Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài: Thiết kế động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn có các thông số sau: P = 132 kW, điện áp U = 380/220 V đấu Y/∆, 2p = 6, tốc độ đồng bộ n1 = 1000 vg/ph. Kiểu bảo vệ IP23, chiều cao tâm trục h = 315 mm, ŋ=0,92; cosφ=0,88; Mmax/Mđm =1,9;
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN Sinh viên : Lớp : GV hướng dẫn : Hà Nội, 2022 BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN Số: 08 Tên lớp: 20214EE6023001 Họ tên sinh viên: Nhóm STT Họ tên Mã SV Lớp Trịnh Đức Hãnh 2019603354 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Nguyễn Duy Đông 2019603261 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Nguyễn Văn Duy 2019603205 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Anh NỘI DUNG Đề tài: Thiết kế động điện không đồng rơto dây quấn có thơng số sau: P = 132 kW, điện áp U = 380/220 V đấu Y/∆, 2p = 6, tốc độ đồng n1 = 1000 vg/ph Kiểu bảo vệ IP23, chiều cao tâm trục h = 315 mm, ŋ=0,92; cosφ=0,88; Mmax/Mđm =1,9; YÊU CẦU THỰC HIỆN A Phần thuyết minh Tổng quan động không đồng rôto dây quấn Tính tốn thiết kế: Tính tốn mạch từ, dây quấn stato, rơto Tính tốn nhiệt kết cấu động Xây dựng đặc tính mở máy tính tốn tham số khơng tải Mơ kết thiết kế động phần mềm Nội dung trình bày báo cáo ĐAMH theo quy cách chung (BM03Quy định số 815/QĐ-ĐHCN, ngày 15 tháng năm 2019) B Bản vẽ kỹ thuật STT Tên vẽ Sơ đồ kích thước mạch từ stato, rơto Khổ giấy A4 Số lượng 01 Sơ đồ trải dây quấn stato A4 01 Sơ đồ kết cấu, lắp ráp động A4 01 Ngày giao đề tài: 04/7/2022 Ngày hoàn thành: 22/8/2022 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Việt Anh (BM01) PHIẾU HỌC TẬP NHÓM I Thông tin chung Tên lớp: 20214EE6023001 Họ tên sinh viên: Nhóm STT Họ tên Mã SV Lớp Trịnh Đức Hãnh 2019603354 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Nguyễn Duy Đông 2019603261 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Nguyễn Văn Duy 2019603205 2019DHDIEN04 - ĐH K14 II Nội dung học tập Tên chủ đề: Thiết kế động điện không đồng rôto dây quấn có thơng số sau: P = 132 kW, điện áp U = 380/220 V đấu Y/∆, 2p = 6, tốc độ đồng n1 = 1000 vg/ph Kiểu bảo vệ IP23, chiều cao tâm trục h = 315 mm, ŋ=0,92; cosφ=0,88; Mmax/Mđm =1,9; Yêu cầu thực hiện: Tổng quan động không đồng rôto dây quấn Tính tốn thiết kế: Tính tốn mạch từ, dây quấn stato, rơto Tính tốn nhiệt kết cấu động Xây dựng đặc tính mở máy tính tốn tham số khơng tải Mơ kết thiết kế động phần mềm Hoạt động sinh viên 2.1 Hoạt động/Nội dung 1: Tổng quan động không đồng rôto dây quấn - Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Kiến thức thiết kế máy điện 2.2 Hoạt động/Nội dung 2: Tính tốn, thiết kế - Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Xây dựng quy trình thiết kế động khơng đồng rơto dây quấn, cách tính tốn kích thước mạch từ, dây quấn stato rôto 2.3 Hoạt động Nội dung 3: Mơ kết tính tốn, thiết kế phần mềm - Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Biết cách sử dụng phần mềm để mô xác định kết quả, so sánh đối chiếu với kết tính tốn giải tích Sản phẩm nghiên cứu - Bản báo cáo thuyết minh đồ án môn học vẽ kỹ thuật kèm theo III Nhiệm vụ học tập Hoàn thành ĐAMH theo thời gian quy định (từ ngày 04/7/2022 đến ngày 22/8/2022) Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề giao, trước giảng viên sinh viên khác IV Học liệu thực ĐAMH 1.1.1 Tài liệu học tập: Thiết kế máy điện (Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh… ); Máy điện (Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ) 1.1.2 Phương tiện, nguyên liệu thực ĐAMH (nếu có): Máy tính cá nhân, vẽ (BM02) KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên lớp: 20214EE6023001 Họ tên sinh viên: Nhóm STT Họ tên Mã SV Lớp Trịnh Đức Hãnh 2019603354 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Nguyễn Duy Đông 2019603261 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Nguyễn Văn Duy 2019603205 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Tiến độ thực hiện: Thiết kế động điện khơng đồng rơto dây quấn có thơng số sau: P = 132 kW, điện áp U = 380/220 V đấu Y/∆, 2p = 6, tốc độ đồng n1 = 1000 vg/ph Kiểu bảo vệ IP23, chiều cao tâm trục h = 315 mm, ŋ=0,92; cosφ=0,88; Mmax/Mđm =1,9; Người thực Nội dung công việc Phương pháp thực Trịnh Đức Hãnh Chương 1: Tổng quan động khơng đồng rơto dây quấn Tìm hiểu tài liệu, viết báo cáo Nguyễn Duy Đông Chương 2: Tính tốn, thiết kế dây quấn stato Tìm hiểu tài liệu, viết báo cáo Chương 2: Tính tốn, thiết kế Tìm hiểu tài liệu, thiết kế theo yêu cầu đề tài, viết báo cáo Trịnh Đức Hãnh Nguyễn Duy Đông Nguyễn Văn Duy Trịnh Đức Hãnh dây quấn, gông rôto Chương 2: Tính tốn, thiết kế mạch từ Chương 3: Mơ tính tốn, thiết kế - Xác định kết so sánh Nguyễn Duy Đơng giải tích Tìm hiểu tài liệu, thiết kế theo yêu cầu đề tài, viết báo cáo Tìm hiểu tài liệu, nhập số liệu kỹ thuật cho chương trình, theo dõi trình chạy phần mềm xuất liệu kết Ngày 04 tháng năm 2022 XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN TS Nguyễn Việt Anh (BM04) BÁO CÁO HỌC TẬP NHÓM Tên lớp: 20214EE6023001 Họ tên sinh viên: Nhóm STT Họ tên Mã SV Lớp Trịnh Đức Hãnh 2019603354 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Nguyễn Duy Đông 2019603261 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Nguyễn Văn Duy 2019603205 2019DHDIEN04 - ĐH K14 Tên chủ đề: Thiết kế động điện không đồng rôto dây quấn có thơng số sau: P = 132 kW, điện áp U = 380/220 V đấu Y/∆, 2p = 6, tốc độ đồng n1 = 1000 vg/ph Kiểu bảo vệ IP23, chiều cao tâm trục h = 315 mm, ŋ=0,92; cosφ=0,88; Mmax/Mđm =1,9; Người thực Kết đạt Kiến nghị với GVHD Trịnh Đức Hãnh Chương 1: Tổng quan động không đồng rôto lồng sóc Bản báo cáo đồ án Khơng Nguyễn Duy Đơng Chương 2: Tính tốn, thiết kế dây quấn stato Bản báo cáo đồ án Khơng Chương 2: Tính tốn, thiết kế Bản báo cáo đồ án Không Bản báo cáo đồ án Không Bản báo cáo đồ án Không Trịnh Đức Hãnh Nội dung công việc dây quấn, gông rơto Nguyễn Duy Đơng Chương 2: Tính tốn, thiết kế Nguyễn Văn Duy mạch từ Trịnh Đức Hãnh Chương 3: Mơ tính tốn, thiết kế Nguyễn Duy Đơng - Xác định kết so sánh Nguyễn Văn Duy Trịnh Đức Hãnh Nguyễn Duy Đông Nguyễn Văn Duy giải tích Trình bày nội dung báo cáo ĐAMH Bản báo cáo đồ án Không Ngày 04 tháng năm 2022 XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN TS.Nguyễn Việt Anh MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 11 Chương I: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 12 1.1 CẤU TẠO 12 1.1.1 Phần tĩnh (Stator) 12 1.1.2 Phần quay(Rotor) 13 1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 14 1.3 ĐẶC TÍNH CƠ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 14 1.4 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 16 1.4.1 Ưu Điểm: 16 1.4.1 Nhược Điểm: 16 1.4.2 Ứng dụng động không đồng bộ: 17 1.5 CÁC PHẦN MỀM MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 18 1.6 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ANSYS MAXWELL 21 1.6.1 Khái niệm phần mềm Maxwell 21 1.6.2 Ứng dụng 22 1.6.3 Các vấn đề giải 22 Chương II: TÍNH TỐN THAM SỐ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ PHA ROTO DÂY QUẤN 23 2.1 CÁC THÔNG SỐ ĐỊNH MỨC 23 2.2 THIẾT KẾ STATO 25 2.3 THIẾT KẾ RÃNH VÀ GÔNG RÔTO 37 2.4 TÍNH TOÁN MẠCH TỪ 45 Chương III: MÔ PHỎNG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN 52 Tài liệu tham khảo 57 10 Đồ án thiết kế thiết bị điện hZ2 = hr2 + d2/6 – h42 = 18,35 + 3,13 – 0,5 = 20,98 (mm) - Bề rộng Rôto: Bề rộng Rôto chỗ hẹp nhất: b ''Z ( D ' d 2hZ ) Z2 d2 (17, 1, 226 2.0,98) 24 1, 226 0, 64(cm) Bề rộng Rôto chỗ rộng nhất: b ''Z ( D ' d1 2h42 ) Z2 d1 (17, 1, 616 2.0, 05) 24 0,98 0, 41(cm) Bề rộng trung bình Rơto: 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) Chiều cao gông Rôto Đối với động loại rãnh có đáy trịn, số đơi cực 2p=6 43 Đồ án thiết kế thiết bị điện Theo cơng thức ta có: hg D ' D2 17, hr d 2,098 1, 226 2, 21(cm) 6 44 Đồ án thiết kế thiết bị điện Độ nghiêng rãnh Stato Để giảm bớt biên độ sóng bậc cao, ta làm rãnh Stato, Rôto nghiêng, với cách dùng rãnh nghiêng ta có nghiều kiểu phối hợp rãnh Stato Rơto bn = t1 = 1,98 (cm) 2.4 TÍNH TỐN MẠCH TỪ Hệ số khe hở khơng khí Phía Stato: k t1 t1 v1 Theo công thức: 2,5 b41 0,9 1, 25 v1 b41 2,5 5 5 0,9 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: k t12 2, 25 1, 086 v2 2, 25 0, 2.0,9 45 Đồ án thiết kế thiết bị điện Do => kδ = kδ1.kδ2 = 2,31.1,086 = 2,51 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 Mật độ từ thông Stato BZ B l1.t1 2,38(T ) bZ 1.l1.kC1 Trong đó: Bδ= 0,67(T) t1 = 1,98 (cm) bz1= 0,585(cm) kc1= 0,95 Cường độ từ trường Stato Theo bảng V- 6, phụ lục V, ta tra : HZ1 = 77,9 (A/cm) Sức từ động Stato FZ1 2.hZ1.HZ1 =2.3,52.77,9 = 548,42 (A) 46 Đồ án thiết kế thiết bị điện Trong đó: HZ1=35,2(mm)=3,52(cm) Mật độ từ thông Rôto Theo công thức: BZ B l2 t2 0, 67.24,8.2, 25 3, 02(T ) bZ l2 kC 0,525.24,8.0,95 Trong đó: Bδ = 0,67(T) t2 = 2,25(cm) bZ2 = 0,525(cm) kC2 = 0,95 Cường độ từ trường trung bình lớp Rôto Theo bảng V- ,trong phụ lục V,ta tra được: HZ2= 15,6(A/cm) Sức từ động Rôto FZ2=2.hZ2.HZ2 = 2.2,098.15,6=65,46(A) Trong đó: HZ2 = 2,098(cm), chiều cao rãnh Rôto 47 Đồ án thiết kế thiết bị điện Hệ số bão hịa Tính lại hệ số bão hồ chọn sơ bộ, theo công thức : kZ Trong đó: F FZ FZ 2421, 648 548, 42 65, 46 1, 25 F 2421, 648 Fδ = 2421,648(A) FZ1 = 548,42(A) FZ2 = 65,46(A) Mật độ từ thông gông Stato Bg1 0, 01067.104 0, 48(T) 2.hg1.l1.kC1 Trong đó: kC1 = 0,95 hg1 = 4,69(cm) l1 = 24,8(cm) Cường độ từ trường gông Stato Theo bảng V- 9, phụ lục V, ta tra : Hg1 = 10(A/cm) Chiều dài mạch từ gông Stato Theo công thức: Lg1 (Dn hg1 ) 2p (34,9 4, 69) 47, 45(cm) Sức từ động gông Stato 48 Đồ án thiết kế thiết bị điện Fg1 = Lg1.Hg1 = 47,45.10 = 474,5 (A) Mật độ từ thông gông Rôto Bg 0.01067.104 1, 03(T ) 2hg l2 kC Trong : l2 = 24,8(cm) KC2 = 0,95 hg2 = 22,1(mm)=2,21(cm) Cường độ từ trường gông Rôto Theo bảng V- 9, phụ lục V, ta tra được: Hg2 = 3,32(A/cm) Chiều dài mạch từ gông Rôto Theo công thức: Lg ( Dt hg ) 2p (34,9 4, 69) 47, 45(cm) Trong : Dt = 5,7(cm) đường kính trục Rơto Hg2 = 2,21(cm) Sức từ động gông Stato Fg2 =Lg2.Hg2 = 12,42.3,32 = 41,23 (A) Sức từ động tổng toàn mạch 49 Đồ án thiết kế thiết bị điện Theo công thức : F F FZ FZ Fg1 Fg Trong đó: Fδ = 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 Rôto Fg2 = 41,23(A) Sức từ động gông Rôto Thay số vào F 3551, 26(A) Hệ số bão hịa tồn mạch k F 3551, 26 1, 47 F 2421, 648 Dịng điện từ hóa Theo cơng thức: I p.F 14, 45( A) 0,9.m1.W1.kd 50 Đồ án thiết kế thiết bị điện I% I I1dm 100% 30, 25% Trong : Iđm = 47,76(A) dịng điện định mức 51 Đồ án thiết kế thiết bị điện Chương III: MƠ PHỎNG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN Sơ đồ trải dây quấn 52 Đồ án thiết kế thiết bị điện 53 Đồ án thiết kế thiết bị điện 54 Đồ án thiết kế thiết bị điện Ta thấy dịng điện khở động động cao sau đạt giá trị ổn định Kết moment 55 Đồ án thiết kế thiết bị điện Giá trị điện áp dây quấn Stato Giá trị điện áp biên độ đo 310,2V Điện áp biên độ đầu đề 380 310, 2V Giá trị điện áp mô gần thực tế 56 Đồ án thiết kế thiết bị điện Tài liệu tham khảo [1] Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh; Thiết kế máy điện; Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006 [2] Trần Khánh Hà; Động không đồng pha ba pha công suất nhỏ; Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1993 [3] Nguyễn Đức Sỹ; Công nghệ chế tạo máy điện máy biến áp; Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1995 [4] Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan tử thụ, Nguyễn Văn Sáu; Máy điện 2; Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2003 [5] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh; Kỹ Thuật Điện; Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2007 [6] https://tai-lieu.com/tai-lieu/thiet-ke-dong-co-dien-mot-chieu-kich-tu-song-song-2652/ 57 ... Nội dung học t? ?p Tên chủ đề: Thiết kế động điện không đồng rôto dây quấn có thơng số sau: P = 132 kW, điện ? ?p U = 380/220 V đấu Y/∆, 2p = 6, tốc độ đồng n1 = 1000 vg/ph Kiểu bảo vệ IP23, chiều cao... Thiết kế động điện khơng đồng rơto dây quấn có thông số sau: P = 132 kW, điện ? ?p U = 380/220 V đấu Y/∆, 2p = 6, tốc độ đồng n1 = 1000 vg/ph Kiểu bảo vệ IP23, chiều cao tâm trục h = 315 mm, ? ?=0 ,92;... Thiết kế động điện khơng đồng rơto dây quấn có thơng số sau: P = 132 kW, điện ? ?p U = 380/220 V đấu Y/∆, 2p = 6, tốc độ đồng n1 = 1000 vg/ph Kiểu bảo vệ IP23, chiều cao tâm trục h = 315 mm, ? ?=0 ,92;