ĐỒ án tốt NGHIỆP thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc LỜI NĨI ĐẦU Đất nước ta thời kỳ cơng nghiệp hố đại hoá nhằm đưa đất nước tiến kịp với kinh tế nước khu vực giới Tốc độ phát triển kinh tế quốc gia phụ thuộc vào tốc độ phát triển ngành lượng Thường tốc độ phát triển ngành công nghiệp phải cao tốc độ phát triển chung kinh tế Do ngành chế tạo máy điện địi hỏi phải ln trước bước công nghiệp chất lượng nhằm đảm bảo tốc độ phát triển chung toàn ngành yêu cầu kinh tế Ngành chế tạo máy điện sản xuất thiết bị điện phục vụ cho kinh tế như: Máy biến áp, động điện dùng làm nguồn động lực cho loại thiết bị, công suất từ vài (w) đến hàng trăm (Kw) Với tiêu kinh tế, kỹ thuật bảng số liệu qua tính tốn đạt yếu cầu đề Trong trình thiết kế em dẫn tận tình thầy Bùi Đức Hùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Trong thời gian ngắn với kiến thức kinh nghiệm có hạn, đồ án khơng tránh khỏi sai sóy, em mong thông cảm ý kiến thầy cô bạn Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2005 Sinh viên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc PHẦN I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG Động điện không đồng máy điện xoay chiều hai dây quấn có cuộn dây phía sơ cấp nhận điện từ lưới điện với tần số không đổi (w1) cuộn dây thứ hai (thứ cấp) nối tắt lại hay khép kín điện trở Dịng điện dây quấn thứ cấp sinh nhờ cảm ứng điện từ Tần số w2 hàm tốc độ góc Ω rơtơ mà tốc độ phụ thuộc vào mômen quay trục Người ta thường dùng loại dây phổ biến động khơng đồng có dây quấn Stato dây qns pha đối xứng có cực tính xen kẽ, lấy điện từ lưới điện xoay chiều dây quấn roto pha nhiều pha đối xứng có cực tính xen kẽ máy ta gọi tắt máy “không đồng bộ” máy không đồng kiểu khác gọi máy không đồng đặc biệt Các náy không đồng dùng chủ yếu làm động Động điện không đồng bọ động điện xoay chiều thông dụng II PHÂN LOẠI: Căn vào tố độ roto tốc độ từ trường quay người ta chia động điện xoay chiều pha làm loại: - Động điện đồng - Động điện không đồng Theo phạm vi thiết kế, ta xét đến động điện không đồng pha Động điện không đồng pha nuôi nguồn điện khơng gian góc 1200 điện Khi đưa nguồn pha vào dây quấn Stato, tạo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP từ trường quay với tốc độ đồng M = 60 f/p với f: tần số lưới điện đưa vào P số đố cật máy Từ trường quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt lõi sắt Rato cảm ứng dây quấn sức điện động dịng điện Từ thơng dịng điện sinh hợp với từ thông Stato tạo thành từ thơng tổng khe hở Dịng điện dây quấn roto tác dụng với từ thơng khe hở Dịng điện dây quấn roto tác dụng với từ thông khe hở sinh mơmen Tác dụng có quan hệ mật thiết với tốc độ quay (r) rơto Trong phạm vi tốc độ khác chế độ làm việc máy cũngkhác Để phạm vi tốc độ người ta thường dùng hệ số trượt S: S% = n1 − n 100 n1 Như khi: n ≤ n1 Ù S ≤ 0, S ≤ 1: động không đồng n≥0 ÙS≤0 máy phát khơng đồng n≤0ÙS≥1 Hãm Từ có trường hợp tương ứng với chế độ làm việc theo phạm vi hệ số trượt tốc độ sau; Trường hợp roto quay thuận với từ trường quay tốc độ nhỏ tốc độ đồng (0 < n < nđb) (1 > S > 0) Trường hợp tương ứng với chế độ động điện Trường hợp Roto quay thuận nhanh tốc độ đồng (n > < 0) Đây chế độ máy phát điện không đồng Trường hợp Roto quay ngược với chiều từ trường quay (n < 0, S > 1), chế độ hàm điệntừ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc Vì nhà điện làm việc tốc độ khác tốc độ đồng từ trường quay nên ta gọi động điện không đồng Căn vào kiểu Roto động khơng đồng pha làm loại - Động không đồng pha Roto ngắn mạch (lồng sóc) - Động khơng đồng pha có dây quấn Động có dây quấn Roto (ngắn mạch) lồng sóc phổ biến giá thành rẻ, vận hành đơn giản, đảm bảo Các động có đặc tính ứng (khi tải thay đổi từ thông đến định mức tốc độ quay chúng giảm tất khoảng (2 ÷ 5%)… Các động Roto lồng sóc có mômen mở máy lớn, nhiên bên cạnh ưu điểm có nhược điểm sau: Khó điều chỉnh tốc độ phẳng phạm vi rộng, cần dòng điện mở máy từ lưới lớn (vượt tới ÷7 lần Iđm ) hệ số cơng suất loại thấp Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo động không đồng Roto lồng sóc nhiều tốc độ dùng Roto rãnh sâu lồng sóc kép đẻe hạ dịng điện khởi động, đồng thời mômen khởi động tăng lên Với động Roto dây quấn (hay động vành trượt) loại trừ nhược điểm làm cho kết cấu Roto phức tạp, nên khó chế tạo đắt tiền động không đồng Roto lồng sóc (khoảng 1,5 làn) Do động không đông Roto dây quấn sử dụng điều kiện mở máy nặng nề, cần phải điều chỉnh phẳng tốc độ quay Loại động dùng nối cấp với máy khố Nối cấp máy khơng đồng cho phép điều chỉnh tốc độ quay mọt cách phẳng phạm vi rộng với hệ số công suất cao Xong giá thành cao nên không thông dụng Trong động không đồng Roto dây quấn pha dây quấn Roto nối hình đầu chúng nối với vành trượt Nhờ chổi điện tiếp xúc với vành trượt nên đưa điện trở phụ vào mạch Roto để thay đổi đặc tính làm việc máy LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc Các động khơng đồng nhà máy chế tạo phải làm việc điều kiện định với số liệu xác định gọi số liệu định mức (Sổ tay kỹ thuật điện) Những số liệu định mức động không đồng ghi nhãn nhà máy chế tạo gắn thân máy là: Cơng suất động sinh Pđm = P2đm Tần số lưới: f1 Điện áp dây quấn Stato: U1đm Dòng điện dây quấn Stato: I1đm Tốc độ quay Roto: nđm Hệ số công suất: cosϕđm Hiệu suất: ηđm Nếu dây quấn pha Stato có đưa đầu cuối pha để đấu thành hình cho hay tam giá điện áp dây dịng điện dây với cách đấu (Y/A) ghi dạng phân số (UdY/UdΔ) (Idy/ IdΔ) Các số liệu định mức động không đồng biến đổi phạm vi rộng Công suất định mức từ phần w đến hành chục nghìn Kw Tốc độ quay đồng định mức n1đm = 60f1/p với tần số lưới Hz Mđm từ (300 ÷ 500 vòng/phút) trường hợp đặc biệt lớn (tốc độ quay định mức Roto thường nhỏ tốt tốc độ quay đồng 2% ÷ 5% động nhỏ tới 5% ÷ 20% Điện áp định mức từ 24V đến 10V) (trị số lớn ứng với công suất lớn) Hiệu suất định mức động không đồng tăng theo công suất tốc độ quay chúng công suất lớn 0,5Kw hiệu suất nằm khoảng 0,65 ÷ 0,95 Hệ số cơng suất động không đồng tỷ số công suất tồn phần cơng suất tồn phần nhận từ lưới: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP cos ϕ = Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc P1 P12 + Q 12 Hệ số công suất đồng thời tăng lên với chiều tăng công suất tốc độ quay động Khi công suất lớn 1Kw, hệ số cơng suất vào khoảng 0,7 ÷ 0,9 cịn động nhỏ khoảng (0,3 ÷ 0,7) III NHIỆM VỤ VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN Nhiệm vụ thiết kế máy điện xác định từ hai yếu cầu sau - Yêu cầu từ phía Nhà nước bao gồm tiêu chuẩn Nhà nước yêu cầu Nhà nước quy định - Yêu cầu phải từ phía nhà máy người tiêu dùng thơng qua hợp đồng ký kết Nhiệm vụ người ký kết đảm bảo tính kỹ thuật sản phẩm đạt tiêu chuẩn nhà nước quy định tìm khả hạ giá thành để đạt hiệu kinh tế cao Các bước thiết kế gồm có: Thiết kế điện từ Nhiệm vụ người thiết kế giai đoạn theo trình tự thiết kế điện từ, xác định phương án hợp lý, tính tay nhờ vào máy tính, phương án phải thoả mãn yêu cầu tính kỹ thuật theo tiêu chuẩn nhà nước đồng thời giá thành phải thấp Trong phương án phải xác định tồn kích thước: lõi sắt, Stato, Roto, kết cấu cách điện Ngồi cịn phảI tính tốn nhiệt để đảm bảo làm việc ổn định chế độ định mức, độ tăng nhiệt không vượt tiêu chuẩn quy định LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc Thiết kế kết cấu: Trong giai đoạn phải xác định kết cấu cụ thể phương thức thơng gió làm nguội, kết cấu cố định dây quấn rãnh phần đầu nối, kết cấu cụ thể cách bôi trơn đó, kết cấu thân máy lắp máy… Theo yêu cầu nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp, trình tự thiết kế tiến hành sau: Tính tốn kích thước Tính tốn điện từ Tính tốn nhiệt Tính hiệu kinh tế Hoàn thành vẽ lắp ráp, sơ đồ dây quấn đặc tính động LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN II THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHƯƠNG I: TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU Các kích thước chủ yếu phụ thuộc qua thơng số công thức sau: CA : D lδ.n 6,1.10 = P α δ K δ K d A.B δ CA: Hằng số máy điện + n: Tốc độ đồng với 2p = ta có: n= 60f1 60.50 = = 1500 v / p p + α5: hệ số cụm cực từ, lấy α = + Ks: Hệ số sóng lấy K s = π 2 = 0,64 π = 1,1 + Kd: hệ số dấy quấn Với P = 2,2 (Kw) 2p = U ta chọn Kd = 0,95 ÷ 0,96 Chọn Kd = 0,955 + D: đường kính Stato, có quan hệ mật thiết với đường kính ngồi Dn hệ số KD: K0 = D = f (2 p ) Dn Tra bảng 10.1 – 230: Sách thiết kế máy điện “TKMĐ” ta có: Khơng = 0,64 ÷ 0,68, Chọn KD = 0,65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc + Dn: Có quan hệ mật thiết với kết cấu máy, cấp cách điện chiều cao tâm trục h chuẩn hoá Chiều cao tâm trục h chọn theo dãy công suất P theo bảng 1r.1 – 601 động khơng đồng Roto lồng sóc kiểu IP 44 theo TCVN – 1987 – 94, chọn cấp cách điện B Khi với p = 2,2 (Kw) 2p = Ta có: h = 112 (mm) Qua bảng 10.3 – 230 chọn Dn = theo h: ta có Dn = 191 (mm) + P’ cơng suất tính tốn: P' = K P η cos + Suy D = 191 = 124 (mm) Trong K = 0,965 theo hình 10.2 – 231 TKMĐ Vậy P' = 0,965.2,2 = 3,236(Kw ) 0,82.0,8 + A: tải đường đặc trưng cho mạch điện + Bδ: mật độ từ thơng δ khe hở khơng khí đặc trưng cho mạch từ Trong máy điện khơng đồng tỉ số A ảnh hưởng lớn đến kích Bδ thước máy điện, đặc tính khởi động đặc tính làm việc máy điện Nếu A, Bδ chọn phụ thuộc nhiều vào vạt liệu Nếu dùng vật liệu sắt từ tốt (tổn hao thấp hay độ từ thẩm cao), chọn Bδ lớn Nếu dùng dây đồng có cấp cách điện cao chọn A lớn Vởy A, Bδ phụ thuộc Dn P: Với Dn = 191 (mm) 2p = ta chọn A = 260 (A/cm) Và Bδ = 0,865 (T) ta có: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Pδ = 6,1.10 P α δ K δ K d A.B δ D n 6,1.10 3,236 = 0,64.1,11.0,955.260.0,865.12,4 1500 = 5,614(cm) Vì lδ < 25 (cm), lõi sắt ngắn nên ta chọn lõi sắt làm thành khối l1 = l2 = lδ = 5,6 (cm) Bước cực τ= π.D π.12,4 = = 9,738(cm) 2.p 2 Lập phương án so sánh l 5,61 λ= δ = = 0,576 τ 9,738 Theo hình 10.3b – 235 (TKMĐ) để thiết kế chế tạo máy có tính tốt tính kinh tế cao λ nằm phạm vi cho phép Với 2p = mà h < 250 (mm) Đối chiếu kết ta chọn phương án hợp lý Dòng điện định mức I1 = P.10 2,2.10 = = 5,08(A) 3.V1 η cos ϕ 3.220.0,8.0,82 CHƯƠNG II DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KH HỞ KHƠNG KHÍ Rãnh Stato Chọn q1 = 3, ta có số rãnh Stato là: Z1 = 2m.p.q1 = 2,323 = 36 (rãnh) 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Znξ = Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc (rn ξ + X 2n ξ) = 5,94949 + 8,726 = 10,561(Ω) Dòng điện ngắn mạch δ = Inξ = U1/Znξ = 20/10,561 = 20,829 (A) Tham số động điện xét đến hiệu ứng mặt bão hoà mạch từ tản δ = Chọn sơ bộ: Kbh = 1,35 Dòng điện ngắn mạch Inbhξ = 1,35 Inξ = 1,35 20,829 = 28,119 (A) Sức từ động trung bình rãnh Stato: Z I nbhξ U r (K β + K y − K d ) Z2 Fzbh = 0,7 a1 28,119.55(1 + = 0,7 C bh = 0,64 + 2,5 36 ) 30 = 2435,721(A) δ 0,03 = 0,64 + 2,5 = 0,921 t1 + t 1,082 + 1,292 Fzbh 10 − 2435,721.10 − B= = = 5,51(T ) 1,6.C bh δ 1,6.0,921.0,03 Theohình 10-15 (TKMĐ) ta có X5 = 0,42 C1 = (t1 – b41) (1 – X=5) = (1,082 = 0,2) (1 – 0,42) = 0,511 h + 0,58.h C1 Δλt bh = 41 b 41 C1 + 1,5.b 41 0,05 + 0,58 0,511 = = 0,765 0,2 0,511 + 1,5.0,2 Hệ số từ dẫn tản rãnh Stato xét đến bão hoà mạch từ tản 39 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc λt1bh = λr1 - Δλ1bh = 0,649 Hệ số từ dẫn tản tạp Stato xét đến bão hoà mạch tưd tản: λt1bh = λt1.Xδ = 2,21.0,42 = 0,928 Tổng hệ số từ tản Stato xét đến bão hoà từ tản Σλ1bh = 3,88 Điện kháng Stato xét đến bão hoà từ tản : X1bh = X1.Σλ1bh/Σλ1 = 4,743.3,88/5,927 = 3,105 (Ω) C2 = (t2 – b42) (1 – Xδ) = (1, 292 – 0,1) (1 – 0,42) = 0,691 C2 h 0,05 0,691 Δλ 2bh = 42 = = 0,436 b 42 C + b 42 0,1 0,961 + 0,1 Hệ số từ tản rãnh Roto xét đến bão hoà mạch từ tản hiệu ứng mặt ngoài: λr2ξbh = λr2ξ - Δλ2bh = 0,816 – 0,436 = 0,379 Hệ số từ tản tạp Roto xét đến bão hoà mạch từ tản: λt2bh = λt2.Xδ = 2,142.0,42 = 0,899 Hệ số từ tản rãnh nghiêng Roto xét đến bão hoà mạch từ tản: λrnbh = λm Xδ = 0,751 0,42 = 0,315 Tổng hệ số từ tản Roto xét đến hiệu ứng mặt bão hoà mạch từ tản: Σλξbh = λr2ξbh + λt2bh + λd2 + λrnbb = 2,368 Điện kháng Roto xét đến hiệu ứng mặt bão hoà mạch từ tản: X’2ξbh = X’2Σλ2ξbh/Σλ2 = 4,624.2,386/3,225 = 2,111 89 Các tham số ngắn mạch động xét đến bão hoà mạch từ tản hiệu ứng mặt là: 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP rnξbh= r1 + r’2ξ = 4,146 + 1,802 = 5,948 (Ω) Xnξbh = X1bh + X’2ξbh/Σλ2 = 3,105.2,111 = 5,216 (Ω) Z nbh = r nξbh + X2 nξbh = 5,948 + 5,216 = 7,912(Ω) 90 Dòng điện khởi động động cơ: IR = U1 220 = = 27,8(A) Z nbh 7,912 Trị số so với giá trị ban đầu Inbh = 28,119 (A) Không sai số lệch nhiều nên ta không cần tính lại 91 Bội số dịng điện khởi động I kd = 27,8 IK = = 5,473 I dm 5,08 Thoả mãn điều kiện toán thiết kế lkd ≤ 7,6 92 Điện kháng hỗ cảm xét đến bão hoà; X12n = X12.Kμ = 126,483 1,503 = 190,122 (Ω) Ta có đẳng thức: C 2bh = + I' K = X' bh 3,983 =1+ = 1,011 X12 n 190,122 IK 27,8 = = 27,497(A ) C 2bh 1,011 93 Bội số momen khởi động ⎛ I' m K = ⎜⎜ 2K ⎝ I 2dm ⎞ r'2ξ ⎛ 27,497 ⎞ 1,802 ⎟⎟ .S dm = ⎜ 0,027 = 2,099 ⎟ 31 604 r ' , , ⎠ ⎝ ⎠ So với đề mK ≥ 2,1 không sai lệch kháng kể mK = 2,099 thoả mãn điều kiện 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc 42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc CHƯƠNG IX: TÍNH TỐN NHIỆT Trong q trính làm việc tránh khỏi tổn hao máy điện, tổn hao nguyên nhân làm nóng cá phận máy điện Khi trạng thái nhiệt máy ổn định tồn nhiệt phát ra.từ máy điện toả môi trường xung quanh nhờ chênh lệch nhiệt độ phận máy bị đốt nóng với mơi trường Ngun nhân chủ yếu gây phát nóng máy điện tổn hao dây quấn lõi sắt Tuy nhiên số phận khác gây phát nóng máy điện Tính tốn nhiệt giải vấn đề nhiệt nhằm mục đích phép máy điện làm việc oỏn định chế độ khác nhau, làm cho máy không bị phát nóng trị số cho phép 94 Các nguồn nhiệt máy điện + Tổn hao đồng Stato QCU1 = PCU1 + 0,5Pt = 180,3 + 0,5 11 = 185,5 (W) + Tổn hao sắt Stato: QFe = PFe = 61 (W) + Tổn hao Roto QR = Pa12 = 0,5Pt = Pcơ + Pbm = 53 + 0,5 11 + 30 + 2,5 + 2,7 = 93,7 (W) 43 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 95 Nhiệt trở mặt lõi sắt Stato ⎛⎜ 1 ⎞⎟ + S Dn ⎜⎝ α g α δg ⎟⎠ W ⎛ 1 ⎞ = + ⎟ = 0,05 ⎜ 355 ⎝ 0,168 0,09 ⎠ R Fe = R Feg + R δg = Trong + SDn = π Dn.l = π 19,1 5,61 = 335 (cm2) λFe 30.10 −2 αg = = = 0,168( W / cm C ) 1,783 hg1 + αδg = (0,08 ÷ 0,1) W/cm2 → Chọn αδg = 0,09 W/cm2 Với RFeg : nhiệt trở gông lõi sắt Stato R Feg = hg1 λFe.δg1 Rδg nhiệt trở tạo khe hở công nghệ lõi sắt Stato vỏ máy 96 Nhiệt trở phần đầu nối tiếp dây quấn Stato: δc + λ c + S d α d S d 0,02 = = 1,58.10 −2 ( C ) −2 0,16.10 2058 0,05.2058 Rd = Trong đó: + δc = 0,02 cm cách điện dầu nối vải + λc = 0,16 10-2(W/0C.cm) hệ số dẫn nhiệt ứng với cấp cách điện B F, tra bảng 8.1-170-TKMĐ + αd = (1 + 0,56V2).10-3 = ( + 0,56 9,472) 44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Với V tốc độ gió thổi đầu dây quấn lấy tốc độ bề mặt Roto V= π.D.n π.12,4.1500 = = 9,47 (m/s) 6000 6000 + Sd: diện tích toả nhiệt dây quấn, dây quấn lớp ta có: Sd = Z1 Cb Ld = 3.6 3,75 15,345 = 2058 (cm2) Trong Cb chu vi bối dây: ⎛d ⎞ ⎛d ⎞ C b = π⎜ − 0,35 ⎟ + π⎜ − 0,25 ⎟ + h12 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎞ ⎛ 7,5 ⎞ ⎛3 − 0,25 + 2.9,75 ⎟ = 37,25(mm) π⎜ − 0,35 ⎟ + π⎜ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝2 97 Nhiệt trở đặc trưng cho độ chênh nhiệt khơng khí bên máy vỡ máy Rα = 1 = = 0,145( W / C.cm) − α.S' α 2,765.10 2500 Trong đó: α xác định qua thơng số K0 = 0,05 ÷ 0,07, chọn K0 = 0,06 Tra bảng 8,3-170 TKMĐ ta có α0 (1 + K0.V) = 1,42.10-3 (1 + 0,06 9,47) = 2,22.10-3W/0C.cm S’α: bề mặt bên vỏ máy bao gồm phần khơng tiếp xúc với bề mặt ngồi lõi sắt Stato bề mặt hai nắp máy: S’α ≈ π (l0 – l1)Dn π Dn l31 = 2.π 19,1 0,7 + π 19,1 (11,4 – 5,61) = 1190 (cm2) Tra bảng I1 – phụ lục I (TKMĐ) ta có l10 = 114 (mm) 45 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP L31 = 70 (mm), d10 = 12 (mm) 98 Nhiệt trở bề mặt nôài vỏ máy Rα = α v S v + α' n S' n + α" n S' n S" n (15,4.2280 + 8,25.420 + 1,42.420).10 −3 = 2,537.10 − ( o C / W) Trong đó: αv: hệ số tản nhiệt cách tán nhiệt αv = Kg α’v = 2,31 6,723 10-3 = 0,0155 (W/0C.cm2) α’r = 3,6d-0,2.V0,8.10-4 = 3,6 0,02-0,2 14,60,8.10-4 = 6,723.10-3 (W0C.cm2) d: đường kính rãnh thơng gió: d = 20 (mm) = 0,02 (m) V: tốc độ gió thổi mặt ngồi vỏ máy tính đến suy giảm 50% theo chiều dài gân tản nhiệt Đường kính ngồi cách quạt lấy Dn = 19,1 (cm) ta có: V = 0,5 π.D n n π.19,1(1 − 0,027) = 0,5 = 14,6(m / s) 6000 6000 Kg hệ số tính theo công thức: Kg = αg 1,5 4,2 0,5 C b + = + = 2,31 C + b α' v b + c 0,5 + 1,5 6,723.10 −3 0,5 + 1,5 Với αg = β λ th (β h) = 0,82 10-2.th (0,82 – 2,5) = 0,032 (W/0C cm2) 2.α' v 2.6,723.10 −3 β= = = 0,82 λ.b 4.10 −2 0,5 46 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + α’n: hệ số tản nhiệt nắp có gió thổi (ở nắp sau) + α’n = 3,6 d-0,2 V0,8 10-4 = 3,6 0,02-0,2.18,940,8 10-4 = 8,28.103 (W/0C cm2) nắp sau tốc độ gió cánh quạt khơng bị suy giảm V = 18,94 (m/s) + α”n: hệ số tản nhiệt nắp khơng có gió α”n = 1,42 10-3 (W/0C cm2) + Các diện tích tả nhiệt vỏ máy (kể gân) Sv = 2280 (cm2) nắp Sn=S’n = 420 (cm2), chiều cao cánh quạt h = 2,5 (cm) khoảng cách trung bình gân C = 1,5 (cm), chiều dày gân b = 0,5 (cm) xác định thiết kế động 99 Độ chênh nhiệt vỏ máy với môi trường: θα = (QCu1 + QFe + PR) Rα = (185,5 + 61 + 93,7) 2,537 10-2 = ,63 (0C) 100 Nhiệt trở lớp cách điện rãnh: Rc = δc 0,25 = = 1,67.10 − ( C / W) − λ c S c 1,1.10 748 Với Sc = Z1.Cb.l1 = 36 3,725 5,61 = 748 (cm2) tiết diện truyền nhiệt cách điện 47 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc CHƯƠNG X: TRỌNG LƯỢNG VẬT LIỆU TÁC DỤNG VÀ CHỈ TIÊU SỬ DỤNG 101: Trọng lượng thép Silic cần chuẩn bị: GFe (Dn + 1) l1.Kc γFe.10-3 = (19,1 + 0,7)2.5,61 0,95 7,8 10-3 = 14 (Kg) 102: Trọng lượng đồng dây quấn Stato: Khi khơng tính cách điện: G’Cu = Z1.Ur1.n1.S1.ltb.γCu.10-5 = 36.55.1.0,724.8,9.10-5 = 2,67 (Kg) Khi kể cách điện: ⎡ ⎛ dcd ⎞ ⎤ G Cu = ⎢0,876 + 0,124.⎜ ⎟ ⎥ G' Cu ⎝ d ⎠ ⎥⎦ ⎢⎣ ⎡ ⎛ 1,025 ⎞ ⎤ = ⎢0,876 + 0,124⎜ ⎟ ⎥ 2,67 = 2,716(Kg) ⎝ 0,96 ⎠ ⎥⎦ ⎢⎣ 103 Trọng lượng nhôm Roto (không kể cánh quạt vành ngắn ngắn mạch) - Trọng lượng nhôm dẫn: Gtd = Z2.Std.l2γAl.10-5 = 30 109 5,61 10-5 = 0,48 (Kg) - Trọng lượng nhôm vành ngắn mạch: GV = π.DV.SV.γAl.10-5 = π 10,3.300.2,6.105 = 0,51 (Kg) 104 Chỉ tiêu kinh tế vật liệu tác dụng • Thép kỹ thuật điện: g Fe = G Fe 14 = = 6,36(Kg / KW) P 2,2 48 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc • Đồng: g Cu = G Cu 2,716 = = 1,234(Kg / KW) 2,2 P • Nhơm: g Al = G Al 0,99 = = 0,45(Kg / KW) P 2,2 49 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com A Z B C X Y Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc 10 11 1213 1415 16 17 1819 2021 22 23 24 25 26 2728 29 30 31 323334 35 36 Sơ đồ dây quấn stato ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 50 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc CHƯƠNG XI: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ Kết cấu động bao gồm: - Vỏ Stato - Lõi sắt Stato - Kết cấu Roto 51 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc TÀI LIỆU THIẾT KẾ Thiết kế máy điện - Trần Khánh Hà - Nguyễn Hồng Thanh 52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động khơng đồng ba pha roto lồng sóc MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ .2 I Mục đích phạm vi sử dụng .2 II Phân loại: .2 III Nhiệm vụ trình tự thiết kế máy điện PHẦN II THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHƯƠNG I: TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CHƯƠNG II DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KH HỞ KHƠNG KHÍ 10 CHƯƠNG III DÂY QUẤN, RÃNH VÀ GÔNG RÔTO 17 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN MẠCH TỪ 20 CHƯƠNG V: THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 24 CHƯƠNG VI TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ 30 CHƯƠNG VII ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC 33 CHƯƠNG VIII TÍNH TỐN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG 38 CHƯƠNG IX: TÍNH TOÁN NHIỆT 43 CHƯƠNG X: TRỌNG LƯỢNG VẬT LIỆU TÁC DỤNG VÀ CHỈ TIÊU SỬ DỤNG 48 CHƯƠNG XI: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 51 TÀI LIỆU THIẾT KẾ .52 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... 0 ,17 44 Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc 0,5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc. .. luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng sóc Σ? ?1 = λr1 + λt1 + λ? ?1 = 1, 415 + 2, 21 + 2,29 = 5, 915 69 Điện kháng dây quấn Stato: f ⎛w ⎞ l X1 = 0 ,15 8 ⎜ ⎟ δ ∑ l1 10 0 ⎝ 10 0... 0, 818 9 0,7634 11 P1=3V1.I1r 10 -3 0, 913 9 2 ,17 97 2, 518 5 5,65 71 6 ,16 32 6,9774 Kw 34 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế động không đồng ba pha roto lồng