BO KHOA HOC VÀ CÔNG NGHỆ - BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TONG CONG TY CO ĐIỆN - XÂY DUNG NONG NGHIEP VA THỦY LỢI
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TƯ VẤN CƠ ĐIỆN VẢ XÂY DỰNG
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài:
“HỢP TÁC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHÌM LẮP VỚI MÁY BƠM CHÌM
CƠNG SUẤT N = 37KW PHỤC VỤ NÔNG NGHIỆP”
PGS.TS Nguyễn Văn Bày
(Báo cáo trình bày kết quả thực hiện Đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước theo Nghị định thư về hợp tác KHCN với nước ngoài năm 2003 - 2004)
96%}
Trang 2DIL IMI EN
CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM
Doc lap - Ty do - Hanh phac
-o0o
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TONG CONG TY CO DIEN - XD NN & TL TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU, TƯ VẤN
CƠ ĐIỆN VÀ XÂY DỰNG
DANH SÁCH TÁC GIẢ
CỦA ĐỀ TÀI KH&CN CẤP NHÀ NƯỚC
1 Tên Để (ài:
“Hợp tác nghiên cứu thiết kế và chế (ạo động cơ điện chìm lắp với máy bơm chìm công suất N= 37kW phục vụ nông nghiệp” 2 Thuộc chương trình ~ Theo Nghị định thư về hợp tác khoa học công nghệ và bảo vệ môi trường với Hungary 3 Thời gian thực hiện: 1/2003 — 12/2004 4 Cơ quan chủ trì:
Trung tâm nghiên cứu, tư vấn cơ điện v à xây dựng (REMECO)
(Tên cũ: Trung tâm tư vấn đầu tư, thiết kế, công nghệ cơ điện nông nghiệp và thủy lợi) 5 Bộ chủ quản: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ó Danh sách tác giả: TT Học hàm, học vị, họ và tên Chữ ký
Ï_ |PGS TS Nguyễn Văn Bày _—^”
2_ |KS Nguyễn Trọng Tiếu hes CA, 3 | KS Hà Đình Minh —_ fiber 4 | Ths Dd Huy Cương a tt 5 | KS Nguyén Văn Việt eae 6 | KS Nguyén Ding Céng (i — 7 | TS Pham Gia Thọ V2 8 |KS Trần Xuân Lựu ⁄ 7⁄4 9 | Ths Dd Van Thành Vn _—
10 | Ths Va Dinh Hiếu [eu _
Trang 3MỤC LỤC I LỜI MỞ ĐẦU II TONG QUAN H1 11.2 113
Tình hình nghiên cứu, thiết kế và chế tạo động cơ điện chìm trên thế giới Tình hình nghiên cứu, thiết kế và chế tạo động cơ điện chìm ở Việt Nam Nhu cầu thị trường động cơ điện chìm ở trong nước và xuất khẩu
1H TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHÌM 1I.1 11.2 I13 11.4 1I5
Nghiên cứu tính toán thiết kế động cơ điện chìm
Tính tốn các thơng số kỹ thuật
Phân mềm thiết kế động cơ điện chìm không đồng bộ 3 pha công suất đến 100KW
Chương trình kiểm tra thiết kế động cơ điện chìm không đồng bộ 3 pha Kết luận 1V VẤN ĐỀ LÀM KÍN VÀ TÍNH TỐN TRỤC, Ổ ĐỠ TRONG ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHÌM IV.1 IV.2 IV.3 IV.4 IV.5 IV.6 IV.7 IV.8 IV.9
Gidi thiéu chung
Nguyên lý làm việc và phân loại vòng làm kín cơ khí
Các kết cấu của vòng làm kín cơ khí
Lý thuyết và tính toán vòng làm kín cơ khí kiểu đầu mút Tính toán cặp ma sát của vòng làm kín cơ khí
Chỉ tiết lò xo của vòng làm kín cơ khí trong động cơ điện chìm
Vong làm kín cơ khí cho các động cơ điện chìm 1KC37/4 và 1KC37/6
Các gioang làm kín khác ,
Tính toán trục và ổ đỡ của động cơ điện chìm
IV.10 Kết luận
V QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHÌM
V.1 Các bước cơng nghệ chế tạo động cơ điện chìm
V.2 Công nghệ chế tạo mạch từ V.3 Tấm sấy dây quấn
V.4 Quy trình công nghệ chế tạo rôto và s(ato động cơ điện chìm 1KC37/4
V.5 Công nghệ chế tạo các chỉ tiết khác V.6 Kết luận
VI XÂY DỰNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ THÁO LẮP ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHÌM
VỊ.1 Yêu cầu chung
VI.2 Quy trình công nghệ lắp động cơ điện chìm IKC37/4
VI.3 Những điều cần lưu ý khi tháo lắp động cơ điện chìm 1KC37/4
Trang 4VỊ.5 Kết luận
VII HỢP TÁC VỚI NƯỚC NGOÀI TRONG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO ĐỘNG
CƠ ĐIỆN CHÌM
VILA Đặt vấn dé
VII.2 Hợp tác với nước ngoài trong nghiên cứu, chế tạo động cơ điện chìm VHL3 Một số sản phẩm đặc trưng của nước ngoài liên quan đến động cơ điện chìm
VIILVAT LIEU DUNG TRONG CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHỈM
VỊI.1 Giới thiệu chung VỊIL.2 Các loại vật liệu VỊI.3 Kết luận
IX THU NGHIEM DONG CO BIEN CHIM VÀ LẬP ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CHẾ ĐỘ KHÔNG
TẢI VÀ CÓ TẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHÌM LẮP VỚI MÁY BƠM CHÌM
IX.1 Thử nghiệm động cơ điện chìm do Công ty ABS — Extren cung cấp
IX.2 Thử nghiệm kiểm tra các chỉ tiết và tổng thể động cơ điện chìm 1KC37/4
và 1KC37/6
1X.3 Thử nghiệm động cơ điện chìm do Trung tâm REMECO thiết kế và chế tạo 1X.4 Hệ thống thử nghiệm động cơ điện chìm — máy bơm chim trong phòng thí
nghiệm và ở hiện trường IX.5 Kết luận
X THIẾT KẾ CÔNG TRINH TRAM LAP MAY BOM CHÌM - ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHÌM PHỤC VỤ TƯỚI TIÊU TRONG NÔNG NGHIỆP,
X.1 Các giải pháp công trình trạm bơm phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp
X.2 Công trình trạm lắp máy bơm chìm ,
X.3 Tính toán kinh tế
XI QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ QUẢN LÝ VẬN HẢNH SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN
CHÌM - MÁY BƠM CHÌM VÀ CÁC THIẾT BỊ CẢM BIẾN BẢO VỆ
XI.I Yêu cầu chung
XI2 Quy trình quản lý vận hành và sử dụng tổ máy bơm chìm - động cơ điện chìm XI.3 Sửa chữa và bảo dưỡng động cơ điện chìm — máy bơm chìm
XI4 Hệ thống điều khiển và bảo vệ máy bơm chìm
XI KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ
Trang 5l.LỜI MỞ ĐẦU
Động cơ điện chìm các loại lấp với các máy bơm chìm đã và đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phục vụ nông nghiệp, công nghiệp, khai thác mỏ, xây dựng, giao thông hoặc cấp thoát nước và xử lý môi trường Các động cơ điện chìm có kết cấu gọn nhẹ đặt ngập trong nước khi làm việc không gây tiếng ồn, độ rung động nhỏ luôn giành ưu thế trong việc bảo vệ môi trường sinh thái, rất thuận lợi cho người vận hành, sử dụng do không phải lo hiện tượng
động cơ bị ngập nước, nhất là trong điều kiện mực nước bể hút thay đổi nhiều và
đột ngột Trong nông nghiệp, động cơ điện chìm lắp với máy bơm chìm ngày càng chiếm tỷ lệ cao Thống kê cho thấy, máy bơm chìm lắp với động cơ điện chìm chiếm tới 90% phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp ở Malaixia và các nước trong khu vực
Hiện nay, trong thực tế có hàng trăm ngàn động cơ điện chìm các loại lắp với máy bơm chìm đang hoạt động trong các lĩnh vực cấp thoát nước và xử lý môi trường, khai thác mỏ, công nghiệp và tưới tiêu trong nông nghiệp Có thể khẳng định là toàn bộ số lượng rất lớn động cơ điện chìm nêu trên đều được nhập
khẩu từ nước ngoài với giá thành rất cao
Những năm gần đây, Bộ khoa học và công nghệ, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã đầu tư kinh phí cho công tác triển khai nghiên cứu một số loại máy bơm chìm phục vụ tưới tiêu trong nông nghiỆp Những máy bơm chìm do Việt Nam tự nghiên cứu, thiết kế và chế tạo đã được áp dụng vào sản xuất đạt kết quả tốt Các kết quả nghiên cứu cho phép phổ biến kiến thức về máy bơm chìm, nâng cao trình độ hiểu biết về lĩnh vực này đối với cán bộ kỹ thuật trong nghiên cứu, thiết kế, chế tạo cũng như quản lý, vận hành, sử dụng, sửa chữa thiết bị máy bơm chìm trong sản xuất
Tuy vậy, động cơ điện chìm lắp với máy bơm chìm vẫn là vấn đề khoa học kỹ thuật chưa có cơ quan nào đầu tư nghiên cứu Kinh phí đầu tư cho nhập khẩu
động cơ điện chìm hàng năm thường cần tới vài trăm triệu đôla
Do kiến thức hiểu biết về động cơ điện chìm còn ít, không có đơn vị nào ở
trong nước thiết kế, chế tạo, cho nên, khi cung cấp động cơ điện chìm đồng bộ
cũng như cung cấp các phụ tùng phục vụ thay thế, sửa chữa các động cơ điện
Trang 6chìm đang vận hành, khai thác thường gặp khó khăn và không chủ động; hiệu
quả sử dụng thấp và tốn kém nhiều ngoại tệ cho nhập khẩu động cơ điện chìm với giá thành quá cao
Tình hình thực tế nêu trên làm ảnh hưởng đến việc phổ biến áp dụng rộng rãi các động cơ điện chìm - máy bơm chìm vào sản xuất ở Việt Nam Cùng với
sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế đất nước, nhu cầu về động cơ điện chìm
lấp với máy bơm chìm ngày càng cao với các chủng loại, công suất khác nhau phục vụ các mục đích rất đa dạng trong sản xuất Chính vì vậy, đề tài nghiên cứu về động cơ điện chìm lắp với máy bơm chìm là rất cần thiết và cấp bách Bước đầu, việc “Hợp tác nghiên cứu thiết kế và chế tạo động cơ điện chùm lắp với máy bơm chìm công suất N = 37KW phục vụ nông nghiệp” theo Nghị định thư về Hợp tác khoa học công nghệ với nước ngoài sẽ cho phép Việt Nam nhanh chóng chủ động chế tạo, cung cấp các loại động cơ điện chìm phù hợp điều kiện cụ thể của từng vùng với giá thành hạ nhiều so với nhập khẩu Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ giúp cho việc chủ động cung cấp các loại động cơ điện chìm mới, các chi tiết, phụ tùng thay thế phục vụ công tác sửa chữa hàng chục ngàn động cơ điện chìm đang hoạt động, tham gia xuất khẩu sang các nước trong khu vực thu ngoại tệ góp phần thực hiện chương trình xuất khẩu, tham gia vào sự nghiệp cơng nghiệp hố nơng nghiệp, hiện đại hố nông thôn của Nhà nước, nhanh chóng hoà nhập vào AFTA trong thời gian tới Để thiết kế chế tạo động cơ
điện chìm, một sản phẩm công nghệ cao, đề tài đã chọn biện pháp hợp tác với các công ty sản xuất động cơ điện chìm đã có nhiều kinh nghiệm và có uy tín cao trên thế giới (của Hungary, Đức) nhằm tiếp nhận sự giúp đỡ và hỗ trợ về:
công nghệ tiên tiến trong công tác nghiên cứu, thiết kế và chế tạo động cơ điện
chìm lấp với máy bơm chìm phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp Đề tài cũng
Trang 7II TỔNG QUAN
1I.1 Tình hình nghiên cứu, thiết kế và chế tạo động cơ điện chìm trên thế giới
IHI1.1 Giới thiệu chung
Công nghiệp chế tạo động cơ điện nói chung và động cơ điện chìm nói riêng đã đạt trình độ cao với những thành tựu đáng kể Động cơ điện chìm đã được nghiên cứu và chế tạo từ những năm đầu thế kỷ 20 Sự phát triển của động
cơ điện chìm gắn bó chặt chế với sự lớn mạnh và nhu cầu thực tế của lĩnh vực
quân sự Các sản phẩm động cơ điện chìm đầu tiên ra đời theo đơn đặt hàng của quân sự và sau đó được áp dụng cho sản xuất công nghiệp phục vụ đời sống dân sinh cũng như đóng góp cho tưới tiêu trong nông nghiệp
Ở các nước công nghiệp phát triển, động cơ điện chìm đã được đâu tư rất lớn cho nghiên cứu và đạt nhiều kết quả tốt Hiện nay, công nghiệp thế giới đã chế tạo hàng trăm loại động cơ điện chìm khác nhau với công suất N = 0,1 - 10.000 kw Có
ba kiểu động cơ điện chìm: kiểu ướt, kiểu nửa ướt và kiểu khô Các động cơ điện
chìm phân thành các loại một pha hay ba pha kiểu lồng sóc hay uốn dây Các động cơ điện chìm lắp với máy bơm chìm phục vụ các ngành kỹ thuật và đời sống dân sinh luôn chiếm tỷ lệ rất lớn trong tổng số các động cơ điện chìm nói chung Phổ biến nhất là các loại động cơ điện chìm trục đứng hoặc trục ngang lắp với các mấy bơm chìm kiểu giếng sâu phục vụ cấp nước cho nhu cầu công nghiệp, sinh hoạt và đời sống dân sinh Các động cơ điện chìm dùng trong bơm giếng sâu thường là động cơ điện chìm kiểu cuốn dây với số vòng quay lớn (n = 3.000 v/ph) và diện tích tiết điện mặt cắt ngang của động cơ thường nhỏ và độ dài lớn nhằm làm giảm kích thước giếng khoan Loại động cơ điện chìm này thường sử dụng kiểu ướt
Động cơ điện chìm lắp với các máy bơm chìm nhằm phục vụ tưới tiêu
trong nông nghiệp, cấp nước cho công nghiệp với nhu cầu lớn cả về lưu lượng và cột áp thường sử dụng kết cấu kiểu lồng sóc và kiểu khô
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo động cơ điện chìm đã đạt nhiều thành
công ở các nước công nghiệp phát triển Các hãng sản xuất động cơ điện chìm
thường gắn chặt với việc sản xuất máy bơm các loại như Hãng Flygt (Thuy
Điển), ABS, KSB, (Đức), Mona (Tây ban nha); Energomash (Nga); Toshiba,
Trang 8Hướng nghiên cứu hiện nay của động cơ điện chìm là cải tiến kết cấu, vật liệu mới chất lượng cao hơn, các thiết bị làm kín (đặc biệt các vòng làm kín cơ
khí), tưng công suất N = 20.000 + 30.000 kw cho mỗi tổ máy
Ở các nước châu Á, ASEAN đã có nhiều liên đoanh, liên kết với các hãng
nổi tiếng về sản xuất động cơ điện chìm và đạt nhiều kết quả tốt trong nghiên
cứu, thiết kế, chế tạo và sử dụng Nhiều nước đã có chiến lược sử dụng máy bơm chìm với tý trọng lớn so với các loại máy bơm thông dụng: Singapore: 95%, Malaixia: 90%, máy bơm chìm dùng trong nơng nghiệp và cấp thốt nước Tuy vậy , công tác nghiên cứu về động cơ điện chìm còn nhiều vấn để cần quan tâm ở các nước ASEAN Với các ưu việt lớn, động cơ điện chìm đang ngày càng được quan tâm phát triển mạnh không những ở các nước công nghiệp phát triển, các nước NIC mà còn ở các nước đang phát triển khác, trong đó có Việt Nam
II1.2 Một số loại động cơ điện chìm lắp với các máy bơm chìm
Các động cơ điện chìm 3 pha hay 1 pha kiểu không đồng bộ đã và đang
được sử dụng lấp với các máy bơm chìm các loại phục vụ cho nhiều mục đích
khác nhau trên khắp thế giới, đặc biệt phát triển ở các nước công nghiệp (tham
khảo trong báo cáo chuyên đề của đề tài (quyển II, mục 1))
Có thể xem các kết cấu động cơ điện chìm — bơm chìm của hãng Vinget (Vương quốc Anh), Daayrava (Nhật Bản) Đặc thù của loại máy này là vỏ động cơ điện chìm — bơm chìm được chế tạo từ vật liệu nhẹ, chống mài mòn và chống thấm nước tốt
Kiểu động cơ điện chìm — bơm chìm GNOM (Nga) có thể bơm nước ở nhiệt độ hơn 35°C với tạp chất rắn ít hơn 10%, trọng lượng riêng của chất lỏng — rắn là 1,2g/cmỶ Bơm có thể điều chỉnh trị số khe hở giữa các lá cánh bánh công
tác và vòng mòn của nắp vỏ bơm; chỉ có một đĩa chính, làm giảm lực hướng trục
tác dụng lên động cơ Động cơ điện chìm đị bộ 3 pha kiểu khô với rôto ngắn
mạch và hai ổ bi đỡ
Động cơ điện chìm — bơm chìm của Hãng Khayvard Taler (Anh) phục vụ
khai thác dầu khí, công nghiệp hoá chất có đặc điểm là các ổ bị tự điều chỉnh và
có khả năng chịu tải trọng cao Đây là động cơ điện chìm — máy bơm chìm kiểu
Trang 9bơm nước nặng cho tàu biển và công nghiệp hoá dầu
Động cơ điện chìm với kiểu làm kín bằng khí có áp XEN - 164 của Nga
có đặc điểm là đã lắp thêm ổ bi đỡ phía đưới Ổ đỡ này không điều chỉnh được
và có ảnh hưởng đến chất lượng hút của bơm chìm Bơm chìm phục vụ hỗn hợp
có trọng lượng riêng 1,4 tấn/mỶ
TI.1.3 Động cơ điện chùm kiểu ướt và nửa ướt
Động cơ điện chìm — bơm chìm kiểu XT (Nga) dùng để bơm chất lỏng có
nhiệt độ t = (-40°C) + (+100°C) có kết cấu trục đặt ngang với các cuộn dây chịu nhiệt cao Các động cơ điện chìm — bơm chìm kiểu 3XT-6 và 4XT' (Nga) có đặc
điểm là có bộ phận tiếp nhận lực hướng trục để cân bằng lực tác dụng lên rôto, cho phép rôto tự chỉnh và tự định vị không chạm tới các ổ đỡ
Hãng Nikico (Nhật) giới thiệu động cơ điện chìm làm mát kiểu nửa ướt có rôto và stato được bảo vệ khỏi cọ sát với chất lỏng Vật liệu chế tạo vỏ động cơ
điện có khả năng chống ri và chống từ tính cao
Các động cơ điện chìm — máy bơm chìm của hãng Novametik (Đức) và Gevmetik dùng cho việc cấp chất lỏng độc hại, dễ cháy nổ có áp suất cao
100Mm và nhiệt độ cao tới +100°C Hãng có 7 loại động cơ kiểu này và 18 kiểu bơm nhiều cấp tương ứng trục đặt ngang
Động cơ điện chìm - máy bơm chìm 4TT/EXIT/63/10 (Nga) va BCM-14 (Anh) dùng để bơm dầu biến thế cho phép điều khiển từ xa với chất lượng tốt 6 chặn của động cơ điện chìm được chế tạo từ vật liệu nhựa thuỷ tỉnh AG-4C có khả năng thu nhận các lực hướng tâm khi khởi động máy và làm mát ổ đỡ rôto và
6 trượt của stato bằng không khí Các cuộn dây của stato và khung rôto động cơ
điện chìm được cách ly bằng vỏ thép mỏng không rỉ, không cho phép chất lỏng
cọ sát Nhiệt độ chất lỏng cần bơm đạt tới 100°C +- 450C
Động cơ điện chìm — máy bơm chìm XNG-693 (Nga) làm việc với chất
lỏng +70°C + 260°C có rôto và stato làm bằng thép không rỉ và không có từ tính
Các động cơ điện chìm —- máy bơm chìm 3KhG-6A-14-6 (Nhật) có kết cấu trục đứng với bộ Barie nhiệt, bộ định hướng vỏ bơm và ống xả ống hút phục
Trang 10Động cơ điện chìm — máy bơm chìm của các hãng Khayvard Taylo (Anh) làm việc với áp suất tác dụng không quá 250Mpa với điện áp 3 pha 380V + 6.600V Động cơ điện chìm — máy bơm chìm Vectigaud (Nga) dùng cho các lò phản ứng hạt nhân, cho tàu phá băng nguyên tử (Lênin) có đặc điểm là không làm hao hụt nước bơm ở nhiệt độ cao và hệ thống áp suất cao Tất cả tổ máy động cơ chìm — bơm chìm được đặt trong bể chất lỏng chuyên dụng với vật liệu không rỉ, độ bền cao
Khoang réto làm kín tách biệt với cuộn dây stato 1.1.4 Bơm chùm truyền động qua khóp từ
Bơm chìm truyền động qua khớp từ có tính chất của động cơ điện chìm điển hình của hãng Ivaki (Nhật Bản) và Klauc (Đức) phục vụ bơm các chất lỏng
hoá học có nhiệt độ cao và dễ cháy nổ Các yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi rất khắt khe HỊ.1.5 Các động cơ điện chùm lắp với may bom chim công suất N = (37 - 55)kW
Động cơ điện chìm công suất N = (37 - 55)kW kiểu lồng sóc đị bộ ba pha lắp với các máy bơm chìm phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp, cấp nước cho công nghiệp hoặc thoát nước thải được thiết kế, chế tạo theo đặc thù riêng Có thể tham khảo các động cơ điện chìm của các công ty chuyên ngành của Đức
(ABS, KSB, EMU ), Thuy Điển (Flygt), Tây Ban Nha (Omêga) hoặc của Hàn
Quốc (Huynđai) Đặc điểm của các động cơ điện chìm do Công ty Flygt thiết kế và chế tạo (hình II.1) là kết cấu phức tạp nhưng độ an toàn và giá thành đều cao
HH
Trang 11Tổ hợp máy bơm chìm - động cơ điện chìm của hãng ABS, KSB và EMU (Đức) có kết cấu phức tạp hơn so với thiết bị cùng loại của Công ty Flygt, nhưng Hình II.2 Tổ hợp động cơ điện chìm - máy bơm chìm công suất N = (55 - 75)kW của Công ty EM (Đức)
Các động cơ điện chìm của Công ty Bombas Omega và Bombas Ideal (Tay Ban Nha) có kết cấu đơn giản hơn hẳn so với các thiết bị cùng loại của Thuy Điển, Đức, Pháp, tuy nhiên, các tính năng kỹ thuật thấp hơn (hình II.3)
Trang 12Sản phẩm của động cơ điện chìm - máy bơm chìm của Công ty KJI (Hàn Quốc) có kết cấu đơn giản và giá thành thấp nhất nhưng chất lượng không cao so với các thiết bị cùng loại của các nước G7 (hình II.4)
Hình H4 Tổ hợp động cơ điện chìm - mây bơm chùm công suất N = (40- 60)kW của Công ty KJI (Hàn Quốc)
Công ty EBARA (Nhật Bản) cho ra đời loại động cơ điện chìm - máy bơm chìm theo kiểu cáp sun với kết cấu động cơ - máy bơm đều nằm trong ống cáp sun trục ngang (hình II.5) Loại động cơ - bơm kiểu này sử dụng tốt cho các
công trình thủy lợi có ảnh hưởng bởi bồi lắng phù sa nhưng kết cấu phức tạp và
giá thành cao, khó tháo lắp và sửa chữa
Hình II.5 Động cơ điện chìm - máy bơm chìm kiểu cáp sun công suất N = (50-Ý50)kW của Công ty EBARA (Nhật Bản)
HH.1.6 Một số kết cấu động cơ điện chùm điển hình
Động cơ điện chìm có rất nhiều kiểu kết cấu khác nhau đã và đang được ứng dụng rộng rãi trên phạm vi toàn thế giới Việt Nam đã nhập khẩu các động cơ điện chìm nói riêng cũng như các tổ máy động cơ điện chìm — máy bơm chìm nói chung phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp và cấp nước cho công nghiệp và đời sống dân
Trang 13H.1.6.1 Động cơ điện chìm của công ty Flygt (Thuy điển) (hình H6)
Đặc điểm:
- _ Phần rôto và stato có kết cấu giống động cơ điện bình thường
- Vô động cơ đồng thời là vô stato kiểu 1 lớp có nhiệm vụ làm mát động cơ Làm mát bằng chất lỏng cần bơm (trong nông nghiệp thì đó chính là nước sông thiên nhiên)
- Kết cấu buồng chứa dầu bôi trơn cho ổ bi có kết cấu liền với khoang chứa cuộn day stato
Kết cấu này đơn giản nhưng khó tháo lắp vòng làm kín cơ khí nhằm giữ kín không cho đầu trong động cơ chảy ra và không cho nước từ ngoài động cơ lọt ra
Trang 14H16.2 Động cơ điện chìm của Công ty ABS (Đức) liên doanh với Công ty kxtren (Hungary) (hình II.7)
Đặc điểm kết cấu:
-_ Phần rôto và stato có kết cấu giống động cơ truyền thống bình thường - _ Vỏ động cơ một lớp có nhiệm vụ làm mát động cơ bằng môi trường nước
- _ Khoang chứa đầu tách biệt với khoang rôto — stato Điều đó cho phép tháo lấp các vòng làm kín cơ khí đễ dàng hơn
-_ Khoang rôto — stato cũng tách biệt khỏi phần trên của động cơ (khoang trung gian) tạo thuận lợi cho cách bố trí các đầu dây cấp của cuộn dây stato và các dây nối với các thiết bị giám sát bảo vệ động cơ
Kết cấu này phức tạp nhưng vẫn đơn giản hơn so với kết cấu động cơ điện
chìm của Công ty Flygt Tuy nhiên, kết cấu này đảm bảo khả năng chống rò rỉ
nước tốt hơn nhiều, công tác tháo lắp các chỉ tiết (đặc biệt vòng làm kín cơ kh) dé dang hon |e OR | Am
Hình II.7 Kết cấu động cơ điện chìm
của Công ty ABS (Đức) — Extren (Hungary)
Trang 15IỊ.1.6.3 Kết cấu động cơ điện chìm của Công ty EBARA (Nhật Bản) (hình IL8)
Đặc điểm:
- _ Kết cấu đơn giản hơn so với kết cấu động cơ điện chìm của Công ty Flygt Đặc điểm nổi bật là kết cấu có xu hướng tăng kích thước đường kính động cơ
điện chìm so với các công ty của Châu Âu PSR {I
Hình IL8 Kế cấu động cơ điện chừn của Công ty EBARA (Nhật) — Hyosung (Han Quoc) 1.1.6.4 Kết cấu động cơ điện chìm của Công ty ĐaUJin (Hàn Quốc) (hình II.9)
Đặc điểm:
- Kết cấu đơn giản hơn kết cấu của động cơ điện chìm của các Công ty Flygt hay Công ty EBARA — Hyosung Kết cấu có xu hướng tăng kích thước chiều đài và giảm kích thước đường kính động cơ điện chìm
Trang 16
Nình II.9 Kết cấu động cơ điện chìm của Công ty Đan (Hàn Quốc) TL2 Tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và sử dụng động cơ điện chìm ở Việt Nam
Động cơ điện chìm được sử dụng ở Việt Nam qua các tổ máy lắp trực tiếp với máy bơm chìm kiểu giếng sâu phục vụ cấp nước cho nông nghiệp và sinh hoạt, đời sông dân sinh Các động cơ điện chìm lấp với máy bơm chìm công suất lớn N =
200 - 320 kw đã được nhập về Việt Nam trong một vài năm gần đây chủ yếu phục
vụ tưới tiêu trong nông nghiệp Hiện nay, đang có hàng vạn máy bơm chìm các loại đang làm việc ở Việt Nam phục vụ các mục đích khác nhau trong đó có lĩnh vực quân sự, cấp thố nước, cơng nghiệp và nông nghiệp Các động cơ điện chìm lấp với máy bơm chìm đã được nhập chủ yếu từ các nước: Nga, Mỹ, Nhật, Pháp, Đức, Hàn Quốc Các động cơ điện chìm lắp với máy bơm chìm đã được sử dụng tốt và đem
lại hiệu quả cao về nhiều mặt, đặc biệt đối với công tác tưới tiêu trong nông nghiệp
ở các vùng có mực nước sông thay đổi nhiều (Z>5,0 m) và nhanh đột ngột
Cho đến nay, các cơ quan nghiên cứu khoa học, kể cả các trung tâm khoa học (Đại học Bách Khoa Hà Nội); các cơ sở sản xuất uy tín nhất về động cơ điện như Công ty chế tạo điện cơ Hà Nội, Công ty TNHH Chế tạo máy điện Việt Nam - Hungary chưa chú ý đầu tư đúng mức vào công tác nghiên cứu, chế tạo động cơ điện chìm Thực ra, các cơ sở sản xuất đã lưu tâm tới vấn đề động cơ điện chìm, tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân, đến nay vẫn chưa đạt kết quả như mong muốn
Trang 17Không những vấn dé nghiên cứu, thiết kế, chế tạo động cơ điện chìm không được quan tâm ở trong nước mà ngay cả công tác phổ biến kiến thức, đào tạo cán bộ về lĩnh vực này cũng không được quan tâm Hầu như không có tài liệu nào công bố dù ở dạng bài báo khoa học về lĩnh vực động cơ điện chìm Trong khi đó, nhu cầu hiểu biết về máy bom chìm rất lớn, bởi lẽ, hiện nay đang có hàng vạn động cơ điện chìm lấp với máy bơm chìm đang hoạt động trên phạm vi cả nước Đó là thiếu sót rất đáng trách và cần nhanh chóng khắc phục
II3 Nhu cầu thị trường động cơ điện chìm ở trong nước và xuất khẩu
Cùng với sự phát triển nhanh của nền kinh tế đất nước, nhu cầu sử dụng
máy bơm chìm ngày càng nhiều về số lượng, phong phú về chủng loại Các tổ máy động cơ điện chìm - bơm chìm có ưu điểm là gọn nhẹ, công trình trạm rất đơn giản, không gây ồn, đảm bảo tốt về môi trường sinh thái khi sử dụng, đặc
biệt thuận lợi cho người sử dụng phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp ở các vùng cố mực nước sông thay đổi nhiều và nhanh đột ngột cũng như phục vụ hút nước
ngầm ở độ sâu lớn hàng trăm mét so với mặt đất Loại máy bơm này có nhược
điểm lớn nhất là công nghệ thiết kế và chế tạo yêu cầu cao, do vậy, giá thành cao hơn nhiều so với các tổ bơm bình thường; người thiết kế, chế tạo và sử dụng phải
có trình độ chuyên môn cần thiết Các nhược điểm nêu trên sẽ được khắc phục nếu chúng ta làm chủ được các công đoạn thiết kế, công nghệ chế tạo và tổ chức
tốt công tác đào tạo cán bộ, phổ biến kiến thức rộng rãi về lĩnh vực này Thực tế đã chứng minh là, với công nghệ thiết kế và chế tạo trong nước, sản phẩm về máy bơm chìm - động cơ điện chìm sản xuất tại Việt Nam có giá thành chỉ bằng
60 - 70% so với hàng cùng loại nhập khẩu từ nước ngoài Hơn nữa, hiểu biết tốt về động cơ điện chìm - máy bơm chìm sẽ giúp cho công tác phổ biến tài liệu,
đào tạo cán bộ chuyên ngành trên phạm vi rộng từ khâu thiết kế, chế tạo đến vận hành, sử dụng và bảo dưỡng sửa chữa máy, trên cơ sở đó sẽ làm giảm giá thành sản phẩm mới cũng như giảm giá thành mua các phụ tùng thay thế, giảm chỉ phí
cho tháo lắp bảo dưỡng sửa chữa thiết bị khi cần thiết Điều đó sẽ làm tăng khả
năng sử dụng động cơ điện chìm - máy bơm chìm ở Việt Nam
Hàng năm, ngành nông nghiệp cần cung cấp hàng ngàn máy bơm chìm - động cơ điện chìm phục vụ tưới tiêu với công suất mỗi tổ máy N = 14 - 300kW
Trang 18Đặc biệt, thực tế đang cần hàng trăm động cơ điện chìm - máy bơm chìm lắp cho các công trình trạm bơm mới với công suất N = 22, 37, 55, 75kW ciing như thay thế các máy bơm trục ngang cũ đã hoạt động 30 - 50 năm bị hư hỏng nặng hoặc
làm việc với hiệu suất thấp (N = 37 - 55kW, H = 8 - 30m, Q = 300 - 1500m?h; N = 75kW, Q = 3000 - 4000m3/n)
Nhu cầu về động cơ điện chìm - máy bơm chìm phục vụ cấp nước sinh hoạt cho các khu dân cư, cho công nghiệp đang ngày càng lớn với số lượng
hàng trăm tổ máy mỗi năm (công suất N = 10 - 100kW)
Trên thực tế, nhu cầu thoát nước thải trên phạm vi cả nước, đặc biệt đối
với các khu công nghiệp, các thành phố thị trấn đang cần mỗi năm hàng ngàn tổ
máy bơm chìm các loại công suất N = (5 — 200)Kw
Ngoài các bơm chìm - động cơ điện chìm lắp cho các trạm bơm mới, rất cần các phụ tùng phục vụ cho công tác bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế cho hàng vạn máy bơm chìm đang hoạt động trên phạm vi cả nước trong hầu khắp các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống
Tóm lại, cùng với sự phát triển của nên kinh tế đất nước, nhu cầu về động cơ điện chìm — máy bơm chìm ngày càng tăng và đạt số lượng hàng vạn tổ máy
Với khả năng tự thiết kế, chế tạo, lấp đặt và bảo dưỡng vận hành các tổ máy
động cơ điện chìm — máy bơm chìm, giá thành sản phẩm sẽ giảm nhiều, cùng với sự nâng cao trình độ hiểu biết về loại thiết bị này từ khâu thiết kế đến chế
tạo, sử dụng , chắc chắn trong thời gian tới loại máy này sẽ được thực tế sản
xuất chấp nhận với số lượng lớn, đặc biệt là phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp Những năm qua, các chuyên gia Việt Nam đã trực tiếp giúp các bạn Lào, Cămpuchia trong việc nghiên cứu thiết kế, xây dựng các trạm bơm phục vụ nông nghiệp, cấp nước cho công nghiệp và đời sống dân sinh, thoát nước thải, xử lý môi trường cũng như cung cấp các thiết bị kèm theo (máy bơm, động cơ điện, động cơ điezel, các van nước ) Máy bơm chìm — động cơ điện chìm và các kết cấu trạm lắp máy bơm chìm phục vụ các mục tiêu trên cũng có yêu cầu giúp đỡ Nghĩa là, nghiên cứu, thiết kế chế tạo thành công các động cơ điện chìm — máy bơm chìm
các loại sẽ nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành và có thể xuất khẩu cho thị
trường các nước Lào, Cămpuchia và các nước khác (Mianma, Thái Lan )
Trang 19III NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHÌM
III.1 Nghiên cứu, tính toán, thiết kế động cơ điện chìm HIIL1.1 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu
Trong thực tế, ngành nông nghiệp đã và đang sử dụng hàng vạn máy bơm trục đứng, trục ngang và trục đặt nghiêng lắp với động cơ điện lồng sóc ba pha
công suất N = (33 - 37)KW Nhiều trạm bơm mới đang được thiết kế, xây dựng
và lắp đặt các máy bơm có công suất tương tự Đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước theo Nghị định thư về thiết kế, chế tạo máy bơm chìm phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp đã xác định đối tượng nghiên cứu rất quan trọng là máy bơm có lưu lượng Q = 800 - 1.100 m*/h, H = 8 - 12m va cong suất N = 37kw Thực tế đã
khẳng định là việc lựa chọn loại bơm chìm có công suất nêu trên để đi sâu
nghiên cứu là đúng và có ý nghiã khoa học kỹ thuật cao cũng như đem lại hiệu quả kinh tế tốt
Gắn liền với các máy bơm chìm phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp, có thể chọn đốt tượng nghiên cứu động cơ điện chìm công suất N = 37 kw, số vòng quay n = 1.450 vịph, điện áp U = 380V, tần số điện ƒ = 50 Hz với kết cấu kiểu
lồng sóc Loại động cơ điện chìm này có thể áp dụng rộng rãi trong sản xuất, lắp
với hàng loạt kiểu bơm khác nhau với các thông số kỹ thuật khác nhau (H = 8 - 60m, Q = 100 - 1.100 mỶ/h) Kinh nghiệm sử dụng động cơ điện chìm lắp với máy bơm chìm phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp của các nước trên thế giới và ở Việt Nam chỉ rõ là phải dùng động cơ điện chìm 3 pha kiêủ khô trục đứng hoặc
trục ngang
HI.1.2 Cơ sở lý thuyết tính toán động cơ điện chìm
HHI1.2.1 Tình hình chung về thiết kế động cơ điện chìm
Đối với các động cơ điện bình thường khi thiết kế phải tính toán kích thước hình học và tải trọng điện từ đảm bảo sử dụng tốt nhất các vật liệu, các
chỉ tiêu sử dụng bắt buộc và đặc tính của nó
Một trong các chỉ tiêu chính nằm trong việc lựa chọn tải trọng điện từ và các kích thước hình học của động cơ điện - đó là máy tĩnh
Mô hình hoá số liệu chỉ dẫn đã được Ê Arnônđôm, M.Vitmarôm,G H Petrôvam, C I Senpherôm đề xuất Hạn chế của các phương án máy tĩnh là
+
Trang 20khống chế sử dụng chúng khi thiết kế động cơ điện làm cho ta không thể so sánh với các động cơ bình thường về sự thay đổi ở dải rộng cảm ứng trong
các phần khác nhau của đây dẫn từ và tải trọng trực tiếp khi tần số quay khác
nhau và tần số dòng khác nhau, khi thay đổi các kích thước hình học tần số, vận tốc, công suất và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
Phương án máy cố định I.M PastnhicôVa được Ê Arnônđa biến đổi và thể hiện qua các hệ số sử dụng vật liệu cho máy và sự tăng nhiệt của lõi đây Máy cố định đa dạng được dé xuất để chọn các thông số chính của động cơ Chọn các kích thước hình học hợp lý và mối tương quan giữa chúng dựa vào
máy cố định hoàn hảo chuẩn hoá độ ổn định với hệ số đặc trưng cho việc đưa
vào các vật liệu hoạt tính trên cơ sở độ lớn mật độ dòng điện trong cuộn siato và trên giá trị cảm ứng từ trong khung đây của nó
Trong các phương trình của I.M Pastnhicôva có tính toán nhiều các yếu tố hơn so với trong phương trình của Ê Arnônđa, M Vitđmara và những người khác, nhưng nó cũng không cho phép đánh giá ảnh hưởng của các kích thước hình học, tần số và số lượng điện tử đến trọng lượng và kích thước của các động cơ không đồng bộ (động cơ thông dụng) và cũng không thể hiện được mật độ dòng và cảm ứng trong dây đến các chỉ số của nó khi thay đổi công suất, kích thước hình học và tần số dòng
Khi phân tích tính hiệu quả của động cơ điện chìm, điều cần lưu ý chính đó là đường kính bao nhỏ nhất và hệ số sử dụng hữu ích cực đại với giá trị cOsø hợp lý Bắt buộc phải giải một bài toán phức tạp tìm mối liên hệ cho phép xác định các kích thước của động cơ và tải trọng điện từ để có được động cơ với các thông số ấn định và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cao
Hệ phương trình thể hiện mối tương quan giữa các chỉ tiêu vật lý và hình học của động cơ điện chìm là mối liên hệ không đơn giản của nhiều biến số
không liên quan còn gọi là các giá trị phân tán Giải hệ các phương trình này cần tiến hành ở các thời điểm đa dạng Ngoài ra, tính toán điện từ bất buộc phải tính
các tổn thất cơ học: Xác định độ võng của trục và vận tốc tới hạn của nó cũng như các tính toán về lực trong nó, tìm hiệu quả kinh tế của máy và kiểm tra chế độ nhiệt của động cơ Giải bài toán này trong thực tế tiến hành rất đa dạng với sự
Trang 21trợ giúp của máy tính đó là chưa kể đến chi phí lao động và thời gian cho lập
biểu và lập trình cho máy
Có thể sử dụng phương pháp và những kết quả tính toán cho động cơ không
đồng bộ với việc sử dụng qui hoạch hoá thực nghiệm Việc xác định các động cơ tối ưu trên máy tính được thực hiện bằng phương pháp lựa chọn xác suất So sánh 5 phương pháp tối ru hoá các động cơ điện: phương pháp Građiên, phương pháp của Đavidôva- Phletrera- Pauêla(Građiên bậc hai), phương pháp liên kết nhiều hướng của Pauêla, phương pháp lựa chọn xác suất và trực tiếp Từ các tính toán
bằng nhiều phương pháp suy ra phương pháp tính chậm nhất là phương pháp
Građiên, sau đó đến phương pháp Đaviđôva- Phletrera- Pauêla và cuối cùng là
phương pháp tính xác suất của Pauêla Phương pháp cuối cùng sẽ cho kết quả phụ thuộc vào lựa chọn điểm đầu và dẫn tới sự tìm kiếm chỉ có giá trị aỏ Phương pháp
tìm kiếm trực tiếp rất đơn giản và giảm tới mức tối đa thời gian sử dụng máy Tuy vậy, việc sử dụng máy tính cho thiết kế và tối ưu hoá các động cơ điện chìm đang tồn tại một số hạn chế, đó là chỉ thực hiện được các tính toán trắc nghiệm và xây dựng chương trình tối ưu hoá cho động cơ Trong các công
trình liệt kê trên phương pháp xuyên suốt để tính tối ưu cho động cơ bằng máy
tính là tìm trực tiếp, phương pháp này cho sự tối ưu chiều sâu trong vùng lựa chọn các thông số đã biết Đối với động cơ điện chìm điều kiện giới hạn dễ tiếp nhận hơn các dạng động cơ khác, đặc biệt là hình dáng máy '
HHỊ.1.2.2 Những nét đặc trưng trong tính toán điện trường của động cơ điện chùm Khi thiết kế động cơ điện chìm có thể dựa trên các phương pháp thông
dụng của tính toán điện từ Trong trường hợp sử dụng máy tính để lựa chọn
phương án tối ưu bắt buộc phải tìm trong phạm vi qui định cho tính toán, nghĩa là đưa hệ thống các chỉ tiêu trong giới hạn giá trị cảm ứng, các kích thước hình học, số vòng dây, mật độ dòng, sự xung dòng và môment Những giá trị này
cần thoả mãn các yêu cầu đối với một động cơ điện bình thường Đảm bảo tuổi
tho su dung, công nghệ chế tạo hiện đại và các yếu tố kinh tế Những đặc thù
chính của động cơ điện chìm khác với động cơ thông dụng đó là thân động cơ
kéo dài hơn, rãnh rôto kín (để giảm tổn thất cơ học) rãnh stato của động cơ công
suất N = 37KW phải kín, đường kính tiết điện nhỏ hơn Ngoài ra, tổn thất cơ học
Trang 22cũng lớn hơn vì tăng độ trượt do thân động cơ dài và tiết diện rôto nhỏ hơn vì
đường kính trong và đường kính ngoài nhỏ hơn Số rãnh của rôto và stato bị hạn
chế do đường kính ngoài và đường kính lỗ stato nhỏ hơn Ngoài những yếu tố
trên còn phải kể đến các đặc điểm dưới đây khi thay đổi các đại lượng khác a Tần số đòng và tần số quay Tần số dòng tăng khi thay đổi tần số quay sẽ dẫn
đến tăng hoạt tính của động cơ Để tăng số cực bắt buộc phải tăng đường kính
lỗ stato, chưa kể đến việc làm dài động cơ, tổn thất cơ học cũng sẽ tăng Khi
tăng tần số dòng mà không thay đổi số điện cực tần số quay của rôto dẫn đến
tồn thất cơ học cũng sẽ tăng
Tóm lại, các động cơ bơm nước khi tần số dòng tăng, các chỉ tiêu sẽ kém chất lượng Giữ cho độ ổn định cao chỉ cách giảm đường kính lỗ stato sẽ gặp nhiều
khó khăn
Mật độ dòng stato và rôto Độ lớn mật độ dòng của cuồn stato ảnh hưởng đến chế độ nhiệt, đường kính ngoài của stato, cảm ứng của phần rãnh státo, độ lớn
công suất cực đại mà động cơ có thể tạo ra và giá trị cosø
Mật độ dòng của cuộn rôto cũng ảnh hưởng đến chế độ nhiệt, độ cứng của hệ
trục, cảm hứng từ trong phần rãnh rôto, những tổn thất trong cuộn rôto đến mô men khởi động và độ lớn của của cosø, độ bền vững
Chọn đúng độ lớn mật độ dòng trong cuộn dây cần đảm bảo chế độ nhiệt của máy có đường kính ngoài stato cực tiểu với hệ số sử dụng hữu ích cực đại và giá trị có đa dạng
b Dòng từ tính, độ lớn cảm ứng từ, số vòng dây cuộn và số rãnh stato chiều dài
lá thép
Độ lớn dòng từ tính của máy ấn định tần số dòng, số vòng dây pha của cuộn stafo Khi tần số ấn định dòng từ tính trước hết phụ thuộc vào số vòng đây, đó là cơ sở
để xác định nhiều chỉ tiêu quan trọng của máy Với sự thay đổi sôs vòng dây và
chiều đài phần hoạt tính của động cơ sẽ thay đổi giá trị cảm ứng từ trong khung của sfato và rôto và trong khe hở giữa các lá thép, đạt tới giá trị làm cho các chỉ
tiêu của máy đạt được yêu cầu về kinh tế và các điều kiện kỹ thuật ấn định Độ
lớn cảm ứng từ giữa các lá thép ảnh hưởng đến độ võng của trục do tác động của lực cảm ứng từ từ một phía khi có sự sai lệch giữa tâm của stato và rôto
Trang 23c Hệ số sử dụng hữu ích, với mômen khởi động, mômen cực đại và dòng khởi động Hệ số sử dụng hữu ích của động cơ xác định thông qua tổng tất cả các
tổn thất trong nó Như đã trình bày ở phần trên các tổn thất cơ học là phần lớn nhất trong tổng các tổn thất (đôi khi chiếm 30%)
Các tổn thất trong cuộn stato phụ thuộc vào tiết điện và số lượng đây pha,
đồng thời ảnh hưởng đến độ lớn đường kính ngoài của động cơ và ảnh hưởng cả đến mức độ tổn thất vật liệu chế tạo của stato
Những tổn thất trong cuộn rôto có thể nhỏ hơn khi tăng tiết điện xương cuốn dây, nhưng khi đó có thể không tránh khỏi sự tăng đường kính ngồi của rơto
Điều đó dẫn đến mức tăng đáng kể của tổn thất cơ học và sẽ cho kết quả
ngoài dự tính giảm tổn thất toàn phần Ngoài ra, sự tăng đường đường kính réto có ảnh hưởng trực tiếp tới tăng kích thước stato và chung quy là cả lá thép và số vòng dây pha cua stato
Tăng số lượng các vòng dây cuối khi tổn thất cơ học lớn có thể dẫn đến hạn chế
công suất cực đại đó là khi máy không phát huy được công suất ấn định (thiết kế) Môment cực đại trong động cơ, khi động cơ dẫn động cho bơm đó là chỉ tiêu
giới hạn độ bền của trục
Mômert khởi động không được cao đột biến, nó sẽ làm giảm hệ số sử dụng hữu ích khi tăng phản lực của cuộn rôto Độ lớn của nó cần đảm bảo khởi động bơm
Dòng khởi động thường trong giới hạn cho phép tương đương với mức bảo vệ máy và hoạt động bình thường của lưới điện, ngoài ra nó còn bị ảnh hưởng bởi tiết điện và độ dài của tiếp điện
d anh hưởng của công nghệ , khe hở giữa các lá thép, độ cứng lá thép rôto Khi
ghép các lá thép với khe hở dọc trục nhỏ sẽ từ từ xuất hiện áp lực dư có thể
làm biến dạng lá thép và làm cho các khe hở không đều nhau Kinh nghiệm cho thấy, khi thép có độ dày 0,35 m thì tỷ lệ giới hạn của đường kính ở đáy rãnh với đường kính ngoài của stato không được lớn hơn 0,85 (với độ đày của
thép bằng 0,5 m thì tỷ lệ đó <0,9)
Công nghệ rót nhôm bằng áp lực vào rôto bảo đảm chất lượng cuốn dây cho rôto khi khe hở ấn định của rôto nhỏ
Trang 24Giá trị vượt trội của khe hở giữa các lá thép trong động cơ điện chìm so với
các động cơ thông dụng một mặt sẽ dẫn đến sự tăng dòng từ tínhgây ra tăng tổn thất trong vòng dây của stato Mặt khác, tăng khe hở sẽ dẫn đến giảm tổn
thất cơ học Trong khi đó, nếu tính rằng khi giảm khe hở sẽ khơng hồn thiện được động cơ , công nghệ không cho phép xê dịch trục rôfo, kết quả là lực uốn cực lớn, khơng an tồn khi rơto hoạt động
Độ cứng của khung đây và lá thép của khung kín cho phép giảm đường kính của trục và có thể tăng tiết điện vòng dây rôto và tăng hệ số sử dụng hữu ích của động cơ
HI1.2.3 Phương pháp tính toán điện trường của động cơ điện chìm 3 pha Tính toán điện trường đó là việc tính toán các chỉ tiêu của động cơ khi đã cho hình dáng của stato và rôto, số vòng dây pha stato, tiết diện dây cuốn stato và vòng lõi rôto Tính toán này được gọi là tính toán kiểm nghiệm và các thiết kế máy hiện đại trên cơ sở của phương pháp ấn định
Tính toán cho động cơ điện được chia ra thành một số bước: 1- Tính toán chế độ làm việc 2- Chế độ khởi động 3- Chế độ mômert cực đại 4- Các đặc tính hoạt động 5- Các đặc tính khởi động 6- Tính toán cơ học 7- Nhiệt học
Các vật liệu sẽ sử dụng có chất lượng cao và phương pháp tính toán động
cơ điện chìm đảm bảo cho các thông số kỹ thuật tối ưu sẽ cho phép tăng các chỉ
tiêu kinh tế - kỹ thuật của máy
Sau khi đã có được các số liệu, áp dụng phương pháp tính toán như trình bày ở phần trên để tính toán phần rôto và stato của động cơ điện chìm Ví dụ tính cho động cơ điện chìm công suất N = 37KW, số vòng quay n = 1450v/ph sé
được nêu trong Báo cáo tổng hợp này
Trang 25LII.1.3 Những đặc điển của động cơ điện chìm
HHỊ.1.3.1 Các phụ tải điện từ
Các phụ tải điện từ trong các máy điện là giá trị cảm ứng từ ở các phần khác nhau của dây từ, mật độ đồng điện trong các vòng dây của phần tĩnh (stato) và động (rôto), trị số của phụ tải của cuộn đây stato
Các động cơ lồng sóc không đồng bộ (dị bộ) thông dụng được sản xuất trong công nghiệp kỹ thuật điện dựa trên cơ sở của nhiều năm nghiên cứu và tính toán các giới hạn thay đổi phụ tải điện từ Các trị số giới hạn đảm bảo mức chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ
Xu hướng tăng phụ tải điện từ của máy điện dẫn đến các hiện tượng cần loại bỏ sau: tăng phụ tải sẽ kéo theo sự giảm kích thước của máy, và hao tổn sắt,
đồng, nhôm và các vật liệu tạo hình, nhưng khi đó sẽ tăng tổn thất và giảm các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ
Nếu xem xét riêng rẽ từng phần của động cơ, thì sẽ căn cứ vào mối tương quan giá thành của từng giai đoạn cho điện năng, thép kỹ thuật điện, dây cuốn, vật liệu tạo hình có thể khuyến cáo các tải trọng điện từ đa dạng cho kinh tế Ngoài ra, tải trọng của các vật liệu hoạt tính khi điều kiện làm mát thay đổi sẽ ảnh hưởng đến trạng thái nhiệt của động cơ và các đặc tính của nó phụ thuộc vào tải trọng giá tri dong stato va réto, hệ số hữu ích và coso thời điểm trên trục và độ trượt
Các giá trị tải trọng điện từ trung hoà của động cơ điện chìm và động cơ lồng sóc không đồng bộ thông dụng công suất N < 100 KW, f= 50 hz, 2P =2, Uy, = 380 V cho thấy những giá trị cảm ứng trung bình rất gần với tần số các dây dẫn từ tương ứng, nhưng các giới hạn cảm ứng trong rãnh và lưng của rô to khi 2P = 2 trong động cơ điện chìm lớn hơn trong các động cơ bình thường
Điều đó giải thích (nếu không tính đến hạn chế về kích thước ngang của động cơ
điện chìm và khó có thể cuốn đủ số vòng dây trong lõi của stato bởi vì lá thép khá đài), tại sao cảm ứng điện từ tại các phần khác nhau trong dây dẫn từ của động cơ vẫn tương đương như trong các động cơ thông dụng
Cường độ dòng điện trong cuộn dây rôto của động cơ điện chìm, như đã mô-tả, có thể lớn gấp đôi, trong cuộn dây của stato mật độ dòng điện cao hơn
khoảng 1,5 lần theo giới hạn trên
Trang 26Những đại lượng đã đưa ra về tải trọng điện từ của động cơ điện chìm đủ đảm bảo ở mức cao của các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật và có thể khuyến cáo sử
dụng khi thiết kế động cơ
1.1.3.2 Anh huéng cua tdi trọng điện từ đến các thông số của động cơ điện
chìm và quy cách hoá chúng trong sản xuất động cơ điện
Công suất tính toán của động cơ điện ở chế độ nhiệt ấn định phụ thuộc vào thể tích lõi hoạt tính, đòng cảm ứng từ, tần số quay (hoặc tần số đòng điện và số cực) chiều dài lá thép, đường kính doa stato, số vòng dây pha và cảm ứng trong khe hở giữa các lá thép Rõ ràng, sự thay đổi chiều dài động cơ, số vòng dây, đường kính đoa stato khi giữ nguyên cường độ dòng điện và số cực, có thể thay đổi cảm ứng trong khe hở giữa các lá thép, dẫn đến giá trị dòng cảm ứng trong khung day cla roto và stato cũng sẽ thay đổi Sự tăng đột biến của cảm ứng sẽ dẫn đến mức tăng đáng kể đòng điện từ hoá, có nghĩa là cosø sẽ giảm, thậm trí nó ấn định mức tăng tổn thất trong khung thép của stato và rôto Giá trị cảm ứng thấp hướng tới tăng khối lượng thép, kim loại màu và hiển nhiên sẽ phải tăng kích thước và trọng lượng của máy
Giảm đường kính ngoài của stato thế nào cho hợp lý khi giảm hệ số hữu ích
của động cơ cần phải tính toán trong từng trường hợp cụ thể bằng cách xác định
các chỉ tiêu kinh tế của bộ phận dẫn nước Kết quả phân tích cho thấy khi thay đổi mật độ dòng stato sẽ xuất hiện sự tăng đột biến những tổn thất hữu ích giữa khung thép và dây cuốn
Mật độ dòng rôto thể hiện bằng sự lấp đầy nhôm dưới áp lực, cũng có thể
phản ánh qua hàng loạt các thông số kỹ thuật của động cơ điện chìm trong chế độ nhiệt, độ cứng hệ trục — rôto và tất nhiên là trên độ lớn cho phép khe hở giữa các lá thép điện trở kháng của cuộn dây, trên kích thước rãnh rôto Kích thước này có thể ảnh hưởng tới chất lượng cuốn dây Để làm khung dây cho rôto với kỹ
thuật hiện đại phải đảm bảo sao cho kích thước rãnh không nhỏ hơn giới hạn cực
tiểu, cũng như các nguyên nhân đã chỉ ra, đường kính doa stato và đường kính ngồi của rơto chọn theo giá trị nhỏ nhất trong giới hạn cho phép, điều đó sẽ hạn chế được kích thước rãnh rôto đưa đến tăng mật độ dòng rôto
Trang 27Những liên hệ phụ thuộc của đường kính động cơ điện chìm vào mật độ đòng trong cuộn stato và rôto đã liệt kê trên cho phép chuẩn hoá giá trị các đại lượng đó khi thiết kế động cơ
Mặt khác, hiệu ứng toàn phần ảnh hưởng của giá trị mật độ dòng trong các cuộn stato và rôto đến các thông số của động cơ có thể xác định bằng tính toán lựa chọn số lượng lớn động cơ Sự lựa chọn giá trị mật độ dòng hợp lý cần theo hướng bảo đảm chế độ nhiệt bình thường cho động cơ và có đường kính ngoài của stato nhỏ nhất để có được hiệu quả sử đụng cực đại và giá trị hệ số công suất đủ cao HIL.1.3.3 Những tổn thất cơ học trong các động cơ điện chìm
Trong động cơ điện chìm những tổn thất cơ học liên quan đến chỉ phí năng lượng chống lại ma sát của nước chảy qua động cơ, hệ số độ nhớt của nước cao
hơn không khí rất nhiều cho nên tổn thất gây ra rất lớn Điều đó đòi hỏi khi chế
tạo động cơ phải dùng các loại vật liệu quy định trong thiết kế đảm bảo gây tổn thất cơ học nhỏ nhất
Những tổn thất cơ học tỷ lệ với mũ 5 đường kính rôto, mũ ba tần số quay
và chiều đài rôto Giảm tổn thất chỉ có thể khi rút nhỏ các đại lượng trên Mặt khác tần số quay lại là một trong các chỉ tiêu chính ảnh hưởng đến năng suất và
cột áp của bơm sẽ chế tạo Để giảm tổn thất chỉ có thể bằng cách giảm kích
thước hình học của rôto động cơ Thực tế làm giảm các kích thước chỉ trong mỗi trường hợp khi nó không làm tăng tải trọng điện từ và làm giảm chất lượng các chỉ tiêu khác của động cơ Cũng như khi giảm đường kính rôto mà cảm ứng trong các khe hở giữa các lá thép và số lượng vòng dây không thay đổi làm cho động cơ đài ra và sẽ không tránh khỏi làm tăng tổn thất cơ học Để tăng độ cứng bắt buộc phải tăng đường kính trục, khi ấy, dẫn đến giảm tiết diện bản thép của rdto va stato, gay ra giam hệ số sử dụng hữu ích của động cơ
Tóm lại, giải bài toán về giảm các tổn thất cơ học với các đặc tính của động cơ điện chìm rất phức tạp đòi hỏi phải phân tích theo mọi hướng của rất
nhiều các chỉ tiêu kinh tế -kỹ thuật của động cơ Nghiên cứu các tác động thuỷ
lực trong trong khe hở giữa các xi lanh đã định vị và quá trình quay của chúng có
thể hiện ảnh hưởng của độ nhám đến hệ số lực cản chuyển động của chất lỏng
Trang 28Sự hiện diện của độ nhám bắt đầu trong trường hợp khi độ mấp mô tương đương
với độ dày lớp bảo vệ
Nếu sử dụng biểu thức của công trình để xác định các tổn thất cơ học trong
động cơ điện chìm thì:
Nụ = 0,81 vì (D; + 5H)
Trong đó: D; - đường kính ngồi của rơto;
lí - chiều dài lá thép rôto;
v - vận tốc trên đường kính ngoài của rôto
Từ vật liệu chế tạo có thể tính được các tổn thất cơ học khi thiết kế động cơ
điện chìm, những phần đúc kết từ kết quả nghiên cứu và vận hành sử dụng cho
phép chuẩn hoá với độ chính xác cao để xác định các chỉ tiêu của động cơ
HI.1.3.4 Ảnh hưởng của tần số dòng đến các chỉ tiêu của động cơ điện chìm và các bơm lì tâm, bơm hỗn lưu (dòng chéo)
Xác định ảnh hưởng của tần số dòng đến các chỉ tiêu của động cơ điện
chìm bằng cách phân tích rất khó, thậm chí, áp dụng cho các động cơ dạng này với dãy công suất có cùng cực thì ảnh hưởng cũng không tương đương
Ngày nay, có thể xác lập ảnh hưởng của tần số đến các chỉ tiêu của động
cơ bằng kỹ thuật điện tử hiện đại Qua máy tính thu được tính toán cho hàng loạt
các máy tối ưu Theo kết quả tính toán, xây dựng các đồ thị, trên đó thể hiện ảnh
hưởng biến đổi tần số cực tiểu đến một số các chỉ tiêu của máy
Trên hình I1 là đồ thị ảnh hưởng của Bạ vào tần số cho các động cơ
công suất 2,5 ; 14; 37 Kw Hiện rõ quy luật giảm đột biến cảm ứng trong khe hở giữa stato và rôto khi tăng tần số từ 50 đến100 hz khi 2p = 2 và từ 100 đến 200 hz khi 2p =4 tiếp sau ta nhận thấy sự tăng của Bạ
Hiện tượng này giải thích cho việc tăng sử dụng các vật liệu hoạt tính trong các động cơ điện chìm nhằm tạo ra giá trị tổn thất cơ học hợp lý nhất khi
tăng tần số quay và tăng tần số đòng Các quy luật này chỉ sai lệch chút ít với các
động cơ công suất 37Kw Điều này trong trường hợp cụ thể minh chứng cho việc tăng cường sử dụng các vật liệu hoạt tính mặc dù tổn thất cơ học có tăng chút ít khi công suất tăng
Trang 29Hình HỊ 1 Mối liên hệ phụ thuộc của cảm ứng từ trong khe hỏ giữa các lá thép vào tân số ký — 60 80
Hình III2 Mối hên hệ phụ thuộc Hình HI3 Mối liên hệ phụ thuộc của số vòng dây cuộn stato của của chiêu dài lá thép của động điện
động cơ điện chìm vào tần số chìm vào công suất 10a,x 180 150 140 20 40 60 - É0
Hình IIL4 Mối liên hệ phụ thuộc Hình HH5 Mối liên hệ phụ thuộc của đường kính rôto động cơ điện của đường kính ngoài stato động cơ
chìm vào tần số điện chìm vào công suất
Trên hình HI.2 mô tả mối liên hệ phụ thuộc của số vòng dây vào sự thay
đổi tần số cho các động cơ trên, Khi 2p =2 và 2p = 4, thường là khi số vòng dây giảm dần đến tăng tần số, điều đó cho phép giảm đường kính ngoài của stato và
sử dụng động cơ cho đường kính nhỏ hơn Sự sai lệch với các động cơ công suất 2,5 Kw với 2p=2cũng như ảnh hưởng của các chỉ tiêu kết cấu và công nghệ không cho phép giảm đường kính trong của stato do không thể cuốn dây được
Trang 30Trên hình IH.3 mô tả mối liên hệ phụ thuộc của chiều đài bó thép stato vào tân số đồng khi 2p =2và 2p =4, cho các động cơ công suất (2,5; 14; 37) Kw Với việc tăng tần số, độ dài lá thép ban đầu giảm đáng kể sau đó quá trình giảm chậm
lại Khi 2p = 2 quy luật giảm chiều dài lá thép thể hiện rõ ràng khi 2p = 4 Điều đó giải thích tại sao để giảm tổn thất cơ học phải giảm kích thước của động cơ
Trên hình III.4 là mối liên hệ phụ thuộc của đường kính tiện stato vào tần
số khi 2p=2và 2p=4, cho các động cơ công suất 2,5; 14; và 37Kw, từ đó suy
ra mức độ giảm đường kính tiện stato của các động cơ công suất nhỏ thấp hơn so với các động cơ công suất lớn hơn do ảnh hưởng của các chỉ tiêu kết cấu và công nghệ Khi công suất động cơ tăng đường kính lỗ stato phụ thuộc vào các yếu tố từ và độ bền Giảm tổn thất cơ học của các động cơ công suất thấp với việc tăng
tần số quay chỉ xảy ra khi giảm độ đài lá thép stato
Trên hình III.5 thể hiện mối liên hệ phụ thuộc của đường kính ngoài stato
của động cơ vào tần số khi 2p =2 và 2p =4, với công suất của động cơ bằng 2,5; 14; và 37Kw, từ đồ thị ta thấy rõ khi tần số tăng thì đường kính sẽ giảm
Trên từng kết cấu kỹ thuật các quy luật vật lý đều có hạn chế của nó Quy luật áp dụng cho các động cơ điện đều có các hạn chế nhất định trong từng phần một trong các hạn chế đó là công suất giới hạn Hiện tượng tương tự liên quan đến các điều kiện làm mát máy, tải trọng điện từ, các vật liệu sử dụng, kết cấu của máy và hàng loạt yếu tố khác
Đối với động cơ điện chìm có các điều kiện đặc biệt khác với động cơ điện
thông dụng, nó liên quan đến tổn thất cơ học lớn, có thể khẳng định rằng khi số
điện cực đã xác định tăng tần số quay động cơ sẽ không hoạt động đựơc có nghĩa là sẽ không tạo ra được công suất ấn định khi vận tốc rôto tăng đồng thời với tần SỐ quay
Nếu như chỉ vì tổn thất cơ học lớn, bắt buộc phải tạo ra công suất lớn hơn khả năng của động cơ, khi đó động cơ được coi là không thực hiện được Tăng công suất có thể thực hiện đựợc băng cách tăng hiệu điện thế đầu dây stato, cách
này không có hiệu quả kinh tế Bởi vậy, chúng ta sẽ xem xét khả năng tạo ra công suất cần thiết bằng cách thay đổi kích thước và số dây sao cho không gây
lên tổn thất lớn trong trong động cơ
Trang 31Công suất của động cơ có thể tăng bằng cách nâng thể tích stato, nghĩa là, tăng đường kính trong hoặc chiều đài lá thép của stato Nhưng nếu tăng đường
kính stato sẽ gây ra tăng đột biết tổn thất cơ học và cũng sẽ không cho kết quả
như ý Tăng chiều dài lá thép tuy tổn thất cơ học tăng không đáng kể nhưng lại
tạo ra tăng lực cản hữu ích và vô ích mà điều này lại khống chế công suất của động cơ
Khi giữ nguyên kích thước stato và tăng tần số dòng điện lưới, cảm kháng sẽ tăng, mức giảm số vòng dây và độ dài stato sẽ it hơn sự tăng tần số vì sự tăng
tổn thất cơ học
Như vậy, khi tỷ lệ giữa độ lớn của tân số và số điện cực đã ấn định với
điện áp không đổi, có thể xác định kích thước và khả năng sử dụng các vật liệu hoạt tính sẽ gặp khó khăn trong trường hợp quá tải
Nghiên cứu các tài liệu về động cơ điện chìm kiểu khô, nửa ướt và kiểu
ướt có thể rút ra kết luận là khi tính toán thiết kế động cơ điện chìm thì động cơ điện chìm kiểu khô có các thông số kỹ thuật và cách tính toán rất gần với các thông số và cách tính toán thiết kế động cơ điện bình thường Đặc điểm cần quan
tâm nhất là động cơ điện chìm có chiều đài lớn hơn, đường kính tiết điện tròn
của động cơ chìm lại nhỏ hơn Ngoài ra, vấn đề làm kín đóng vai trò quan trọng nhất với cụm chi tiết của vòng làm kín cơ khí của động cơ điện chìm
III.2 Tính tốn các thơng số kỹ thuật 11.2.1 Cac thông số định mức Điện áp định mức: U„=380 V Tần số nguồn điện: f = 50Hz Cong suat dinh mite: N,=37kw Số đôi cực: p=2 Kiểu bảo vệ: IP68 Hiệu suất: Tị = 89% Hệ số: cos@ = 0.84
HII2.2 Xác định kích thước cơ bản 1.Chiéu cao tâm trục: h = 160 mm
2.Đường kính ngoài stato Da = 327 mm
Trang 323 Đường kính trong stato: D1 = 0,62 Da = 200 mm 4.Chiều dài lõi thép stato: 61107⁄M _— 6,1.10”41,6 @5.k,k,A.B,-D? n 0,7.1,11.0,955.340.0,6.2071500 6 day chon: A=340A/cm; Bs; = 0,60T; k, = 1,11; ky = 0,955 5 S6 ranh stato: Z1 = 2m1pq1 = 2.3.2.3 =36 7 Sổ rãnh rôto: Z2=28 8.Bước ranh stato: t, = D,/Z, = x.200/36 = 17,45mm 9 Khe hở không khí: ø=-2 [i+.>-|=.2291¿-^—|Ì=051mm; lấy =0,50 mm 1200 2p ˆ 1200 2.2 = = 280mm 10 Đường kinh ngoai roto: D, =D, —2 6 = 200-2.0,5 = 199 mm 11 Số thanh dẫn trong rãnh: r Ata, _ 340.1,745.4 = 54,8 lấy Ww, - 56 1 433 12 Bước rãnh roto: nD, 7.199 Z, = 22,327]7mm i= 13 Số vòng dây trong một pha: canner
Hình III6: Sơ đồ trải dây của động cơ (m= 3; Z=36; 2p=4; a= 4; q=3; y= 1-8)
14.Từ thông khe hở không khí:
Am 6
4k,k, fu, 4.1,11.0.955.50.84
Trang 34
4s) (4132 VÝẺ
4.=(**] -{ ) = 1,09mm
z a
Trang 35~ Chiều cao rãnh rôto: h, = 30,5mm
- Chiều cao gông rôto: h„; = 29mm - Chiều cao miệng rãnh: hy = 1 mm
- Chiều cao vòng ngắn mạch: hy = 1,1.h„ = 34mm
- Bề rộng vòng ngắn mạch: by = Sv/hvy = 592/34 = 17,5mm
- Rãnh rôto làm nghiêng một bước: t; = 18,048 mm 7 11.2.3 Tinh todn mach tit 35 Hệ số khe hở không khí: ky =kz,k„, =1103.1,013 =1117 Trong đó: t +56 17,453 + _ - kp = mM =1,103 t Nhưng 17/453+5.0,5.1243 _s wi f, t, +58 PA 22,3271+5.0,5 mg - = M2 = = đa ,+5,ð-—b,„ 223277+5.0/5 b 2 22,3277 _ L013 1 36 Dùng thép kỹ thuật cán nguộiđẳng hướng 322 của Nga 37 Sức từ động khe hở không khí: F, =1,6.k;.6.B,.10* = 1,6.1,117.0,05.0,68.10* = 636,.48.A 38.Mật độ từ thông ở răng stato : _ Byt, _ 0,68.17,453 7 Bak, 8.0,95 =1,56.7
39 Cường độ từ trường ở răng stato:
Trang 3642 Chiều dài mạch từ ở gông stato:
_ 1{D, ~ hes) _ 7327-34) _ 439 2mm
2.p 4 ,
L g1
43 Cường độ từ trường ở gông stato:
- Tra đường cong từ hoá ứng với B„¡ = 1,1ốT ta có H,¡ = 3,74 A/cm 44 Sức từ động ở gông stato : F, =011,,.H„, =0,1.230,1.3,74 = 86,06.A 45 Mật độ từ thông ở gơng rơto: ¢.10‘ _ 0,02091.107 == 2.h,,J,k, 2.29.280.0,95 =1,36.T
46 Cường độ từ trường 6 gong roto:
- Tra đường cong từ hoá ứng với Bg2 = 1,36T ta có Hg2 = 5,85A/cm
47 Chiều dài mạch từ ở gông rôto: = {Dp thụ) _ (05329) ; — ng 2a 8? 2.p 48 Sức từ động 6 gong réto: !; =0,1.1,;.H,; = 0,1.105,24.5,85 = 61,565.4 49 Mật độ từ thông ở răng rôto: p,, — Bete _ 068223271 — ae 2 bey k, 1035.095 7” 50 Sức từ động trên răng rôto: Fz„, =2.01.,,.H„, = 2.0,1.26.12,4 = 64,48.4 Trong đó hz; = hạ; — hy, — d/3 = 26mm 51 Hé s6 bao hoa rang: _ Fy +Fyt Foy _ 636,48 + 68,14 64,48 F, 636,48 k, =1,208 ,25—k,| _ |1L25-1,208) k, 1208 Như vậy ở đây: = 0,035 ~ 0,1 cho nên không cần tính lại 52 Tổng sức từ động của mạch từ:
E=fy+Fa+ Fại + Fạy + F,, = 636,A8+ 68,1 +86,06 + 64,48 + 61,565 = 916,685.4
53 Hệ số bão hoà toàn mạch:
Trang 39trong đó: a, = —ÙU2 0,338 =1,1179 0,696 + 2⁄2 d 73 Hệ số từ tản phần đầu nối: "1 A120, 249.196 sles 5 = 0542438 z,1)2PZ) ol WT og ag0[ 22) 28 MiP * 2 74 Hệ số từ dẫn tản do rãnh nghiêng: 2 2) = 0,5.2,299.1 = 1,1495 t Ay = 0522| 75 Hệ số từ dẫn tản của rôto: dy = Any * Âu + Ân + Ân h_ 11495 +2,299 + 1,68166 + 0,42438, = 5,554547 1 + 76 Hệ số từ dẫn tản quy đổi theo stato: Ay = Ay the ẤI kệ = 5,554541 4, 2 280+0 2 0,955? = 6,51327 71 Điện kháng quy đổi cla réto theo stato: xX) =X Ae 1,0732, 251327 =1,2584.Q A, 5,554547 78 Dòng điện phản kháng của stato với tộc độ đồng bộ: _ U, _ 380 ®- x(I+ơ¡)J+ø?} 44(+0,02439)+0,0067?] =8,420.4 79 Tổn thất không tải của cuộn dây siato ở tốc độ đồng bộ: New = 3.12.7, (1+ 0?) = 3.8,4307.0,3014(1 + 0,0067? )= 64,81 80 Trong luong géng stato: Gp, = 2D, — hry, gs kepe 10 = 2.327 - 34)34.280.7,8.0,95.10 = 64,93.kg 81 Tén that & géng stato: Ni =16-P fog: By Gy = 1,6.2,5.1,16' 64,93 = 349,57
82 Trọng lượng rang stato:
Gay = V p08 yy-hyy Zh -Kepp1O* = 7,8.8.26.30,5.280.0,95.10 5 = 13,16.kg
83 Tổn thất & rang stato:
Noy =1,8.P poy Bg) Gy) =1,8.2,5.1,567.13,16 = 144/14
Trang 4084 Tổng tổn thất trong thép stato: Neg = Ng) +N gy =349,5-+144,14 = 493,647 85 Tén that co: 2 4 2 4 Nn, =k{ 1000 J {10 | [ 2) 10% - im a) 10? = 0,257.4W 1000) (100 86 Tổn thất không tải: Ny=Nạ+Ng„+N,„ =64,81+493,64+257 =815,45JV §7 Dòng điện tác dụng không tải: N, _ 558,45+257 1„ = 30, 3.380 =0,715.4 88 Dòng điện không tải: lạ = VI + e =¬|8,43? + 0,715? =8,46.A 89 Hệ số công suất không tải: COS @, = i = a = 0,0845 0 › HHI.2.5 Chế độ định mức 90.Điện trở tác dụng pha dây quấn stato : =n+ø,)= 0/3014(1+0,02439)= 0,3087.Q
91 Điện kháng pha dây quấn stato:
x=xl(l+o, Í +P, 4) = 1,0732.(1 + 0,0243 afi + 0,0067 oe )=uoao