f m S kQ - hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, khi làm mát bằng không khí tự nhiên... Chọn khoảng cách từ gông đến cuộn dây: hg = 2 mm.. Chọn khoảng cách cách điện giữa dây quấn với trụ
Trang 1Chương 7: Thiết kế kết cấu của
cuộn kháng
Các thông số ban đầu:
Điện cảm yêu cầu của cuộn kháng lọc: Lk = 3,64 mH
Dòng điện định mức chảy qua cuộn kháng: Im = 59,5 A Biên độ dòng xoay chiều bậc một: I1.m = 10%Iđm = 5,95 A
1 Do điện cảm cuộn kháng lớn và điện trở rất bé, ta có thể coi tổng trở cuộn kháng xấp xỉ bằng điện kháng của cuộn kháng:
Zk = Xk = 2..m.f.Lk = 2..6.50.3,64.103 =6,86
2 Điện áp xoay chiều rơi trên cuộn kháng lọc:
2
95 , 5 86 , 6 2
K
I Z
3 Công suất của cuộn kháng lọc:
2
95 , 5 86 , 28 2
K K
I U
4 Tiết diện cực từ chính của cuộn kháng lọc:
Q =
50 6
42 , 121 5
f m
S
kQ - hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, khi làm mát bằng không khí tự nhiên Ởí đây ta chọn kQ = 5
Chuẩn hoá kích thược trụ theo kích thước có sẵn: Chọn Q = 4,25 cm2
5 Với tiết diện trụ Q = 4.25 cm2
Chọn loại thép 330A, tấm thép dày 0,35 mm
a = 20 mm ; b = 25 mm
6 Chọn mật độ từ cảm trong trụ BT = 0,8 T
Trang 27 Khi các thành phần điện xoay chiều chạy qua cuộn kháng thì trong cuộn kháng sẽ xuất hiện một sức điện động Ek:
E = 4,44.W.f’.BT.Q
Gần đúng ta có thể viết: Ek = U = 28,86 V
10 25 , 4 8 , 0 50 6 44 , 4
86 , 28
.
44
,
Q B f
U
T
=63,7 vòng Lấy W = 64 vòng
8 Ta có dòng điện chạy qua cuộn kháng:
i(t) = Id + I1.m.cos(6 + 1)
Dòng điện hiệu dụng chạy qua cuộn kháng:
2 , 1 2
2
95 , 5 5 , 59
I
9 Chọn mật độ dòng điện qua cuộn kháng:
J = 2,75 A/mm2
10 Tiết diện dây quấn cuộn kháng:
Sk =
75 , 2
65 , 59
J
I K =21,69 mm2
Chọn dây tiết diện chữ nhật, cách điện cấp B, chọn Sk = 21,9 mm2
ak x bk = 3,8 x 5,9 (mm x mm)
Tính lại mật độ dòng điện: J =
9 , 21
65 , 59
K
K
S
11 Chọn hệ số lấp đầy: Klđ = . 0 7
cs
k
Q
S W
12 Diện tích cửa sổ:
Qcs =
7 , 0
9 , 21 64
ld
K
K
S
W =2002,28 (mm2) = 20,02 cm2
13 Tính kích thước mạch từ: Qcs = c x h
Chọn m = h/a = 3 Suy ra: h = 3a = 3.20= 60 mm
34 , 3 6
02 ,
h
Q
Trang 314 Chiều cao mạch từ:
H = h + a = 60 + 20 = 80 mm
15 Chiều dài mạch từ:
L = 2.c + 2.a = 2.33,4 + 2.20 = 106,8 mm
16 Chọn khoảng cách từ gông đến cuộn dây: hg = 2 mm
17 Tính số vòng dây trên một lớp:
W1 = 2 9 , 49
k
g
b
h
Lấy W1=10 vòng
18 Tính số lớp dây quấn:
n1 =
10
64
1
W
W = 6,4 lớp Chọn 6 lớp
5 lớp đầu mỗi lớp có 11 vòng, lớp thứ 6 có 9 vòng
19 Chọn khoảng cách cách điện giữa dây quấn với trụ:
a01 = 3 mm
Cách điện giữa các lớp: cd1 = 0,1 mm
20 Bề dày cuộn dây:
Bd = (ak + cd1).n1 = (3,8 + 0,1).6 = 23,4 mm
21 Tổng bề dày cuộn dây:
d
B = Bd + a01 = 23,4 + 3 = 26,4 mm
22 Chiều dài của vòng dây trong cùng:
l1 = 2.(a + b) + 2.a01 = 2.(20 + 25) + 2..3 = 108,8 mm
23 Chiều dài của vòng dây ngoài cùng:
l2 = 2.(a + b) + 2.(a01 + Bd) = 2.(20 + 25) + 2 .(3 + 23,4)
=255,8mm
24 Chiều dài trung bình của một vòng dây:
Trang 4ltb = 182 , 3
2
8 , 255 8 , 108 2
2
1 l
25 Điện trở của dây quấn ở 750C:
9 , 21
64 10 3 , 182 02133 , 0
.
75
K
tb
S
W l
với 0 , 02133 mm /2 m
75
là điện trở suất đồng ở 750C
Ta thấy điện trở rất bé, nên giả thiết ban đầu bỏ qua điện trở là đúng
26 Thể tích sắt:
VFe = 2.a.b.h + 2
b
a.b.L = a.b.(2h + L) = = 20.25.10-4.(2.60 + 106,8).10-2 = 0,1134 dm3
27 Khối lượng sắt:
MFe = VFe.mFe = 0,1134.7,85 = 0,89 kg
trong đó mFe là khối lượng riêng của sắt mFe = 7,85 kg/dm3 Khối lượng đồng:
MCu = VCu.mCu = Sk.ltb.W.mCu =
= 21,69.182,3.10-6.64.8,9 = 2,25 kg
Trong đó: mCu = 8,9kg/dm3
TÍNH TOÁN MẠCH BẢO VỆ MẠCH ĐỘNG LỰC
1 Bảo vệ quá nhiệt độ cho các thyristor
Khi làm việc với dòng điện chạy qua, trên các thyristor có sụt áp do đó có tôn hao công suất
P
, tổn hao này sinh ra nhiệt đốt nóng van Mặt khác các thyristor chi được làm việc dưới nhiệt độ cho phép Tcp, nếu quá nhiệt độ này thì các van sẽ bị phá hỏng Để các thyristor làm việc an toàn không bị chọc thủng về nhiệt,
ta phải thiết kế tan nhiệt cho chúng một cách hợp lý Tổn hao công suất trên thyristor:
Trang 5
P U.I lv 3,65.34,35 = 125,38 W
Diện tích bề mặt tan nhiệt cần thiết:
.
m TN
K
P
Trong đó :P_Tổn hao công suất (W)
_Độ chênh nhiệt độ so với môi trường Chọn nhiệt độ môi trường Tmt=400C.Nhiệt độ làm việc cho phép cua thyristor Tcp = 1250C chọ nhiệt độ cách tản nhiệt Tlv = 800C:
= Tlv - Tmt = 80-40 = 400C
Km _Hệ số tỏa nhiệt bằng đối lưu và bức xạ chọn Km
=8W/m2 0C
Vậy STN = 0,392 m2
Đê tan nhiệt cho các thyristor, ta chọn lắp các cacnhs tản nhiệt có 10 cánhkichs thước mỗi cánh ab 15 15cm2
Tổng diện tích tản nhiệt của cánh:
S=10 2 15 15 4500cm2 0 , 45m2
Khi nhiệt độ cua cánh tan nhiệt tăng lên thì quá trình trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh bị hạn chế Do đó để tăng cường tỏa nhiệt ta lắp thêm các quạt làm mát cưỡng bức công suất 5W