Đồ án môn họ -...

35
Đồ án môn hc Thiết kế máy điện

Upload: others

Post on 28-Oct-2019

11 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Đồ án môn học

Thiết kế máy điện

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU:

• Công suất định mức : 400 kVA

• Điện áp định mức :15/0,4 kV đấu Δ /yo-11

• Tổn hao không tảI : 840 W

• Tổm hao ngắn mạch : 5750W

• Điện áp ngắn mạch : 4%

• Đặc điểm:Đặt ngoài trời,làm việc liên tục,làm lạnh bằng dầu.

NỘI DUNG TÍNH TOÁN:

• Tinhd toán kích thước chủ yếu

• Tính toán dây quấn CA,HA

• Tính toán mạch từ

• Tính toán các tham số ngắn mạch,không tải

• Tính toán nhiệt

• Bản vẽ tổng lắp ráp.

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

2

CHƯƠNG I :NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN

LỰC

Máy biến áp điện lực là thiết bị chủ yếu của công mghiệp điện lực.Theo

sự phát triển của xã hội và hiện đại hóa của đất nước,qui mô của lưới điện

quốc gia ngày càng được mở rộng và số lượng máy biến áp ngày càng

lớn,yêu cầu kĩ thuật máy biến áp ngày càng cao.Trong quá trình truyền tải để

giảm tổn thất điện năng thì điện áp phải được nâng và hạ xuống 4 đến 5

lần.Do vậy tổng công suất của máy biến áp lớn hơn gấp 6 đến 8 lần công

suất của nhà máy điện.

Ngày nay hiệu suất của máy biến áp được nâng lên rất cao,từ 98 đến

99%,nhưng do số lượng máy biến áp trong hệ thống điện rất lớn nên tổn hao

này cũng đáng kể,vì vậy cần phải giảm đến mửc thấp nhất có thể tổn hao

trong máy biến áp nhất là tổn hao không tải.

Trong quá trình chế tạo thì những máy biến áp cỡ vùa và nhỏ được chế tạo

thành loại ba pha.Còn những máy biến áp cơ lớn được chế tạo thành loại

một pha sau đó được ghép lại thành tổ máy biến áp ba pha.

Công suất máy biến áp ngày càng lớn.Trên thế giới đã chế tạo được máy

biến áp ba pha có công suât đến một triệu kVA và điện áp tới 1150 kV.Để

đảm bảo chất lượng cung cấp điện năng thông thường thì máy biến áp được

chế tạo sao cho có thể điều áp được dưới tải.Máy biến áp được chế tạo với

vật liệu có từ tính tốt,có suất tổn hao thấp,độ từ thẩm cao,ngoài ra còn được

cải tiến cách làm mát và dùng những vật liệu kết cấu nhẹ và bền.

Có thể nói rằng sự phát triển của công nghệ chế tạo máy điện nói chung và

công nghệ chế tạo máy biến áp nói chung đã có những sự phát triển vượt bậc

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

3

đã tạo ra những máy có công suất lớn,điện áp cao nhưng có kích thước giảm

đáng kể.

CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

1.Tính toán các tham số cơ bản

1.Công suất trên mỗi pha của máy biến áp:

400' 133,33 3

pp

SS = = = kVA

2.Dòng điện định mức trên một pha máy biến áp:

Dòng điện định mức phía cao áp của máy biến áp:

I1=3 3

31

.10 400.10 26,73.15.10

pSU

= = A

Dòng điện định mức thứ cấp máy biến áp:

I2=3 3

32

.10 400.10 577,33. 3.0,4.10pS

U= = A

3.Điện áp các pha của máy biến áp:

Điện áp bên cao áp của máy biến áp:

Uf1=U1=15000 V

Điện áp bên hạ áp của máy biến áp:

Uf2= 94,230310.4,0

3

32 ==

U V

4.Điện áp thử nghiệm của dây quấn máy máy biến áp.

Theo TCVN ta có điện áp thử nghiệm của máy biến áp:

Dây quấn cao áp của biến áp: Với U1=15 kV thì ta có Ut=38 kV

Dây quấn hạ áp của biến áp : Với U2=0,4 kV ta có Ut=5 kV

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

4

5.Kiểu dây quấn trong máy biến áp

Theo phụ lục XV ta có :

Với dây quấn cao áp điện áp U1=15 kV và dòng điện I1= 27,6 A.ta chọn

loại dây xoắn ốc liên tục.

Với dây quấn hạ áp U2=0,4 kV và dòng điện I2=577,3 A,ta chọn dây loại

xoắn ốc mạch đơn

6.Xác định các tham số tính kích thước chủ yếu

Hệ số aR

Ta có :

aR=3

2112

aaa ++

Hệ số aRphụ thuộc vào kích thước cụ thể của máy biến áp,của dây quấn HA

và CA,do đó chỉ khi bố trí xong dât quấn mới có thể xác định chính

xác.Khoảng cách cách điện giữa dây quấn CA và HA là a12 được chọn theo

điện áp thử nghiệm của cuộn CA.

Tra theo bảng XIV-2 TKMĐ ta có:

Công

suất

MBA

Sp

kVA

Điện áp

thử Ut

của cuộn

CA kV

Cuộn CA đến

gông,cm

Giữa cuộn CA

với HA,cm

Giữa hai cuộn

CA,cm

Đầu

thừa,cm

l02 dδ a12 12δ a22 22δ ld2

400 25 3,0 - 0,9 0,3 1,0 - 1,5

Lấy sơ bộ : 4 '3

21pSkaa

=+ .Trong đó k là hệ số phụ thuộc vào dung lượng

máy biến áp, vật liệu làm dây quấn CA và tổn hao ngắn mạch trong

MBA.Theo bảng 13.2 TKMĐ ta chọn được k=0,58.

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

5

Thay ta có:

441 2 ' 0,58. 133,3 1,97

3 pa a k S+

= = = cm

Vậy ta có:

aR=2+1,97=3,97 cm

Điện áp ngắn mạch tác dụng:

5750 .100 1,4310 10.400

nnr

P

Pu

S= = = %

Điện áp ngắn mạch phản kháng: 2 2 2 24 1,43 3,74nx n nru u u= − = − = %

Hình dáng sơ bộ của máy biến áp như hình vẽ:

Hệ thống mạch từ sủ dụng hệ thống ba pha ba trụ có mối ghép chéo

góc,ghép thẳng với trụ giữa.

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

6

Trụ được ghép bằng băng đai và gông dùng sắt góc ép lại.Thép dùng làm

lõi sắt là thép cán nguội đẳng hướng 3407 dày 0,3 mm.Lấy mật độ từ

cảm trong trụ BT=1,75 T.

Theo bảng 13.2 với SP=400 kVA thì trụ có 6 bậc,hệ số điền đầy

kd=0,926.

Hệ số ép chặt kc=0,95 ta có hệ số lợi dụng:

ke=kd.kC=0,95.0,926=0,88

Chọn các bậc của gông là 7.Theo phần phụ lục XVII-2 TKMĐ ta có: Hệ

số của gông kG=1,02.Trông đó kG là tỉ số thiết diện giữa gông và trụ.Vì

vậy ta có mật độ từ cảm trong gông BG=BT/1,02=1,75/1.02=1,029 T.

Số khe hở trong mạch từ gồm 4 rãnh chéo ở 4 góc và 3 rãnh vuông ở trụ

giữa.Mật độ từ thông trong rãnh vuông góc là:

B"R=BT= 1,75 T

Từ thông trong rãnh chéo là:

B'K= 2/TB =1,75 / 2 =1,24 T

Theo bảng V-4 ta có tổn hao trong thép :

+Tổn hao trong trụ pFeT=1,238 W/kg

+Tổn hao trong gông pFeG=0,574 W/kg

+Tổn hao từ hóa trong trụ qT =1,956 VA/kg

+Tổn hao từ háo trong gông qG =1,575 VA/kg

Tổn hao từ hóa trong khe hở không khí:

+Tổn hao từ hóa trong khe hở vuông góc q"K= 0,61 VA/cm 2

+Tổn hao từ hóa trong khe hở chéo q'K = 0,0956 VA/ cm 2

Theo bảng 13.7 ta có hệ số tổn hao phụ kf=0,91 khi ngắn mạch.Theo

bảng 13.5 và 13.6 ta có được hằng số đối với dây đồng là a=1,4 và b=

0,28.Ta lấy hệ số kR=0,95 là hệ số ép chặt.

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

7

Hệ số β = 1,8 – 2,4.

*Ta tiến hành tính toán các hệ số cơ bản :

Hệ số A:

A=16. 44 2 2 22

' 133,3.3,97.0,9516. 16,5150.3,74.1,75 .0,88

P R R

nx T l

S a kfU B k

= =

Hệ số A1 :

A1= 2 3 2 315,66.10 . . . 5,66.10 .1, 4.16,51 .0,88 313,81a A k− −= = kg

A2= 2 2 2 21 03,6.10 . . . 3,6.10 .16,51 .0,88.3 25,9A k l− −= = kg

Trong công thức trên l0 là khoảng cách từ cuộn cao áp đến gông.Tra bảng

ta có được l0=5 mm 2 3 2 3

1 12, 4.10 . . . .( ) 2, 4.10 .0,88.1,02.16,51 .(1, 4 0, 28 0, 411) 202,72GB k k A a b c− −= + + = + + =

B2= 2 2 2 21 12 222, 4.10 . . . .( ) 2, 4.10 .0,88.1,02.16,51 .(2,7 3,0) 33, 47Gk k A a a− −+ = + = kg

C1= =222

2

....

AuBKkaS

KnrTLf

Pdq ,

22

2 2 2

400.1,42,46.10 . 498,496,91.0,88 .1,75 .1,43.16,51

= = kg

M=Aa

Pkkk n

Rfn .....10.2453,0 24− =

= 4 2 57500,2453.10 .45,86 .0,91.0,95. 11,81,4.16,51

− = MPa

Trong công thức trên thì:

=+=−

)1(100.41,1.

nx

nr

uu

nn e

uk

π

.1,433,741001,41. .(1 ) 45,86

4e

π−

+ =

B= 2 2

1

2 2 25,9 33,47 0,193 3 202,72

A BB+ +

= =

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

8

Chọn tỉ giá giữa dây đồng PVB và thép 3404 là kFe,Cu=2,21

C= 1

1

313,81 0,523. 3.202,72AB

= =

Chọn kcđ=1,06 ta có :

D= 1,

1

2 2 65,98. . . .2,21.1,06 0,223 3 466,13Fe Cu cd

C k kD

= =

Ta có đẳng thức :

x5+Bx4-Cx-D=x5+0,328.x4-0,554x-0,22

Theo phương trình trên ta có 90,1min =β

Trọng lượng tôn Silic của các góc gông:

Gg=0,493.10-2.kl.kG.A3x3=

=0,493.10-2.0,88.1,02.16,513.x3=19,91x3

Thiết diện của trụ lõi sắt :

ST=0,785.kl.A2.x2=

=0,785.0,88.16,512.x2=188,3x2

Thiết diện khe hở vuông góc :

S”K=ST=188,3.x2

Thiết diện khe hở chéo:

S’K=ST. 2 =188,3. 2 .x2=

=266,3.x2

Tổn hao không tải trong máy biến áp :

P0=k’F(pTGT+pG.GG)=

=1,25(1,238.GT+0,574.GG)=1,54GT+0,717GG

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

9

1.8 2 2.2 2.4 2.153 x=

1.158292185 1.18920712 1.217883286 1.24466595 1.211326 x2 =

1.341640786 1.41421356 1.483239697 1.54919334 1.46731 x3 =

1.554012038 1.68179283 1.806412836 1.92822821 1.777391 A1/x=313.81/x 270.9247321 263.881704 257.6683691 252.123872 259.0632 A2x2=25.9.x2 34.74849637 36.6281313 38.41590816 40.1241075 38.00334 GT=A1/x+ A2x2 305.6732285 300.509835 296.0842773 292.24798 297.0666

B1x3=202.72.x3 315.0293204 340.933043 366.1960101 390.890422 360.3127

B2x2=33.47.x2 44.90471712 47.3337279 49.64403267 51.851501 49.11088

GG= B1x3+ B2x2 359.9340376 388.266771 415.8400428 442.741923 409.4236

GFe=GT+GG 665.607266 688.776606 711.9243201 734.989902 706.4902

Gg=52,35.x3 30.94037969 33.4844953 35.96567957 38.3910236 35.38786

P0=1,7GT+1,563GG 728.8094768 741.172421 754.1270977 767.507847 751.0393 Q0=2,445GT+1,969GG 4663.655898 4965.56506 5261.140361 5550.95091 5192.218

+97,8Gg+136,5x2

i0x=Q0/10SP 1.165913975 1.24139126 1.31528509 1.38773773 1.298054

Gdq=C1/x2 474.3818214 450.038111 429.0945025 410.826708 433.7528

GCu=1,66Gdq 787.4738236 747.063264 712.2968741 681.972336 720.0296

β

24 β

4 β

34 β

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

10

kCùeGCu=2,21GCu 1740.31715 1651.00981 1574.176092 1507.15886 1591.265

C’td=GFe+kCuFeGCu 1742.11715 1653.00981 1576.376092 1509.55886 1593.418

J=0,91.5750/2,4Gdq 3.143803514 3.20102184 3.254096592 3.3036668 3.44196

=M.x3

14.23475027 15.4052223 16.54674158 17.6625704 16.2809 d=A.x 19.12340398 19.6338095 20.10725305 20.5494349 19.99899

d12=ad=1,4d 26.77276557 27.4873333 28.15015426 28.7692089 27.99859 l= d12/

46.70360216 43.1551132 40.17794745 37.6397149 40.83398

2a2=bd 5.354553114 5.49746665 5.630030853 5.75384177 5.599717

C=d12+a12+2a2+a22 37.82731868 38.6847999 39.48018512 40.2230506 39.2983

Ta thấy rằng giá thành thấp nhất của máy biến áp khi β nằm trong khoảng

1,8 đến 2,4.Khi đó ta có đường kính của trụ nằm trong khoảng 19,21đến

20,54 cm.Trong khoảng đường kính đó các thông số đạt yêu cầu.Ta chọn

đường kính trụ d=20 cm.Khi đó ta có x=1,211 vậy β =2,153

Thiết diện lõi sắt của mạch từ:

ST=188,3.x2=188,3.1,2112=276,14 cm2

Đường kính trung bình của lõi sắt:

d12=a.A.x=1,4.16,51.1,211=28 cm

Chiều cao dây quấn của máy biến áp:

L = 12 .282,153

dπ πβ

= =40,85 cm

Chiều cao của trụ lõi sắt:

lT =l +2.l0=40,83+2.3=43,13 cm

cp∂

π β

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

11

Khoảng cách giữa các trụ và lõi sắt :

C = d12+a12+2a2+a22 = 41,1 cm

Điện áp trên một vòng dây:

UV= 4,44.f.BT.ST.10-4=

= 4,44.50.1,75.276,1410-4=10,72 V

Trọng lượng sắt của máy biến áp:

GFe=706,49 kg

Trọng lượng đồng trong máy biến áp:

Gdq=433,38 kg

Mật độ dòng điện trong máy biến áp:

J = 3,44A/mm2

Ứng suất trong dây quấn cho phép của máy biến áp:

cp∂ = M.x3 =16,28 Mpa

Tổn hao không tảI trong máy biến áp thiết kế :

P0 = 751 W

Dòng tổn hao không tải:

i0%= Q0/10SP=1,298 %

1.TÍNH TOÁN DÂY QUẤN HẠ ÁP:

Số vòng dây quấn hạ áp:

w2= Uf2/UV=230,94/10,72=21,54 vòng

Ta lấy w2=22 vòng.Khi đó ta có điện áp rơi trên một vòng dây

UV=230,94/22=10,5 V

Mật độ dòng điện trong dây quấn :

22

12

. 5750.10,5J =0,746.kf. 0,746.0,91. 3,66 /

. 400.28n v

P

P UA mm

S d= =

Thiết diện của dây quấn hạ áp tính toán:

S’dq2=I2/J2=230,94/3,66 = 63,1 mm2

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

12

Chọn dây quấn của máy biến áp là dây quấn xoắn ốc kép một lớp.Chọn

khoảng cách rãnh dầu trong máy biến áp hr=0,5 cm.

Chọn số đệm dọc theo chi vi của dây quấn của cuộn dây của cuộn hạ áp là

12 chiếc.Chiều rộng tấm đệm là 4 cm.

Chiều cao hướng trục của dây quấn hạ áp :

hv2 =2

40,85 0,5 1, 281 22 1r

l hw

− = − =+ +

cm

Chọn dây là 3 sợi dây ghép song song loại PB .Thiết diện 1 sợi là: 4,5 12,55,0 13,0

××

Các sợi được chia làm hai mạch ghép song song có rãnh dầu ở giữa.

Thiết diện của một vòng dây tổng bằng:

S2=3.55,39=166,17 mm2

Mật độ dòng điện trong dây quấn hạ áp trong chế độ định mức:

J2=577,3/166,17=3,47 A/mm2

Chiều cao dây quấn hạ áp:

Ta tiến hành tính toán chiều cao dây quấn hạ áp bằng cách cho chiều cao dây

quấn hạ áp bằng chiều cao dây quấn cao áp.

Chiều cao dây quấn hạ áp được tinh theo công thức:

[ ]2 2 2 2 22 '( 1) ( 1)rl b w k h w wσ= + + + +

Trong công thức trên:

l2 : Chiều cao thực tế của cuộn hạ áp

b’ : Chiều rộng của một sợi dây quấn

w2 : Số vòng dây cuộn hạ áp

k : Hệ số khi kể đến sự co ngót của dây quấn khi ép chặt để

sây khô.thông thường k=0,94-0,96,ta lấy k=0,95

hr2 : Chiều cao rãnh dầu làm mát

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

13

σ : Chiều cao cách điện giữa hai mạch σ =0,1-0,15.Ta lấy

σ =0,1.

Ta tiến hành bố trí cuộn dây hạ áp có chiều cao tương đương như cuộn cao

áp.Do vậy thì số rãnh thông dầu của máy biến áp phảI chọn sao cho thỏa

mãn được điều kiện về chiều cao.Để đơn giản trong thiết kế và lắp đặt ta

chọn tất cả các rãnh thông dầu đều có kích thước bằng nhau.Ta có phương

trình:

[ ]2 22.1,3(22 1) 0,95 22 0,1(22 1) 72,43rl h cm= + + + + =

Ta có chiều cao rãnh thông dầu:

hr2 = 0,78 cm

Kích thước rộng của dây quấn:

12

12' .0,5 3,02 2vna a cm= = =

Trong thủ nghiệm cao áp thì với cấp điện áp 0,4 kV, điện áp thử nghiệm là

5 kV.Trong kết cấu dây quấn kiểu xoắn ốc ta có a01=1,5 đó là khoảng cách

từ cuộn hạ áp dến gông.

Đường kính trong của dây quấn hạ áp:

D’2= d+2a01 = 20+2.1,5 = 23 cm

Đường kính ngoài của dây quấn hạ áp:

D”2= D’2+2.a2 = 23+2.3 = 29 cm

Đường kính trung bình của dẩ quấn hạ áp:

Dtb2= (D’2+D”2)/2 = (23+29)/2 =26 cm

Suất tản nhiệt trên bề mặt dây quấn hạ áp :

22

3 1

1,07.( ' )

b fJ w kq

k b a=

+

Trong công thức trên :

q2 : Suất tản nhiệt trên bề mặt dây quấn hạ áp

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

14

J2 : Mật độ dòng điện trong dây quấn hạ áp

wb : Bề rộng dây quấn hạ áp kể cả đến cách điện

kf : Hệ số tổn hao phụ

k3 : Hệ số của dây quấn

Thay số ta có:

21,07.3,66.577,3.0,5.1,05 535,01

0,75(1,483 3)q = =

+ W/m2

Trọng lượng dây đồng trong dây quấn hạ áp: 5

2 2 2 2 228. . . . .10dq tbG a D w S −=

Thay số ta có :

5

2 28.3.26.22.166,17.10 79,84dqG kg−= =

Trọng lượng dây quấn hạ áp kể cả cách điện :

G0dq2 = 1,02Gdq2=1,02.79,84=81,44 kg

2.TÍNH TOÁN DÂY QUẤN CAO ÁP

Do yêu cầu của máy biến áp có điều chỉnh điện áp nên ta tiến hành thiết kế

dây quấn cao áp có các đầu ra cho phép điều chỉnh điện áp.Chọn điều chỉnh

điện áp là 2 2,5%± ± .

Dòng điện qua tiếp điển của bộ điều chỉnh bằng 72,168 A.

Điện áp của hai đầu điều chỉnh :

Sơ đồ đầu điều chỉnh điện áp :

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

15

Điện áp giữa hai đầu điều chỉnh điện áp -5 và +5 bằng :

Uđcf = 10%.U1 = 10%.15.103 =1500 V

Điện áp thử của cuộn dây điều chỉnh :

Utđcf = 2.Uđcf =2.230,94 = 461,88 V

Điện áp giữa hai nấc điều chỉnh kiên tiếp của cuộn dây cao áp : 32,5%.15.10 375dcUΔ = = V

Đặt tên các đầu điều chỉnh như bảng dưới đây :

Đầu điều chỉnh +5% +2,5% 0% -2,5% -5%

Tên A1 A2 A3 A4 A5

Điện áp kV 15750 15375 15000 14625 14250

Đối với dây quấn cao áp ta chọn dây quấn xoắn ốc liên tục.

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

16

Số vòng dây cơ bản của cuộn dây cao áp :

11 2

2

15. 22. 8250,4

Uw w

U= = = vòng

Số vòng dây điều chỉnh điện áp của cuộn dây cao áp:

11500 142,8610,5

dcfdc

V

Uw

U= = = vòng

Số vòng dây ứng với một nấc điều chỉnh điện áp :

11

461' 1154 4

dcdc

ww = = = vòng

Mật độ dòng điện sơ bộ trong dây quấn cao áp:

1 2' 2 2.3, 47 3,66 3, 28cpJ J J= − = − = A/mm2

Thiết diện sơ bộ của dây quấn cao áp:

S’1= If1/J’1= 26,7/3,28 = 8,14 mm2

Dùng dây xoắn ốc liên tục với dây dẫn là loại dây PB.Số sợi dùng là 1

sợi,thiết diện dây cao áp bằng :

21

1,50 5,00 7, 292,00 5,5

S mm×= =

×

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

17

Mật độ dòng điện trong dây quấn cao áp:

11

1

26,7 3,667,29

fIJ

S= = = A/mm2

Giữa hai bánh dây kép ta thiết kế một rãnh dầu rộng 0,5 cm.Giữa hai lớp dây

quấn của dây quấn kép ta đặt lót cách điện dày 0,05 cm.Ở hai rãnh dầu dây

quấn ta để một khe hở 0,75 cm để tăng cường cách điện.Khe hở giữa hai nửa

cuộn dây ta đặt bằng h=1,25 cm,chiều cao của một bánh dây b’=0,55 cm.

Số bánh dây của cuộn dây cao áp:

21

2( ) 2(72,43 0,5) 85,82 ' 2.0,55 0,5 0,1

Kk

K

l hn

b h δ+ +

= = =+ + + +

cm

Chọn số bánh dây của cuộn dây cao áp là 80 bánh.Số vòng dây trong một

bánh:

11

1

825' 10,380b

K

ww

n= = = vòng/bánh

Ta tiến hành chia số vòng dât trung bình cho mỗi bánh:

+ Chọn 58 bánh cơ bản, mỗi bánh có 11 vòng ,bánh 59 có 7 vòng ,tổng cộng có 645 vòng + Chọn 4 bánh cách điện tăng cường,mỗi bánh có 9 vòng,tổng cộng có 36 vòng + Chọn 12 bánh cách điện tăng cường ,mỗi vòng có 12 vòng,tổng cộng có 144 vòng Tổng cộng có 645+36+144=825 vòng Sơ đồ bố trí dây quấn như hình vẽ :

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

18

Trong hình vẽ trên :

Bánh dây T : Bánh dây có quấn cách điện tăng cường

Bánh dây C : Bánh dây cơ bản

Bánh dây D : Bánh dây điều chỉnh điện áp

Chiều cao của cuộn dây cao áp :

[ ]1 2 2'. ( 2) 0,55.60 0,65.4 0,95(0,75.4 1,25 0,1.30 0,5.28) 55,8b r b dcl b n k h n h cm= + − + = + + + + + =

Đường kính trong của cuộn dây cao áp :

D’1= D”2+2.a12 = 29+0,9 = 29,9 cm

Số vòng dây trong một bánh dây:

wb1= w2/nb2=825/70=11,78 vòng

Lấy tròn wb1=11 vòng

Chiều dày của cuộn dây cao áp :

a1 = a’2.wb1= 11.0,5 = 5,5 cm

Đường kính ngoài của cuộn dây cao áp :

D”1 = D’1+2.a1 = 29,9+2.5,5 = 40,9 cm

Đường kính trung bình của dây quấn cao áp :

Dtb1= (D’1+D”1)/2 = (29,9+40,9)/2 = 35,4 cm

Suất tản nhiệt của cuộn dây cao áp :

1 1 11

3 1

1,07. . . 1,07.3,66.26,7.0,2.1,05 5,14( ' ) 0,75(0,2 5,5)

f fJ I w kq

k b a= = =

+ + W/m2

Trọng lượng đồng trong dây quấn cao áp :

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

19

Gdq1= 28.a1.Dtb1.w1.S1.10-5=

= 28.5,5.35,4.825.7,29.10-5 = 108,6 kg

Trọng lượng dây quấn cao áp khi kể cả tới cách diện :

G0dq1 = 1,02.Gdq1 = 1,02.208,6 =212,8 kg

Kích thước dây quấn của máy biến áp :

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

20

TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC KÍCH THƯỚC MẠCH TỪ

Trong thiết kế ta dùng loại thép 3407 chiều dày là 0,3 mm ta không dùng

cách điện bổ xung trong mạch từ.

Kích thước của trụ mạch từ d=23 cm.Trụ trong máy có 6 bậc

Thiết diện của trụ :

bT T TS a b=∑

Trong công thức trên :

SbT : Diện tích của trụ

aT : Chiều cao một bậc

bT : Chiều rộng một bậc

Công thức tính đường kính trụ dựa vào hệ số hình dáng và số bậc :

0t tD k S=

Nên ta có : 2 2

0

23 379,91,18

tt

DSk

⎛ ⎞ ⎛ ⎞= = =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠

cm2

k0 tra theo bảng 10.1 TK MBA –Phạm Văn Bình,Lê Văn Doanh

Thiết diện của trụ thuần sắt tương ứng :

S’T = kcSt = 0,95.379,9 = 361 cm2

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

21

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH Tổn hao cơ bản trong máy biến áp : +Tổn hao đồng trong cuộn dây hạ áp :

2 22 22, 4. . 2,4.3,66 .79,84 2566,8dq dqP J G= = = w

+Tổn hao đồng trong cuộn dây cao áp : 2 2

1 12,4. . 2,4.3,47 .117,34 3390dq dqP J G= = = w

Tổn hao phụ trong máy biến áp : Tổn hao phụ trong máy biến áp :

Pf=kfPCu Trong công thức trên : +Pf : Tổn hao phụ +PCu: Tổn hao đồng trong máy biến áp +kf : Hệ số tổn hao phụ

2 4 21 0,95. . .fk a nβ= +

Trong đó : β :Hệ số dây dẫn .

Rb m k

lβ =

+Tổn hao phụ trong dây quấn hạ áp : 2 4 2

2 2 21 0,95. . .fk a nβ= +

Ta có : 22

22

1,32.24 .0,95 0,2757,78R

bm kl

β ⎛ ⎞⎛ ⎞= = =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

Thay số ta có : 2 4 2 4 2

2 2 21 0,95. . . 1 0,095.0,27.0,41 .6 1,026fk a nβ= + = + =

+Tổn hao phụ trong dây quấn cao áp : 2 4 2

1 1 11 0,95. . .fk a nβ= +

Ta có 22

21

0,5.24 .0,95 0,04057,78R

bm kl

β ⎛ ⎞⎛ ⎞= = =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

Thay số ta có : 2 4 2 4 2

1 1 11 0,95. . . 1 0,095.0,040.0,15 .19 1,006fk a nβ= + = + =

Tổn hao cơ bản trong dây dẫn qui đổi: Chiều dài dây dẫn qui đổi :

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

22

ldd2=7,5.l=7,5.40,85=306,37 cm Trọng lượng đồng trong dây quấn hạ áp qui đổi :

Qdd2=ldd2S2γ Cu..10-8=306,37.166,17.8900.10-8= 4,53 kg Tổn hao đồng trong dây quấn hạ áp trong chế độ định mức :

Pdd2=2,4.J22.Qdd2=2,4.3,662.4,53=145,6 W

Trọng lượng đồng trong dây quấn cao áp qui đổi : Qdd1=ldd1S1. γ Cu.10-8=306,37.7,29.8900.10-8=0,2 kg

Tổn hao trong dây quấn cao áp : Pdd1=2,4.J1

2.Qdd1=2,4.3,472.0,2=5,78 W Tổn hao thùng dầu và các chi tiết khác qui đổi :

Ptđ=10.k.SP=10.0,025.400=100 W Tổn hao ngắn mạch trong máy biến áp được thiết kế :

Pn=Pdq1kf1+Pdq2kf2+Pdd1+Pdd2+Ptđ= =.1,006+2566,8.1,026+5,78+145,6+100 = =6066,1W Sai số trong tính toán công suất không tảI so với yêu cầu đặt ra :

6066,1 5780% .100 4,96%5780

U −Δ = =

Ta thấy %UΔ =4,96%< 5% Thỏa mãn yêu cầu đặt ra. Tổn thất điện áp trong dây quấn cao áp trong điều kiện tỏa nhiệt bình thường:

P’n=Pn-0,05(Pdq1kf1)=5780 - 0,05(3390.1,006)=5609,48W Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm :

unr=P’n/(10.SP)=5609,48/(10.400)=1,40 % Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm:

'3

2

7,92 . . . ..10P R R q

nxV

S a k ku

Uβ −=

Ta có : 3

2

7,92.133,33.1,74.4,25.0,946.1,028 .10 3,6510,4nxu −= = %

Điện áp ngắn mạch của máy biến áp : 2 2 2 21,4 5,65 3,91n nr nxu u u= + = + = %

Sai số trong tính toán : 4 3,91% 2, 25%

4nu −Δ = =

Ta thấy sai số nhỏ hơn 5% vì vậy chấp nhận được. Dòng ngắn mạch hiệu dụng của máy biến áp :

Incđ=If1.100/un=26,7.100/3,91=682,86 A Dòng điện ngắn mạch đỉnh :

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

23

In max=1,41.kmax.Incđ=1,41.1,540.682,86=1482,77 A Trong công thức trên thì :

. .1,145,821 1 1,540

nr

nx

uu

maxk e eπ π− −

= + = + = Lực điện động cực đại trong dây quấn của máy biến áp :

( ) ( )2 26 6max0,628 . . .10 0,628 682,86.825 .1,74.0,946.10 328064K n RF i w kβ − −= = = N

Ứng suất trên cuộn dây cao áp :

1 1

328064 9, 282 . . 2 .825.7, 29

KK

dm

Fw s

σπ π

= = = Mpa

Ứng suất cho phép của dây quấn cao áp cpσ =60 Mpa Ta thấy ứng suất của dây quấn cao áp thỏa mãn yêu cầu ứng suất cho phép. Lực do từ trường tản gây ra trong dây quấn cao áp :

' 4, 25328064. 170662 2.40,85

Rt K

aF Fl

= = = N

Do dây quấn không được quấn đồng đều nên xuất hiện lực điện động doc trục thứ hai :

""

xt K

R

lF Fl k m

=

Trong công thức trên : + l” : Khoảng cách từ trụ đến thùng dầu + m : Hệ số phụ thuộc vào cách bố trí dây quấn ta có m = 4 Ta có : l”=(B-d)/2 với B là chiều rộng của thùng dầu d là đường kính trụ Sơ bộ lấy l”=25 cm Thay số ta có :

""

8,05328064. 2791725.0,946.4

xt K

R

lF Fl k m

= = = N

Lực điện động lớn nhất trong dây quấn của máy biến áp : + Lực điện động lớn nhất trong dây quấn hạ áp :

Ft2=F’t+F”t=17066+27917=44983 N + Lực điện động lớn nhất trong dây quấn cao áp :

Ft1=F”t-F’t=20845-9009=11836 N Trong phân bố dây quấn ta thấy lực điện động lớn nhất là ở giữa dây quấn.

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

24

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ THÙNG DẦU

I TÍNH NHIỆT ĐỘ CHÊNH LỆCH QUA TỪNG PHẦN:

1). Nhiệt độ chênh trong lòng dây quấn hay lõi sắt với mặt ngoài

Đối với dây quấn hạ áp:

Dây quấn làm bằng dây chữ nhật nhiệt độ chênh chủ yếu là hiệu số

nhiệt độ của các lớp cách điện, theo (6-1) ta có:

θ02 = 422 10.. −

dc

qλδ (0c)

λcd = 0,17 tra trong bảng 50 với vật liệu cách điện là giấy tẩm dầu

q2 = 2

22 .M

kP fCu = 840,6 (W/m2)

(q2 được tính theo côngthức 96-2) với M2 là bề mặt làm lạnh của dây quấn

hạ áp).Vậy:

θ02 = 236,110.25,0.17,0

6,840 3 =− (0c)

Đối với dây quấn cao áp:

Dây quấn làm bằng dây dẫn tròn ta coi dây quấn như một khối có hai

mặt tiếp xúc với dần và qua tính toán cho thấy nhiệt độ phân bố trong cuộn

dây có dạng parabol thì đối với chỗ nóng nhất là ở giữa dây quấn có nhiệt độ

θ2. Do đó nhiệt độ chênh trong lòng so với mặt ngoài dây quấn được tính

theo (6 - 3a) hình 1

Vậy:

. θ01 = θ1 - θ2 = tb

aPλ.8. 1

21

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

25

a1 là chiều dày của dây quấn

a1 = 5,5 (mm)

p1 là tổn hao trong đơn vị thể tích dây quấn

Đối với dây quấn đồng được tính theo (6-4a)

pCu1 = 1,68 2

1'

11'

12

12

10.).(

. −

dLddδ

với δL = 0,17 (mm) là chiều dầy cách điện trong các lớp

A: tính bằng A/mm2

λtb: là suất dẫn nhiệt trung bình được tính theo (6-5)

λtb1 = 1'

11

11'

1

...)(.

dd

ll

ll

λδλδλλ

++

λL1 = 0,17 là dẫn suất điện giữa các lớp tra trong bảng 50:

λcđ = 0,17

λ - là suất dẫn nhiệt bình quân quy ước của dây quấn tính theo (6-6) ta có

λ = α

λ.7,0cd

Trong đó: α = 1

1,

1 .d

dd =0,1316

λ = ).(67,0 0CmmW

λtb1 = 0,17 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ 0.C

mmW

C001 28,1=θ

Ctb0

0110 85,0.32

== θθ

2). Nhiệt độ chênh giữa mặt ngoài của dây quấn với dầu.

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

26

Hiệu số nhiệt độ này phụ thuộc vào năng lượng tổn hao của dây quấn

và thường được xác định theo công thức kinh nghiệm gần đúng

(6-10a)

θ0d = k.q0,6

Trong đó:

k = 0,285

q – mật độ dòng nhiệt dây quấn (w/m2)

0,6 – chỉ số luỹ thừa kinh nghiệm

Hạ áp:

θ0d2 = k.q20,6 = 0,285.840,60,6 = 14,668 0 C

Cao áp:

θ0d1 = k.q10,6 = 19,48710C

Với q1 = 1

11.Mp

Mkp fCu = = 67,1632

9116,13121

=

• Nhiệt độ chênh trung bình của dây quấn đối với dầu:

- Hạ áp: θ0dtb2 = θ02tb + θ0d2 =15,90C.

- Cao áp: θ0dtb1 = θ01tb + θ0d1 = 20,3370C.

I. Tính toán nhiệt thùng dầu:

1). Chọn loại thùng dầu:

Căn cứ vào dung lượng máy biến áp và bảng 54 ta chọn thùng dầu

ống, làm lạnh bằng dầu (S = 400 KVA)

2). Chọn các kích thớc tối thiểu bên trong của thùng.

Căn cứ vào kích thước đã biết của lõi sắt, dây quấn để chọn các

khoảng cách cách điện tối thiểu từ dây dẫn ra đến các bề mặt của dây quấn

đến vách thùng và các bộ phận nối đất khác của máy biến áp.

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

27

1). Chiều rộng tối thiểu của thùng:

Theo (6-14) ta có

B = D’’1+ S1+ S2+ d1+ S3+ S4+ d2

2). Chiều dài tối thiếu của thùng:

A = 2C + D”1+ 2S5

Trong đó:

S1: Khoảng cách từ dây dẫn ra của dây quấn cao áp đến vách thùng dầu:

S1 = 2,3(cm). Bảng 27

S2: Khoảng cách từ dây dẫn ra của dây quấn cao áp đến các bộ phận nối đất

như xà ép gông S2 = 2,5(cm). Bảng 27

S3: Khoảng cách từ dây quấn hạ áp đến mặt dây quấn cao áp S3 = 2(cm)

S4: Khoảng cách từ dây dẫn ra của dây quấn hạ áp đến vách thùng

S4 = 2(cm)

S5: Khoảng cách giữa dây quấn cao áp và vách thùng

S5 = S3 + d2 + S4

Với d1 = 4,154(cm) ; d2 = 5,2(cm)

⇒ S5 = 8,154(cm)

Vậy:

A = 2.37,8593+36,9593+2.8,154=128,9859(cm)

B = 55,1133(cm)

3).Chiều cao của thùng:

H = H1 + H2

H1: là khoảng cách từ đáy thùng đến hết chiều cao lõi thép

H1 = LT + 2hG + n

n: Chiều dày tấm lót gông dới: n = 5(cm)

H2:Khoảng cách tối thiểu từ gông đến nắp thùng

H2 = 30 (cm) tra bảng 55

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

28

dïng ®Ó x¸c ®Þnh c¸c kÝch th−íc cña thïng

Thực tế thì : H2 = 2.H1 = 2.30 = 60(cm)

Hệ số 1,5 là để đảm bảo bề mặt tản nhiệt của thùng

→ H1= 82,5796(cm).

Vậy: H = 68,0818 + 60 = 128,0818(cm).

Cuối cùng ta thấy:

- Chiều dài tối thiểu: A = 128,9859(cm)

- Chiều rộng tối thiểu: B = 55,113(cm)

- Chiều cao của thùng: H = 142,9859(cm)

3. Tính toán nhiệt thùng dầu Thùng dầu đồng thời là vỏ máy của m.b.a trên đó có đặt các chi tiết máy rất quan trọng như sứ ra của các dây quấn CA và HA, ống phòng nổ,...vì vậy thùng dầu ngoài yêu cầu tản nhiệt tốt còn phải đảm bảo các tính năng về điện

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

29

Dây quấn CA

Dây dẫn ra CA

s2

d1

s1

Dây quấn CA

s4

Dây dẫn ra HAs3 d2

(như đảm bảo khoảng cách cho phép giữa dây quấn với vách thùng), có độ bền cơ học đảm bảo, chế tạo đơn giản và có khả năng rút gọn được kích thước bên ngoài. a, Chọn loại thùng dầu Thùng làm bằng thép. Tùy theo dung lượng của m.b.a mà hình dáng và kết cấu thùng khác nhau. Với công suất m.b.a SP=200KVA, ta chọn thùng có vách dạng cánh sóng, không có bình giãn dầu, thùng hoàn toàn kín.. Cánh sóng được chế tạo từ tôn tấm dày δ=(0,8÷1,0)mm hàn vào thành thùng. Loại thùng này đã được dùng cách đây khá lâu nhưng do nhược điểm là quá nhiều mối hàn so với kiểu ống nên sau đó đã bị loại bỏ. Tuy nhiên, hiện nay công nghệ hàn nhất là hàn tự động phát triển, nên nhược điểm trên đã được khắc phục. Thùng có cấu tạo đơn giản, cánh sóng có thể được uốn tròn hoặc gấp hai mép bằng kỹ thuật hàn tiếp xúc lăn. Có thể dùng bình giãn dầu hoặc không. Khi không có bình giãn dầu thì dầu có thể tự giãn nở tự do trong cánh sóng nhờ độ đàn hồi của cánh, thùng hoàn toàn kín. Để xác định các

khoảng cách giữa m.b.a với thùng.

Ta sử dụng thùng có đáy chữ nhật. - Chiều ngang thùng 143221

''1 dssdssDB ++++++=

trong đó: d1- đường kính dây dẫn ra CA. d2- bề rộng dây dẫn ra HA. d1=2.d’=2.1,645=3,29(mm) d2=2.a’=2.3,30=6,60(mm) tra phụ lục XIV.6-TL1 khoảng cách dây dẫn ra đến vách thùng

⎩⎨⎧

=→<==→>=

cmscmdKVUcmscmdKVU

t

t

0,56,0,452,26,0,5

211

422

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

30

tra phụ lục XIV.7-TL1 khoảng cách dây dẫn ra đến bối dây cơ bản

⎩⎨⎧

=→==→=

cmsKVUcmsKVU

t

t

0,5455,25

11

32

→ B=250,73+(50+50+6,6)+(25+22+3,29)=407,62(mm) Lấy B=41cm. - Chiều dài thùng 5

''1 .2.2 sDCA ++=

s5=s3+d2+s4=2,5+0,66+2,2=5,36(cm) → A=2.270+250,73+2.53,6=897,93(mm) Lấy A=90cm. - Chiều cao thùng Ht=Hr+Hn Hr=2.hG+lT+n=2.134+661+50=979(mm) trong đó n=50mm- chiều dày tấm đệm gông dưới. Với U1=22KV, tra bảng 13.13-TL1 (trang 502) có Hn=300mm. → Ht=979+300=1279(mm) Lấy Ht=128cm. c, Sơ bộ tính diện tích mặt bức xạ và đối lưu của thùng. - Quan hệ kích thước của cánh sóng

5,2=ca

trong đó: a- bề rộng khe không khí. c- bề rộng khe dầu. Chọn c=10mm → a=25mm. Chiều sâu lớn nhất của cánh sóng b=300mm, chọn b=200mm. Chiều cao cánh sóng Hs thấp hơn chiều cao thùng Ht cỡ 0,1m → Hs=Ht-10=128-10=118(cm) - Bề mặt bức xạ của vách cánh sóng Mbx.s=2.[(A+2.b)+(B+2.b)].Hs

=2.[(90+2.20)+(41+2.20)].118.10-4=4,9796(m2)

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

31

- Chiều dài một bước sóng t=(a+c+2.δ).10-3=(25+10+2.0,4).10-3=0,0358(m) trong đó δ=0,4mm- chiều dày tôn làm cánh sóng.

- Chiều dài triển khai một bước sóng

( ) ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+−+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

2.

2.2 cctcbls π

( ) ( )mm508,4312

10.108,352

10200.2 =⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+−+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −= π

- Số lượng cánh sóng

( ) ( ) ( )cánht

BAm 184,7358,3

4190.2.2=

+=

+=

Lấy m=70cánh. - Bề mặt đối lưu của vách thùng cánh sóng Mđl.s=m.ls.ks.Hs=70.(431,508.10-3).0,6632.(118.10-2) Mđl.s=23,638m2 trong đó ks- hệ số tính đến mức độ đối lưu khó khăn của không khí giữa

các cánh sóng.

6632,019081

1901

22

=−=−=α

sk với 825

200===

abα

⇒ - Bề mặt bức xạ toàn phần của thùng cánh sóng Mbx=Mbx.s+Mt+0,5.Mn trong đó: Mt, Mn- bề mặt phần vách trên của thùng không có cánh sóng và

bề mặt nắp thùng. Mt=0,1.t.m=0,1.0,0358.70=0,2506(m2) Mn=[bn.ln]=[55.104].10-4=0,572(m2)

Chiều rộng nắp bn=B+2.bv=41+2.7=55(cm) Chiều bài nắp ln=A+2.bv=90+2.7=104(cm) trong đó bv=7cm- chiều rộng vành nắp thùng.

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

32

→ Mbx=4,9796+0,2506+0,5.0,572=5,5162(m2) - Bề mặt đối lưu toàn phần của thùng cánh sóng Mđl=Mđl.s+Mt+0,5.Mn=23,638+0,2506+0,5.0,572 Mđl=24,1746m2 5. Tính toán cuối cùng độ chênh nhiệt của dây quấn và dầu m.b.a với môi trường a, Độ chênh nhiệt của thùng dầu với không khí

( ) ( ) 8,08,0

0. 1746,24.5,25162,5.8,2

98,3490296,493.1,1.5,2.8,2

.⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡++

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡++

=đlbx

nkt MM

PPkθ

θt.k=25,66°C trong đó k=(1,05÷1,1). Lấy k=1,1. b, Độ chênh nhiệt của dầu với thùng

( )6,0

01.

..165,0.

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡ +=

∑ đl

ntd M

PPkkθ

( ) ( )Cotd 74,3

1746,2498,3490296,493.1,1.165,0.1. =⎥

⎤⎢⎣

⎡ +=θ

trong đó k1=1- làm mát bằng dầu tự nhiên. c, Độ chênh nhiệt của lớp dầu trên cùng so với không khí θd.k=(θd.t+θt.k).σ=(3,74+25,66).1,2=35,28(°C) trong đó σ=1,2- hệ số chỉ sự khác biệt giữa nhiệt độ trung bình và nhiệt

độ lớn nhất của dầu. Ta có θd.k<60°C → Độ chênh nhiệt của dầu thõa mãn. d, Độ chênh nhiệt của dây quấn với không khí θok=θod+θd.k - Dây quấn CA θok1=θodtb1+θd.k=20,33+35,28=55,61 (°C) - Dây quấn HA θok2=θodtb2+θd.k=15,8+35,28= 51,08 (°C) Như vậy θok1, θok2 đều nhỏ hơn độ chênh nhiệt cho phép θokcp=65°C

→ Thùng dầu đã thiết kế thõa mãn yêu cầu.

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

33

II . XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TRỌNG LƯỢNG RUỘT MÁY DẦU VÀ THÙNG DẦU

Việc tính toán chính xác trọng lượng ruột máy dầu và thùng dầu của m.b.a chỉ có thể tiến hành sau khi đã hoàn thiện thiết kế đầy đủ các chi tiết. Tuy nhiên với những tính toán ở trên ta có thể xác định sơ bộ được trọng lượng của máy. 1. Trọng lượng ruột máy

Gr=1,2.(Gdq+GFe), kg Gr=1,2.[(Gdq1+ Gdq2)+GFe] = 637 kg

2. Trọng lượng thùng dầu Pt=Ptp+Pn.đ+Pcs, kg - Trọng lượng thùng phẳng Ptp=[2.A.Ht+2.B.Ht].δ.γFe - Trọng lượng nắp và đáy Pn.đ=bn.ln.δ.γFe+A.B.δ.γFe - Trọng lượng cánh sóng

Pcs=70.[2.(b-2c )+

2. cπ ].δ.γFe

trong đó δ=4mm- bề dày tôn làm thùng và cánh sóng. γFe=0,00785kg/cm3.

Pt={2.A.Ht+2.B.Ht+ bn.ln+A.B+70.[2.(b-2c )+

2. cπ ]}.δ.γFe

={2.90.128+2.41.128+55.104+90.41+70.[2.(20-21 )+

21.π ]}.0,4.0,00785

Pt=14,38kg 3. Trọng lượng dầu a, Thể tích dầu trong thùng Vd=Vt-Vr

trong đó Vt là thể tích bên trong của thùng dầu. Vr là thể tích của ruột, có thể tính. Vt=A.B.Ht=0,9.0,41.1,28=0,4723(m3)

( )3116,05500637 mGV

r

rr ===

γ

Đồ án môn học Thiết kế máy điện

Đại học Bách khoa Hà Nội

34

Với γr là tỷ trọng trung bình của ruột máy, đối với dây quấn bằng đồng γr=(5500÷6000)kg/m3, chọn γr=5500kg/m3.

→ Vd=0,4723-0,116=0,3563(m3) b, Trọng lượng dầu Gd=1,05.[Vd.γd+Gcs] trong đó Gcs- trọng lượng dầu trong cánh sóng. γd- Khối lượng riêng của dầu m.b.a, lấy γd=900kg/m3.

Gcs=70.[(b-2c ).c.Hs+ sHc .

8. 2π ].γd

=70.[(0,2-201,0 ).0,01.1.18+ 18,1.

801,0. 2π ].γd=0,1643. γd

→ Gd=1,05.[0,3563+0,1643].900=491,967(kg).