Tài liệu Đồ án tốt nghiệp: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU doc

Đồ án tốt nghiệp GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU  án tt nghip 1 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀUMÁY IN XOAY CHIU I. I CNG Dây qun phn ng có nhim v cm ng c mt sc in ng nht nh .Khi có chuyn ng tng i vi t trng khe h. Dây qun phn ng ca máy in xoay chi u bao gm dây quán Stato và dây qun Roto. Cng ging nh dây qun ca máy in mt chiu, dây qun phn ng ca máy in xoay chiu gm nhiu phn t ni vi nhau theo mt quy lut nào ó. Phn t  ây cng chính là bi dây và c t vào trong các rãnh phn ng. Bi dây có th ch là mt vòng dây (gi là dây qun kiu thanh dn, bi dây th ng ch to dng 1/2 phn t và tit din thng ln), cng có th nhiu vòng dây (tit din dây nh và gi là dây qun kiu ng dây). S vòng dây ca mi bi, s bi dây ca mi pha và cách ni ph thuc vào công sut, in áp, tc , iu kin làm vic ca máy và quá trình tính toán in t. Yêu cu chính i vi dây qun  ng c không ng b Roto lng sóc nh sau : 1) in áp ca ba pha bng nhau. Trong dây qun ba pha, in áp ba pha lch nhau 120° góc  in. 2) in tr và in kháng ca các mch song song và ca ba pha bng nhau. 3) Có th u thành các mch song song mt cách d dàng khi cn thit. 4) Dùng vt liu dây dn in ít nht, phn u ni càng ngn càng tt  thu gn chiu dài c a máy và  tn vt liu. 5) D ch to và sa cha. 6) Cách in ga các vòng dây, các pha và vi t ít tn kém và chc chn .  án tt nghip 2 7) Kt cu chc chn, có th chu c ng lc c khi máy b ngn mch t ngt hay khi khi ng. Dây qun phn ng ca máy in xoay chiu c c trng bng nhng s liu sau : 1) S rãnh Z 2) S cc t 2p 3) S mch nhánh song song a 4) S pha m 5) S vòng ca mt pha W 6) Cách ni dây (  hay Y ) 7) S rãnh ca mt pha di mt bc cc : pm Z q 2 = 8) Bc dây y…… Trong thc t có nhiu kiu dây qun cho máy in không ng b Roto lng sóc, tuy nhiên theo phng pháp b trí ca các cnh ca dây qun trong rãnh thì dây qun phân làm hai loi : mt lp và hai lp. Trong khuôn kh ca cun  án này ta ch  cp ti mt s kiu dây qun hay dùng ch yu nht. II .DÂY QUN MT LP Dây qun mt lp thng c dùng trong các ng c in công sut di 10kw và trong các máy phát in tuabin nc.Trong dây qun mt lp, s rãnh ca mt pha di mt bc c c q thng là s nguyên, cnh ca bi dây chim c rãnh nên s cnh ca bi dây ca mt pha di mt bc cc úng bng q và di mi ôi cc mi pha có mt t bi dây gm q bi dây.Trc khi i vào c th tng kiu, ta nghiên cu s sp xp các u ni ca bi dây trong mt pha  phân loi các kiu dây qun mt lp  án tt nghip 3 a) a’) b) b’) c) c’) Hình 1.1 Cách sắp xếp đầu nối của dây quấn 1 lớp Hình 1.1 ch q là s l (q=3) và s chn (q=4). Dây qun sp xp theo hình 1.1a và 1.1a’ có khó khn vì các bi dây kích thc khác nhau mà li è chng lên nhau. Vì vy trên thc t ngi ta sp xp dây qun theo hai kiu chính Kiu th nht có c im là kích thc các bi dây không gi ng nhau và xp ng tâm vi nhau nên không è chng lên nhau( hình 1.1b và 1.1b’).Kiu th hai có c im là kích thc các bi dây ging nhau (hình 1.1c và 1.1c’) nhng phn u ni è chng lên nhau nên gi là dây qun i xng hay ng khuôn. Mi kiu dây qun li chia làm nhiu loi. Sau ây s phân tích tng loi mt. 1.DÂY QUN KIU NG TÂM : Trong dây qun mt lp, vì di mi ôi cc, mt pha có m t t bi dây qun có 3p t bi dây.Nu p là s chn thì dây qun có s t bi dây là s  án tt nghip 4 chn. Trong trng hp ó có th chia 1/2 s t bi dây t trong mt mt phng còn li t lên mt mt phng khác (hình 1-2) và c gi là dây qun ng tâm hai mt phng. Nu p là s l thì s t bi dây chia chn cho ba do ó có th t các bi dây lên ba mt phng khác nhau (hình 1.2) và gi là dây qun ng tâm ba m t phng. Nu mun t vào hai mt phng thì mt bi dây phi un li (nh hình 1-3). Khi q là s chn thì có th chia t bi dây ra làm hai na t và u dây ca các na t này b ngot v hai phía khác nhau. Nh vy trong mt pha s na t bi dây bng s cc nên phn u ni ca dây qun mt pha s chi m tt c chu vi b mt phn u ni ca Stato, do ó phn u H×nh 1.2 d©y quÊn ®ång t©m 3 mÆt ph¼ng víi p lμ sè ch½n p= 2 q= 2 q= 4 p= 1 H×nh 1.5 d©y quÊn ®ång t©m ph©n t¸n p= 1  án tt nghip 5 nói ca dây qun mi pha phân b trên mt mt phng và ta có loi dây qun ba pha ng tâm ba mt phng (hinh 1-5), loi này còn gi là dây qun ng tâm phân tán. c im ca dây qun ng tâm là các bi dây có hình dáng và chiu dài khác nhau. Khi có mch nhánh song song thì c im này có nh hng rt ln.  cho in tr và in kháng trong các mch nhánh ca dây qun hai mt phng b ng nhau thì trong mi mch nhánh s bi dây trong hai mt phng phi nh nhau. Gi a là s mch nhánh song song trong mt pha thì s bi dây trong mi mch nhánh ca mt mt phng phi là (p/2a).Vì ch trong trng hp (p/2a) là s nguyên chúng ta mi có th thc hin c dây qun có tr kháng i xng. Khi a = 2 ch có p = 4, 8, 12….mi thc hin c iu ó. i vi dây qun ba mt phng, vì dây qu n mi pha t trong mt mt phng nên tng tr ca các mch song song ca mt pha có th bng nhau nhng tng tr ca các pha li không th bng nhau c. tránh c iu ó, trong thc t ngi ta c qun các t bi dây hoàn toàn nh nhau và lúc t dây vào các mt phng thì c ép dây sao cho va vào các ch trng. Tóm li dây qun ng tâm hai mt phng và ba mt ph ng thc cht là dây qun không i xng. 2. DÂY QUN NG KHUÔN : Ngc li vi dây qun ng tâm, dây qun ng khuôn là loi dây qun i xng vì nó do nhng bi dây ging nhau hp li. Dây qun ng khuôn có th chia làm ba loi : n gin, phân tán và móc xích. S  ca mt pha dây qun ng khuôn n gin nh  hình1-1,ca loi ng khuôn phân tán nh hình 2-1. So vi loi dây qun ng tâm phân tán ch khác nhau  hình dáng ca u dây ni.  án tt nghip 6 Dây qun móc xích có th gi là dây qun kiu phân tán, ch khác nhau là cnh dài và cnh ngn ca bi dây trong t bi dây trong t bi dây xen vào nhau nh  hình 2-3. H×nh 1.6 D©y quÊn ®ång khu«n ph©n t¸n q= 4 p= 2 H×nh 1.7 D©y quÊn mãc xÝch p = 2 q = 4 q = 3 p = 2 H×nh 1.6 D©y quÊn ®ång khu«n ph©n t¸n q= 4 p= 2  án tt nghip 7 Vì mi bi dây do hai cnh ngn và dài hp li nên bc dây phi là s l. Dây qun ng tâm và ng khuôn n gin, phân tán u thuc loi dây qun bc  còn dây qun móc xích có th là bc  hay bc ngn. V quan h in và t, dây qun móc xích có th là bc ngn nhng nhìn toàn b dây qun thì ging nh mt dây qun b c , vì vy u im ca dây qun này là tit kim ng  phn u ni. II. DÂY QUN HAI LP Cng nh  máy in mt chiu,dây qun hai lp ca máy in xoay chiu gm nhiu bi dây c lp hp li, có bao nhiêu rãnh thì có by nhiêu bi dây.Dây qun hai lp là loi dây qun mà trong mi rãnh có t hai cnh tác dng, nh vy s bi dây bng s rãnh S = Z, s t bi dây trong mt pha bng Z/mq=2mpq/mq=2p, ngha là bng s cc c a máy. Khi qun dây, cnh th nht ca mi bi dây c t  lp trên ca mt rãnh, còn cnh th hai c t  lp di ca mt rãnh khác vi khong cách y gia hai cnh bi dây hay bc dây qun bng hoc gn bng bc cc . Thng thì dây qun hai lp có bc ngn ( y < )  làm yu sc in  ng bc cao do ó ci thin c dng sóng sc in ng, ó là u im ca nó so vi dây qun mt lp. Ngoài ra dùng dây qun hai lp còn gim nh lng tiêu hao ng  phn u ni khi máy ln và khi  án tt nghip 8 ch to có th c gii hóa do ó gim giá thành và có th chn s vòng dây ca mi pha tng i d dàng khi mun duy trì t l gia Avà B  . Ngoài ra có kh nng chn q là phân s  ci thin dng sóng sc in ng.iu này có mt giá tr c bit i vi máy in ng b nhu cc công sut ln. Tuy nhiên nó cng có nhc im là vic lng dây qun vào rãnh cng nh vic sa cha gp khó khn hn. Dây qun hai lp ca máy i n xoay chiu có th ch to thành dây qun xp hoc dây qun sóng.Trong ó dây qun xp là ch yu còn dây qun sóng ch dùng i vi Roto dây qun ca ng c in không ng b và i vi máy phát in tuabin nc công sut ln. Bây gi ta s nghiên cu vic thc hin trin khai mt s  qun dây c th : Hình trình bày s  trin khai ca dây qun xp,di mi cc mt phacó hai bi dây ni tip nhau thành mt nhóm.Vì các nhóm bi dây c t liên tip di các cc S và N nên sc in ng cm ng ca chúng có chiu ngc nhau,u ca các nhóm bi dây,chng hn nh pha A có kí hiu là “*”. các sc in ng ó cùng chiu và cng li vi nhau phi ni cui ca nhóm bi dây trc vi u ca nhóm bi dây tip theo.Nu mun mi pha có nhiu mch nhánh song song phi ni u ca các nhóm bi dây ca pha ó vi nhau và cui ca các nhóm bi dây ó 1 2 3 4 5 6 A Z B X C Y N S A Z B C X Y  án tt nghip 9 vi nhau.Nói chung s nhánh song song ca mi pha là k vi iu kin k chia úng 2p. Hình trình bày s  qun dây kiu qun sóng. n gin trên hình ch trình bày cách ni dây ca mt pha.Vì mi pha vn gm nhng phn t ging nh ca dây qun xp nên s.. cm ng ca hai loi dây qun ó hoàn toàn bng nhau mc dù cách qun dây ca chúng khác nhau.i vi dây qun sóng  mi pha hình thành hai nhóm bi dây: các bi dây di các cc N ni ni tip nhau thành nhóm th nht và các bi dây di các cc S ni ni tip nhau thành nhóm th hai.Thí d nh nu bt u t A 1 n X 1 thì sau khi i quanh phn ng q vòng ( ây q =2) ta t nhóm các bi dây 2 ,14,1,13 nm di các cc N.Cng nh vy nu bt u t X 2 n A 2 thì sau khi i vòng quanh phn ng hai vòng ta có nhóm các bi dây 8, 20 ,7 ,19 nm di các cc S.Sc in ng ca hai nhóm bi dây nm di các cc khác tên s có chiu ngc nhau, u ca hai nhóm bi dây ó có kí hiu là “*”.Vì vy nu mun mi pha có mt nhánh thì phi ni X 1 vi A 2  s.. ca hai nhóm cùng chiu nhau. IV. KT LUN : Do vy vi nhiu kiu loi dây qun nh trên nhim v thit k dây qun cho ng không ng b ba pha lng sóc ca ta là phi làm sao chn c kiu dây qun nào phù hp nht vi công sut ca ng c và còn phi làm sao m bo c các ch tiêu v mt k thut cng nh kinh t c tt nht. Tóm li qua phn lý thuyt v dây qun va nêu vi các thông s ã cho   bài ta hoàn toàn có th chn kiu dây qun xp hai lp t vào rãnh na kín và s dng bc dây qun là bc ngn.Vì nó có nhiu u im nh : có th chn bc dây qun tt nht  ci thin dng sóng sc in ng,gim nh lng tiêu hao ng  ph n u ni khi máy ln… [...]... máy điện ,tính toán điện trở và điện kháng của dây quấn là một vấn đề hết sức quan trọng.Ở đây để tính toán ta chỉ đưa ra các công thức cuối cùng được áp dụng 1/Tính toán điện trở : Điện trở mỗi pha dây quấn Stato là : r1 = k r × ρ× L1 ;Ω sa 1 ☻Trong đó : - L1 : chiều dài dây quấn một pha của Stato - a1 : số mạch nhánh song song - s : tiết diện tác dụng của dây dẫn - Khi tính toán máy điện không đồng... vòng tản(từ thông chỉ móc vòng với chính dây quấn sinh ra nó).Từ khái niệm đó,đối với dây quấn Stato máy điện không đồng bộ,ta có: x11 =x1c +x1 9 Đồ án tốt nghiệp trong đó : - x11 và x1c :điện kháng toàn phần và điện kháng chính -x1 :điện kháng tản Để xác định chính xác từ thông móc vòng của từ tản và từ đó tính các điện kháng là một vấn đề rất khó nên trong tính toán thực tế người ta dùng phương pháp... = = 1,3981 Fδ 751,7059 4.8 Dòng điện từ hóa : Iμ = p× F 2 × 1050,9979 = = 8,4627 A 2,7 × W1 × k dq 2,7 × 102 × 0,9019 -Dòng điện từ hóa phần trăm : Iμ % = Iμ Iđm ×100 = 8,4627 ×100 = 38,43% 22,0196 II.Tính toán các tham số của sơ đồ mạch điện thay thế 6 Đồ án tốt nghiệp Các tham số chủ yếu của động cơ không đồng bộ là điện trở và điện kháng của dây quấn. Những điện kháng được xác định bởi trị số từ... số dây quấn : -Hệ số bước ngắn : k y = sin β × π 2 = sin 13 7 π × = 0,9397 9 2 Đồ án tốt nghiệp -Hệ số bước rải : α 20 2 = 2 = 0 , 9598 k = r α 20 3 × sin q × sin 2 2 sin q × ☻ Trong đó : α = p Vậy ta có : sin 3 × 360 360 = 2× = 20° 36 Z1 kdq = ky×kr = 0,9397×0,9598 = 0,9019 14 Đồ án tốt nghiệp SƠ ĐỒ DÂY QUẤN XẾP 3 PHA HAI LỚP VỚI Z =36; 2p= 4 ; q =3; β =7/9 ; m =3 1 Đồ án tốt nghiệp 3.3Số vòng dây. .. 2 12 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ DÂY QUẤN STATO I ĐẠI CƯƠNG Việc xác định thông só dây quấn Stato cho máy là công việc hết sức quan trọng với nhiều yêu cầu khác nhau.Nói chung cho dây quấn phải đảm bảo các yêu cầu như : phải tạo ra được ở khe hở không khí một từ trường phân bố hình sin hoặc đảm bảo có được một sức điện động và một dòng điện tương ứng với công suất điện từ của máy, tiết... tính toán máy điện không đồng bộ thường lấy kr =1 - ρ : điện trở suất của vật dẫn Theo qui định nhiệt độ làm việc tính toán của máy là 75ºC đối với cách điện cấp B.Do vậy điện trở suất của vật liệu dây dẫn đồng ở 75ºC là ρ75 =1/46 Ωmm2/m 4.9 Chiều dài phần đầu nối của dây quấn Stato : lđn1 =kđ1.τy +2B =1,55×10,4397 +2×1,0 =18,1815 cm 7 Đồ án tốt nghiệp ☻Trong đó : - τy = π (D + h r 1 ) y π × (15,3... hoàn toàn thỏa mãn 3.6 Tiết diện và đường kính dây dẫn : Để chon kích thước dây trước hết ta phải xác định được mật độ dòng điện j của dây dẫn.Việc chọn mật độ dòng điện ảnh hưởng đến hiệu suất và sự 1 Đồ án tốt nghiệp phát nóng n của máy mà sự phát nóng của máy phụ thuộc vào tích số AJ.Tích số này tỷ lệ với suất tải nhiệt của máy. Do đó trong máy điện không đồng bộ thì AJ phụ thuộc vào đường kính ngoài... toàn thõa mãn công nghệ cho phép (klđ =0,70 – 0,75) 2 Đồ án tốt nghiệp PHẦN 4 :TÍNH TOÁN THAM SỐ MẠCH TỪ VÀ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN THAY THẾ I TÍNH TOÁN THAM SỐ MẠCH TỪ Tính toán mạch từ là xác định sức từ động cần thiết để tạo ra khe hở không khí một từ thông có thể sinh ra sức điện động đã xác định ở dây quấn phần ứng.Để tính toán tổng sức từ động của máy người ta chia làm 5 phần : ● Sức tử động ở khe hở... tac giả Trần Khánh Hà và Nguyễn Hồng Thanh 4.10 Chiều dài trung bình của 1/2 vòng dây của dây quấn Stato : ltb =l1 +lđn1 =16,0 + 18,1815 = 34,1815 cm 4.1 1chiều dài dây quấn một pha của Stato : L1=2×ltb×W1×10-2=2 × 34,1815×102×10-2 =69,7303cm 4.12 Điện trở tác dụng của dây quấn Stato : r1 = ρ 75 × L1 1 6 9 ,7303 = × = 0, 4591 Ω a 1 n 1 s1 46 1 × 2 × 1,651 ☻trong đó : -a1 =1 số mạch nhánh song song... ta đã biết điện kháng chính x1c của dây quấn Stato là do sóng bậc nhất của từ trường Stato sinh ra Có thể nói rằng sự truyền tải năng lượng từ Stato tới Roto tiến hành được là do sóng bậc nhất của từ trường.Sóng bậc cao của từ trường Stato sinh ra ở dây quấn Stato những sức điện động có tần số bằng tần số sóng bậc cao, đồng thời chúng cũng tạo ra ở dây quấn Roto khi đang quay những sức điện động có . Đồ án tốt nghiệp GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU  án tt nghip 1 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀUMÁY. ng ca máy in xoay chi u bao gm dây quán Stato và dây qun Roto. Cng ging nh dây qun ca máy in mt chiu, dây qun phn ng ca máy in xoay