ĐỒ án điện tử CÔNG SUẤT đề tài THIẾT kế bộ CHỈNH lưu cầu BA PHA điều KHIỂN tốc độ ĐỘNG cơ điện một CHIỀU KÍCH từ độc lập

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP

GVHD: DƯƠNG QUANG THIỆN

1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC

LẬP VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

BẰNG CÁCH THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP PHẦN ỨNG

1.1 Tổng quan về động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Khái niệm

- Máy điện quay sử dụng điện một chiều, là thiết bị biến đổi điện năng thành cơ năng

- Làm việc ở chế độ động cơ khi E < U, lúc đó dòng điện Iư ngược chiều với E

- Dùng phổ biến trong công nghiệp, trong ngành giao thông vận tải và những nơi có yêu cầu điều chỉnh tốc độ quay liên tục trong phạm vi rộng

- Đạt được trạng thái làm việc với những thông số yêu cầu tốc độ, mô men, dòng điện động cơ,

… cần phải tạo ra những đặc tính cơ nhân tạo của động cơ tương ứng

- Thường biết trước đặc tính cơ Mc(ω) của máy sản xuất

- Mỗi động cơ có một đặc tính cơ tự nhiên xác định bởi các thông số định mức và được sử dụng như loạt số liệu cho trước

- Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện có thể viết theo dạng thuận M = f(ω) hay dạng ngược ω = f(M)

1.2 Cấu tạo và hoạt động

Cấu tạo

2 phần chính gồm Stato và Roto Stato (phần cảm) gồm lõi thép vừa là mạch từ vừa là vỏ máy, trên đó có các cực từ chính, cực từ phụ và dây quấn kích từ Roto của máy điện một chiều (phần ứng) gồm có lõi thép, dây quấn phần ứng và cổ góp

Hình 1 Cấu tạo của động cơ điện một chiều 1- Cổ góp điện 2- Chổi than 3- Rotor 4- Cực từ 5- Cuộn dây kích từ 6- Stator 7- Cuộn dây phần ứng

Nguyên lý hoạt động

2

Khi dòng điện một chiều đi vào chổi than, do dòng điện chỉ đi vào thanh dẫn dưới cực N

và đi ra các thanh dẫn dưới cực S nên dưới tác dụng của từ trường sẽ sinh ra mô men có chiều không đổi làm quay máy Chiều của lực điện từ được xác định theo quy tắc bàn tay trái

Bộ phận chỉnh lưu (chổi than cổ góp) đảo chiều dòng điện sau nửa vòng quay Dòng điện luôn đi ra phía sau phần bên phải cuộn dây, dòng điện luôn đi ra phía trước nên mô men lực tạo

ra luôn hướng về một chiều quay

Khi động cơ làm việc, cuộn dây dẫn phần ứng chuyển động trong từ trường của phần cảm Trong chúng xuất hiện suất điện động cảm ứng, sinh ra dòng cảm ứng ngược chiều với dòng điện đưa vào phần ứng, còn gọi là sức phản điện

Hình 1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều

1.3 Đặc điểm

- Nguồn cấp cho phần ứng và kích từ độc lập nhau

- Khi nguồn có công suất vô cùng lớn và điện áp không đổi thì có thể mắc kích từ song song

với phần ứng, gọi là động cơ điện một chiều kích từ song song

- Ở động cơ điện một chiều kích từ độc lập, cuộn kích từ khởi động từ được cấp điện từ một nguồn điện tách biệt với nguồn điện cấp cho cuộn ứng Ở động cơ điện một chiều kích từ song song, cuộn kích từ và cuộn ứng được cấp điện bởi cùng một nguồn Trường hợp nguồn điện

có công suất lớn hơn nhiều so với công suất cơ thì tính chất động cơ sẽ tương tự

Hình 2 Sơ đồ nối dây động cơ điện một chiều kích từ độc lập

1.4 Phương trình đặc tính

Phương trình cân bằng điện áp

3

Uư =Eư +(Rư +Rf).(Iư ) Trong đó:

Uư – Điện áp phần ứng (V)

Rư = rư + rcf + rcb + rct– Điện trở phần ứng động cơ (Ω) Bao gồm:

rư – Điện trở cuộn dây phần ứng (Ω) rcf – Điện trở cực từ phụ (Ω)

rcb – Điện trở cuộn bù (Ω) rct – Điện trở tiếp xúc của chổi than trên cổ góp rcf (Ω)

Rf – Điện trở phụ trong mạch phần ứng (Ω)

Iư – Dòng điện mạch phần ứng (A)

Eư – Sức điện đồng phần ứng động cơ (V) Được xác định theo công thức:

Eư = KФωTrong đó:

K =pN/2πa: hệ số cấu tạo của động cơ

Với:

p – Số đôi cực từ chính

N – Số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng

a – Số mạch nhánh đấu song song của cuộn dây phần ứng

Ф – Từ thông kích từ dưới một cực từ (Wb) Phương trình đặc tính cơ:

Từ phương trình chính, công thức tính sức điện động, công thức thể hiện mối quan hệ giữa

mô men điện từ và dòng điện phần ứng Iư Phương trình đặc tính cơ điện biểu thị quan hệ tốc độ

ω là một hàm của mô men M:

1.5 Đường đặc tính cơ và đặc tính cơ điện

Từ các phương trình đặc tính cơ-điện và phương trình đặc tính cơ Giả thiết phần ứng được

bù đủ và f = const, có thể vẽ các đặc tính cơ-điện và đặc tính cơ là những đường thẳng

Hình 3 Đường đặc tính a) Đường đặc tính cơ-điện của ĐCĐ 1 chiều kích từ độc lập b) Đường đặc tính cơ của ĐCĐ 1 chiều kích từ độc lập

1.6 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ

Thay đổi điện trở phần ứng bằng cách mắc điện trở phụ R f

Ta có:

Uư = Uđm ; Ф = ФđmTốc độ động cơ:

5

Hình 4 Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở mạch phần ứng

Trong trường hợp này, tốc độ không tải lý tưởng:

|βtn| = (KΦđm)

2

R

𝛽𝑡𝑛 có giá trị lớn nhất nên đặc tính cơ tự nhiên có độ cứng hơn tất cả các đường đặc tính

có điện trở phụ Khi mắc nối tiếp điện trở 𝑅𝑓 vào phần ứng, 𝑅𝑓 càng lớn thì độ dốc của đường đặc tính, số vòng quay và tốc độ động cơ càng giảm Phạm vi điều chỉnh hẹp và tỉ lệ thuận với tải, không thực hiện được ở vùng gần tốc độ không tải Điều chỉnh có tổn hao lớn, thường chỉ dùng để làm điện trở điều chỉnh tốc độ ở chế độ làm việc lâu dài

Thay đổi từ thông

Ta có:

Rf = 0; RưΣ = Rư =const; Uư=Uđm = const Thay đổi dòng kích từ Ikt để thay đổi từ thông

6

Hình 5 Đặc tính cơ và đặc tính cơ điện của ĐCĐ 1 chiều kích từ độc lập khi giảm từ thông

Tốc độ không tải lý tưởng:

- Dòng điện ngắn mạch không đổi:

𝐼𝑛𝑚 = 𝑈đ𝑚

𝑅ư = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡

- Mô men ngắn mạch thay đổi:

𝑀𝑛𝑚 = 𝐾Ф𝑥 𝐼𝑛𝑚Khi giảm từ thông, tốc độ động cơ tăng lên và độ cứng của đặc tính cơ giảm Tiếp tục giảm dòng kích từ, khi đến giới hạn, tốc độ không tăng được nữa Phương pháp thay đổi từ thông để điều chỉnh theo chiều tăng (từ tốc độ định mức), phạm vi điều chỉnh rộng, tổn hao điều chỉnh nhỏ nhưng không điều chỉnh ở dưới tốc độ định mức Thường được áp dụng kết hợp với phương pháp khác nhằm tăng phạm vi điều chỉnh

Thay đổi điện áp động cơ

Để điều chỉnh điện áp động cơ một chiều cần nguồn riêng có U điều chỉnh được Các bộ nguồn điều áp như: máy phát điện một chiều, các bộ biến đổi van hoặc khuếch đại từ… Nguồn

có công suất hữu hạn so với động cơ, các bộ biến đổi trên dùng để biến dòng xoay chiều của lưới điện thành dòng một chiều và điều chỉnh giá trị sức điện động phù hợp theo yêu cầu

Hình 7 Quá trình thay đổi tốc độ khi điều chỉnh điện áp

Trong khi giảm tốc độ theo cách giảm điện áp phần ứng, giảm mạnh điện áp, chuyển nhanh

từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp Cùng với quá trình giảm tốc có thể xảy ra quá trình hãm tái sinh Trên hình 9, động cơ đang làm việc tại điểm A với tốc độ lớn ωA trên đặc tính cơ 1 ứng với điện áp U1 Giảm mạnh điện áp phần ứng từ U1 xuống U3 Động cơ chuyển điểm làm việc

từ điểm A trên đường 1 sang điểm E trên đường 3 (chuyển ngang với ωA=ωE) ωE lớn hơn tốc

độ không tải lý tưởng ω03 của đặc tính cơ 3 nên động cơ sẽ làm việc ở trạng thái hãm tái sinh trên đoạn EC của đặc tính 3

Khi thay đổi phần ứng (thay đổi theo chiều giảm điện áp), từ thông của động cơ không đổi,

độ cứng đặc tính cơ cũng không đổi, còn tốc độ không tải lí tưởng ω0 = 𝑈

𝐾Φ thay đổi tùy thuộc

8

vào giá trị điện áp phần ứng Họ đặc tính mới song song và thấp hơn đặc tính cơ tự nhiên, vùng điều khiển tốc độ nằm dưới tốc độ định mức Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và về mô men khởi động Khi mô men tải là định mức thì các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của tốc độ

Hình 8 Đặc tính cơ quá trình thay đổi điện áp

Với một cơ cấu máy cụ thể thì các giá trị 𝜔0𝑚𝑎𝑥, 𝑀đ𝑚, 𝐾𝑀 là xác định, phạm vi điều chỉnh

D phụ thuộc tuyến tính vào giá trị của độ cứng Khi điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ bằng các thiết bị nguồn điều chỉnh, điện trở tổng mạch phần ứng gấp hai lần điện trở phần ứng động

cơ Sơ bộ:

𝜔0𝑚𝑎𝑥 |𝛽| 1

𝑀đ𝑚 ≤ 10 Tải có đặc tính mô men không đổi, giá trị phạm vi điều chỉnh tốc độ cũng không vượt quá

10 Đối với các máy có yêu cầu cao về dải điều chỉnh và độ chính xác duy trì tốc độ làm việc, việc sử dụng các hệ thống hở như trên là không thoả mãn được

9

Trong phạm vi phụ tải cho phép có thể coi đặc tính cơ tĩnh của hệ truyền động một chiều kích từ độc lập là tuyến tính Khi điều chỉnh điện áp phần ứng, độ cứng có đặc tính cơ trong toàn dải như nhau, độ sụt tốc tương đối đạt giá trị lớn nhất tại đặc tính thấp nhất của dải điều chỉnh Đặc tính cơ thấp nhất của dải điều chỉnh mà sai số tốc độ không vượt quá giá trị sai số cho phép,

hệ truyền động làm việc với sai số luôn nhỏ hơn sai số cho phép trong toàn bộ dải điều chỉnh Sai số tương đối của tốc độ ở đặc tính cơ thấp nhất:

Trong quá trình điều chỉnh tốc độ và mô men nằm trong hình chữ nhật bao bởi các đường thẳng 𝜔 = 𝜔đ𝑚, 𝑀 = 𝑀đ𝑚 và các trục tọa độ Tổn hao năng lượng là tổn hao trong mạch phần ứng nếu bỏ qua các tổn hao không đổi trong hệ:

𝐸𝑏 = 𝐸ư + 𝐼ư(𝑅𝑏 + 𝑅ưđ)

𝐼ư𝐸ư = 𝐼ư𝐸ư + 𝐼ư2(𝑅𝑏 + 𝐸ưđ) Đặt 𝑅𝑏 + 𝐸ưđ = 𝑅, hiệu suất biến đổi năng lượng của hệ:

10

CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT VỀ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA

2.1 Chỉnh lưu không điều khiển

Sơ đồ và dạng sóng

Hình 11 Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha không điều khiển

Hình 12 Dạng sóng của sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha không điều khiển

Nguyên lý hoạt động

- Khi θ1 < θ < θ2: Điện áp pha a cao nhất, pha b thấp nhất D1, D6 mở (D6, D1)

- Khi θ2 < θ < θ3: Điện áp pha a cao nhất, pha b thấp nhất D1, D2 mở (D1, D2)

- Khi θ3 < θ < θ4: Điện áp pha b cao nhất, pha c thấp nhất D3, D2 mở (D2, D3)

- Khi θ4 < θ < θ5: Điện áp pha b cao nhất, pha a thấp nhất D3, D4 mở (D3, D4)

- Khi θ5 < θ < θ6: Điện áp pha c cao nhất, pha a thấp nhất D4, D5 mở (D4, D5)

- Khi θ6 < θ < θ7: Điện áp pha c cao nhất, pha b thấp nhất D5, D6 mở (D5, D6) Điện áp trung bình ở lối ra là: Utb = 2,34Up

11

Thông số của sơ đồ

Điện áp trung bình trên tải:

Udtb = 6

2𝜋 ∫ √3√2

4𝜋 6 𝜋 3

𝑈2𝑓 sin 𝜔𝑡 𝑑𝜔𝑡 = 2.3√6

2𝜋 𝑈2𝑓 = 2.1,17.𝑈2𝑓Trị dòng điện trung bình qua tải:

Id = 𝑈𝑑

𝑅𝑑Mỗi diode dẫn điện trong thời gian 1

3 chu kỳ của điện áp nguồn Giá trị trung bình dòng điện qua diode:

Hình 13 Sơ đồ động lực chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển đối xứng

12

Hoạt động của chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển đối xứng

Hình 14 Giản đồ các đường cong cơ bản chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng và điện áp tải khi góc mở 𝜶=60 0 , 𝜶=90 0

Dòng điện chạy qua tải là dòng điện chạy từ pha này đến pha kia, tại mỗi thời điểm cần mở thyristor, cần cấp hai xung điều khiển đồng thời (một xung ở nhóm anod (+), một xung ở nhóm catod (-)) Ví dụ hình 14 tại thời điểm t1 trên hình cần mở Thyristor T1 của pha A phía anod, cần cấp xung X1, đồng thời tại đó ta cấp xung X4 cho Thyristor T4 của pha B phía catod, các thời điểm tiếp theo cũng tương tự Thứ tự cấp xung điều khiển cần tuân thủ theo đúng thứ tự pha Khi cấp đúng các xung điều khiển, dòng điện sẽ chạy từ pha có điện áp cao hơn về pha có điện áp thấp hơn Trong khoảng thời gian t1 ÷ t2 pha A có điện áp cao hơn, pha B có điện áp thấp hơn, mở thông T1, T4 dòng điện được chạy từ A về B Khi góc mở van nhỏ hoặc điện cảm lớn, mỗi khoảng dẫn của một van trong nhóm này (anod hay catod) có hai van của nhóm kia đổi chỗ cho nhau Điều này có thể thấy rõ trong khoảng t1 ÷ t3 như trên hình Thyristor T1 nhóm anod dẫn, nhóm catod T4 dẫn trong khoảng t1 ÷ t2 còn T6 dẫn tiếp trong khoảng t2 ÷ t3 Điện áp ngược các van phải chịu ở chỉnh lưu cầu ba pha bằng 0 khi van dẫn và bằng điện

áp dây khi van khóa Ví dụ cho van T1, trong khoảng t1 ÷ t3 van T1 dẫn điện áp bằng 0, trong khoảng thời gian t3 ÷ t5 van T3 dẫn, T1 chịu điện áp ngược UBA, đến khoảng t5 ÷ t7, van T5 dẫn T1 chịu điện áp ngược UCA

Khi điện áp tải liên tục, đường cong Ud trên hình trị số điện áp tải được tính theo công thức

Ud = Udo.Cos𝛼

Điện áp trung bình trên tải:

Ud = 3√6

𝜋 .U2.cosα Trị dòng điện trung bình qua tải:

Id = 𝑈𝑑−𝐸

𝑅

2.3 Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng

Hoạt động của chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng

Sóng điện áp tải Ud (đường cong nét đậm thứ hai trên hình), khoảng dẫn các van bán dẫn T1, T2, T3, D1, D2, D3 Các tisisto được dẫn thông từ thời điểm có xung mở cho đến khi mở Tisisto của pha kế tiếp Ví dụ T1 mở thông từ t1 (thời điểm phát xung mở T1) tới t3 (Thời điểm phát xung mở T2) Trong trường hợp điện áp tải gián đoạn, Tisisto được dẫn từ thời điểm có xung mở đến khi điện áp dây đổi dấu Các diot tự động dẫn thông khi điện áp đặt lên chúng thuận chiều Ví dụ D1 phân cực thuận trong khoảng t4 ÷ t5 và từ pha C về pha A trong khoảng t5 ÷ t6

Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng có dòng điện và điện áp tải liên tục khi góc mở các van bán dẫn nhỏ hơn 600, khi góc mở tăng lên và thành phần điện cảm của tải nhỏ, dòng điện và điện áp gián đoạn

Theo dạng sóng điện áp tải ở trên trị số điện áp trung bình trên tải bằng 0 khi góc mở đạt tới 1800 Có thể coi điện áp trung bình trên tải là kết quả của tổng hai điện áp chỉnh lưu tia ba pha

Việc kích mở các van điều khiển trong chỉnh lưu cầu ba pha dễ hơn, nhưng các điều hòa bậc cao của tải và của nguồn lớn hơn

Id = 𝑈𝑑−𝐸

𝑅

Hình 15 Giản đồ các đường cong cơ bx ản chỉnh lưu cầu ba pha

điều khiển không đối xứng

16

Trong đó:

U2 : Điện áp nguồn xoay chiều của van

𝑈𝑑 : Điện áp tải của van

√3: hệ số dòng hiệu dụng cầu ba pha

Ihd, Id: dòng điện hiệu dụng của van và dòng điện tải Chọn điều kiện làm việc của van có cánh tỏa nhiệt và đầy đủ diện tích tỏa nhiệt; Không có quạt đối lưu không khí, với điều kiện có dòng định mức của van cần chọn:

Với các thông số tính được ở trên ta chọn được Thyristo loại HTS80/60UG1 có các thông số:

17

Tốc độ biến thiên của điện áp 𝑑𝑈

V/s

3.2 Tính toán máy biến áp chỉnh lưu

Để chọn các thiết bị mạch động lực cũng như mạch bảo vệ, ta cần xác định điện áp ra của bộ biến đổi Thyristor

Chọn máy biến áp 3 pha 3 trụ sơ đồ đấu dây Δ/Y làm mát bằng không khí tự nhiên:

Công suất biểu kiến của máy biến áp:

Sba = Ks Pd = Ks 𝑃đ𝑚

𝜂đ𝑚 = 1,05 15.10

3

0,83 ≈ 18976 [ VA ]

Trong đó: Ks = 1,05 là hệ số công suất mạch động lực

Điện áp pha sơ cấp máy biến áp:

Up = 380 [ V ]

Phương trình cân bằng điện áp khi có tải:

Udo cos αmin =Ud +2 ΔUv +ΔUdn + ΔUba

Trong đó:

αmin = 100 là góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới

ΔUv = 3,5 là sụt áp trên Thyristor

ΔUdn ≈ 0 là sụt áp trên dây nối

ΔUba = ΔUr + ΔUx là sụt áp trên điện trở và điện kháng của máy biến áp

Chọn sơ bộ:

ΔUba = 6% Ud = 6% 220 = 13,2

𝜋 là hệ số điện áp của sơ đồ

Dòng điện hiệu dụng thứ cấp của máy biến áp:

KQ : Hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, lấy KQ = 6 (biến áp khô KQ = 5 ÷ 6)

m : Số pha máy biến áp (m=3)

f : tần số nguồn điện xoay chiều (f = 50hz)

Đường kính trụ :

d =√4.𝑄𝐹𝑒

π =√4.67,48

π = 9,26 [cm]

Chuẩn đoán đường kính trụ tiêu chuẩn d = 9,3 [cm]

Chọn loại thép kỹ thuật điện, các lá thép có độ dày 0,5mm

Chọn sơ bộ mật độ từ cảm trong trụ BT = 1T

Chọn tỷ số :

m = ℎ

𝑑 = 2,5 => h = 2,5.d = 2,5.9,3 = 23,3 [cm]

(thông thường m = 2 ÷ 2,5, chọn m = 2,5, Chọn chiều cao trụ h = 24 cm)

Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp:

19

W1 = 𝑈1

4,44.𝑓.𝑄𝐹𝑒.𝐵𝑇 =

380 4,44.50.67,48.10−4.1= 253 [vòng]

Trong đó: Điện áp cuộn sơ cấp 𝑈1bằng điện áp nguồn cấp

Số vòng dây mỗi pha thứ cấp máy biến áp:

W2 = 𝑈2

𝑈1 𝑊1 = 104,27

380 253 = 69,4 [vòng]

Lấy W2 = 70 vòng

Chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp

Đối với dây dẫn bằng đồng, máy biến áp khô : J = 2 ÷ 2,75 [A/mm2 ]

2 ]

Chuẩn hoá tiết diện theo tiêu chuẩn: S1= 6,7 [mm2]

Chọn dây dẫn tiết diện chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây có kể cách điện:

2 ]

Chuẩn hóa tiết diện tiêu chuẩn: S2 = 24,4 [mm2 ]

Chọn dây dẫn có tiết diện chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây có kể cách điện:

Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm bố trí theo chiều dọc trục

Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ cấp:

Chọn ống quấn dây làm bằng vật liệu cách điện có bề dầy: S01 = 0,1[cm]

Khoảng cách từ trụ tới cuộn dây sơ cấp: a01 = 1,0 [cm]

Đường kính trong của ống cách điện:

Dt = dfe + 2.a01 – 2.S01 = 9 + 2.1 – 2.0,1 = 10,8 [cm]

Đường kính trong của cuộn sơ cấp:

Dt1=Dt+2.S01=10,8+2.0,1=11 [cm]

Chọn bề dày cách điện giữa các lớp ở cuộn sơ cấp: cd11 = 0,1 [mm]

Bề dày cuộn sơ cấp:

Chọn bề dày cách điện giữa hai cuộn sơ cấp và thứ cấp: cd01 = 1 (cm)

Kết cấu dây quấn thứ cấp:

Chọn sơ bộ cuộn chiều cao cuộn thứ cấp: h2 = h1= 20,48 [cm]

Tính sơ bộ số lớp dây quấn thứ cấp

Qbt = 2.(8,3.1,5+7,3.1+6,3.0,6+5,3.0,4+4,3.0,5) = 55,6 [cm2 ] Tiết diện hiệu quả của trụ:

QT=Qbt.khq= 56,7.0,95=52,83 [cm2 ] Với : k = hq 0,95 - hệ số hiệu quả

Tổng chiều dày của các bậc thang hình trụ:

23

Để đơn giản trong chế tạo, chọn gông có tiết diện hình chữ nhật có các kích thước sau: Chiều dày của gông bằng chiều dày của trụ: b = dt =8 [cm]

Chiều cao của gông bằng chiều rộng tập lá thép thứ nhất của trụ: a = 8,5 [cm]

Tiết diện gông:

24

Tính khối lượng của sắt

Thể tích của trụ:

VT = 3.QT.h = 3.52,8.24 = 3801,6(cm3) = 3,8016 [dm3] Thể tích của gông:

Vg = 2.Qg.L = 2.64,6.47,7= 6162 (cm3 ) = 6,162 [dm3] Khối lượng của trụ:

MFe= MT + Mg= 29,84 + 48,37 = 78,28 [Kg]

Thể tích đồng:

Vcu = 3.(S1 L1 + S2 L2 ) = 3(6.7.10-4 .95,06.10+24,4.10-4 35,05.10) = 4,47 [dm3] Khối lượng đồng:

𝑀𝑐𝑢 = 𝑀𝑐𝑢 𝑉𝑐𝑢 = 8,9.4,47 = 39.78 [Kg]

Ta có khối lượng riêng của đồng là:

MCu = 8960 [kg/m3] = 8,9 [kg/dm3] Tính toán thông số của máy biến áp:

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

Sụt áp trên máy biến áp:

ΔUBA= √ΔUr2+ ΔUx2 = √4,3532+ 6,682 = 7,97 [V]

Điện áp động cơ khi góc mở 0