Tài liệu Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát doc

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 1 LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng là một vấn đề cực kỳ quan trọng trong xã hội ta. Ở bất kỳ quốc gia nào, năng lượng nói chung và năng lượng điện nói riêng luôn luôn được coi là nghành công nghiệp mang tính chất xương sống cho sự phát trển của nền kinh tế. Việc sản xuất và sử dụng điện năng một cách hiệu quả luôn được coi trọng một cách đặc biệt. Ý nghĩa quan trọng và cũng là m ục tiêu cao cả nhất của nghành công nghiệp then chốt này là nhằm nâng cao đời sống của mỗi người dân. Xã hội không nghừng phát triển, sinh hoạt của nhân dân không ngừng được nâng cao nên cần phải phát triển nhiều loại máy điện mới. Tốc độ phát triển của nền sản xuất công nông nghiệp của một nước đòi hỏi sự phát triển tương ứng của nghành công nghiệp điện l ực. Do đó yêu cầu nghành chế tạo máy điện có những yêu cầu cao hơn. Máy phát điện đồng bộ đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống điện, nơi mà tính ổn định luôn được đòi hỏi cao. Ổn định được điện áp đầu cực máy phát là nhờ vào các bộ ổn định điện áp máy phát. Bộ điều khiển ổn định điện áp máy phát b ằng điều khiển dòng hoặc áp kích từ đi vào máy phát đã có một lịch sử phát triển. Vào những năm 1920, khi con người nhận thấy vai trò quan trọng của việc ổn định quá trình quá độ của hệ thống thông qua các bộ điều khiển đáp ứng nhanh, các thiết kế cho hệ thống kích từ và hệ thống điều khiển điện áp đã phát triển và cải tiến công nghệ không ngh ừng . Cùng với sự phát triển của công nghệ kích từ có vành trượt đến không vành trượt, từ thao tác bằng tay đến tự động hóa hoàn toàn là sự phát triển của các thiết bị điện tử công suất như Thyristor, các loại Tranzitor, Triac…Bên cạnh đó cũng hình thành các bộ ổn định điện áp. Với yêu cầu của đồ án “ Thiết kế máy phát điện ba pha công suất 12kVA và hệ thống ổn định đi ện áp cho máy phát ” với các số liệu U = 400V, f = 50Hz, n = 1500vg/ph, Cosϕ = 0,8. Với công suất 12kVA không phải là quá lớn nó sẽ rất phù hợp làm nguồn dự phòng cho các hộ dân cần sử dụng điện một cách liên tục để sản xuất kinh doanh, hoặc cũng có thể sử dụng cho các khu chung cư nhỏ, siêu thị nhỏ … Những máy phát cấp công suất này hầu như chỉ phục vụ cho những nhu cầu về điện một cách riêng l ẻ mà không thực sự đóng vai trò ổn định trong hệ thống điện lớn. Nhưng em cho rằng việc thiết kế một máy điện nhỏ và mang tính thiết thực này rất quan trọng. Nó không chỉ đơn thuần cho mục đích sử dụng nhỏ mà còn phục vụ cho công tác nghiên cứu những máy điện cỡ lớn ở hiện tại và tương lai. Nội dung đồ án thiết kế bao gồ m ba phần, mười một chương : Phần I : Giới thiệu về máy phát điện xoay chiều Phần II : Thiết kế điện từ và thiết kế kết cấu máy phát điện. ¾ Chương I : Tính toán và xác định kích thước cơ bản của máy điện ¾ Chương II : Tính toán dây quấn, rãnh stator và khe hở không khí ¾ Chương III : Tính toán cực từ Rôtor. ¾ Chương IV : Tính toán mạch từ Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 2 ¾ Chương V : Tính toán tham số của máy phát điện ở chế độ định mức ¾ Chương VI : Tính toán dây quấn và thông số mạchï kích từ. ¾ Chương VII : Tính trọng lượng vật liệu, tính tổn hao, tính toán nhiệt. ¾ Chương VIII : Tính toán kết cấu. Phần III : Thiết kế sơ đồ và tính toán mạch ổn định điên áp máy phát. ¾ Chương I : Khái quát hệ kích từ máy điện đồng bộ. ¾ Ch ương II : Tính chọn thiết bị mạch động lực. ¾ Chương III : Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển ổn định điện áp. Qua thời gian làm đồ án, được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy Bùi Đức Hùng, cùng với sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Song th ời gian có hạn và vốn kiến thức của em chưa được rộng nên trong quá trình tính toán thiết kế không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em mong nhận được sự chỉ bảo của quí thầy cô để Đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Bùi Đức Hùng và tất cả quí thầy cô đã giúp em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này. PHẦN I GIỚI THIỆU VỀ MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Máy điện đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Phạm vi sử dụng chính là biến đổi cơ năng thành điện năng, nghĩa là làm máy phát điện. Điện năng ba pha chủ yếu dùng trong nền kinh tế quốc dân và trong đời sống sinh hoạt được sản xuất từ các máy phát điện quay bằng tuabin hơi hoặc khí hoặc nước. Ngoài ra máy phát điện còn được kéo các động cơ khác như động cơ Điêzel, động cơ xy lanh hơi nước, động cơ chạy bằng nhiên liệu Hyđro…được chế tạo với công suất vừa và nhỏ nhằm dùng cho các tải địa phương, dùng làm máy phát dự phòng. Ngoài ra các động cơ đồng bộ công suất nhỏ( đặc biệt là các động cơ đồng bộ Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 3 kích từ bằng nam châm vĩnh cửu ) cũng được dùng rất rộng rãi trong các trang bị tự động và điều khiển. I. ĐỊNH NGHĨA VÀ CÔNG DỤNG I.1 Định nghĩa Những máy phát điện xoay chiều có tốc độ quay Rôtor n bằng tốc độ quay của từ trường n 1 gọi là máy điện đồng bộ, có tốc độ quay Rôtor luôn không đổi khi tải thay đổi. I.2 Công dụng Máy phát điện đồng bộ là nguồn điện rất quan trọng của các lưới điện công nghiệp. Trong đó các động cơ sơ cấp là các tuabin hơi nước hoặc tuabin nước. Công suất đơn chiếc mỗi máy có thể đạt đến 1200MW đối với máy phát tuabin hơi và đến 560MW đối với máy phát tuabin nước. Các lưới điện công suất nhỏ, máy phát điện được kéo bởi động cơ Điêzel hoặc các tuabin khí, chúng có thể làm việc riêng lẻ hoặc hai ba máy làm việc song song với nhau. Các máy phát điện đồng bộ hầu hết được đặt ở các trạm phát điện xoay chiều, chúng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực : trong cuộc sống, công nghiệp, giao thông vận tải, các nguồn điện dự phòng, điện năng trên các phương tiện di động… II. ĐẶC ĐIỂM VÀ CẤ U TẠO II. 1 Đặc điểm Máy phát điện đồng bộ thường được kéo bởi tuabin hơi hoặc tuabin nước, vì vậy chúng được gọi là máy phát tuabin hơi hoặc máy phát tuabin nước. Đối với máy phát điện tuabin hơi, do đặc trưng là tốc độ cao tới vài nghìn vòng/phút nên máy phát điện thường có kết cấu Rôtor cực ẩn với đường kính nhỏ để giảm thiểu lực ly tâm. Và ngược lại, đối với máy phát điện tuabin nước, tố c độ thấp nên thường có Rôtor cực lồi, đường kính có thể lên tới 1,5m tùy theo công suất của máy. Máy phát điện ba pha thường gặp nhất là máy phát điện mà dòng điện một chiều được đưa vào cuộn dây kích từ thông qua hệ thống vành trượt. Cực từ của máy phát điện ba pha được kích thích bằng dòng điện một chiều và được đặt ở phần quay, còn dây quấn phần ứng với ba pha được đặt ở phần tĩnh và nối ra tải. Cũng có thể đặt cực từ ở phần tĩnh và dây quấn phần ứng ở phần quay giống trong máy điện một chiều, máy điện đồng bộ công suất nhỏ, vì sự trao đổi vị trí đó không làm thay đổi nguyên lý làm việc cơ bản của máy. Nguyên lý làm việc của máy điện nói chung và máy phát điện đồng bộ nói riêng đề u dựa trên định luật cảm ứng điện từ. Nguyên lý làm việc cơ bản như sau : Stator của máy phát điện đồng bộ đồng bộ có dây quấn ba pha được đặt cách nhau một góc 120 0 trong không gian, được gọi là phần ứng, cảm ứng ra các sức Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 4 điện động cung cấp ra tải ( hình 1.1 ). Còn Rôtor của máy phát điện, với cấu tạo dây quấn cực từ ( cực lồi với đối với máy phát có tuabin tốc độ thấp như các máy phát tuabin nước, các máy phát công suất nhỏ và cực ẩn với tuabin có tốc độ cao như máy phát Điêzel, tuabin hơi và khí ) làm nhiệm vụ tạo ra từ trường phần cảm. Khi Rôtor quay với tốc độ n thì t ừ trường cực từ sẽ quét và cảm ứng lên các dây quấn phần ứng các sức điện động xoay chiều hình sin lần lượt lệch pha nhau 120 0 theo chu kỳ thời gian, có trị số hiệu dụng là : E O =4,44.f.W l .K dq .Φ 0 Trong đó : E 0 là sức điện động pha. W 1 số vòng dây pha. f tần số của máy phát. Φ 0 từ thông cực từ Rôtor K dq hệ số dây quấn. Với tần số : . 60 pn f = (1.1) Với p là số đôi cực của máy. Khi máy phát điện đồng bộ làm việc khép kín mạch với tải, có dòng điện ba pha chạy trong ba dây quấn lệâch nhau góc 120 0 về thời gian sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ n 1 : 1 60. f n p = (1.2) So sánh (1.1) và (1.2) ta thấy n = n 1 , có nghiã là tốc độ quay của Rôtor bằng tôc độ của từ trường quay. Vì vậy ta có máy phát điện đồng bộ. II.2 Cấu tạo II.2.1 Máy cực ẩn Rôtor được làm bằng thép hợp kim chất lượng cao, được rèn thành khối hình trụ, trên đó người ta gia công phay để tạo rãnh đặt dây quấn kích từ. Phần không phay rãnh hình thành mặt cực từ. Các máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn thường được chế tạo với số cực 2p = 2 , như vậy tốc độ quay của Rôtor là 3000 vòng/phút. Để hạn chế lực ly Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 5 tâm trong phạm vi an toàn đối với thép hợp kim chế tạo thành lõi thép Rôtor, đường kính D của Rôtor không quá 1,1 đến 1,5mét. Tăng công suất của máy bằng cách tăng chiều dài l của lõi thép. Chiều dài tối đa của Rôtor vào khoảng 6,5mét. Dây quấn kích từ đặt trên cực từ Rôtor được chế tạo từ dây đồng trần, tiết diện chữ nhật quấn theo chiều mỏng thành các bối dây. Các vòng dây của lớp dây này được cách điện với nhau bằng một l ớp mica mỏng. Dây quấn kích từ nằm trong rãnh được cố định và ép chặt bằng các thanh nêm phi từ tính đưa vào miệng rãnh. Phần đầu nối ở ngoài được đai chặt bằng các ống trụ thép phi từ tính nhằm bảo vệ chống lại lực điện động do dòng điện gây ra. Hai đầu của dây quấn kích từ đi luồn trong trục và nối với hai vành trượt đặt ở đầu trục thông qua hai ch ổi điện, nối với dòng kích từ một chiều. Dòng điện kích từ một chiều thường được cung cấp bởi một máy phát một chiều, hoặc xoay chiều được chỉnh lưu ( có hoặc không có vành trượt ), nối chung trục với máy phát điện. Stator của máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn bao gồm lõi thép, trong đó có đặt dây quấn ba pha, ngoài là thân và vỏ máy. Lõi thép Stator được ghép và ép bằng các tấm tôn silic có ph ủ cách điện. Các đường thông gió làm mát cho máy được chế tạo cố định trong thân máy để đảm bảo độ bền cách điện của dây quấn và máy. II.2.2 Máy cực lồi Các máy phát điện có tốc độ quay thấp thường được chế tạo dạng cực lồi, nên khác với máy cực ẩn, đường kính D của Rôtor có thể lên đến 15met trong khi chiều dài lại nhỏ với tỷ lệ l/D = 0,15 – 0,2. Rôtor của máy phát điện đồng bộ cực lồi công suất nhỏ và trung bình có lõi thép được chế tạo bằng thép đúc và gia công thành khối hình trụ trên mặt có đặt cực từ. Ở các máy l ớn, lõi thép đó được chế tạo từ các tấm thép dày từ 1 đến 6mm, được dập hoặc đúc định hình sẵn để ghép thành các khối lăng trụ và lõi thép này thường không trực tiếp lồng vào trục của máy mà được đặt trên giá đỡ của Rôtor, giá này được lồng vào trục máy. Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 6 Hình 1.2 Cực từ của máy phát đồng bộ cực lồi Cực từ đặt trên lõi thép Rôtor được ghép bằng những lá thép dày 1 – 1,5mm chế tạo đuôi có hình T hoặc bằng các bulông bắt xuyên qua mặt cực và vít chặt vào lõi thép Rôtor. Dây quấn kích từ được chế tạo từ dây đồng trần tiết diện chữ nhật quấn theo chiều mỏng thành từng cuộn dây. Cách điện giữa các vòng dây là các lớp mica hoặc amiăng. Sau khi hoàn thi ện gia công, các cuộn dây được lồng vào thân các cực từ. Dây quấn cản của máy phát điện đồng bộ được đặt ở trên các đầu cực có cấu tạo như dây quấn kiểu lồng sóc của máy điện không đồng bộ, nghĩa là làm bằng các thanh đồng đặt vào rãnh các đầu cực và hai dầu nối với hai vành ngắn mạch. Stator của máy phát điện đồng bộ cực lồi giống c ủa máy phát điện đồng bộ cực ẩn. Để đảm bảo vận hành ổn định, ngoài các yêu cầu chặt chẽ đối với kết cấu về điện các kết cấu về cơ học và hệ thống làm mát cũng được thiết kế chế tạo phù hợp và tương thích với từng loại máy phát điện, đáp ứng được môi trường và chế độ làm vi ệc. Máy phát điện đồng bộ làm mát bằng gió công suất nhỏ, có các khoang thông gió và làm mát được thiết kế chế tạo nằm giữa vỏ máy và lõi thép Stator. Đầu trục của máy được gắn một cánh quạt gió để khi quay không khí được thổi qua các khoang thông gió này. Bên ngoài vỏ máy cũng được chế tạo với các sống gân hoặc cánh toả nhiệt nhằm làm tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt cho máy. Phổ biến nhất là các máy phát điện đồng bộ được làm mát bằng nước hoặc bằng khí và được áp dụng cho các máy có công suất từ vài chục kW trở lên. Trong trường hợp máy phát điện có công suất nhỏ và cần di động thì thường dùng Điêzel làm động cơ sơ cấp và được gọi là máy phát điện Điêzel. Máy phát điện Điêzel thường có cấu tạo cực lồi. Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 7 Đặc điểm khác biệt giữa những máy điện công suất nhỏ và máy điện công suất lớn ngoài kích thước của chúng khác nhau thì chúng còn khác nhau về hiệu suất làm việc, giá thành của máy cũng như giá điện sản xuất ra, thời gian làm việc của nó… Máy phát điện công suất nhỏ có cấu tạo gọn nhẹ, rất thuận lợi để làm máy phát dự phòng khi mất điện lưới, như máy phát điện Điêzel có thể linh động vận chuyển đi nơi khác để phục vụ khi cần thiết. Tuy nhiên máy điện công suất nhỏ giá thành không được rẻ vì trái vơí máy có công suất đơn chiếc càng lớn thì giá thành trên đơn vị công suất càng hạ nên nó chưa đươc sử dụng phổ biến mà nó chỉ được sử dụng ở những nơi cần thiết như bệnh viện, truyền hình, quân sự và thông tin liên lạc…Ngoài ra nó còn được sử dụng ở một số hộ dân cần điện để phục vụ sản xuất kinh doanh liên tục khi thiếu điện lưới. Hiệu suất làm việc của máy điện công suất nhỏ luôn thấp hơn những máy công suất lớn. III CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ. Để làm thí nghiệm lấy các đặc tính của máy phát điệ n đồng bộ thì cần phải có sơ đồ nối dây của máy phát điện. Tải của máy phát là tổng trở Z có thể thay đổi. Dòng điện kích thích I t của máy điện được lấy từ nguồn điện bên ngoài và được điều chỉnh nhờ vào biến trở r t . Khi vận hành thường máy phát điện cung cấp cho tải đối xứng. Chế độ này phụ thuộc vào hộ tiêu thụ điện năng nối với máy phát điện, công suất cấp cho tải không vượt quá định mức mà bằng định mức hoặc thấp hơn định mức một chút. Mặt khác các đại lượng này thông qua các đaị lượng khác như dòng điện, điện áp, dòng kích từ , hệ số Cosϕ, tần số f, tốc độ quay n. Để phân tích các đặc tính của máy phát điện đồng bộ ta dựa vào ba đại lượng chủ yếu là U, I, i t thành lập các đặc tính sau : 1. Đặc tính không tải E = U o = f(i t ) khi I = 0 và f = f đm 2. Đặc tính ngắn mạch I n = f(i t ) khi U = 0 ; f = f đm 3. Đặc tính ngoài U = f(I t ) khi i t = const ; cosϕ = const ; f = f đm 4. Đặc tính điều chỉnh I t = f(I) khi U = const ; cosϕ = const ; f = f đm 5. Đặc tính tải U = f(i t ) khi I = const ; cosϕ = const ; f = f đm A MFĐ V W A A A V V W Z Z Z Hình 1-7: Sơ đồ đấu dây xác định đặc tính của máy phát điện đồng bộ. VR t • • • • • Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 8 III.1 Đặc tính không tải E = U 0 = f(i t ) Khi I= 0 và f= f đm Đặc tính không tải là quan hệ giữa sức điện động E cảm ứng ra cuộn dây Stator với dòng điện kích từ khi dòng điện tải bằng không. Trong hệ đơn vị tương đối máy phát điện đồng bộ cực ẩn và máy phát điện đồng bộ cực lồi khác nhau không nhiều, đặc tính không tải được hiển thị bằng đơn vị tương đối giống như trên hình 1.3 Hình 1.3 Đặc tính không tải máy phát điện Trong đơn vị tương đối : * dm E E E = và * t t tdmo i i i = Với i tđmo là dòng điện không tải khi U = U đm III.2 Đặc tính ngắn mạch và tỷ số ngắn mạch I n = f(I t ) khi U= 0 và f = f đm E ∗ i t∗ Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 9 Hình 1.4 Đồ thị véc tơ và mạch điện thay thế của máy phát điện lúc ngắn mạch Đặc tính ngắn mạch là quan hệ giữa dòng điện tải khi ngắn mạch và dòng điện kích thích khi điện áp bằng không , tần số bằng tần số định mức ( khi dây quấn phần ứng được nối tắt ngay đầu máy). Nếu bỏ qua điện trở của dây quấn phần ứng( r ư = 0 ) thì mạch điện dây quấn phần ứng lúc ngắn mạch là thuần cảm ( ψ = 90 o ) như vậy I q = cosψ = 0 và I d = I.sinψ = 1 Và đồâ thị véc tơ của máy phát điện lúc đó như trên hình 1.4 . Cũng từ biểu thức cân bằng sức điện động : . . . dd qq u UEjIx jIx Ir=− − − và các giả thiết như trên ta có E uđ = +j.I.x d và mạch điện thay thế của máy có dạng như trên hình 1.4. Lúc ngắn mạch phản ứng phần ứng là khử từ, mạch từ của máy không bão hoà, vì từ thông khe hở Φ δ cần thiết để sinh ra E δ = E – I.x ưd = i.x σư rất nhỏ. Do đó quan hệ I = f(i t ) là đường thẳng như trên hình 1.5. Tỷ số ngắn mạch K là tỷ số dòng điện ngắn mạch I no ứng với dòng điện kích thích sinh ra sức điện động E = U đm khi không tải với dòng điện định mức I đm , nghĩa là K = no dm I I trong đó I no = dm d U x E I jx − σ I jx −d I jIx d u δ χ ud χ . E . I Hình 1.5 - Đặc tính ngắn mạch I It I = f(It) [...]... It = f(I) khi U = const ; cosϕ = const và f =fđm Đặc tính điều chỉnh là quan hệ của dòng điện kích từ với dòng điện khơng tải để ln giữ cho điện áp khơng đổi Nó cho biết hướng điều chỉnh dòng điện It của máy phát điện đồng bộ để giữ cho điện áp ra U ở đầu máy phát điện khơng đổi 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát It cosϕ = 0,8 (®iƯn c¶m) cosϕ =... các tổn hao nói trên khơng giống nhau Trong các máy phát điện đồng bộ bốn cực cơng suất trung bình, tổn hao đồng trong dây quấn phần tĩnh và dây quấn kích từ chiếm tới khoảng 65% tổng tổn hao Trong khi tổn hao trong lõi thép Stator ( kể cả tổn hao chính và tổn hao phụ ) chỉ chiếm khoảng 14% Trong máy phát điện 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. .. việc ổn định khi tải dao động Nhưng muốn K lớn nghĩa là xd∗ nhỏ, phải tăng khe hở δ và như vậy đòi hỏi phải tăng cường dây quấn kích từ và tương ứng phải tăng kích thước của máy Kết quả là phải dùng nhiều vật liệu hơn và giá thành của máy cao hơn III.3 Đặc tính ngồi và độ thay đổi điện áp ΔUđm của máy phát đồng bộ 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. .. BC và AB của tam giác đều tỷ lệ với dòng điện tải định mức Iđm Đem tịnh tiến tam giác điện kháng ABC ( hoặc tam giác OAC ) sao cho điểm A tựa trên đặc tính khơng tải thì đỉnh C sẽ vẽ thành đặc tính tải thuần cảm ( đường 3 ) E0 −j.xưd.I − j.xσư.I Eδ U 13 I ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát Hình 1.10 Đồ thị véc tơ sức điện động của máy phát điện đồng...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát Với xd trị số bão hồ của điện kháng đồng bộ dọc trục ứng với E = Uđm Thay trị số của Ino vào biểu thức của K ta có : K= U dm 1 Thường xd∗ > 1 do đó K < 1 và dòng điện = xd I dm xd * ngắn mạch xác lập Ino < Iđm , vì vậy có thể kết luận rằng dòng điện ngắn mạch xác lập của máy phát điện đồng bộ khơng... = 155,8 (mm 2 ) 8 2 2 S 'r = + 35 Diện tích cách điện rãnh : 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát Hình 2.2 Cách điện rãnh Stator 1 - tấm cách điện phía trong có chiều dày là 0,4mm (hai lớp polyeste 0,2mm) 2 - tấm cách điện giữa hai lớp có chiều dày là 0,4mm ( hai lớp polyeste 0,2mm) 3 - tấm cách điện phiá đáy tròn nhỏ có chiều dày là 0,2mm π d 2... cos ϕdm = 1 − 0,82 = 0, 6 Với Và thường đối với máy phát thì xσ∗ = 0,06 ÷ 0,15 ta chọn xσ∗ = 0,125 3 Dòng điện pha định mức : 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát Pdm I dm = 3.U dm = 12000 = 17,321 ( A) 3.400 4 Số đơi cực : p= 60 f 60.50 = =2 n 1500 5 Đường kính trong của Stator : Theo hình 11.2 [1] với P’ = 12,96 (kVA) và số đơi cực p = 2, đường kính... đường kính trong Stator (cm) 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát n - tốc độ dịnh mức (vg/ph) 9 So sánh tính kinh tế : λ= lδ τ = 13,54 = 0, 773 17,514 Ta nhận thấy hệ số λ nằm trong vùng kinh tế của hình 11.5 [1].Nên phương án trên là hợp lý CHƯƠNG II TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC STATOR, DÂY QUẤN STATOR VÀ KHE HỞ KHƠNG KHÍ 10.Sơ bộ định chiều dài lõi sắt Stator... 690 (T ) αδ τ l δ 0, 65.17,514.13,5 Hệ số cung cực từ αδ = 0,65 Bước cực τ = 17,514(cm) Chiều dài phần ứng l δ = 13,5 (cm) 20 Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát ÁN TỐT NGHIỆP ĐỒ 5 tới 4 tới 3 tới 1 tới 2 tới Sơ đồ dây quấn máy phát điện ba pha P = 12kVA Z = 36 ; p = 2 ; y = 8 ; τ = 9 ; q = 3 tới 31 tới 32 tới 33 tới 34 tới 35 tới 36 tới 30 tới 29 tới 1 tới 2 tới 3... thành lập tam giác điện kháng như sau : 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát U.I I=0 I = Idm M A' Eδ 3 O' B' C' 2 1 Idm xδ−Idm O k−dF−d C Q it P Hình 1.9 Xác đặc tính tải thuần cảm từ đặc tính khơng tải và tam giác điện kháng Từ đặc tính ngắn mạch (đường 2 ) để có trị số In = Iđm dòng điện kích thích itn hoặc sức từ động Ftn cần thiết bằng Ftn = itn . Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn. bộ để giữ cho điện áp ra U ở đầu máy phát điện không đổi. Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát. 12