ĐỒ án THIẾT kế THIẾT bị điện thiết k ế động cơ điện không đồng bộ roto l ng sóc có các thông s s

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN Sinh viên: Lớp : GV hướng dẫn: Hà Nội, 2021 download by : skknchat@gmail.com BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN Tên lớp: Họ tên sinh viên: STT Họ tên Mã SV Lớp 3 Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Việt Anh NỘI DU NG Đề tài: Thiết kế động điện khơng đồng roto lồng sóc có thông số sau: P = 75 kW, điện áp 380/660 V đấu ∆/Y, tần số 50 Hz, tốc độ đồng n1 = 3000 vg/ph Máy kiểu kín IP55, cách điện cấp F, chế độ làm việc liên tục, chiều cao tâm trục h = 200 mm, tiêu kỹ thuật theo TCVN 1987-94: ŋ=0,9; cosφ=0,88; đ = ,; đ = ,; đ = ,; YÊU CẦU THỰC HIỆN A Phần thuyết minh Tính tốn kích thước chủ yếu Tính tốn stato, rotor Xây dựng đặc tính mở máy tính tốn tham số khơng tải Tính tốn nhiệt Thiết kế kết cấu động B Bản vẽ kỹ thuật STT Tên vẽ Khổ giấy Số lượng download by : skknchat@gmail com Sơ đồ hình trải dây quấn A3 01 S đ lắ p rá p đ ộ n g c N gà y gi ao đề tài : 14 /9/ 20 21 B Ộ M Ô N T H I Ế T B Ị Đ I Ệ N Ngày hoàn thàn h: 21/1 2/20 21 GIÁ O VIÊ N HƯ ỚN G DẪ N TS Phạ m Văn Cư ờng ThS Ngu yễn V i ệ t A n h downl oad by : skknchat@gmail.com LỜI NĨI ĐẦU Động khơng đồng (KĐB) ba pha rơto lồng sóc dùng phổ biến cơng nghiệp (vì có ưu điểm độ tin cậy tốt, giá thấp, trọng lượng nhẹ, kết cấu chắn dễ bảo dưỡng), với dải công suất từ hàng trăm Watts đến vài Megawatts phận hệ truyền động Ngày nay, hiệu suất động dần trở thành tiêu chí áp dụng cơng nghiệp.Vấn đề đặt cho lĩnh vực thiết kế chế tạo động điện không ngừng nghiên cứu, thiết kế để tạo sản phẩm đạt tiêu kinh tế - kỹ thuật nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế quốc dân Chính nhóm em giao nhiệm vụ thực đề tài : “ Thiết kế động điện không đồng ba pha rơto lồng sóc” cho đồ án mơn học Trong khoảng thời gian ngắn làm nhóm khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong dẫn Thầy giáo, Cô giáo bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn download by : skknchat@gmail.com PHẦN I: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I.CẤU TẠO Gồm hai phần chính: -Phần tĩnh (Stator) -Phần quay (Rotor) 1.Phần tĩnh (Stator) Phần tĩnh gồm phận lõi thép dây quấn, ngồi có vỏ máy nắp máy Lõi thép Lõi thép stato hình trụ thép kỹ thuật điện dập rãnh bên trong, ghép lại với tạo thành rãnh theo hướng trục Lõi thép ép vào vỏ máy Dây quấn ba pha Dây quấn stato làm dây dẫn điện bọc cách điện (dây điện từ) đặt rãnh lõi thép Dòng điện xoay chiều ba pha chạy ba dây quấn ba pha stato tạo từ trường quay Dây quấn ba pha nối tam giác download by : skknchat@gmail.com Vỏ máy Vỏ máy làm nhôm gang, dùng để giữ chặt lõi thép, cố định máy bệ, bảo vệ máy đỡ trục rôto 2.Phần quay(Rotor) Gồm lõi thép, dây quấn trục máy Lõi thép Lõi thép gồm thép kỹ thuật điện dập rãnh mặt ghép lại, tạo thành rãnh theo hướng trục, lỗ để lắp trục Dây quấn Dây quấn rôto máy điện khơng đồng thường có hai kiểu: rơto lồng sóc (rơto ngắn mạch) rơto dây quấn Rơto lồng sóc rãnh lõi thép rôto đặt đồng (hoặc nhôm), đồng thường đặt nghiêng so với trục, hai đầu nối ngắn mạch vòng đồng (nhơm), tạo thành lồng sóc Rơto dây quấn gồm lõi thép dây quấn Lõi thép thép kỹ thuật điện ghép lại với tạo thành rãnh hướng trục Trong rãnh lõi thép rôto, đặt dây quân ba pha Dây quấn rôto thường nối sao, ba đầu nối với ba vòng tiếp xúc đồng (vành trượt), nối với ba biến trở bên để điều chỉnh tốc độ mở máy Động khơng đồng có hai loại: Động rơto lồng sóc động rơto dây quấn II.NGUN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Nguyên lý làm việc động điện không đồng ba pha: Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào ba dây quấn stato tạo từ trường quay với tốc độ n1 = 60f/p Từ trường quay cắt dẫn dây quấn rôto cảm ứng sức điện động Vì dây quấn rơto nối kín mạch, nên sức điện động cảm ứng sinh dịng điện dẫn rơto download by : skknchat@gmail.com Lực tác dụng tương hỗ từ trường quay máy với dẫn mang dòng điện rôto, kéo rôto quay với tốc độ n < n1 chiều với n1 Tốc độ quay rôto n luôn nhỏ tốc độ từ trường quay n tốc độ dây quấn rơto khơng cịn sức điện động dòng điện cảm ứng, lực điện từ không Hệ số trượt tốc độ: s = (n1-n)/n1 Tốc độ động cơ: n= 60f/p.(1-s) (vịng/phút) III.ĐẶC TÍNH CƠ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ Phương trình đặc tính Công suất điện từ động đ = 3I'2 đ = Mđt Mặt khác: Do đó: s Mđt: mômen điện từ gồm hai phần Phần nhỏ tổn thất cuộn dây tổn thất ma sát ổ bi, ký hiệu ∆M Phần lớn biến thành mômen quay động M đ =M+∆M Mà M >> ∆M nên ta Vậy Mđt ~ M Khi : Mđt = M = download by : skknchat@gmail.com downlo ad by : skkncha t@gmai l.com 10 Kích thước răng, rãnh Roto * Chiều cao rãnh Rơto (hr 2): Đường kính roto: hr2 = 1,835 (cm) = 18,35 (mm) * Chiều rộng rãnh Rơto phía rộng nhất: = = 1,616( ) Trong đó: D’=17,2 (cm) =172 (mm) h42 = 0,5 (mm) Z2 = 24 (rãnh) b’Z2 = 4,1 (mm) Chiều rộng rãnh Roto phía hẹp nhất: download by : skknchat@gmail.com 2 = √ d1 = 16,16 (mm) Z2 = 24 (rãnh) ’ S = 199,93 (mm ) td Khoảng cách hai tâm đường trịn đáy rãnh Rơto: h12 = hr2- d1/2-d2/2-h42 = 18,35 – 7,45 – 9,4 – 0,5 = 1,1(mm) 11 Vành ngắn mạch Chiều cao vành ngắn mạch, thông thường lấ y sơ bộ: b’V =1,2 hr2 =1,2.18,35 = 22,02 (mm) h’r2 =18,35 (mm) Chiều rộng vành ngắ n mạch (sơ918,8bộ): ′ = = 22,02 = 41,72( ) Trong đó: SV = 918,8 (mm ) Từ ta chọn kích thước vành ngắn = Trong đó: d1=14,9 mm d2=18,8 mm h12=1,1 mm download by : skknchat@gmail.com 13 Tính kích thước thực tế Chiều cao thực tế Rôto hZ2 = hr2 + d2/6 – h42 = 18,35 + 3,1 Bề rộng Rôto: - Bề rộng Rôto chỗ hẹp nh ất: ′′ = ′2 (′−1 = Bề rộng trung bình roto: bZ2 = (b’Z2+b’’Z2)/2 = (0,64+0,41)/2 = 0.525(cm) Trong đó: Z2 = 24 (rãnh) D’=17,2 (cm) d1 =1,616 (cm) d2 =1,226 (cm) h42 =0,05 (cm) 14 Chiều cao gông Roto Đố i vớ i động loại rãnh có đáy trịn, số đôi cực 2p=2 15 Độ nghiêng Để giảm t biên độ củ a sóng bậc cao, ta làm rãnh Stato, download by : skknchat@gmail.com Rơto nghiêng, với cách dùng rãnh nghiêng ta có nghiều kiểu phố i hợp rãnh Stato Rôto bn = t1 = 1,98 (cm) III TÍNH TỐN MẠCH TỪ 1.Hệ số khe hở khơng khí Phía Stato: k Theo cơng thức: v1 Trong đó: b41 = 2,5 (mm) miệng rãnh Stato t1 = 1,98 (cm) bước rãnh Stato δ = 0,9 (cm) khe hở khơng khí Thay số vào ta được: I I % 100% 30,25% I 1dm Phía Rơto: k Theo cơng thức: v1 Trong đó: b42 = (mm) miệng rãnh Stato t2 = 2,25 (cm) bước rãnh Stato δ = 0,9 (cm) khe hở không khí download by : skknchat@gmail.com Thay số vào ta được: k Do => kδ = kδ1.kδ2 = 2,31.1,086 = 2,51 2.Sức từ động khe hở khơng khí Mạch từ có đoạn qua khe hở khơng khí, bề rộng khe hở khơng khí theo hướng hướng kính F 1, 6.B k 104 = 1,6.0,67.2,51.0,09.104 = 2421,648 (A) Trong đó: B =0,67 (T) mật độ từ thơng khe hở khơng khí =0,09 (cm) bề rộng khe hở khơng khí k = 2,51 3.Mật độ từ thơng Stato B Bzl l t1 2,38(T ) b l k zl c1 Trong đó: Bδ= 0,67(T) t1 = 1,98 (cm) bz1= 0,585(cm) kc1= 0,95 4.Cường độ từ trường Stato Theo bảng V- 6, phụ lục V, ta tra : H Z1 = 77,9 (A/cm) 5.Sức từ động Stato FZ 2.h Z H Z1 =2.3,52.77,9 = 548,42 (A) Trong đó: H Z1 =35,2 (mm) =3,52 (cm) 6.Mật độ từ thông Rôto Theo công thức: B Z2 B l t 2 b Z l k C download by : skknchat@gmail.com Trong đó: B = 0,67 (T) t2 = 2,25 (cm) bZ =0,525 (cm) kC 2=0,95 7.Cường độ từ trường trung bình Rôto Theo bảng V- ,trong phụ lục V,ta tra được: H Z = 15,6 (A/cm) 8.Sức từ động Rôto FZ 2.h H Z Z2 =2.2,098.15,6=65,46 (A) Trong đó: H Z =2,098 (cm), chiều cao rãnh Rơto 9.Hệ số bão hồ Tính lại hệ số bão hoà chọn sơ bộ, theo công thức : F F F Z1 k Z2 F Z Trong đó: F = 2421,648 (A) FZ1 = 548,42 (A) FZ = 65,46 (A) 10.Mật độ từ thông gông Stato 0,01067.104 B g1 2.hg l1 kC1 0,48(T ) Trong đó: kC1 = 0,95 hg1 = 4,69 (cm) l1=24,8 (cm) 11.Cường độ từ trường gông Stato Theo bảng V- 9, phụ lục V, ta tra : Hg1= 10 (A/cm) 12.Chiều dài mạch từ gông Stato download by : skknchat@gmail.com Theo công thức : D h n g1 34,90 4,69 Lg1 2p 47, 45(cm ) 13.Sức từ động gông Stato Fg1 = Lg1.Hg1 = 47,45.10 = 474,5 (A) 14.Mật độ từ thông gông Rôto 0,01067.10 B g2 hg l2 k Trong đó: l2 = 24,8 (cm) kC2 = 0,95 , hg2 = 22,1(mm) = 2,21(cm) 15.Cường độ từ trường gông Rôto Theo bảng V- 9, phụ lục V, ta tra : Hg2 = 3,32 (A/cm) 16.Chiều dài mạch từ gông Rôto Theo công thức: D L h g2 t g2 2p Trong đó: Dt = 5,7 (cm) đường kính trục Rơto hg2 = 2,21 (cm) 17.Sức từ động gông Stato Fg2 =Lg2.Hg2 = 12,42.3,32 = 41,23 (A) 18.Sức từ động tổng toàn mạch Theo công thức : F = F + FZ1 + FZ2 + Fg1 + Fg2 Trong đó: F = 2421,648 (A) Sức từ động khe hở khơng khí FZ1 = 548,42 (A) Sức từ động Stato FZ2 = 65,46 (A) Sức từ động Rôto Fg1 = 474,5 (A) Sức từ động gông Stato download by : skknchat@gmail.com F g2 = 41,23 (A) Sức từ động gông Rôto Thay số vào ta được: F = 3551,26 (A) 19.Hệ số bão hoà toàn mạch F3551,26 k 20.Dịng điện từ hố Theo cơng thức: I Trong đó: F =3551,26 (A) W1 100 (vịng) số vịng dây dây quấn Stato kd1 =0,91 hệ số dây quấn Stato Dịng điện từ hố tính theo đơn vị phần trăm: I I 100% 30,25% % I 1dm Trong đó: Iđm = 47,76 (A) dòng điện định mức 1,47 download by : skknchat@gmail.com ... Đ? ?ng kh? ?ng đ? ?ng có hai loại: Đ? ?ng rơto l? ? ?ng s? ?c đ? ?ng rơto dây quấn II.NGUN L? ? L? ?M VIỆC CỦA Đ? ?NG CƠ KH? ?NG Đ? ?NG BỘ Nguyên l? ? l? ?m việc đ? ?ng điện kh? ?ng đ? ?ng ba pha: Khi ta cho d? ?ng điện ba pha tần s? ??... đ? ?ng kh? ?ng đ? ?ng ? ?ng d? ?ng r? ?ng rãi ng? ?nh kinh tế quốc dân với c? ?ng suất từ vài chục đến hàngnghìn kW Trong c? ?ng nghiệp, đ? ?ng kh? ?ng đ? ?ng thư? ?ng d? ?ng l? ?m nguồn đ? ?ng l? ??c cho máy cán thép loại vừa nhỏ,... mơmen tỉ l? ?? với bình phư? ?ng điện áp 3.? ?ng d? ?ng đ? ?ng kh? ?ng đ? ?ng bộ: Ng? ?y nay, hệ th? ?ng truyền đ? ?ng điện s? ?? d? ?ng r? ?ng rãi thiết bị dây chuyền s? ??n xuất c? ?ng nghiệp, giao th? ?ng vận tải, thiết bị điện