Bài giảng Thiết kế máy điện - TS. Nguyễn Quang Nam

Bài giảng Thiết kế máy điện gồm 3 chương. Chương 1 trình bày các vấn đề chung trong thiết kế máy điện như phương trình điện áp cơ bản, công suất của máy điện, hiện tượng từ trễ. Phần 2 trình bày nội dung về dây quấn máy điện xoay chiều. Phần 3 trình bày về dây quấn máy điện xoay chiều, giới thiệu về sai phân hữu hạn và phần tử hữu hạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thiết kế máy điện - TS. Nguyễn Quang Nam Bài giảng Các vấn đề chung trong thiết kế máy điện TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK 2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 1 1Phương trình điện áp cơ bản Các máy điện hoạt động trên nguyên tắc cảm ứng điện từ,trong đó điện áp cảm ứng cho bởi dλ e= dt Với máy điện có từ thông cực đại dưới một cực từ là Φ,điện áp cảm ứng hiệu dụng trong N vòng dây quấn là E = 4k s fk w NΦtrong đó ks và kw là hệ số dạng sóng và hệ số dây quấn Bài giảng 1 2Công suất của máy điện Công suất điện từ của máy điện m pha cho bởi P = mEIvới I là dòng điện pha của phần ứng. Để tính được sức điện động như trong slide 2, cần biết từthông cực đại dưới một cực từ Φ = α δ τBδ lδvới αδ là hệ số cung cực từ, τ là bước cực, lδ là chiều dàitính toán của phần ứng, và Bδ là mật độ từ thông tại khe hởkhông khí. Bài giảng 1 3Công suất của máy điện (tt) Đặt tải đường A là tổng sức từ động trên một đơn vịchiều dài chu vi khe hở không khí I td Z 2mNI A= = πD πDvới Itd là dòng điện trong thanh dẫn, Z là tổng số thanh dẫntác dụng của phần ứng, D là đường kính rôto. Như vậy có thể thấy công suất điện từ của máy điện phụthuộc vào các đại lượng sau P ∝ α δ k s k w nBδ AD 2lδ Bài giảng 1 4Ôn tập về mạch từ Sự tương đồng giữa mạch điện và mạch từ Sức từ động ⇔ Điện áp Từ thông ⇔ Dòng điện Từ trở ⇔ Điện trở Từ dẫn ⇔ Điện dẫn Với bài toán thiết kế, cần chú ý thêm những yếu tố như:sự bão hòa của vật liệu từ, hiện tượng từ trễ và hiện tượngdòng xoáy (gây ra tổn hao công suất trên mạch từ), hiệntượng rò tản từ thông, ... Bài giảng 1 5Hiện tượng từ trễ Hiện tượng từ trễ gây ra tổn thất công suất trong vật liệutừ, tỷ lệ thuận với tần số kích thích và với mật độ từ thônglàm việc. Bài giảng 1 6Hiện tượng dòng điện xoáy Hiện tượng dòng xoáy gây ra tổn thất công suất trong vậtdẫn điện, phụ thuộc vào tần số kích thích, và chất liệu củavật dẫn. Bài giảng 1 7Hiện tượng rò tản từ thông Hiện tượng rò tản từ thông ảnh hưởng đến việc tính toánmạch từ. Bài giảng 1 8Giới thiệu về mạch nhiệt Những tổn thất công suất trên dây quấn, trên mạch từ, và trên những phần khác của máy, đều bị chuyển thành nhiệt. Sự tương đồng giữa mạch điện và mạch nhiệt Độ chênh nhiệt ⇔ Điện ápNhiệt thông (Công suất nhiệt) ⇔ Dòng điện Nhiệt trở ⇔ Điện trở Nhiệt dẫn ⇔ Điện dẫn Đơn vị của nhiệt thông là W, đơn vị của nhiệt trở là °C/W, hoặc °K/W. Bài giảng 1 9 Bài giảng Dây quấn máy điện xoay chiều TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK 2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 2 1Lõi thép máy điện AC Bài giảng 2 2Lõi thép máy điện AC Bài giảng 2 3Dây quấn 3 pha 1 lớp Hình bên thể hiện dây quấn 3 pha 1 lớp, kiểu đồng khuôn (nghĩa là các cuộn dây có cùng hình dạng và kích thước. Một loại dây quấn khác có thể tạo phân bố sức từ động hình sin trong không gian là dây quấn đồng tâm, với số vòng dây của các cuộn không đều nhau. Bài giảng 2 4Xử lý dây quấn đầu cuối Nửa trên là dây quấn 1 lớp đồng tâm, nửa dưới là dâyquấn 1 lớp đồng khuôn. Bài giảng 2 5Phân bố không gian máy 3 pha 4 cực Bài giảng 2 6Phân bố dây quấn máy m pha, 2p cực Bước cực πD τp = 2p Bước pha dưới 1 cực τp τv = m Số rãnh của 1 pha dưới 1 cực ...