơng làm việc ; Φr :từ thơng rị; δ :khe hở làm việc ;

Định nghĩa : Nam châm điện l cấu điện từ biến điện→ từ →cơ (lực ,mơ men) - Đóng K → xuất I cuộn dây vòng

F=ιω :sức từ động [Avòng ]

F sinh từ thông : +Φδ →lực điện từ hút nắp (không phụ thuộc chiều i) m € δ + Φr

-μ : [ H/m ] đặc trưng cho độ dẫn điện

μ0=4π10−7 H/m (chân khơng , khơng khí ) →tuyệt đối - Độ dẫn từ tương đối μx

μ0 - Mật độ từ thông B=φ

S ;S : tiết diện cực từ; B [ Wb/m2 ] , [ T ] - Cường độ từ trường : H=B

μ [ T/H/m ] , [ A/m ], [Tm/H ] - Từ trở : Rμ=

1

μ l

S [ H-1 ] - Từ dẫn : G=

Rμ

=μS

l [ H ]

δ Φ δ+ Φ r Φ o1

I _tuyến tính; μ=dB

dH III _bão hồ ;

II _phi tuyến → tính tốn phức tạp * Phân loại :

- Nam châm điện nối tiếp :cuộn dây nối tiếp với phụ tải →dòng điện phụ thuộc phụ tải - Nam châm điện song song :cuộn dây song song với phụ tải

- Nam châm điện xoay chi ều ( AC ) Nam châm điện chiều ( DC ) 2,Các định luật bản:

2.1, Định luật Ôm :

Φ=Uμ

Rμ

=UμG 2.2, Định luật Kirchoff : ∑Φi=0

2.3, Định luật Kirchoff : F=∑Uμi=Φ(Rμ1+ .+Rμn)

2.4, Dịng điện tồn phần :

F=∮

l

Hdl

3, Ứng dụng: sử dụng rộng rãi cấu truyền động , công tắc tơ ,…, thiết bị bảo vệ ngắn mạch máy cách điện ,dùng điều khiển ,các cấu phân ly , phân loại cấu điện từ chấp hành ( phanh hãm điện từ )

4, Tính toán nam châm điên : - Mạch từ phi tuyến →tuyến tính hố

-Khó xác định xác từ trở mạch từ : Rμ=

1

μ l

S cho tuyến tính

§1.2 : Từ dẫn mạch từ * Phần sắt từ :phụ thuộc điểm làm việc đồ thị B(H) Vd: GFe=μFeS

l

* Phần khơng khí :

- Ở khe hở khơng khí lam việc + Từ dẫn rị - Công thức chung : Gδ= Φδ

Uμδ

→ khơng khí khơng phụ thuộc vào điểm làm việc B(H)

- δ<<√S → coi trường điện từ δ trường song phẳng (đều)

Điều kiện : d - đường kính nêú hình trụ

1, Phân chia từ trường :

→ Chia từ trường thành vùng đơn giản Tính dần trường thành phần

Tổng hợp lại

* Với hình hộp chữ nhật : Gδ0=μ0a δ

-1/2 trụ đặc :

- ½ trụ rỗng : Gδ3=μ0 2a

π(δ m+1)

( m=1:2δ ) - ¼ cầu đặc : Gδ4=0 077μ0δ

- ¼ cầu rỗng : Gδ5=μ0m

4

Gδ=Gδ0+Gδ2+Gδ3+Gδ4+Gδ5

Gδ−Gδ0=∑

2 16

Gδi →từ dẫn tản Hệ số từ tản : δt=Gδ

Gδ0

=Gδ0+Gt Gδ0

=1+ Gt Gδ0 δm

mab

Gδ= Φδ

Uμδ

=BS

Hδ=μ0 S

δ [ H ]

→bỏ qua từ thông tản

{dδ≤0 δ d≥0

δ a

Gδ2=μ0δtb Stb

⇒Gδ2=μ0 V

δtb2

Khi δ nhỏ ;a,b lớn →

¿

Gδ0

¿

Gt

¿

→ δt=1 δ lớn δt ↑

→ Kết tương đối xác phức tạp → dùng tính tốn kiểm ngiệm 2, Tính cơng thức thực nghiệm ( kinh nghiệm ):

Bảng ( 1-3) <22> 3, Tính hình vẽ :

Khi cực từ khức tạp khơng dùng loại vẽ tranh từ trường +Đường sức từ

→ dẫn +Đường đẳng

§1.3 : Mạch từ chiều - F=ιω # f(t)

U, I không phụ thuộc vào t → Mạch khơng tổn hao xốy , từ trễ - Hai toán :

+ Thuận : Cho Φ tính F +Ngược : Cho F tính Φ

Khó khăn : +Từ dẫn khó tính xác +Phi tuyến vật liệu từ +Thông số rải →tập trung 1,Mạch từ chiều bỏ qua từ thơng rị : -Khi Φro

Φ

¿ ¿

- Mạch từ hìh xuyến A, Thuận :

biết Φδ tìm F=ιω

⇒ mạch từ thay : ltb

S 

i

Φδ=ΦFe Φrị=0

Mạch từ chiều I=const →F= const không phụ thuộc vào δ UFe ↑ →bão hòa

b, Ngược : biết F

F=IW=Φ(RμFe+Rδ) → tính Rδ

⇒ Phương pháp dị sở tốn thuận : dựng hình →kết trường hợp đặc biệt IW=Φ(RμFe+Rδ)=Hltb+

BS GS IWl

tb

=H+BS

Gδltb

- Lấy OA= IW/ltb ; - Từ A dựng α ; tgα =

1

Gδltb

2,Mạch từ chiều có xét tới từ thơng rò : a, Bỏ qua từ trở sắt từ :

μFe

μ0⇒RFe→0

- Khi nghiệm nằm vùng tuyến tính B( H ) F



R Fe

R

B

Bh

H

⇒ B=Φ

S→ H

B B

δ

H

H M

0

Uμ=F=Hl

Mạch từ thay :

Gr =kgrl

gr : dẫn suất từ dò ; k<1 – hệ số từ dẫn rò qui đổi Gδ1=μ0

lS

δ1 ; Gδ2=μ0 lS

δ2

+Thuận : Φ → F

+ Ngược : F →Φ

* Gọi f=ιω

l

Uμx=fx=ιω

x

l ( từ áp điểm α )

Từ thơng rị dx : dΦrò=UμxdGrò=ιω x

l grdx

⇒ Φrx=ιωl grl

2

2 ⇒ Φrl=

2ιω lgr=ιωGr

⇒ Gr=

1

2lgr từ dẫn rò qui đổi theo Φ ( Nam châm chiều )

IW

x l

d

δ

Φ δ

x

l 

  



IW x

U μ

x

δ

Φ Φδ

x δ

Φ

0 Φ

δ

Φ

1

G G G2

rò

Sức từ động F ~ điện áp Từ thông Φ ~ dịng điện

- Từ thơng móc vịng Φω=ψ dψrx=ωxdΦrx=Iω

2

l2 grx

dx ψr=Iω

2

3 grl=ω

Iω

3 grl=ωΦ ⇒ Gr=1

3grl →Nam châm diện

- Hệ số từ rò : δr=Φ0

Φδ

=Φδ+Φr

Φδ

=1+Φr

Φδ

b, Không bỏ qua từ trở sắt từ :

- Điểm làm việc vùng bão hòa B( H)

- Tính từ trở (dẫn ) khơng khí ( chia1 đoạn sai số lớn )

¿

(Iω)

∑❑=∑

i=1

n

(Iω)i

¿

* Thuận : cho Φδ→ F

Φδ=BnSn⇒Bn=Φδ

Sn

=Φδ

S → H → μn

B (H )

Rn= μn

ln Sn

→ U11'→ Rr1 Φ11'=Φr1+Φδ→Φ11'

B11'=Φ11'

S → B(H)

μ11'→ R12

* Ngược : cho F →Φδ dùng phương pháp dò - Dùng hệ số từ rò

Tại điểm α ;

Φx=Φδ+Φrx=Φδ(1+Φrx

Φδ )=Φδσrx - Từ dẫn điện cảm :

L = w2G ; G- từ dẫn w –số vòng dây L –điện cảm XL = wl =2лfl ; f #

§1.4 : Mạch từ xoay chiều

+ I biến thiên → tổn hao từ trễ dịng xốy I=UZ= U

√R2+XL2

I=U

ωl= U

2πfω2G

R<<XL

→ I phụ thuộc khe hở δ , Φ không phụ thuộc δ Ở nam châm điện chiều I=U

R=const không phụ khe hở δ

→ Giản đồ véc tơ :

Xác định Xμ –từ kháng ιω=ΦδRδ=ιnωn

ιn=ln rn

=−wn rn

dΦδ

dt

Uμ=ιω=ΦδRδ+w

2 rn

dΦδ

dt

Ln=wx

2

rn ; rn - điện trở vòng ngắn mạch Xμ=ωLμ=2πf

rn

Zμ=Rμ+jXμ

Zμ=√Rμ2+Xμ2

§1.5 : Cuộn dây nam châm điện - Chức cuộn dây : + sức từ động iw

+ khơng hỏng ( nóng ) U = Uđm Wn

.m U

~ w

dδ

Φ r

Wn.m :vòng ngắn mạch làm cho từ thông từ áp lệch pha từ →chống rung nam châm điện xoay chiều

-E U

U

μ Φxμ

ΦR μ In

m

- Các thông số : + diện tích chiếm chỗ cuộn dây ( cửa sổ mạch từ ) Scd=hl [ mm2 ] ; h

l=m - tỉ số hình dáng dây

m=1 → xoay chiều → chiều

+ số vòng dây w : - tiết diện dây quấn q [mm2 ] -đường kính d [ m ]

( không kể bề dày cách điện ) + Hệ số lấp đầy cuộn dây :

Kđ=SCu

Scd

=ωq

lh ( 0.3 0.7 ) - Kđ phụ thuộc :

+ Cuộn dây có khung ? → khái niệm cách điện , chịu nhiệt

+Chủng loại dây quấn ,hình dạng chủng loại cách điện , kích cỡ dây quấn +Có cách điện lớp hay không

+Phương pháp dây +Điện trở cuộn dây

R=ρωltb

q ; ltb= lt+ln

2

+Mật độ dòng điện cuộn dây : j=I

q [A/mm2 ];

j = (1.5 →4 )→dây Cu làm việc chế độ dài hạn =(10→30) →dây Cu làm việc chế độ ngắn hạn 1, Cuộn dây nam châm điện chiều :

Cho sức từ động IW ,cho điện áp Uđm cuộn dây ,chế độ làm việc → Tính kích thước , thông số cuộn dây

 Chọn j , Kđ , ρ

- Xác định Scuộn dây : Scd=lh=ωq

kđ

=ιωq ι kđ

=ιωkđ j l=?

h

l=m⇒

h=?

Xác định ltb , biết kích thước cực từ ,Scd

iω=

U R ω=

U ρltb

S

ω= Uω

ρltbω q

=Uq

ρltb ρCu(00c

)=0 017 [ Ω mm2/m ]

- q → d → chuẩn hóa ( làm trịn ) - Số vòng : ω=

Scdlcd q

- Điện trở : R=ρ

ltbω q

- Tổn hao công suất : P = I2R

- Độ tăng nhiệt cuộn dây chế độ dài hạn : τ= P

KTST [ 0C ] [

Ư[ƯW]

[ƯmW2C][m 2] ]

- Nhiệt độ nóng bề mặt cuộn dây : θ =θ0 + τ ( θ0 – nhiệt độ mơi trường ) Nếu w lớn iw # f(δ)

2, Cuộn dây ,nâm châm điện xoay chiều :

E=4 44fωΦm ( Φm- từ thông tổng , Φm = Φ0 + Φr ) ≈ U

* Cho б ,Φm → ω= E

4 44fΦm

= E

4 44 fBmS

= 85Uđm

4 44 fBmS

Scd=ωq

kđ ⇒q

Sức từ động : ( iw ) = f(δ)

- chế độ dài hạn ( trạng thái hút ) δ = 0.5 [mm] → khe hở công nghệ chồng đỉnh

-

¿

Imω=ΦmG∑❑(δ=δmin)

¿

→ I=(Imω)

√2ω ; q=

1

jI → Scd 3, Tính lại cuộn dây thay đổi điện áp :

- Cơ sở : + Sức từ động không đổi Scd = lh = const +Từ thông không đổi

+ Chế độ nhiệt không đổi j = const U1

U2= ω1 ω2=

q1 q2=√

d2 d1

Bài tập nhà : Cho Scd = lh , biết U- , tính w, q cho j = [A/mm2 ] (chọn kđ )

§1.6 : Lực hút điện từ nam châm điện chiều

Lực hút điện từ nam châm điện chiều lực tác động lên cấu công tác 1, Dùng công thức Maxoen :

F=

μ0∫S [

(B → δn → )B → δ− 2B → δ2n

→

]dS S- bề mặt cực từ ; →n - pháp tuyến ; B→

δ - từ cảm ; μo = 4л10

-7 ( H/m ) Nếu B→

δ S B →

δ , n →

cùng phương

F=

2μ0∫S Bδ

2 dS

Nếu Bδ = const S → F=

2μ0 Bδ2S

→ bỏ qua từ thông tản

¿

√S

¿

δ

¿

, F=4 06Bδ2S [ kg ]

2, Tính lực điện từ cân lượng : - Khi đóng điện vào cuộn dây namchâm điện : phương trình cân : U=iRỉ+dΨ

dt

Uidt=i2Rdt

Uidt : điện vào ; i2Rdt : tổn hao nhiệt ; idψ : lượng từ

Năng lượng từ trường δ = δ1

W

Ư μ1=∫

ψ1

idψ=S0 ab0 ( tam giác cong ) Khi δ1 → δ2 : Wμ

12=∫

ψ2

ψ1

idψ=Sabcda

δ = δ2 ⇒Wμ2=∫

0

ψ2

idψ=Socdo

ΔWμ=Wμ

1+Wμ21− Wμ2=Soado=FΔS

⇒F=ΔWμ

ΔS =

dWμ

dS

Wμ1= 2Ψ1i1 Wμ2=

1 2Ψ21i2 Wμ12=

1

2(Ψ2−Ψ1) (i1+i2) Đặt Ψ2=Ψ1+ΔΨ

§1.7 : Lực hút điện từ nam châm điện xoay chiều

i=Ιmsinωt

Φ=Φmsinωt

F=1

2(iω) 2dG

dS = 2(

Φmsinωt

G ) dG dS =

Φm2 G

dG dS sin

2

ωt=Fmsin2ωt

Fm1−cos 2ωt

2 = 2Fm−

1

2Fmcos 2ωt=F−+Fx

Fm - biên độ lực điện từ

δ

i δ

2 δ2< δ1

Khi Fcơ > F → nắp đẩy → rung với chu kì 2лf

→ chống rung phương pháp : tạo từ thông lệch pha : + Mắc cuộn dây nối tiếp với thông số khác

+ Dùng cuộn ngắn mạch Sơ đồ :

Sơ đồ thay :

Φ=Φt+Φr=Φ1+Φ2

Φ2 chậm pha so với Φ1 góc α (tgα=2πf

rn.m Gδ2)

t

л 2л

F F

m

F -t

U ~

vòng ngắn mạch

Φ δ

Φ δ

Φ t

G t G

r

X μ Φ

¿

¿ {

F1=F1msin2ωt=F1 tb− F1 tbcos 2ωt

F2=F2msin2ωt=F2 tb− F2 tbcos(2ωt − α)

⇒F=F1+F2=(F1 tb+F2 tb)−(F1 tbcos 2ωt+F2 tbcos(2ωt − α))=Ftb

❑+Ftb≈

¿

Ftb~ có Fmtb=√F1 tb2 +F1 tb2 +2F1 tbF2 tbcos 2α

Không tồn điều kiện lý tưởng chống rung

- Ở máy biến áp pha nói chung khơng có tượng rung

¿

FA=FAmsin2ωt

FB=FBmsin2(ωt+2π

3 )

FB=FBmsin2(ωt+4π

3 )}

⇒FA+FB+FC=3

2 Fm ¿

Nam châm điện ~ ψ = const

i = f(δ)

δ biến đổi → I thay đổi F rung 2f

F = f(δ) → đổi (cứng )

Nam cham điện – sức từ động iw = const

i=U

R → δ biếnthiên ncđ khơng

cháy

F khơng rung → hút êm F = F(δ) → thay đổi (mềm)

Φ−=iω

Bài tập:(Iw) = const ( B ),cùng mạch từ δ = δmin Hỏi F- >< F~? §1.8 : Đặc tính động nam châm điện chiều

- Thông số quan trọng NCĐ :+ Thời gian tác động + Thời gian nhả

+ Thời gian tác động ( ttđ )là thời gian kẻ từ đưa tín hiệu tác động cho đén nắp chuyển động xong δ = δmin

+ Thời gian nhả ( tnh ) cắt điện cuộn dây đến nắp NCĐ kết thúc chuyên động δ = δmax I, Đặc tính động NCĐ chiều :

1, Thời gian tác động t1 :

a, Mạch từ tuýen tính cuộn dây :

U=iR+dψ

dt =iR+

d(Li)

dt =iR+L di dt+i

dL dt δ

F

- ~

δm ax In

h

t

t

t

t tk

đ

tn h

i δ

In k đ

δm in

Thời gian khởi động δ = δmax = const → l = lo = const

⇒U=iR+l0i

'

U R− i=

l0 R

di dt

iođ=U

R ;T0= l0 R

⇒∫

0

t1 dt=∫

❑ ❑ l

0 R

di

I0d−i⇒t1=T0ln ki

ki−1

ki=Iođ

Ikđ

- hệ số dự trữ theo dòng điện NCĐ

T0= l0

R - hệ số thời gian điện từ cuộn dây nắp mở

b, Mạch từ tuyến tính có thêm cuộn dây ngắn mạch :

{iR+dψ

dt =U

inRn+dψn

dt =0

⇒t1=T0(1+ R

R'n)ln ki ki−1

Rn'

=Rn( ω

ωn)

2 t1 ↑ ,Rn ↓ → t1 lớn

Rn→ ∞ → cuộn ngắn mạch bị hở mạch → trường hợp ( a )

- Ngồi ảnh hưởng vịng ngắn mạch , t1 chịu ảnh hửong dòng điện xoáy t1=T0(1+

Rn

Rn' )(1+ Rx

R'x)ln ki

ki−1

R'x

=Rx( ω ωx)

2 =ω

28πfx l l – chiều dài mạch từ

ρx – điện trở suất vật liệu dẫn từ c, Trường hợp mạch từ bão hòa :

U=iR+dψ

dt

⇒t1=∫

0

ψ

dψ U −iR=

1

R∫0

ψkđ dψ Iođ−i

2,Thời gian khởi động nhả t3 ( cắt điện ):U=0 → phương trình cân :

iR+dψ

dt =0

⇔0=iR+L1di

dt+i dL1

dt =iR+L1 di dt

⇒t3=−L1

R∫Ikd

Inh di

i =T1∫

Ikd

Inh di

i =T1ln Iođ Inh

L1 – điện cảm nam châm δ = δmin

T1 – số thời gian điện từ NCĐ nắp hút Thêm vịng ngắn mạch , điện trở xốy (phi tuyến )

t3=T1(1+Rn

Rn' +

Rx

R'x)ln

Iođ

Inh

3, Thời gian chuyển động đóng t2 :

- Khi I = Ikđ → F > Fcản → nam châm điện chuyển động δmax → δmin

L0 → L1 ψkđ → ψođ

a = , AC = 24

{ u=iRỉ+dψ

dt

F0dx=Fcdx+d(mv

2 )

; t2=√ mx

F − F0 Trong đó:

m : khối lượng phần động máy điện v = dx/dt

Dùng phương pháp chia nhỏ (i) thành  i2

u = , ψ → ψnh

F<Fc }

⇒Smin→ Smax

t4=√ mx

Fc− F

II.Đặc tính động NCĐ xoay chiều (SGK)

Chương : Sự phát nóng khí cụ điện §1.Đại cương

-Thiết bị hỏng + Điện áp cao  đánh thủng cách điện  chạm chập ,ngắn mạch

+ Nhiệt dịng điện gây nên  nóng cách điện  già hóa , cháy

-Vật liệu cách điện – độ chịu nhiệt  cấp cách điện

-Dạng tổn hao lượng dây dẫn :  = I2R

Trong : R = ρl

s : điện trở chiều dây dẫn độc lập

Rv = KmR : Km hiệu ứng mặt lên tổn hao dây dẫn -Tổn hao vật liệu dẫn từ (thép) khơng tải

(f,B,xốy) ( W/leg)  f,B,vật liệu

-Tổn hao chất điện môi :  = 2fU2tg

Trong : tg góc tổn hao điên mơi

§2.Các phương pháp trao đổi nhiệt

Co phương pháp dẫn nhiệt , dối lưu xạ -Dẫn nhiệt : tiếp xúc rắn – rắn mà :

d2Q

=− λ∂ θ

∂ xdSdt

Trong đó: +d2Q truyền qua dS dt theo hướng x +  hệ số dẫn nhiệt

+  nhiệt độ





1



2



- Đối lưu - Bức xạ

§3.Các chế độ làm việc khí cụ điện

Bắt đầu làm việc → phương trình cân lượng : ρdt=kTST+τdt+cTdτ

Trong : ρdt tổn hao

kT+τdt tổn hao toả môi trường cTdτ tổn hao lam nóng

cT=c0m nhiệt dung thiết bị ρ công suất

ST diện tích toả nhiệt KT hệ số toả nhiệt

⇒τ=τ0e

−t T

+τ∞(1− e

−t

T) với T= CT

KTST

=CTRT số thời gian nhiệt + t=0→ τ

0=0→ τ=τ∞(1−e −t

T)→ Quá trình phát nóng

+ Q trình nguội : 0=¿ kTST+τdt+cTdτ → τ=¿ τ∞ e −t

T

B

Lạnh Nóng

0 t





0

 A

Xác định T: Vẽ tiếp tuyến từ O cắt τ∞ A ,OB = T

+ Ý nghĩa T ( vật lý): khoảng thời gian phát nóng cần thiết để thiết bị đạt xác lập nhiệt khơng có toả nhiệt mơi trường :

τ=τ∞ KT = t = T →

τ=τ

∞(1−e −t

T )

=0 632τ∞

+ Các chế độ làm việc phụ thuộc t, τ 1.Chế độ làm việc dài hạn :

Tlv đủ lớn để τ → τ∞

Điều kiện : tlv > (4 5) T , τ=0 98τ∞ , Δτ

Δt ≤2

C/h θ=θ0+τ∞ : nhiệt độ cho phép

- Ơ tải Idm dài hạn chế độ dài hạn không cho phép tải Chế độ làm việc ngắn hạn

- tlv bé → τ<τ∞ - tnghỉ lớn → τ →0

+ t = tlv  P = P1 τmax1<τ∞

 chưa tác dụng hết lên truyền nhiệt thiết bị

P2

P2 τmxx2=τ∞

τmax1

P1

tlv  ∞  P = P1 τ → τ∞

+ P2 > P1  t = tlv  τmax2=τ∞=τ cho phép  kρ=

P2 P1

= τ∞

τmax

=τmax

τmax

=

1−e− tw

T  hệ số tải theo công suất

kI=√kp

3.Chế độ ngắn hạn lặp lại tck=tlv+tngh

tlv bé  τmax<τ∞

Sau nchu kì  chế độ ổn định giả quanh ( τmin, τmax ) τbé→ τ → τ0

- Chu kì : τ

1=τ∞(1−e −tlv

T )

τ

'

=τ1e

− tlv

T

- Chu kì : τ 2=τ1

'

e

− tlv

T +τ

∞(1− e − tlv

T )

τ

'

=τ2ưe

tlv

T

τmax=τ∞(1− e

−tlv

T )+τ

mine

− tlv

τmin=τmaxe

− tngh

T

τmax=τ∞1−e

−tlv

T

1− e

− tck

T

τ∞=τchophép→ cho phép tải kρ= τ∞

τmax

=1− e

−tck

T

1−e

−tlv

T

1 § 2.4 Sự phát nóng thiết bị điện chế độ ngắn mạch tlv bé

 đoạn nhiệt  khơng có tỏa nhiệt

(I) lớn

ρdt=cTdτ  τ → ∞ τnm≤ τchophép chế độ ngắn hạn

- Dộ bền nhiệt thiết bị điện : khả thiết bị chịu dược dịng ngắn mạch thời gian cho phép:

I2ntn=const

Khi ngắn mạch i khơng chu kì  quy đổi inm sang In( chu kì )

§2.5 Các phương pháp xác định nhiệt độ 1.Đo nhiệt kế thủy ngân

-Khơng dị nhiệt độ điểm

-Khơng truyền đươc tín hiệu xa ,dễ vỡ

 Ứng dụng nhiệt kế công tắc thủy ngân  đo khống chế nhiệt

Đo băng điện trở

Rθ=R0(1+αTθ) T hệ số nhiệt điện trở

Thông qua R,R0,T 

Đo Rnguội, Rnóng ta dùng V- A cầu đo - Dùng sensor điện trở ,mạch cầu - Rx điện trở chuẩn kim loại bán dẫn 3.Đo cặp nhiệt điện (nhiệt ngẫu)

2

2



1



- Đo nhiệt độ điểm - Quán tính nhiệt bé - Có thể truyền xa - max cao

- Không cần co nguồn mà thị 4.Đo xạ hồng ngoại

Chương : Lực điện động khí cụ điện §3.1 Đại cương lưc điện động

Lực điện động lực tác dụng điện trường từ trường

Trong mạch vòng có tác động lưc điện động làm biến dạng mạch vòng

Ở chế độ xá lập  Iđm không lớn  F=kI2 bé  ngắn mạch  Inm >> Iđm F tăng lên làm cho

thiết bị nhanh hỏng

+ Các phương pháp tính lực điện động 1.Định luật Bio-xava-Laplace

- Đoạn mạch dl1(m),i1(A) dặt từ trường ⃗B (T) có:

dF=[i⃗dl1⃗B]=iBdl1sinβ với β=(i⃗⃗B)

⇒F=∫

l1

dF=∫

0

l1

i1Bsinβdl1

- Mơi trường  = const dH=i2dl2sinα

4πr2

I2(A) dòng điện đoạn mạch dl2(m), r khoảng cách dl1 với dl2, α=(i⃗2⃗dl2)

dB=M0dH⇒dB=M0i2sinαdl2

4πr2 ⇒B=∫0

l2

10−7 i2sinα

r2 dl2 F=10−7i1i2∫

0

l1

∫

0

l2

sinαsinβ

r2 dl1dl2 (N)

kC=¿ ∫

0

l1

∫

0

l2

sinαsinβ

r2 dl1dl2 : gọi hệ số kết cấu

⇒F=¿ 10−7i1i2 kC (N)  để xác định hướng F ta dung quy tac bàn tay trái

W=1

2L1i1

+1

2L2i2

+Mi1i2

1 L1i1

2

+1

2L2i2

: biến đổi tự cảm Mi1i2 : biến đổi vị trí -Nếu cho mạch vòng :

F=∂ w

∂ x=

1 2i1i2

∂ L ∂ x (N)

-Nếu cho mạch vòng :

F=∂ w

∂ x=i1i2 ∂ L ∂ x

Điều kiện biết biểu thức giải tích L, M theo x

Lực điện động  hệ (l1,l2 …) bền vững  lượng lớn

- Các trường hợp thường gặp :

§3.2 Tính tốn lực điện động trường hợp thường gặp 1.Lực điện động dẫn song song

d : đường kính dây dẫn << l i1 : dB=M0dH= μ0

4π i1dy

r2 sinα ⇒B=

μ0

4π i1∫

0

l1

sinα

r2 dy Đặt y = a/tg ; r = a/sin dy=− a

sin2α dα

⇒B=μ0i1

4π π − α∫

α1

−sinα α dα=

μ0i1

4π

cosα1+cosα2

a ⇒dF=Bi2dx d

2

l

1

l

a i1

2

dFx=¿ μ0i1i2

4π

cosα1+cosα2

a dx ⇒F=∫0

l2

dFx=10−7i1i2 2l

a (√1+( a

l)

−a l)

-Nếu dây dài khác ,đặt lệch 2.Lực dịng điện mơi trường sắt từ + Phương pháp ảnh gương

+ Dập hồ quang thiết bị điện hạ áp băng phương pháp kéo dài quãng đường hồ quang §3.4 Lực điện động điện xoay chiều

1.Điện pha

Về chất lực điện động lực điện từ thay từ trường Fe  dịng điện i tính theo phương

pháp đối gương 2.Điện pha

3,Độ bền điện động thiết bị điện 4.Cộng hưởng khí

Chương : Hồ quang điện

§3.1 Đại cương hồ quang điện 1.Phóng điện chất điện mơi

+ Nhiệt độ cao khoảng 60000 + j=102÷105 A/mm2

+Hiệu ứng quang 2.Quá trình ion hóa - Phát xạ nhiệt điện từ - Ion hóa va chạm - Ion hóa nhiệt độ cao Quá trình phản ion - Phản ion tái hợp - Phản ion khuếch tán

Nếu : + Q trình ion hóa > Phản hồ quang  hồ quang tăng

+ Q trình ion hóa < Phản hồ quang  hồ quang giảm hồ quan tắt  ứng dụng dập

tắt hồ quang

§3.2 Hồ quang điện chiều

Muốn dập tắt hồ quang điện chiều tức làm cho khơng cháy ổn định  UR,UL khơng cắt

nhau

Uhq=⃗Ehq⃗lhq ⃗Ehq=const

Tải cố định  UR cố định  Uhq tăng  không cắt Ur tăng Uhq tăng chiều dài ống hồ quang

§3.3 Hồ quang điện xoay chiều 1.Hồ quang điện xoay chiều

i  mà u0  dễ dập hồ quang

i  mà u0 umax  khó dập hồ quang

i  mà uc= umax,3umax…  khó dập hồ quang

Vì chọn thiết bị cần xem xet hệ số dự trữ

Uphục hồi > Uchọc thủng hồ quang cháy lại nguồn điện tích tải

+ Ảnh hưởng trở Uo , I hq trùng pha

I0 =  U0 =  Phản ion mạnh  dễ dập hồ quang

+ Ảnh hưởng tải cảm (L)

Uo , I hq lệch pha góc /2 vi : i0=0

u0=umax

⟩  tạo điều kiện thuận lợi cho ion hóa

năng lượng tích trữ nên khó dập hồ quang + Ảnh hưởng tải dung (C)

Uo , I hq lệch pha góc /2 vi : UC=Umax

UC=3Umax

⟩  khó dập tăt hồ quang tải R  chọn Iđm=KdutruIđmtai

Tải L K=1.5 Tải C K=2

Để dập tắt hồ quang thi cần làm cho : q trình phản ion > q trình ion Chính làm cho thời gian phong hồ quang giảm phản ion mạnh 1.Kéo dài hồ quang

a Kéo dài khí  tăng khoảng cách tiếp điểm (điểm cực) tăng chiều dài dao cách li 

tăng kích thước

Tuy nhiên tăng hiệu khơng tăng Uđánh thủng vao khoảng 3000V/mm

b Bắt hồ quang vào khe ziczắc : dùng từ trường để thổi hồ quang vào khe zic zắc dùng công tơ điện  hồ quang điện có xu hướng lên

c.Thổi hồ quang từ : lực điện động i Fe dàn dập kéo dài hồ quang tỏa nhiệt  dùng

khí cụ điện

d.Thổi hồ quang khí nóng

- khơng khí khơ nén với áp suất cao 20 at bình ống dẫn đến vùng điện cực  thời điểm mở 

van mở thổi mạnh  thổi đọc lập (không phụ thuộc I cắt)

-Nhược điểm cồng kềnh

- Hệ thống khí nén bổ xung  đóng cắt không nén

2.Hồ quang cháy môi trường đặc biệt a.Dầu biến áp

-Cách điện tốt

-Nhược điểm : lượng dầu giảm hóa bẩn thường kiểm tra lọc bổ xung dùng thiết

bị điện đóng cắt cao áp

Máy cắt dầu  hồ quang cách điện

b.Dập hồ quang băng vật liệu tự sinh khí

-dùng vật liệu thủy tinh hữu … nhiệt độ cao  hóa  có độ bền cách điện cao  với cầu

chì cao áp  thổi hồ quang Lực cắt không lớn ,thiết bị rẻ tiền  thông dụng

c.Dập hồ quang điện chân khơng (cách điện lí tưởng)

-Khả ion hóa  nhiệt độ hồ quang bé kích thước bé  khơng cần bảo dưỡng

-Cơng nghệ buồng cắt

-SF6(elegas) khí cách điện lý tưởng ,chịu hồ quang ,dẫn nhiệt tốt ,đông đặc nhiệt độ cao ,nén SF6 buồng dập ,áp suất vài at

-Nhược điểm : bẩn dễ rị rỉ khí

Nếu áp suất thấp nên dập hồ quang (khóa khơng cho thao tác ) Máy cắt cao áp  Siêu cao áp

3.Phân loại hồ quang

Chia nhỏ hồ quang  điện áp cao  dùng thơng dụng máy cắt hình T nối tiếp  thao tác đồng thời

4.Dóng cắt đồng (cho dịng )

-Khi i = 0thực đóng cắt cơ.Thao tác pha mà chi pha băng thao tác pha

- Cắt ngắn mạch  i >  lợi

Chương : Tiếp xúc điện

§5.1 Khái niệm chung tiếp xúc điện

-Định nghĩa :

-Phân loại : + Tiếp xúc cố định + Tiếp xúc trượt + Tiếp xúc cắt

§5.2 Điện trở tiếp xúc

Diện tích tiếp xúc Stx< S  dòng điện thắt lại chỗ tiếp xúc Rtx tăng tổn hao tăng

Về lý thuyết Stx=πa2=F

δ F lưc nén tiếp xúc

Stx tăng F tăng  giảm (vật liệu mềm)

§5.3 Các chế độ làm việc tiếp điểm 1.Các thống số tiếp điểm:

Iđm , Uđm,I đóng, Icắt Nđiện: số lần đóng cắt

Txđxđi a

2

tx R

I Txmat

m: độ mở (mm) khoảng cách tiếp điểm ĩnh động khơng phóng điện liên quan dến dập hồ

quang

Ptx=Iđm

Rtx với θtd<θtdchophep (dài hạn ) 2.Các chế độ cắt (xác lập)

- Là chế độ khoong có dịng điện qua tiếp điểm  I =

-m đủ lớn  khơng phóng điện

 chống lại bụi bẩn ,ơxi hóa cho tiếp điểm(IP- Cáp bảo vệ)

3.Chế độ đóng (xác lập )

- I = Iđm, Rtx = Rtx cuối (Ftx cuối) -Rtx cuối nhỏ utx, tx phải bé

- Khi đóng tạo Inm lực điện động khơng lớn

cần hàn dính tiếp điểm

+tăng Ftx khơng có lợi tốn cơng học thiết bị lớn

+Giảm xu hướng ảnh hưởng Fđđ 4.Q trình đóng

-Khi có tín hiệu đóng  tiếp điểm chuyển động phía tiếp điểm tĩnh

m giảm  E tăng  F đủ lớn  Phóng điện (tia lửa,hồ quang bé)

m = hết hồ quang  Ftx=Ftxd <Ftxc

- Hiện tượng rung tiếp điểm động(Theo Newton 3) Biên độ rung cực đại Xm

 Rtx biến thiên > R tx cuối  tiếp điểm mòn

Thời gian rung tr -Để giảm rung :

+giảm mđộng làm giảm thời gian rung

+ giảm vận tốc (có giới hạn) + tăng Ftxd (tăng độ cứng lò xo) +dùng vật liệu mềm

-Id=I0 (dịng khơng tải bé) khơng có tương

Iđ>>Iđm Rtxđ>Rtxc Rung

⟩  Ptx lớn hàm đặc tính tiếp điểm

5.Q trình cắt Rtxc  Rtxd (độ lún)

t >  tiếp điểm rời nhau hồ quang nóng chyar bề mặt bốc hơikim loại theo hồ quang tiếp

điểm bị mòn chủ yếu hồ quang cắt (mòn điện): Icắt =I0  mịn

Icắt =Inm  mòn lớn

độ mòn phụ thuộc vào dịng điện cắt

§5.4 Vật liệu tiếp điểm

Yêu cầu : dẫn điện tốt ,t0nc cao , Rtx tốt , bị ăn mịn hóa học ,ít ăn mịn (chịu, hồ quang),sau phát hóa ,dễ gia cơng,rẻ

- Đồng : Rtx lớn (ơxi hóa,ít mịn ,cứng,chịu hồ quang)sau phát hóa,dễ gia cơng ,rẻkhử lớp oxi

hóa bề mặt  khử q trình tiếp xúc có trượt đóng

Chú ý : Khi tính nhiệt độ U=Umax=1.1 Uđm U=Umin cho phép

-Bạc bị oxi hóa ,kém chịu hồ quang tiếp điểm làm việc với Iđm

-Nhôm : oxit bền vững  không làm tiếp điểm

-Vơnfram: nhiệt độ nóng chảy cao dùng cho tiếp điểm hồ quang

-Kim loại gồm : hỗn hợp bột kim loại ,ép áp suất cao tạo tính chất vật lý thích hợp §5.5 Kết cấu tiếp điểm

+ Kiểu công sơn :

- dùng cho I ≤10A

- pha có chỗ cắt

- Khơng có buồng dập hồ quang

- Nam châm điện hút chập lực điện từ lớn

- Lực tác dụng lên tiếp điểm lưc đàn hồi dẫn - Dùng cho rơle,Utiếp điểm max = 250 V

Thanh dẫn động

td l

Tiếp điểm

+ Kiểu cầu

Trạng thái đóng

- pha chỗ cắt  dễ cắt hồ quang

- Truyền dịng tịnh tiến - Khơng có dây dẫn mêm

- Chỗ tiếp xúc đầu , tiếp xúc cuối  bề mặt dễ bị rỗ hồ quang

- pha có chỗ tiếp xúc  Ftx lớn cơ cấu truyền động phải khỏe

 Công tắc tơ đến 1000 V

+ Kiểu ngón

Lị xo tiếp điểm

lún

- Tiếp xúc đường

- pha có chỗ cắt tiếp xúc cuối khác đóng  đầu tiếp xúc trươc làm việc , tiếp xúc sau hồ

quang phát sinh vùng làm việc  làm tiếp điểm

i lớn hàng trăm ,ngàn ampe máy cắt hạ áp

+ Kiểu dao

- cầu dao,dao cách li liên kết ngàm ,tiếp xúc mặt  làm phần làm việc bị hồ quang

- đóng cắt khơng tải (đường bé)Ilv lớn hạ ápcao áp

+ Kiểu đối

Động

Nếu : + rỗng  mặt cắt khơng khí nén

+ đặc  mặt cắt chân không

 Xử lý hồ quang quay giảm điểm nóng cục

Tĩnh

+ Kiểu hoa huệ

Trụ đặc

Giá đỡ lò xo

Lò xo tiếp điểm

Tiếp điểm tĩnh Dây dẫn

mềm i - Tiếp xúc đường

- Phần tiếp xúc ban đầu tiếp xúc làm việc khác - Khi bị ngắn mạch  lực điện động khơng chống lại lực lị xo

- Dùng máy cắt cao áp dòng điện lớn

- Dùng cho dạng tiếp xúc ngắn cho thiết bị hợp Chương : Cách điện khí cụ điện §6.1 Khái niệm chung

Giá trị R vật có U khác R – vật liệu cách điện tạo nên

+ Cấp cách điện (mức độ chịu nhiệt )

+ Khả chịu U , tg  với tg góc tổn hao điện môi U điện áp chọc thủng

E=U

l (V/m)

- cách điện quan trọng : thể độ tin cậy làm việc ,giá thành §6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cách điện

- Điện trường (1) - Nhiệt độ (2) - Lực học (3) - Mơi trường (4)

(1) phóng điện cục vật liệu không đồng tác i2  i xác định  tg

tg

U Cách điện rắn : hỗn hợp

+ Quá điện áp : U > U đm

Nguyên nhân : - Do sét (quá điện áp khí quyển)

-Thời gian bé  xung lớn  không dao động , tắt nhanh theo khoảng cách  U = (chục trăm) Uđm ,phóng điện bề mặt

Thiết bị chống sét : sừng , van có khe hở hay van khơng có khe hở  trước máy biến áp

gần thiết bị

- Do thao tác  đóng cắt tải lớn cộng hưởng vài lần Uđm vơi {U<Ukq

t>tkq

- dùng sơ đồ giảm u thao tác

- tăng dự trữ cách điện

(2) - Nhiệt độ cao  cách điện giảm  hỏng

- Nhiệt độ cừa phải  cách điện tăng

(3) – Va đập lớn  nứt ,rạn cách điện rắn

(4) – Bụi bẩn  chống bụi bẩn  bề mặt làm gờ , rãnh , mái tăng khoảng cách phóng điện bề mặt

§6.3 Điện áp thử nghiệm

- Đặt vào phần cách điện để kiểm tra cách điện hỏng hay không - Điện áp tần số công nghiếp

tthu=1s

uthu=kuđm k>1 – cách điện Uđm thấp  k lớn Uđm cao  k bé

- Uthấp ,dự trữ lớn  phụ thuộc vào độ bền điện Điện áp xung -> xung chuẩn du/dt -> thời gian xung ( 40 s)

1/2 chu kỳ 50 Hz = 1.10-2 s Umaz xung > Umax 50 Hz

§ 6.4 Kiểm tra cách điện Ufong => E=U

l với dạng điện cực khác

Điện trường -> E lớn

Điện trường không -> E giảm

Nối tiếp cách điện vật liệu khác , lưu ý  - số điện mơi vật liệu

Ơn tập

Bài tập : chương ( NCD)

Nam châm xoay chiều có vịng ngán mạch Sức từ động Imax

Ihdung

Lý thuyết : chương 2,3,4,5

Xoay chiều (,,B) giá trị max ( biên độ )

Số liệu thiết kế

P = 55kW cos = 0,97 Ma

Mdm ≥ 1,8 2p = % = 90

U = 220/380 V IktIdm≤6,5

Mmax Mdm

>2,2

XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU P= 55 kw

n = 0,9 cos = 0,91

2 xác định chiều cao tâm trục 2p = ( 230 ) h = 220 ( mm) , Dn = 39,2 cm

kđ = 0,64 - 0,68, chọn kđ = 0, 68 Xác định D

KD =D/Dn => D= 0,68.33 : = 26,65 ( cm ) Công suất tính tốn

P'=kE

η Pdm

cosϕ

Chọn kf = 0,97( 231 )

P'

=0,97

0,9 55

0,91=65,14 (kw ) chiều dài tính tốn lõi sắt Stato

ls =

¿

db

¿ 6,1 P

'.107

αδ.kδ.kd.A.Bδ.D2.nalignl¿❑  = 0,64

lcs = 1,11

chọn hd = ( 0,91 ÷ 0,92) = 0,91

Từ Dn = 39,2 , 2p = => chọn A = 3408 ( A/ cm ) B = 0,77 ( T ) => ls = 6,1 65,14 10

7

0 64 1,11 0,91 380 0,76 39,22.3000 = cm

Chọn ls = 18 b, Bước cực

τ = π.D 2.p=

π.26,65

4 =20,9 cm Hệ số kinh tế

α = ls

τ =

18

20,9=0,86 => thoả mãn 8.Dòng điện pha định mức

I = P.10 3U1.η cosϕ

=55 10

3

THIẾT KẾ STATO 9.Số rãnh Stato

Chọn q =

z1 = 3.2p.q1 = 6.2.4 = 48 rãnh 10.Bước rãnh Stato

t1 = πZ.D

=π.26,65

48 = 1,7 ( cm )

11 Số dẫn tác dụng rãnh — chọn số mạch nhánh a1 = 42 Ur1 = a1.A.t1

I1

=2 380 1,7

101,75 = 13,99 Chọn Ur1 = 124 ( V )

12 Số vòng dây nối tiếp pha W1 = p.q Ur1

a1

= 2.4 124 : = 5648 ( vòng ) 13.Tiết diện đường kính dây dẫn

Chọn AJ = 3100 ( A2/ cm mm2 )

=> J = 1900380 = ( A / mm2 ) => tiết diện sơ dây dẫn

sdd = J.aI 1.n1

=101,75

5 = 2,54 ( mm2 ) số sợi chập n1 =

chọn loại dây dẫn địng trịn PEN có dcd = 1,975 ( mm2 )

d = 1,88 ( mm ) 14.Kiểu dây quấn

Chọn dây quấn bước ngắn τ ¿ Z1

2 p=

48

=> β = y

Z=

10 12=

5 15.Hệ số dây quấn

ky = sinφ.л/2 =sin(

π

2¿=¿ 0,9659 kr =

sinq.α

qsinα

=

sin 15 sin15

2

=¿ 0,9576

α = p 360Z

=360

48 = 15

=> kdq = kng.kr = 0,9659 0,9576 = 0,925 16.Từ thông khe hở khơng khí

Φ = kE.U1

4 ks.kd.f.¦W1

= 0,96 220

4 1,11 0,925 50 5648=¿ 0,0187 ( Wb )

17.Mật độ từ thơng khe hở khơng khí Bδ = Φ.10

4 αδ.τ.ls

= 0,187 10

4

0,64 20,9 18,35=¿ 0,77 ( T ) 18.Sơ xác định chiều rộng

BZ ❑1= Bδ.l1.t1

BZ1.l1.kc

=0,76 18 1,7

1,7 0,95 =¿ 0,8 cm Chọn kc = 0,95

BZ ❑1 = (1,7 ÷ 1,85 ) = 1,7

19 Sơ xác định chiều cao gông Stato h'g1= Φ 10

4 Bg1.lδ.kc

= 0,0183 10

4

2 1,5 18 0,95=¿ 0,8 ( cm ) chọn B ❑g1 = (1,45 ÷ 1,6 ) = 1,5

20.Chọn rãnh hình lê Có

b41 = dcd + 1,5 hr1 = ¿12,55

2 − hg1

'

= 2,6135 cm = 26,14 mm = 3,4 mm

HINH VE

Chọn cách điện rãnh có chiều dày 0,4 mm Chon cách điện nêm có chiều dầy 0,5 mm — Diện tích rãnh trừ nêm

Sr=π.(d1

2

+d22)

8 +

d1+d2

2 +(h12− d1

2 )=

π(102+152)

8 + 10+15

2 (18,8−5)=32,998(mm

)

—Chiều rộng miếng cac – tong nêm la πd1 Của cách điện giũa lớp ( d1 + d2 ) —Diện tích rãnh trừ nêm

Sr=[πd2

2 +2 ln2+(d1+d2)].C+ πd1

2 C

'

=(π.15

2 +2 18,8+10+15) 0,4+

π 10

2 0,5=¿ = 46,68 mm2

—Hệ số lấp đày rãnh kđ=u1.n1.dcd

2

Sr =

14 1,8952

Sr =0,774

266,5+2.(0,5+16,8)

¿

¿−15=2,76(mm)

¿

b'Z1π.(D+2 (h41+h12)) Z1

− d2=π¿

¿

\} \{ \{ size 12\{π \( D+2 . h 41+d1 \) \} \} over \{ size 12\{Z rSub \{1\} \} \} \} size 12\{ - d rSub \{1\} \} size 12\{ \{\}= \{ \{π . \( 26 , 65 +2 . 0,5+19 \) \} over \{48 \} \} - 13 =5,6 \( ital mm \) \}\} \{

b❑Z1

¿

=>

\} \}\} over \{ size 12\{2\} \} \} size 12\{ \{\}=4, 18 \( ital mm \) \}\} \{

+bZ

1

❑

bZ'1

¿btb=¿ 22 Chiều cao gông Stato

hgl Dn− D

2 − hr1+ 6.d2=

39,2−26,65

2 −2,68+

6 1,7=3,94(cm) 23.khe hở khơng khí

δ= D

1200(1+ 2p)=

266,5 1200 (1+

9

4)=0,721(mm) Chọn δ = 0,9 ( mm )

DÂY QUẤN RÃNH GÔNG STATO 24.Số rãnh Rôt ( 246 )

Chọn Z2 = 38 25.Đường kính ngồi R

t2 = D'2 = D - 2δ = 26,65 -2 0,07 = 26,51 ( cm ) 26 Bớc R

t2=.D

'

Z2

=π 26,51

bZ2

'

= Bδ.t2

BZ2.kc

=0,76 2,19

1,75 0,95=1(cm) Lấy BZ2 = 1,75

28.Dường kình trục R

Dt = 0,3.D = 0,3.26,65 = ( cm ) 29.Dßng dÉn R

Itđ = I2 = kI.I1 6W1k.d1

Z2

¿ 0,95 101,756 56 0,95

38 =¿ 790,6 ( A ) Với = 0,95 ( A )

30.Dòng điện vành nm

Iv=Itd

2 sinπ.p

Z2

=790,6

2 sinπ 38

=2401,6(A)

31.Tiết diện dẫn nhôm

Std'

=Icd J2

=790,6

3 =263,5 mm2

Chọn J2 =

D

Dm hr2

d1 d2

32 Chọn Jv

= 2,5 ( A / mm2 ) Sv = S.It ®

Jv

=240,6

—chọn dạnh rãnh HINH VE

hr2=D

'− D t

2 =

26,51−8

2 =9,255 ( m ) Chọn hr ❑1 = (25 ÷ 45 ) mm

Chọn hr ❑2 = 35 mm

b42 = 1,5 mm h42 = 0,5 m d = mm

a x b = 25 38,4 mm

h12 = hr ❑2 - h42 - d = 27,5 ( mm )

34 Diện tích rãnh R

Sr2=π

4.d

+h12.d=π

4

+27,5 7=231 ( mm2 ) 35.Diện tích vành nm

a x b = 25.38,4 = 960 ( mm2 ) 36.Bề rộng 1/3 chiều cao

bZ21 3=π.[

D'−2 h

42−

3(h12+d)]

Z2 −d=π

[265,1−2 0,5−4

3(27,5+7)]

38 −2=11(mm) b

b12

h42

37.chiều cao gông R

hg2=D

'

− Dt

2 −h.r2+ 6d=

26,51−8

2 −3,5+

6 7=5,87(cm) 38 Làm nghiêng rãnh R

bn = t1 = 1,7 cm TÍNH TỐN MẠCH TỪ 39.Hệ số khe hở khơng khí

kδ1= t1

t1− D1.S b41

δ ¿

¿

3,4 0,7¿

2

¿ ¿ ¿

ν1=¿

kδ1=

1,7

1,7−2,39 0,07=1,109

b42 δ ¿

2

¿

1,5 0,7¿

2

¿ ¿ ¿

ν2=¿

kδ2= 2,19

41.Sưc từ động khe hở khơng khí Fδ = 1,6.Bδ kδ.δ.104

= 1,6 0,76.1,131.0,07.104 = 962,7

42.Mật độ từ thông Stato BZ1=0,76 1,7

0,8 0,95=17(T) 43 Cường độ tư thông Stato

HZ ❑1 = 19 ( A / cm )

44 STĐ Stato Fz ❑1 = 2h'

Z ❑1 HZ ❑1 = 2,18.19 = 82,84 ( A ) 2h'

Z ❑1 = hZ ❑1 - d2

2 =26,8− 15

3 =¿ 21,8 ( mm ) 45.Mật độ từ thông R

Bz ❑2 = 0,76 2,19

1 0,95 =1,752(T) 46.Cường độ từ trường R

HZ ❑2 = 22,2 ( A/ cm )

47.STĐ R FZ ❑2 = 2.hZ

2

'

.HZ2=¿ 2.3,26 22,2 = 144,7 ( A ) hZ2

'

=hZ2−d

3=35−

3=32,6(mm) 48.Hệ số bão hòa

kZ=Fδ+FZ1+FZ2 Fδ =

962,7+82,84+144,7

962,7 =1,24 49.Mật độ từ thông gông Stato

Bg1=

Φ.104 2h.g1.kc.l1

= 0,0183 10

4 3,6 0,95 18 50 Cường độ tư trường gông S

Hg1 = 10,6

51.chiều dài mạch từ gông Stato

lg1=π(Dn−h.g1)

2p =

π(39,2−3,6)

52.STĐ gông R

Fg1=lg

1.Hg1=¿ 28.10,6 = 296,8 ( A ) 53.Mật độ từ thông gông R

Bg2=

Φ.104 2h.g2.kc.l1

= 0,0183 10

4

2 5,87 0,95 18=0,911(T) 54.Cường độ từ trường gông R

Hg2=¿ 2,35 ( A/ cm )

55.Chiều dài mạch từ gông R

lg2=π(Dt+h.g2)

2p =

π(8+5,87)

4 =10,9(cm) 56.STĐ gông R

Fg2=lg

2.Hg2=¿ 2,35 10,9 = 25,615 ( A ) 57 STĐ tổng

¿

F∑❑=F

δ+FZ1+FZ2+Fg1+Fg2

¿

= 962,7 + 82,84 + 144,7 + 296,8 + 25,615 = 152,66 ( A )

58.Hệ số bão hòa toàn mạch

kμ= F

Fδ=

1512,66

962,7 =1,57 59.Dịng điện từ hóa

Iμ= P.F

2,7 N1.k.d1=

2 1512,66

2,7 56 0,925=22,96(A) Dịng từ hóa %

Iμ= Iμ Idm

100=23,63

101,75 100=23,13(%)

THAM SỐ Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 60.Chiều dài phần dầu nối S

ld1=kd

τy=

π(D+hr1) Z1 y=

π(26,65+2,68)

48 10=19,19

kd1=¿ 1,3 (1,55 )

61.Chiều dài trung bình ½ vịng dây dây quấn S ltb = l1 + ld1 = 18 + 27 = 45 ( cm )

62.Chiều dài dây quấn pha Stato

L1 = ltb.W1 10-2 = 2.45.56.10-2 = 50,4 ( m ) 63.Điện trở tác dụng dây quấn S

r1=ρ75 L1 n1.a1s1

=

46

50,4

4 2,54=0,049 ( Ω )

r*1 = r1 I1

U=0 054

101,75

220 =0,025 ( Ω ) 64.Điện trở tác dụng dây quấn R

rtd=ρAl.l2 10

−2 Sr2 =

1 23

18 10−2

231 =0,34 10

−4

( Ω ) 65.Điện trở vành nm

rv=ρAl.l2 10

−2 Sr2 =

1 23

18 10−2

231 =0,34 10

−4

( Ω ) Dv = D -( a + ) = 266,5 - ( 38,4 + )

= 227,1 ( mm ) 66.Điện trở R

r2=rtd+2rv

Δ2 =0,34 10

−4

+2.8,5 10

−7

0,3292 =4,97 10

−5

( Ω ) Với Δ=2 sinπ.p

Z2 =2 sin π

38 =0,329

67.Hệ số qui đổi

W1.kd1¿

¿

56 0,92¿2 ¿

4 ¿

4 m1¿

68 Điện trở R qui đổi

r'2 = γ.r2 = 838,2.4,97.10-5 = 0,042 ( Ω ) r*2 = 0,042.101,75/ 220 = 0,0194 (  ) 69 Hệ số từ dẫn tản Stato

αr1= h1

3bkβ+(0,785−

b41

2b+ h2

b+ h4 b41

)kβ

Với

k'β = 0,875 kβ = 0,906

h1 = hr1 - 0,1d2 - 2.c -c' = 2,68 - 0,1.1,5 - 2.0,04 - 0,05 = 2,4 ( cm ) = 24 ( mm )

h2 =-(d1 / - c - c' ) = -(5 - 2.0,4 - 0,5 ) = -3,7

¿

αr1=24

3 10.0,906+(0,785− 3,4 10+

−3,4 10 +

0,5

3,4)=0,88

¿

70.Hệ số từ dẫn tản tạp S

q1 kd1¿2.ρt1.b41

¿

t1¿

αt1=0,9 ¿ tra σ = 0,0062

k41=1−0,033 3,4

17 0,7=0,968 0,92¿2 0,72 0,968

¿

0,9,1,7¿

αt1=¿

71.Hệ số từ tản phần dầu nối

ld1=0,34 q1

lδ

(ld

1−0,64 β.τ)=0,34

18.(27−0,64

6 20,9)=1,2328 72 Hệ số từ dẫn tản

Σα1=αr

56 100¿

2.18

2 3,442=0,17

W1 100¿

2. lδ

p.q1.Σα1=0,158 50 100 ¿

x1=0,158 f1

100 ¿

( Ω )

x❑1

=0,192.101,75

220 =0,0888 74.Hệ số từ dẫn tản rãnh R

1−π.b

2

8 sc

¿2+0,66− b42

2 b

h1

3 b¿.k+

h42 b42 αr2=¿

h1 = 35mm h42 = c' - d2

b = 75 - ( 0,1 +1 ) - 0,5 = 26,8 ( mm ) Sc = 263,5

k =1 b42 = 1,5

1− π 263,5¿

2

+0,66−1,5

2 35

3 7¿ 1+ 0,5

1,5=2,09

αr2=¿

75.Hệ số từ dẫn tản táp R

q2.k.d2¿2ρt2b42

¿

Z2

3 2.pk.d2¿

st2bt2

¿

t2 0,9¿

¿

σ2=0,0092

¿

38

12¿

2.0,0092

¿

0,9 2,19 ¿

αt2=¿

76.Hệ số từ dẫn tản phần dầu nối

αd 2=

2,3.Dv Z2.l2.Δ2lg

4,7 Dv a+2.b=

2,3 22,7 38 18 0,3292 lg

4,7 22,7

3,84+2 2,5=1,233

Víi Δ= 0,329

77.Hệ số từ dẫn tản rãnh nghiêng 1,7

2,19¿

=0,5757

bn

t2¿

=0,5 2,3 ¿

αrn=0,5αt2.¿

78.Hệ số từ tản Roto

Σα2=αr2+αt2+αd2+αrn=¿ 2,32 + 2,30 + 0,76 + 0,693 = 5,2528 79 Điện kháng tản dây quấn Roto

x2 = 7,9.f1 l2 ∑α2.10-8 = 7,9.50 18 6,073 10-8 = 0,0003734 ( Ω ) 80.Điện kháng R qui đổi

x'2 = γ x2 = 838,2 4,317 10-4 = 0,31648 x❑2

=x2' I1 U1

=0,316 101,75

220 =0,167 ( Ω )

81.Điện kháng hỗ cảm

x12=U1− Iμ.x1

Iμ

=220−21,63 0,192

21,63 =0,409 ( Ω )

x12

❑

=x12 I1

U1

=9,98.101,75

220 =4,62 ( Ω ) 82.Tính lại kE

kE=U1− IM.x1 U1

=220−101,75 0,19

220 =0,98

TÍNH TỔN HAO

82.Trọng lượng Stato

Gz1 = γFe Z1.bZ1.kZ1.l1.kg.10-3 = 5,51 ( kg ) 83.Trọng lượng gông Stato

Gg=γFe.l.L.g1.2 p.k.c=58,65 ( kg )

84.Tổn hao lõi sắt

PFe

'

=PFeZ

1+PFeg1=kgc PFeZ.BZ1

GG1 10

−3

+kgc PFeg

1B 2g1

.G.g1 10

−3

=0,0,599589(kW)

85.Tổn hao bề mặt R Pbmr = 0,051102 (kW) 86.Tổn hao đập mạch R

P = 0,035069 ( kW ) 87.Tổn hao tổng thép

0,68576 ( kW ) 88.Tổn hao

0,531284 ( kW ) 89 Tổn hao không tải