Tài liệu giáo trình thiết kế động cơ không đồng bộ , chương 5 doc

Ch-ơng V : Thiết kế tối -u động cơ không đồng bộ 5.1. Chọn kích th-ớc tối -u động cơ không đồng bộ mạch từ stator và rotor : Tải điện từ A, B D, l C A = const (A, B ) , D l 2 7 ' . . 6,1.10 . . . dq D l n CA p K K AB A AJ t = cos r B I F Lựa chọn kích th-ờc mạch từ sao cho I nhỏ I = (60- 80%) I đm Hệ số cấu trúc ( kích th-ớc t-ơng đối ) 1) d r D K D 2) Diện tích t-ơng đối rãnh stator rs zs latheptator S K S 2 2 . 1 1 4 s rs r Z S D K 3) Diện tích t-ơng đối rãnh rotor : 2 . 4 r rr zr Z S K D Bài toán tối -u hoá mạch từ : 1 - Hàm mục tiêu : s.đ.đ/stator min 2 - Biến số độc lập 3 - Các ràng buộc : min max min max 0,7 0,75 td g gs g z zs z K B B B B B B K lđ nhỏ : - Không sử dụng hết không gian máy điện - Dây lỏng bị ảnh h-ởng của lực từ gây hỏng cách điện. 4 - Dữ liệu đầu vào : + Đ-ờng kính D n , D + Mật độ từ cảm trong khe hở + Số rãnh Z 1 + Vật liệu thép + Cấp cách điện + , v cd d N d Khoảng biến thiên , hrs BSĐL: Giả thiết ; S rs = const ; K lđ - chọn ( K lđ = 0,7 0,75 ) S cđ =0,1 , S rs = const min g B : 2. 2. . g g g B S h l B gmin : 1 max min max ( ) 2 n g r g D D h h h B gmax : 1 min max min ( ) 2 n g r g D D h h h .( . ) . . z z z c B t l B b k l B Zmin b rmax b rãnh min h r max2 B Zmax b rmin b rãnh max h r min2 min min1 min 2 min , r r r h h h max max1 max 2 max , r r r h h h F s = F g + F r Hr : h g b g . g g g F h l ( ) 2. n g g D h l p (2. . ) r z g F h h 1) Hàm mục tiêu : * ( ) min s F hr * ( ) min r F hr 2) Các biến số độc lập : , , , ZS ZR D K K K 3) Các ràng buộc : Đ/k CN : min r r b b - chịu độ bền cơ 2 2 min r r d d D rmin do công nghệ đúc nhôm nếu quá bé AC không vào đ-ợc và rãnh bị rỗng làm trở rotor tăng lên, hiệu suất giảm,máy quá nóng. , min , max g z gz g z B B B Khoảng biến thiên của BSĐL đối với máy điện 1 fa: 0.5 1 0.1 0.5 0.1 0.5 0.45 0.65 zs zr d B K K K Nội dung : với K zs , K zr , K d , B - chọn Tìm hàm mục tiêu : * ( ) min ( ) s rs s rs F h F h * ( ) min ( ) r rr r rr F h F h s r F F F F . . . F k B K const ' 2. F h f(đ/k CN : P đm ) = const . 0.9. . . dq p F I m k min min 0min F F I I I . . . . ') 1 0 2 ( I I I 1 cos I I P * rs rs h h D * rr rr h h D Sử dụng ph-ơng pháp quy hoach thực nghiệm để xác định biểu thức rr h , rs h 0 1 1 2 2 3 3 12 1 2 13 1 3 23 2 3 rs h b b x b x b x b x x b x x b x x Với : 1 2 3 0.3 0.2 0.55 0.1 0.8 0.2 zs d K x K x x 5.2. Ph-ơng pháp thiết kế thông số cho máy điện 1 fa không đồng bộ : CA - Kích th-ớc CY - Kích th-ớc thông số dây quấn stator và rotor + Tính toán sơ đồ mạch điện thay thế + Tính toán kiểm tra Các đặc tính và tính chất động cơ cần thiết kế Thông số t-ơng đối Kích th-ớc mạch từ Hệ số cấu trúc Đặc tính ra Chọn lại biến số độc lập TT chính xác ph-ơng án TT điện , nhiệt Cần có hai nhóm phụ thuộc : 1- Đặc tính ra = f( thông số t-ơng đối SĐMĐTT ) 2- Thông số t-ơng đối SĐMĐTT = f ( hệ số cấu trúc, vật liệu, dạng dây quấn ). Các hệ số cấu trúc : K D , K ZS , K ZR , K R , K S , , K CU 2 . 1 . 2. . . . .sin v R r t R R R D r K p r Z a bl Z 1 dn v S s s l l K l l - tỷ số ; S l D . K CU - Hệ số đồng lấp rãnh . 2. . . cu CU s rs a S m K Z S ; th-ờng K cu = 0.25 0.32. Các thông số t-ơng đối SĐMĐTT : * X X A ; A - Đại l-ợng cơ bản Trong động cơ không đồng bộ : R R : + momen, không phụ thuộc K + nhiệt độ, công nghệ chế tạo X m : + đặc tr-ng cho mối quan hệ điện từ giữa stator và rotor, không phụ thuộc vào nhiệt độ + K vào bão hoà mạch từ, công nghệ n vận tốc rotor A = r R 6 2 4.93.10 . . dqr m m R R R K m r K K . 3 2 . . . . . . ZR R K f l p K l p 0 1 0 0 . m U I x E x I I 2 2 2 . . . . 1 . . . . . 1 . cu s dqr s zr S S R Al R dqs r zs cu D l k k k r r l k k k k k K dqr = K n s s R R R R m m R x r x r r r S s m m x x 1 R R m x C x R R m m x x 1 s S m x C x C = C S . C R Bài tập : Lập l-u đồ thuật toán hr ( S.R ) * s/d ph-ơng pháp quy hoạch thực nghiệm nhân ra đặc tình ra của ĐKĐB một pha có tụ Quy hoạch thực nghiệm : - Làm thực nghiệm mô hình thực ( vật lí ) T 0 , l S , D . - Thực nghiệm trên mô hình có độ chính xác chấp nhận đ-ợc * Chỉ số ra : m Kđ , m max , s đm ' ' 2 2 ' 2 . dm I r s E Mạng điện một pha đ-ợc cấp từ nguồn một pha. Trong máy có 2 pha : Trong máy có 3 pha : A B C Trong máy có 1 pha : A B A B k Đc nhận đ-ợc từ tr-ờng tròn máy điện 1 pha: 1 1 1 ' 2 1 1 1 1 . A A A C A R A A x K tg r X X X X k X Tính pha chính A Chọn s (0.03 : 0.06) 1 1 ; A A r x Dựa theo điều kiện từ tr-ờng tròn , K C , , , , B SB SB RB RB r x r x Các thông số đầu vào ( BSĐL ) 1) ' . m R m C 2) ' 2 . S R s C 3) C = C S . C R 4) 2 ' 2 . . R C c RA C X K r 5) Điều kiện từ tr-ờng tròn : 1 dm dm x s S s Biến số độc lập Chỉ số ra X 1 X 2 X 3 X 4 m MAX ' 1.5 0.187 0.168 m ' 2 2 1.17 0.14 C 1.1 11.85 5.85 g S K ' 0.5 0.487 0.22 m 0.13 0.055 g m kđ ' 0.8 0.348 0.227 m 1.6 30.25 26.15 g y = 0 1 1 2 2 3 3 4 4 12 1 2 b b x b x b x b x b x x 13 1 3 14 1 4 23 2 3 24 2 4 b x x b x x b x x b x x + 34 3 4 124 1 2 4 123 1 2 3 134 1 3 4 234 2 3 4 1234 1 2 3 4 b x x b x x x b x x x b x x x b x x x b x x x x L-u đồ thuật toán : * ( ) min ( ) F h r F hr R S const start LÊy th«ng sè s¬ bé tõ b-íc tr-íc Chän sai sè  Chän b-íc h  0 min 0 ( ) k F f h   min 1 . k k h h k h      ( ) k k F f h  1 k k F F   Sai đúng Đúng Sai 5.3. Tối -u hoá động cơ 1 fa KĐB có tụ : 1. Đặt bài toán : ĐC 1 fa KĐB số l-ợng sản xuất lớn. Tìm giá trị : ( ) min(max) F x 0 i i i j a x b r 1, 1, i n j j Hàm mục tiêu : Thông th-ờng là tổng chi phí nhỏ nhất . C CHI PHí = C đc + C vh + C kđ min chiphi C Theo IEC : Máy nhỏ số giờ : 50h đến 5000 h C V số giờ > 1000h C V - số giờ < 800h 2. ĐC KĐB điện dung : 1 . . dm c fa chiphi P V t C C V C chỉ tiêu đánh giá chất l-ợng . ' ' ( , , , ) kd m s m f C g ' ' max ( , , , ) m s m f C g ' ' ( , , , ) x m s S f C g ' ' , , , ( , , , , , , , ) m s zs zr v s r C g f k k k k D k , zs zr k k ,k d ,chọn trong khoảng biến thiên cho tr-ớc 3. Tối -u hoá thông số dây quấn : ; ; ( , ) , A A dqA dm A d k f p p chonA B d d ; ; B B dqB B d k d d xác định nh- thế nào? S hệ số tr-ợt : Chọn 0.02 0.06 dm s 1. K = tg Adm - hệ số quy đổi từ B A 2. X C = X A . ( 1 + K 2 ) = X A + X B B A k 2 ( ) tt A B B d d d chuan k Trong nhiệm vụ thiết kế : Cos cao do có tụ bù CSPK max kd kd m m i Kiểm tra ràng buộc max còn lại là các hàm mục tiêu ' hiệu suất không xét đến : tổn hao cơ P cơ . , , , ) kd m s m f C g ' ' max ( , , , ) m s m f C g ' ' ( , , , ) x m s S f C g ' ' , , , ( , , , , , , ,. Ch-ơng V : Thiết kế tối -u động cơ không đồng bộ 5. 1. Chọn kích th-ớc tối -u động cơ không đồng bộ mạch từ stator và rotor : Tải điện từ A, B D, l