1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 5 Các thông số ban đầu 6 CHƯƠNG 1 KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 8 1 Số đôi cực 8 2 Đường kính ngoài stato 8 3 Đường kính trong stato 8 4 Công suất tính toán 8 5 Chiều dài tính toán của lõi.
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Các thông số ban đầu CHƯƠNG : KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU Số đôi cực Đường kính ngồi stato Đường kính stato Cơng suất tính tốn Chiều dài tính tốn lõi sắt stato Bước cực Lập phương trình so sánh Dòng điện pha định mức CHƯƠNG 2: DÂY QUẤN , RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHÔNG KHÍ 10 Mã hiệu thép bề dầy thép 10 Kết cấu stato vỏ máy điện xoay chiều 10 Số rãnh stato Z1 10 Bước rãnh stato 11 Số dẫn tác dụng rãnh ur1 11 Số vòng dây nối tiếp pha 11 Tiết diện đường kính dây dẫn 11 Kiểu dây quấn 11 Hệ số dây quấn 13 10 Từ thơng khe hở khơng khí Ф 13 11 Mật độ từ thơng khe hở khơng khí Bδ tải đường A 13 12 Sơ định chiều rộng 𝑏’𝑧1 13 13 Sơ chiều cao gông stato ℎ𝑔1 13 14 Kích thước rãnh cách điện 14 15 Diện tích rãnh trừ nêm 𝑆′𝑟 15 16 Bề rộng stato 𝑏𝑧1 15 17 Chiều cao gông stato 15 18 Khe hở khơng khí 15 CHƯƠNG 3: DÂY QUẤN, RÃNH VÀ GƠNG RƠTO 16 Số rãnh rơto Z2 16 Đường kính ngồi rơto D’ 16 Bước rôto t2 16 Sơ định chiều rộng rôto b’z2 17 Đường kính trục rơto Dt 17 Dịng điện dẫn rơto Itd 17 Dòng điện vòng ngắn mạch Iv 17 Tiết diện dẫn vịng nhơm S’td 17 Sơ chọn mật độ dòng điện vòng ngắn mạch Jv = 2,25 A/ mm2 18 10 Kích thước rãnh rơto vòng ngắn mạch 18 11 Chiều cao vành ngắn mạch hv 18 12 Đường kính trung bình vành ngắn mạch Dv 18 13 Bề rộng vành ngắn mạch bv 19 14 Diện tích rãnh roto Sr2 19 15 Bề rộng roto 1/3 chiều cao 19 16 Chiều cao gông roto hg2 19 17 Làm nghiêng rãnh roto bn 19 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN MẠCH TỪ 20 Hệ số khe hở khơng khí 20 Dùng thép KTĐ cán nguội 2211 20 Sức từ động khe hở khơng khí 𝐹𝛿 21 Mật độ từ thông stator Bz1 21 Sức từ động stato 21 Mật độ từ thông rôto Bz2 21 Sức từ động rôto Fz2 22 Hệ số bão hòa kz 22 Mật độ từ thông gông stato Bg1 22 10 Cường độ từ trường gông stato Hg1 22 12 Sức từ động gông stato Fg1 23 13 Mật độ từ thông gông rôto Bg2 23 14 Cường độ từ trường gông rôto Hg2: 23 15 Chiều dài mạch từ gông rôto Lg2 23 16 Sức từ động gông rôto Fg2 24 17 Tổng sức từ động mạch từ F 24 18 Hệ số bão hịa tồn mạch kμ 24 19 Dịng điện từ hóa Iμ 24 20 Dịng điện từ hóa phần trăm 24 CHƯƠNG THAM SỐ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 25 Chiều dài phần dây nối dây quấn stator Lđ1 25 Chiều dài trung bình nửa vịng dây quấn stato ltb 25 Chiều dài dây quấn pha stato L1 25 Điện trở tác dụng dây quấn stato r1 26 Điện trở tác dụng dây quấn rôto rtd 26 Điện trở vòng ngắn mạch rv 26 Điện trở rôto r2 27 Hệ số quy đổi γ 27 Điện trở rôto quy đổi 28 10 Hệ số từ dẫn tản rãnh stato λr1 28 11 Hệ số từ dẫn tản tạp stato 29 12 Hệ số từ tản phần đầu nối λđ1 29 13 Tổng hệ số từ dẫn tản stato 30 14 Điện kháng dây quấn stato x1 30 15 Hệ số dẫn từ rãnh roto 𝜆𝑟2 30 16 Hệ số từ dẫn tản tạp rôto 31 17 Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối 31 18 Hệ số từ tản rãnh nghiên 32 19 Tổng hệ số từ tản rôto 32 20 Điện kháng tản dây quấn rôto 32 21 Điện kháng rôto quy đổi 32 22 Điện kháng hổ cảm x12 33 23 Tính lại kE 33 CHƯƠNG TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ 34 Trọng lượng stato: 34 Trọng lượng gông từ stato 35 Tổn hao sắt lõi sắt stato 35 Tổn hao bề mặt rôto 36 Tổn hao đập mạch rôto 37 Tổng tổn hao sắt 37 Tổn hao 37 Tổn hao không tải 38 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC 39 Hệ số C1 39 Thành phần phản kháng dòng điện chế độ đồng 39 Thành phần tác dụng dòng điện chế độ đồng 39 Sức điện động E1 39 Hệ số trượt momen cực đại 39 Hệ số trượt định mức 40 Bội số momen cực đại 40 CHƯƠNG TÍNH TỐN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG 41 Tham số động xét đến hiệu ứng mặt với s = 41 Tham số động điện xét đến hiệu ứng mặt bão hòa mạch từ tản s = 43 Dòng điện khởi động 47 Bội số dòng điện khởi động 47 Bội số momen khởi động 47 KẾT LUẬN 48 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 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘBA PHA RƠTO LỒNG SĨC Các thơng số ban đầu - Công suất định mức: Pđm = 18 kW - Điện áp định mức: Uđm = 380/220V - Tần số định mức: fđm = 50Hz - Cách đấu dây: Y/ - Tốc độ đồng bộ: n1 = 1000 vịng/phút - Cấp bảo vệ: IP44 - Hệ số cơng suất : cos 𝜑 = 0,87 - Hiệu suất : ƞ = 88% SỐ LIỆU BAN ĐẦU ĐỂ THIẾT KẾ MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Thiết kế ĐK KĐB ba pha roto lồng sóc số liệu ban đầu sau đây:(Nhóm 19,29A) Tiêu chuẩn Việt Nam 1987 – 1994 Các thông số khác phải phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam CHƯƠNG : KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU Số đơi cực - Ta có hệ số 𝑘𝑝 phụ thuộc vào số đôi cực từ Vì vậy, để chọn 𝑘𝑝 ta phải tính số đôi cực từ 60 𝑓 60 50 p= = =3 𝑛1 1000 2p = Đường kính ngồi stato - Đường kính ngồi stato có liên quan mật thiết đến kết cấu máy, cấp cách điện chiều cao tâm trục máy(h) tiêu chuẩn hóa Vì vậy, thường chọn 𝐷𝑛 theo h tiêu chuẩn hóa - Từ bảng 10.3(trang 230 TKMĐ) với chiều cao tâm trục 18cm (tra bảng phụ lục IV.1 ( trang 601 TKMĐ), với 2p = P = 18kW ta có: đường kính stato tiêu chuẩn 𝐷𝑛 =31,3 cm ( bảng 10.3 trang 230 TKMĐ) Đường kính stato - Theo bảng 10.2(trang 230 TKMĐ ) với 2p = ta có: - Khi xác định kích thước kết 𝐾𝐷 = 0.52 ÷ 0.57cấu máy điện khơng đồng hai đường kính ngồi lõi sắt stato có quan hệ định 𝐾𝐷 = 𝐷 = 0,55 𝐷𝑛 => 𝐷 = 𝐾𝐷 𝐷 = (0.52 ÷ 0.57) 31.3 = (16,276 ÷ 23,475) Lấy D = 17.2 cm Công suất tính tốn Trong 𝑘𝐸 = 0.968 tỷ số sức điện động sinh Dn = 31.3cm , 2p = , tra hình 10.2(trang 231 TKMĐ) 𝑘𝐸 = 0.968 Ta có: P’ = 𝑘𝐸 𝜂 𝑃đ𝑚 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 𝑘𝐸 𝑃đ𝑚 𝜂 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0.968 18 88% 0.87 = 22.8kW máy điện áp đặt vào Chiều dài tính tốn lõi sắt stato - Theo hình 10.3b (trang 233 TKMĐ): chọn A = 320 A/cm Bδ = 0,80T 𝑘𝑑 = 0.91÷ 0.92 máy nhiều cực = (trang 231) nên chọn 𝑘𝑑 = 0.92 𝛼𝛿 = 𝜋 𝑘𝑠 = = 0.64 𝜋 2√2 = 1.11 Ta có: 𝑙𝛿 = 6.1∗107 ∗𝑃 𝛼𝛿 ∗ 𝑘𝑠 ∗ 𝑘𝑑 ∗𝐴∗ 𝐵𝛿 ∗𝐷 ∗ 𝑛1 = 6.1∗107 ∗22.76 0.64∗ 1.11∗ 0.92∗320∗ 0.8 ∗17.22 ∗ 1000 = 28.05 cm Lấy 𝑙𝛿 = 28 𝑐𝑚 Trong đó: 𝛼𝛿 ∶ hệ số tính tốn cung cực từ 𝑘𝑠 : hệ số sóng 𝑘𝑑 : hệ số dây quấn A : tải đường Bδ : cảm ứng từ khe hở khơng khí - Do lõi sắt ngắn nên làm thành khối Chiều dài lõi sắt stato, rôto là: l1 = l2 = lδ = 28cm Bước cực 𝜋 𝐷 𝜋 17.2 τ= = = 9cm 2∗𝑝 2∗3 Lập phương trình so sánh - Hệ số hình dáng λ: λ= 𝑙𝛿 𝜏 = 28 = 3,1 Trong dãy động không đồng 3k công suất 18kW, 2p = có đường kính ngồi (nghĩa chiều cao tâm trục h) với máy công suất P= 18kW - Hệ số công suất máy là: λ= 18.5 18 = 1,03 𝜆18.5 = 𝜆18 𝜆 = 1,03 2,78 = 2,86 Theo hình 10.3b (trang 235 TKMĐ) hai hệ số λ18,5, λ15 nằm phạm vi kinh tế việc chọn phương án hợp lý Dòng điện pha định mức 𝐼1 = 𝑃 103 𝑈1 𝜂 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 18 103 220 0,88 0,87 = 35,62 A CHƯƠNG 2: DÂY QUẤN , RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHƠNG KHÍ Mã hiệu thép bề dầy thép Ta chọn thép kỹ thuật điện cán nguôi đẳng hướng làm lõi thép stato, chọn loại thép Nga mã hiệu 2211 bề dầy thép 0,5 mm, hệ số ghép chặt kc=0,95 Kết cấu stato vỏ máy điện xoay chiều a) Vỏ máy Khi thiết kế kết cấu vỏ stato phải kết hợp với yêu cầu truyền nhiệt thơng gió, đồng thời phải có đủ độ cứng độ bền, sau lắp lõi sắt gia công vỏ Thường đủ độ cứng đủ độ bền Vỏ chia làm hailoại: Loại có gân loại khơng có gân Loại khơng có gân thường dùng máy điện cỡ nhỏ kiểu kín, lúc lưng lõi sắt áp sát vào mặt vỏ máy truyền nhiệt trực tiếp lên vỏ máy Loại có gân có đặc diểm lúc gia cơng, tốc độ cắt gọt chậm phế liệu bỏ loại khơng có gân Loại vỏ thép hàn gồm hai vịng thép trở lên gân ngang làm thành khung Những dạng khác xuất phát từ dạng b) Lõi sắt stato Khi đường kính ngồi lõi sắt nhỏ 1m dùng nguyên để làm lõi sắt.Lõi sắt sau ép vào vỏ có chốt cố định với vỏ để khỏi bị quay tác động momen điện từ Nếu đường kính ngồi lõi sắt lớn 1m dùng hình rẽ quạt ghép lại Khi để ghép lõi sắt ,thường dùng hai thép dầy ép hai đầu Để tránh lực hướng tâm lực hút tấm, thường làm cánh nhạn hình rẽ quạt để ghép vào gân vỏ máy Số rãnh stato Z1 Với máy công suất nhỏ thường lấy q1=2 Máy tốc độ cao, cơng suất lớn cóthể chọn q1=6 Thường lấy q1=3-4 Khi q1 tăng Z1 tăng dẫn đến diện tích rãnh tăng làm cho hệ số lợi dụng rãnh giảm, yếu mãnh, trình làm lõi staro tốn Khi q1 giảm Z1 giảm, dây quấn phân bố không đếu bề mặt lõi thép nên sức từ động có nhiều sóng bậc cao Trị số q1 ngun cải thiện đặt tính làm việc giảm tiếng ồn máy Lấy q1 = rãnh Z1 = 2*m*p*q1 = 2*3*3*3 = 54 rãnh Trong đó: m số pha 10 ... độ đồng bộ: n1 = 1000 vòng/phút - Cấp bảo vệ: IP44 - Hệ số công suất : cos