Chương 4 : tính chọn các thông số của mạch động lực.

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

232
lượt xem 64
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tính chọn van động lực Các van động lực đ-ợc lựa chọn dựa vào các yếu tố cơ bản là: dòng tải Id = 30(A) , sơ đồ chỉnh l-u tia ba pha, điều kiện toả nhiệt, điện áp làm việc Ud = 100(V). Các thông số cơ bản của van động lực đ-ợc tính nh- sau: Điện áp ng-ợc của van đ-ợc tính: Ulv = knv. U2Trong đó: Ud, U2, Ulv - điện áp tải, nguồn xoay chiều, ng-ợc của knv = 2,45: hệ số điện áp ng-ợc. ku = 1,17: hệ số điện áp tải. Để có thể...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 4 : tính chọn các thông số của mạch động lực.

Chương 4 : tÝnh chän c¸c th«ng sè cña m¹ch ®éng lùc. I. TÝnh chän van ®éng lùc C¸c van ®éng lùc ®-îc lùa chän dùa vµo c¸c yÕu tè c¬ b¶n lµ: dßng t¶i Id = 30(A) , s¬ ®å chØnh l-u tia ba pha, ®iÒu kiÖn to¶ nhiÖt, ®iÖn ¸p lµm viÖc Ud = 100(V). C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña van ®éng lùc ®-îc tÝnh nh- sau: §iÖn ¸p ng-îc cña van ®-îc tÝnh: Ulv = knv. U2 víi U2 = Ud/ku Ud 100 U lv  k nv .  6  209, 4(V ). kU 1,17 Trong ®ã: Ud, U2, Ulv - ®iÖn ¸p t¶i, nguån xoay chiÒu, ng-îc cña van; knv = 2,45: hÖ sè ®iÖn ¸p ng-îc. ku = 1,17: hÖ sè ®iÖn ¸p t¶i. §Ó cã thÓ chän van theo ®iÖn ¸p hîp lý, th× ®iÖn ¸p ng-îc cña van cÇn chän ph¶i lín h¬n ®iÖn ¸p lµm viÖc, qua mét hÖ sè dù tr÷ kdtU Unv = kdtU.Ulv. Unv = 1,8.209,4 = 377(V)
kdtU : ®-îc chän b»ng 1,8.  Dßng ®iÖn lµm viÖc cña van ®-îc chän theo dßng ®iÖn hiÖu dông cña s¬ ®å ®· chän (Ilv = Ihd). Dßng ®iÖn hiÖu dông ®-îc tÝnh: Ihd = khd. Id Ihd = 0,577.30 = 17,32(A). Trong ®ã: Ihd , Id - Dßng ®iÖn hiÖu dông cña van vµ dßng ®iÖn t¶i; khd = 0,577- HÖ sè x¸c ®Þnh dßng ®iÖn hiÖu dông. §Ó van b¸n dÉn cã thÓ lµm viÖc an toµn, kh«ng bÞ chäc thñng vÒ nhiÖt chóng ta ph¶i chän vµ thiÕt kÕ hÖ thèng to¶ nhiÖt hîp lý. Theo ®iÒu kiÖn to¶ nhiÖt ®· ®-îc chän tiÕn hµnh tÝnh th«ng sè dßng ®iÖn ®Þnh møc cña van cÇn cã. Do tæn hao trªn van P >20W ®-îc chän dßng ®iÖn lµm viÖc tíi 40% I®mv, khi cã c¸nh to¶ nhiÖt víi ®ñ diÖn tÝch bÒ mÆt cho phÐp van lµm viÖc tíi 40I®mv (I®mv > 2,5.Ilv), I®mv = ki . Ilv = 2,5 . 17,32 = 43,3 A §Ó cã thÓ chän ®-îc van cho lµm viÖc víi c¸c th«ng sè ®Þnh møc c¬ b¶n trªn, chóng ta tra b¶ng th«ng sè c¸c van ( diod, tiristor) chän c¸c van cã th«ng sè ®iÖn ¸p ng-îc (Unv), dßng ®iÖn ®Þnh møc(I®mv) lín h¬n gÇn nhÊt víi th«ng sè ®· tÝnh ®-îc ë trªn. Theo c¸ch ®ã ë ®©y chóng ta cã chän th«ng sè van:
 Tiristor lo¹i S4050J cã c¸c th«ng sè ®Þnh møc: Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña van I®mv=50 A, §iÖn ¸p ng-îc cùc ®¹i cña van Unv = 400 V, §é sôt ¸p trªn van U = 1,8 V, Dßng ®iÖn dß Ir = 1 mA, §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k = 1,5 V, Dßng ®iÒu khiÓn I®k = 40mA. II. chän b¶o vÖ C R 1. b¶o vÖ qu¸ ¸p cho van: §Ó b¶o vÖ xung ®iÖn ¸p trong T qu¸ tr×nh ®ãngc¾t c¸c van cc chóng ta m¾c song song víi van b¸n dÉn mét m¹ch R-C t¹o m¹ch vßng phãng tÝch qu¸ ®é
chän R=10  ;C=2,2 F . 2. B¶o vÖ ng¾n m¹chvµ qu¸ t¶i vÒ dßng ®iÖn: Ta chän cÇu ch× víi Ibv=1,2.Ilv. 3. b¶o vÖ qu¸ nhiÖt 50mm DiÖn tÝch to¶ nhiÖt ®-îc tÝnh: P 32 Sm   4  444cm 2 32mm km . 8.9.10 sm:diÖn tÝch bÒ mÆt to¶ nhiÖt. 7mm 100mm  P:tæn hao c«ng suÊt(w). T: ®é chªnh nhiÖt so víi m«i tr-êng. 100mm ` I. C¸nh to¶ nhiÖt cña Tristor Víi c¸nh to¶ nhiÖt ta ®· chän cã th«ng sè trªn diÖn tÝch to¶ nhiÖt thùc lµ: Sthùc  6.2.100.32  6.2.25.32  48000(mm 2 )  480cm 2 vËy c¸nh to¶ nhiÖt tho¶ m·n ®iÒu kiÖn to¶ nhiÖt.
III. TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p 1.C¸c ®¹i l-îng ban ®Çu: §iÖn ¸p chØnh l-u kh«ng t¶i Udo = Ud + U v +  Uba + Udn Trong ®ã: Ud - ®iÖn ¸p chØnh l-u; Uv- sôt ¸p trªn c¸c van ; Uba = U r + Ul - sôt ¸p bªn trong biÕn ¸p khi cã t¶i; Udn - sôt ¸p trªn d©y nèi = 0; Udo = Ud + U v +  Uba + Udn Udo = 100 + 1,55 +10 = 111,55. X¸c ®Þnh c«ng suÊt tèi ®a cña t¶i vÝ dô víi t¶i chØnh l-u x¸c ®Þnh Pdmax = Udo . Id = 111,55.30 = 3346 (W) C«ng suÊt biÕn ¸p nguån cÊp ®-îc tÝnh Sba = ks . Pdmax =1,345.3346 = 4501 (W) Trong ®ã : Sba - c«ng suÊt biÓu kiÕn cña biÕn ¸p [W]; ks =1,345 - hÖ sè c«ng suÊt theo s¬ ®å m¹ch ®éng lùc Pdmax - c«ng suÊt cùc ®¹i cña t¶i [W].
2.TÝnh to¸n s¬ bé m¹ch tõ TiÕt diÖn trô QFe cña lâi thÐp biÕn ¸p ®-îc tÝnh tõ c«ng suÊt: S ba 4500 QFe    38,73(cm 2 ) m 3 Trong ®ã : Sba - c«ng suÊt biÕn ¸p tÝnh b»ng [W]; kQ - hÖ sè phô thuéc ph-¬ng thøc lµm m¸t; kQ = 6 nÕu lµ biÕn ¸p kh«; m - sè trô cña m¸y biÕn ¸p( cã m=3) f - tÇn sè nguån ®iÖn xoay chiÒu f=50 Hz. 2-1.TÝnh to¸n c¸c th«ng sè ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn cña c¸c cuén d©y.  §iÖn ¸p cña c¸c cuén d©y. §iÖn ¸p cuén d©y thø cÊp ®-îc tÝnh: U d 0 111,55 U2    95,34(V ) kU 1,17 Trong ®ã: Ud0 - tÝnh tõ trªn. kU - tra tõ hÖ sè ®iÖn ¸p chØnh l-u b¶ng1= 1,17.
§iÖn ¸p cuén d©y s¬ cÊp U1 b»ng ®iÖn ¸p nguån cÊp = 220 (V).  Dßng ®iÖn cña c¸c cuén d©y cã thÓ ®-îc tÝnh b»ng. . Gi¸ trÞ hiÖu dông dßng ®iÖn ch¹y trong mçi pha thø cÊp MBA k s 2 .Pdm 1,48.3346,5 I2    17,32( A) U2 95,34.3 Gi¸ trÞ hiÖu dông dßng ®iÖn ch¹y trong mçi pha s¬ cÊp MBA S1ba 1,209.3346,5 I1    6,13( A) m.U 1 3.220 Sau khi ®· cã c«ng suÊt cña t¶i vµ c¸c th«ng sè ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn, theo sù hiÓu biÕt cña ng-êi thiÕt kÕ, tiÕp theo tiÕn hµnh tÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cßn l¹i cña biÕn ¸p ®éng lùc.  Sè vßng d©y cña cuén s¬ cÊp ®-îc tÝnh U .10 4 220.10 4 W1    256 (vßng) 4,44 . f . QFe . B 4,44.50.38,734.1 Trong ®ã: W1 - sè vßng d©y cña cuén d©y s¬ cÊp cÇn tÝnh U - ®iÖn ¸p cña cuén d©y cÇn tÝnh [V]; B - tõ c¶m (chän =1 T). QFe - tiÕt diÖn lâi thÐp [cm2].  Sè vßng d©y cña cuén thø cÊp ®-îc tÝnh
U .10 4 111.5.10 4 W2    111 (vßng) 4,44 . f . QFe . B 4,44.50.38,734.1 2-2.TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn: I S Cu  (mm2) J Trong ®ã : I - dßng ®iÖn ch¹y qua cuén d©y [A]; J - mËt ®é dßng ®iÖn trong MBA chän 2,0 [A/mm2]  TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cuén s¬ cÊp: I 1 17,32 S Cu1    6,9(mm 2 ) J 2,5 Theo b¶ng sè liÖu ta chän d©y dÉn h×nh ch÷ nhËt cã chiÒu dÇy: a = 1,35(mm); chiÒu réng: b = 5,1(mm).  TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cuén thø cÊp: I2 6,13 S Cu 2    2,45(mm 2 ) J 2,5 Theo b¶ng sè liÖu ta chän d©y dÉn h×nh ch÷ nhËt cã chiÒu dÇy: a = 1,08(mm); cã chiÒu réng: b =2,44(mm)
2-3.TÝnh kÝch th-íc m¹ch tõ Chän s¬ bé c¸c kÝch th-íc c¬ b¶n cña m¹ch tõ Chän h×nh d¸ng cña trô Chän l¸ thÐp: th-êng l¸ thÐp cã c¸c ®é dµy 0,35 mm vµ 0,5 mm DiÖn tÝch cöa sæ cÇn cã: Qcs = Qcs1 + Qcs2 Qcs1 =kl®.W1.SCu1 = 3.256.2,43 =1866 (mm2). Qcs2 =kl®.W2.SCu2 = 3.111.6,8 = 2264 (mm2) Trong ®ã: Qcs,- diÖn tÝch cöa sæ [mm2]; Qcs1,Qcs2 - cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp chiÕm chç [mm2]; W1, W2 - sè vßng d©y s¬, thø cÊp; SCu1, SCu2 - tiÕt diÖn d©y quÊn s¬, thø cÊp[mm2]; kl® - hÖ sè lÊp ®Çy chän = 3,0 Chän kÝch th-íc cöa sæ: Khi ®· cã diÖn tÝch cöa sæ Qcs, cÇn chän c¸c kÝch th-íc c¬ b¶n (chiÒu cao h vµ chiÒu réng c víi Qcs = c.h) cña cöa sæ m¹ch tõ. C¸c kÝch th-íc c¬ b¶n nµy do ng-êi thiÕt kÕ tù chän dùa vµo c¸c hÖ sè phô m=h/a; n = c/a; l = b/a. Kinh nghiÖm cho thÊy ®èi víi lâi thÐp h×nh III th× m = 2,5; n = 0,5; l = 1; lµ tèi -u h¬n c¶.
ChiÒu réng toµn bé m¹ch tõ C = 2c + x.a =2c +3a (x = 3 lµ biÕn ¸p ba pha), chiÒu cao m¹ch tõ H = h + z.a = h +2a (z = 2 nÕu lµ biÕn ¸p ba pha) Ta cã: QFe = a.b = 38,73 ( cm2) =a2. a  38,73  6,2(cm) ; h =2,5.a chän: a=60(mm) h=120(mm) H×nh d¸ng kÕt cÊu m¹ch tõ : b H h c a c C 2-4. KÕt cÊu d©y quÊn: D©y quÊn ®-îc bè trÝ theo chiÒu däc trô víi mçi cuén d©y ®-îc cuèn thµnh nhiÒu líp d©y, mçi líp d©y ®-îc quÊn liªn tôc c¸c vßng d©y s¸t nhau. C¸c líp d©y c¸ch ®iÖn víi nhau b»ng c¸c b×a c¸ch ®iÖn. C¸ch tÝnh c¸c th«ng sè nµy nh- sau: Khi d©y quÊn ch÷ nhËt ®-îc tÝnh: h  hg W1l  Wil:Sè vßng d©y trªn mçi líp bn Trong ®ã: bn - chÒu réng cña d©y quÊn ch÷ nhËt kÓ c¶ c¸ch ®iÖn.
hg- kho¶ng c¸ch c¸ch ®iÖn, chän trong kho¶ng 6mm. h  hg 120  6 D©y quÊn s¬ cÊp: Wl1    53,6 (vßng) bn 2, 44.1,1 h  hg 120  6 D©y quÊn thø cÊp: Wl 2    43 (vßng) bn 3.05.1,1 Sè líp d©y trong cöa sæ ®-îc tÝnh b»ng tû sè W - Sè vßng d©y cña cuén d©y W1 hoÆc W2 cÇn tÝnh trªn sè vßng d©y trªn mét lípW1l W1 256 D©y quÊn s¬ cÊp: S ld 1    4 .7  5 (líp) Wl1 53 W2 111 D©y quÊn thø cÊp: S ld 2    2,6  3 (líp) Wl 2 43 BÒ dµy cña mçi cuén d©y b»ng tæng bÒ dµy cña c¸c líp d©y a. sld céng c¸ch ®iÖn c¸c líp d©y trong cuén d©y cÇn tÝnh líp cd.sld. Bdct = a. sld + cd.sld Trong ®ã: Bdct - bÒ dÇy cña cuén d©y cÇn tÝnh, cd - bÒ dµy cña b×a c¸ch ®iÖn. B×a c¸ch ®iÖn cã c¸c ®é dµy: 0,3 mm. Cuén d©y s¬ cÊp réng Bd1 = 5.1,08+5.0,5 = 7,9( mm). Cuén d©y thø cÊp réng Bd2 = 3.1,35+3.0,5 =5,55( mm). Tæng bÒ dµy c¸c cuén d©y Bd Bd = Bd1 + Bd2 + cd1 + cd2 = 7,9+5,55+6+6=26(mm) Trong ®ã: Bd1, Bd2 - bÒ dÇy cuén d©y s¬ vµ thø cÊp;
cd1, cd2 - bÒ dµy c¸ch ®iÖn trong cïng vµ ngoµi cïng. KÝch th-íc hîp lý gi÷a cuén d©y vµ trô c = c - 2.Bd víi biÕn ¸p ba pha trong kho¶ng (0,5 - 2)cm. c = c - 2.Bd = 0,52(cm). Do ®ã ta chän c = 70(mm). Suy ra c =1,8(cm) 2.5 Khèi l-îng s¾t vµ ®ång sö dông: Khèi l-îng s¾t b»ng tÝch cña thÓ tÝch trô vµ g«ng VFe nh©n víi träng l-îng riªng cña s¾t mFe: MFe = VFe.mFe (kg) Trong ®ã: VFe - thÓ tÝch khèi s¾t [dm3]; VFe = 3a.b.h + 2C.a.b = QFe.(3h + 2C)- nÕu lµ biÕn ¸p ba pha; VFe = QFe.(3h + 2C) = 602.(3.120 +2(3.60+2.270) =…=3.6(dm3) MFe = VFe.mFe = 3,6.7,85 =28,26 (kg). Khèi l-îng ®ång b»ng tÝch cña thÓ tÝch cuén d©y ®ång VCu cÇn tÝnh víi träng l-îng riªng cña ®ång mCu: MCu = VCu.mCu (kg) Trong ®ã: VCu - thÓ tÝch khèi ®ång cña c¸c cuén d©y vµ ®-îc tÝnh [dm3];
VCu = SCu.l Trong ®ã: SCu - tiÕt diÖn d©y dÉn [dm2]; l - chiÒu dµi cña c¸c vßng d©y [dm]; mCu = 8,9kg/dm3 C¸c vßng trong cuén d©y cã chu vi kh¸c nhau cho nªn chóng ta hay lÊy chu vi trung b×nh ®Ó tÝnh.: a L = W.4. Dtb Dtb - ®-êng kÝnh trung b×nh cña cuén d©y §-êng kÝnh trung b×nh cña cuén d©y trong cïng Dtb thø cÊp ®-îc tÝnh: 1 Dtb 2  a  .(2.cd1  2.Bd 2 ) 2 cdt - c¸ch ®iÖn trong cïng víi lâi. Bd2-bÒ réng cuén d©y thø cÊp. 1 Dtb 2  60  .(2.6  2.5,55)  71,55 2 VCu2 = W2.4.Dtb2.Sdq2 =111.4.71,55.6,8 =…= 0,216(dm3) §-êng kÝnh trung b×nh cña cuén d©y trong cïng s¬ cÊp ®-îc tÝnh: 1 Dtb1  a  (2.cd1  2.Bd 1 )  .(2.cd 2  2.Bd 2 ) 2 cd2 - c¸ch ®iÖn ngoµi cïng víi lâi. Bd2-bÒ réng cuén d©y s¬ cÊp.
1 Dtb1  60  (2.6  2.5,55)  (2.6  2.7,9)  96,9 2 VCu1 = W1.4.Dtb1.Sdq1 =256.4.96,9.2,43 =…= 0,241(dm3) ThÓ tÝch ®ång cña MBA lµ: Vcu=3.(Vcu1+ Vcu2)=3.(0,241+0,216)=1,37(dm3) Khèi l-îng ®ång cña MBA lµ: MCu = VCu .mCu = 1,37.8,9=12,2(kg). Khèi l-îng cña MBA lµ: MMBA= MCu+ MFe=12,2 + 28,26  41(kg). 3.TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm 3-1.TÝnh tæng sôt ¸p bªn trong biÕn ¸p.  §iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn trë: Trong ®ã: R1, R2 - ®iÖn trë thuÇn cña c¸c cuén d©y s¬ vµ thø cÊp : R = .l/S Víi:  = 0.0000172  mm - ®iÖn trë suÊt cña ®ång; l, S - chiÒu dµi vµ tiÕt diÖn cña d©y dÉn [mm]; Id - dßng ®iÖn t¶i mét chiÒu [A]. 1 R= . l S  . .Dtb .W . (). S
R2=  . l 2  0,172.10  4 3,14.71,55.111  0,06 (). S2 6,8 R1= . l1  0,172.10  4 3,14.97.256  0,55 (). S1 2,43   W2  2    111   2 U r   R2  R1  W    I d  0.06  0,55  .30  4,6(V )    1      256    §iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn kh¸ng Ux = mf. X.Id/ Ux = 3. 0,072.30/3,14=2,06(v) Trong ®ã: mf - sè pha biÕn ¸p R  Bd1  Bd 2  X n  8 2 W22  bk  cd    10 7  h  3   0.06   5,55  7,9 3  X n  8 2 1112   0,25.103  .10  314.107  0,072 ) ..(  0,12   3  Trong ®ã: W2 - Sè vßng d©y thø cÊp biÕn ¸p. Rbk - B¸n kÝnh trong cuén d©y thø cÊp. h - ChiÒu cao cöa sæ lâi thÐp [m]. cd - BÒ dÇy c¸c c¸ch ®iÖn c¸c cuén d©y víi nhau Bd1, Bd2 - BÒ dÇy cuén d©y s¬ vµ thø cÊp [m].  = 314 rad.  §iÖn trë ng¾n m¹ch m¸y biÕn ¸p
2 2 w   111 rnm  r2   2  * r1  0,06   0,55 0.16 () w   1  256 Tæng trë ng¾n m¹ch m¸y biÕn ¸p: 2 2 znm  rnm  xnm  0,162  0,0722  0,175 () §iÖn ¸p ;dßng ®iÖnng¾n m¹ch phÇn tr¨m cña m¸y biÕn ¸p: 30 0,175 . U2dm 1115 , Unm 00  .100 4,7% Inm    638A) ( 111,55 Znm 0,175