Giáo trình Khí cụ điện - Phạm Văn Chới

ít bị oxi hóa ,kém chịu hồ quang® tiếp điểm làm việc với Iđm
-Nhôm : oxit bền vững ® không làm tiếp điểm
-Vônfram: nhiệt độ nóng chảy cao ®dùng cho tiếp điểm hồ quang 
-Kim loại gồm : hỗn hợp bột kim loại ,ép áp suất cao tạo các tính chất vật lý thích hợp
 §5.5 Kết cấu tiếp điểm 
Thanh dẫn động 
Tiếp điểm
Thanh dẫn tĩnh
 + Kiểu công sơn :
dùng cho 
1 pha có 1 chỗ cắt 
Không có buồng dập hồ quang 
Nam châm điện hút chập® lực điện từ lớn 
Lực tác dụng lên tiếp điểm là lưc đàn hồi thanh dẫn
Dùng cho rơle,Utiếp điểm max = 250 V
+ Kiểu cầu 
Lò xo tiếp điểm
lún
 Trạng thái đóng 
1 pha 2 chỗ cắt ® dễ cắt hồ quang 
Truyền dòng tịnh tiến
Không có dây dẫn mêm
Chỗ tiếp xúc đầu , tiếp xúc cuối là như nhau ® bề mặt dễ bị rỗ do hồ quang 
1 pha có 2 chỗ tiếp xúc ® Ftx lớn ®cơ cấu truyền động phải khỏe
 ® Công tắc tơ đến 1000 V
+ Kiểu ngón
Lò xo tiếp điểm
- Tiếp xúc các đường 
1 pha có 1 chỗ cắt và tiếp xúc cuối khác đóng ® đầu tiếp xúc trươc làm việc , tiếp xúc sau® hồ quang phát sinh ở vùng làm việc ® làm sạch tiếp điểm
i lớn hàng trăm ,ngàn ampe® máy cắt hạ áp
+ Kiểu dao
cầu dao,dao cách li liên kết ngàm ,tiếp xúc mặt ® làm sạch phần làm việc vì nó ít bị hồ quang 
đóng cắt không tải (đường bé)®Ilv lớn ®hạ áp®cao áp 
+ Kiểu đối 
 Động 
 Nếu : + rỗng ® mặt cắt không khí nén 
 + đặc ® mặt cắt chân không
 ® Xử lý hồ quang quay® giảm các điểm nóng cục bộ 
 Tĩnh
 + Kiểu hoa huệ 
 Trụ đặc
 i Tiếp điểm động
Giá đỡ lò xo
 Lò xo tiếp điểm
 Tiếp điểm tĩnh
Dây dẫn
 mềm i
Tiếp xúc đường 
Phần tiếp xúc ban đầu và tiếp xúc làm việc khác nhau 
Khi bị ngắn mạch ® lực điện động không chống lại lực lò xo
Dùng trong máy cắt cao áp dòng điện lớn 
Dùng cho các dạng tiếp xúc ngắn cho thiết bị hợp bộ 
 Chương 6 : Cách điện trong khí cụ điện 
 §6.1 Khái niệm chung 
 Giá trị R giữa các vật có U khác nhau 
 R – vật liệu cách điện tạo nên 
 + Cấp cách điện (mức độ chịu nhiệt )
 + Khả năng chịu U , tg d với tgd là góc tổn hao điện môi và U là điện áp chọc thủng
cách điện quan trọng : thể hiện độ tin cậy khi làm việc ,giá thành 
 §6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cách điện 
Điện trường (1)
Nhiệt độ (2)
Lực cơ học (3)
Môi trường (4)
phóng điện cục bộ do vật liệu không đồng nhất tác i2 ® khi i xác định ® tgd
 tgd
	 U
 Cách điện rắn : hỗn hợp 
+ Quá điện áp : U > U đm 
 Nguyên nhân : - Do sét (quá điện áp khí quyển) 
 -Thời gian rất bé ® xung rất lớn ® không dao động , tắt nhanh theo khoảng cách ® U = (chục trăm) Uđm ,phóng điện bề mặt
 Thiết bị chống sét : sừng , van có khe hở hay van không có khe hở ® ở trước máy biến áp gần thiết bị
- Do thao tác ® đóng cắt tải lớn cộng hưởng vài lần Uđm vơi 
dùng các sơ đồ giảm Du do các thao tác 
tăng dự trữ cách điện 
- Nhiệt độ cao ® cách điện giảm ® hỏng
Nhiệt độ cừa phải ® cách điện tăng 
– Va đập lớn ® nứt ,rạn cách điện rắn 
– Bụi bẩn ® chống bụi bẩn ® bề mặt làm gờ , rãnh , mái tăng khoảng cách phóng điện bề mặt 
 §6.3 Điện áp thử nghiệm 
Đặt vào phần cách điện để kiểm tra cách điện hỏng hay không 
Điện áp tần số công nghiếp 
 k>1 – cách điện mới nếu Uđm thấp ® k lớn và Uđm cao ® k bé 
- Uthấp ,dự trữ lớn ® phụ thuộc vào độ bền cơ và điện 
 ¾Điện áp xung -> xung chuẩn du/dt -> thời gian xung ( 40 ms)
	1/2 chu kỳ 50 Hz = 1.10-2 s Umaz xung > Umax 50 Hz 
¾Thử nghiệm TBD
	 § 6.4 Kiểm tra cách điện 
Ufong => với các dạng điện cực khác
¾Điện trường đều -> E lớn 
¾Điện trường không đều -> E giảm 
¾Nối tiếp các cách điện bằng vật liệu khác , lưu ý e - hằng số điện môi của vật liệu 
	 Ôn tập
¾Bài tập : chương 1 ( NCD) 
	Nam châm xoay chiều có vòng ngán mạch 
	Sức từ động Imax
	Ihdung
¾Lý thuyết : chương 2,3,4,5
	Xoay chiều (y,F,B) giá trị max ( biên độ )
¾Số liệu thiết kế 
P = 55kW	cosj = 0,97	1,8
2p = 4 	h% = 90	
U = 220/380 V	 
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 
1. 	P= 55 kw
	n = 0,9
	cosj = 0,91 
 Theo cấp công suất và cosj dãy 3x chọn n= 1500 vong/phut ( 228 )
2. 	xác định chiều cao tâm trục 2p = 4 ( 230 )
	h = 220 ( mm) , Dn = 39,2 cm
	kđ = 0,64 - 0,68, chọn kđ = 0, 68
3.	Xác định D
	KD =D/Dn => D= 0,68.33 : 2 = 26,65 ( cm )
4. 	Công suất tính toán 
	Chọn 	kf = 0,97( 231 )
 (kw )
5.	chiều dài tính toán lõi sắt Stato
	ls = 	
	ad = 0,64
	lcs = 1,11
	chọn hd = ( 0,91 ÷ 0,92) = 0,91
	Từ Dn = 39,2 , 2p = 4 => chọn A = 3408 ( A/ cm )
	 B = 0,77 ( T )
=> ls = 
	= 9 cm
	Chọn ls = 18
b, Bước cực
	τ = 
7. Hệ số kinh tế 
	α = => thoả mãn
8.Dòng điện pha định mức 
	I = ( A )
THIẾT KẾ STATO
9.Số rãnh Stato 
Chọn q = 4
	z1 = 3.2p.q1 = 6.2.4 = 48 rãnh
10.Bước rãnh Stato
	t1 = 
	 = 1,7 ( cm )
11. Số thanh dẫn tác dụng của 1 rãnh 
	— chọn số mạch nhánh a1 = 42
	Ur1 =	 = 13,99
	Chọn Ur1 = 124 ( V )
12. Số vòng dây nối tiếp 1 pha
	W1 = p.q. = 2.4 .124 : 2 = 5648 ( vòng )
13.Tiết diện và đường kính dây dẫn
	Chọn AJ = 3100 ( A2/ cm. mm2 )
	=> J = = 5 ( A / mm2 )
	=> tiết diện sơ bộ dây dẫn
	sdd = = 2,54 ( mm2 )
	số sợi chập n1 = 4
	chọn loại dây dẫn đòng tròn PEN có 
	dcd = 1,975 ( mm2 )
	d = 1,88 ( mm )
14.Kiểu dây quấn
	Chọn dây quấn bước ngắn
	τ 12 rãnh
	chọn y= 10
	=> β = 
15.Hệ số dây quấn
	ky = sinφ.л/2 =sin(0,9659
	kr = 0,9576
	α = = 15
	=> kdq = kng.kr = 0,9659 . 0,9576 = 0,925
16.Từ thông khe hở không khí
	Φ = 0,0187 ( Wb )
17.Mật độ từ thông khe hở không khí 
	Bδ = 0,77 ( T )
18.Sơ bộ xác định chiều rộng răng 
	BZ0,8 cm
	Chọn kc = 0,95
	 BZ = (1,7 ÷ 1,85 ) = 1,7
19. Sơ bộ xác định chiều cao gông Stato
	h'g1= 0,8 ( cm )
	chọn B= (1,45 ÷ 1,6 ) = 1,5 
20.Chọn rãnh hình quả lê 
	Có
	h12 = 1781,78 mm	d1 = 10 mm
	h41 = 0,5 mm	d2 = 17 mm
	b41 = dcd + 1,5	 hr1 = = 2,6135 cm = 26,14 mm
	 = 3,4 mm
HINH VE 
	Chọn cách điện rãnh có chiều dày 0,4 mm
	Chon cách điện nêm có chiều dầy 0,5 mm
	— Diện tích rãnh trừ nêm
	—Chiều rộng miếng cac – tong nêm la 
	Của tấm cách điện giũa 2 lớp ( d1 + d2 ) 
—Diện tích rãnh trừ nêm
	= 46,68 mm2
—Hệ số lấp đày rãnh 
21.Bề rộng răng Stato
 =>	
22. Chiều cao gông Stato
23.khe hở không khí 
	Chọn δ = 0,9 ( mm )
DÂY QUẤN RÃNH GÔNG STATO
24.Số rãnh Rôt ( 246 )
	Chọn Z2 = 38
25.Đường kính ngoài R 
	t2 = D'2 = D - 2δ = 26,65 -2 . 0,07 = 26,51 ( cm )
26. B­íc r¨ng R
27.Sơ bộ chiều rộng răng R
Lấy BZ2 = 1,75
28.Dường kình trục R
	Dt = 0,3.D = 0,3.26,65 = 8 ( cm )
29.Dßng trong thanh dÉn R
	Itđ = I2 = kI.I1 . 790,6 ( A )
	Với = 0,95 ( A )
30.Dòng điện trong vành nm
31.Tiết diện thanh dẫn bằng nhôm 
	 mm2
	Chọn J2 = 3
D
Dm
hr2
d1
d2
d41
h42
Dm
32. Chọn Jv = 2,5 ( A / mm2 )
	Sv = 960,64 ( mm2 )
33. Chọn kích thước sơ bộ Roto
	—chọn dạnh rãnh
HINH VE
b
b12
h42
hr2
h12
	 ( m )
	Chọn hr = (25 ÷ 45 ) mm
	Chọn hr = 35 mm
	b42 = 1,5 mm
	h42 = 0,5 m
	d = 7 mm
	a x b = 25 . 38,4 mm
	h12 = hr - h42 - d = 27,5 ( mm )
34. Diện tích rãnh R
	 ( mm2 )
35.Diện tích vành nm
	a x b = 25.38,4 = 960 ( mm2 )
36.Bề rộng răng ở 1/3 chiều cao răng
37.chiều cao gông R
38 Làm nghiêng rãnh ở R
	bn = t1 = 1,7 cm
TÍNH TOÁN MẠCH TỪ
39.Hệ số khe hở không khí 
=> kδ = 1,109 . 1,02 = 1,131
40.Chọn thép 2212
41.Sưc từ động khe hở không khí 
 Fδ = 1,6.Bδ . kδ.δ.104
 = 1,6 .0,76.1,131.0,07.104	
 = 962,7
42.Mật độ từ thông ở răng Stato 
43. Cường độ tư thông ở răng Stato
	HZ = 19 ( A / cm )
44. STĐ trên răng Stato
	Fz = 2h'Z.HZ = 2 . 2,18.19 = 82,84 ( A ) 
	 2h'Z = hZ - 21,8 ( mm )
45.Mật độ từ thông ở răng R
	Bz = 
46.Cường độ từ trường trên rằng R
	HZ = 22,2 ( A/ cm )
47.STĐ trên răng R
	FZ = 2.3,26 .22,2 = 144,7 ( A )
48.Hệ số bão hòa răng 
49.Mật độ từ thông trên gông Stato 
50. Cường độ tư trường trên gông S
	= 10,6
51.chiều dài mạch từ ở gông Stato
52.STĐ ở gông R
	 28.10,6 = 296,8 ( A )
53.Mật độ từ thông trên gông R
54.Cường độ từ trường gông R
	2,35 ( A/ cm )
55.Chiều dài mạch từ gông R
56.STĐ trên gông R
	2,35 .10,9 = 25,615 ( A ) 
57. STĐ tổng
	 = 962,7 + 82,84 + 144,7 + 296,8 + 25,615
	 = 152,66 ( A )
58.Hệ số bão hòa toàn mạch
59.Dòng điện từ hóa 
	Dòng từ hóa %
THAM SỐ Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC
60.Chiều dài phần dầu nối S
	1,3.19,19+ 2 = 27 cm 
	 1,3 (1,55 )
61.Chiều dài trung bình ½ vòng dây của dây quấn S
	ltb = l1 + ld1 = 18 + 27 = 45 ( cm )
62.Chiều dài dây quấn 1 pha Stato
	L1 = 2. ltb.W1 .10-2 = 2.45.56.10-2 = 50,4 ( m ) 
63.Điện trở tác dụng của dây quấn S
	 ( Ω )
	r*1 = r1 . ( Ω )
64.Điện trở tác dụng dây quấn R
	 ( Ω )
65.Điện trở vành nm
	 ( Ω )
	Dv = D -( a + 1 ) = 266,5 - ( 38,4 + 1 )
	 = 227,1 ( mm )
66.Điện trở R
	 ( Ω ) 
	Với 
67.Hệ số qui đổi 
68 .Điện trở R đã qui đổi 
	r'2 = γ.r2 = 838,2.4,97.10-5 = 0,042 ( Ω )
	r*2 = 0,042.101,75/ 220 = 0,0194 ( W )
69. Hệ số từ dẫn tản Stato 
	Với 
	k'β = 0,875
	kβ = 0,906
	h1 = hr1 - 0,1d2 - 2.c -c' = 2,68 - 0,1.1,5 - 2.0,04 - 0,05 
	= 2,4 ( cm ) = 24 ( mm )
	h2 =-(d1 / 2 - 2 . c - c' ) = -(5 - 2.0,4 - 0,5 ) = -3,7 
70.Hệ số từ dẫn tản tạp S
	tra σ = 0,0062
71.Hệ số từ tản phần dầu nối 
72. Hệ số từ dẫn tản 
	 1,12 + 1,13 + 1,197 = 3,442
73.Điện kháng dây quấn S
	 ( Ω )
74.Hệ số từ dẫn tản rãnh R
	h1 = 35mm	h42 = c' - d2 
	 b = 75 - ( 0,1 +1 ) .7 - 0,5 = 26,8 ( mm )
	 Sc = 263,5
	 k =1
	 b42 = 1,5
75.Hệ số từ dẫn tản táp R
76.Hệ số từ dẫn tản phần dầu nối 
	Víi Δ= 0,329
77.Hệ số từ dẫn tản do rãnh nghiêng
78.Hệ số từ tản Roto
	 2,32 + 2,30 + 0,76 + 0,693 = 5,2528
79. Điện kháng tản dây quấn Roto
	x2 = 7,9.f1 . l2 .∑α2.10-8 = 7,9.50 .18 . 6,073 . 10-8 = 0,0003734 ( Ω )
80.Điện kháng R đã qui đổi 
	x'2 = γ . x2 = 838,2 . 4,317 . 10-4 = 0,31648
	 ( Ω )
81.Điện kháng hỗ cảm 
	( Ω )
 	Tính theo đơn vị tương đối 
	( Ω )
82.Tính lại kE
TÍNH TỔN HAO 
82.Trọng lượng răng Stato
	Gz1 = γFe . Z1.bZ1.kZ1.l1.kg.10-3 = 5,51 ( kg )
83.Trọng lượng gông Stato
	 ( kg )
84.Tổn hao trong lõi sắt 
85.Tổn hao bề mặt trên răng R
	Pbmr = 0,051102 (kW)
86.Tổn hao đập mạch trên răng R
	P = 0,035069 ( kW )
87.Tổn hao tổng thép 
	0,68576 ( kW )
88.Tổn hao cơ 
	0,531284 ( kW )
89. Tổn hao không tải 
	1,217044 ( kW )