ZBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG CHO CƠ CẤU NÂ[.]
ZBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP Hồ Chí Minh, ngày….tháng… năm… Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC TIÊU ĐỀ TÀI CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR DÂY QUẤN .9 1.1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA…………………………………………9 1.1.1 Khái niệm .10 1.1.2 Cấu tạo 10 1.1.3 Nguyên lý hoạt động .10 1.2 PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ……………………………………………… 12 1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THƠNG SỐ ĐẾN ĐẶC TÍNH CƠ………………… 15 1.3.1 Ảnh hưởng suy giảm điện áp lưới cấp cho động 15 1.3.2 Ảnh hưởng điện trở, điện kháng phụ mạch stator .16 1.3.3 Ảnh hưởng số đôi cực p 16 1.3.4 Ảnh hưởng điện trở mạch rotor 17 1.3.5 Ảnh hưởng thay đổi tần số lưới điện f cấp cho động 18 1.4 KHỞI ĐỘNG VÀ CÁCH XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ KHỞI ĐỘNG……………….18 1.5 ĐẶC TÍNH CƠ TRONG CÁC TRẠNG THÁI HÃM…………………………….20 1.5.1 Hãm tái sinh 20 1.5.2 Hãm ngược .21 1.5.3 Hãm động .23 CHƯƠNG 24 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU DÙNG ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA ROTOR DÂY QUẤN 24 2.1 YÊU CẦU MỞ MÁY QUA BA CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ………………………….25 2.1.1 Sơ lược động ac không đồng ba pha rotor dây quấn 25 2.1.2 Đặc tính tự nhiên 26 2.1.2.1 Xác định dòng điện định mức Stator I1đm …………………………………26 2.1.2.2 Xác định dòng điện định mức Rotor I2đm……………………………… 26 2.1.2.3 Xác định thành phần trở kháng ngắn mạch………………………… 26 2.1.2.4 Tính dịng điện mở máy Imm…………………………………………… 27 2.1.2.5 Bội số dịng điện mở máy KI…………………………………………… 27 2.1.2.6 Tính tốc độ trượt định mức sđm……………………………………………27 2.1.2.7 Tính tốc độ định mức động nđm……………………………………28 2.1.2.8 Khả tải động cơ…………………………………………….28 2.1.2.9 Tính tốn moment định mức Mđm ……………………………………… 28 2.1.3 Tính điện trở phụ mở máy, động mở máy qua cấp điện trở phụ phương pháp đồ thị 29 2.1.3.1 Moment lớn nhỏ tình mở máy……………………29 2.1.3.2 Tính tốn điện trở phụ .30 CHƯƠNG 32 YÊU CẦU NÂNG TẢI 32 3.1 Tính tốn điện trở phụ đóng vào mạch rotor để động nâng tải định mức với tốc độ 1/2 tốc độ định mức………………………………………………………… 33 3.2 Tính tốn điện trở phụ đóng vào mạch rotor để động nâng tải định mức với tốc độ 1/4 tốc độ định mức………………………………………………………… 33 CHƯƠNG 36 YÊU CẦU HẠ TẢI 36 4.1 Tính toán điện trở phụ đóng vào mạch rotor để động hạ tải với tốc độ 1/4 tốc độ định mức……………………………………………………………………… 37 4.2 Tính tốn điện trở phụ đóng vào mạch rotor để động hạ tải với tốc độ ½ tốc độ định mức……………………………………………………………………………37 4.3 Tính tốn điện trở phụ đóng vào mạch rotor để động hạ tải với tốc độ tốc độ định mức……………………………………………………………………………38 4.4 Tính tốn điện trở phụ đóng vào mạch rotor để động hạ tải với tốc độ tốc độ định mức……………………………………………………………………………39 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập rèn luyện trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật, em dạy bảo tận tình tập thể Thầy Cơ trường Những kiến thức thành đạt mà em đạt hơm nhờ dạy bảo Thầy Cô Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy Cô, người tận tâm truyền đạt tri thức khoa học kiến thức chuyên nghành cho em Đặc biệt em xin cảm ơn quý Thầy Cô khoa Điện - Điện Tử, người bỏ bao tâm huyết để truyền đạt tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm quý báu chuyên môn để chúng em vững tin bước vào sống Em xin gửi lời cảm ơn riêng đến Cô Nguyễn Thị Mi Sa giảng viên trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, tận tình hướng dẫn em thực đồ án môn học Truyền Động Điện Chúng em xin gửi đến Thầy lời chúc sức khỏe ngày thành công bục giảng Cuối cùng, xin cảm ơn tất bạn bè thân mến động viên, góp ý để hồn thành tốt đồ án LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong bối cảnh Việt Nam thành viên tổ chức thương mại giới (WTO), xu hội nhập ngày sâu rộng dẫn đến giao lưu hợp tác nhiều lĩnh vực, đó có lĩnh vực khoa học kỹ thuật Các dây chuyền sản xuất có kỹ thuật đại dần thay dây chuyền lạc hậu, lỗi thời Trong dây chuyền sản xuất đại khâu truyền động giữ vai trò quan trọng Tùy theo yêu cầu mục đích dây chuyền mà truyền động thực cơng đoạn khác quy trình sản xuất Do đó nó ảnh hưởng tới việc nâng cao chất lượng sản phẩm suất sản xuất Để hiểu rõ truyền động điện có kiến thức định vấn đề này.Chúng em hướng dẫn làm đồ án : “Đặc Tính Cơ Của Động Cơ Khơng Đồng Bộ Ba Pha Ứng Dụng Tính Toán Cụ Thể” Đồ án chia làm chương: Chương 1: Đặc tính động điện xoay chiều không đồng pha rotor dây quấn Nội dung chương trình giới thiệu đặc tính cơ, đặc tính tốc độ, thơng số ảnh hưởng tới dạng đặc tính cơ, tính tốn điện trở phụ mở máy vấn đề hãm máy động điện xoay chiều không đồng pha rotor dây quấn Chương : Tính tốn thiết kế cấu dùng động xoay chiều không đồng pha rotor dây quấn Nội dung chương trình tính toán điện trở mở máy qua cấp điện trở, thiết kế sơ đồ nguyên lý cho cấu cách dùng động điện xoay chiều không đồng pha rotor dây quấn Kho tàng kiến thức vô hạn, dù trang bị lượng kiến thức chưa sâu, kinh nghiêm thực tế chưa nhiều nên q trình làm đồ án khơng tránh khỏi sai lầm thiếu sót Rất mong đóng góp quý thầy cô bạn bè Chương 3: Yêu cầu nâng tải Chương 4: Yêu cầu hạ tải MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Trong thực tế sản xuất, nguồn lượng cung cấp động lực cho máy sản xuất có thể lấy từ sức người, sức động vật, sức gió, sức nước, v.v Nhờ phát triển khoa học kỹ thuật, ngành sản xuất điện trình độ kỹ thuật cơng nghiệp, việc sử dụng lượng điện thông qua động điện để chuyển đổi thành phù hợp cung cấp cho máy móc đóng vai trò quan trọng sản xuất Hệ thống truyền động sử dụng lượng điện gọi hệ thống truyền động điện tự động Như vậy, hệ thống truyền động điện tự động tập hợp thiết bị điện để biến đổi điện thành khống chế dòng lượng học đó trước cung cấp cho máy sản xuất Động đóng vai trò quan trong hệ thống truyền động Có chức biến đổi điện thành để cung cấp cho máy sản xuất thông qua khâu truyền lực Trong truyền động điện, người ta thường dùng nhiều loại động điện khác cấu tạo, nguyên lý làm việc, loại dòng điện NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MƠN HỌC Tính tốn thiết kế truyền động điện cho cấu nâng hạ cầu trục dùng động AC không đồng pha có số liệu sau đây: P đm (w) Công suất động 62 U1đm (V) Điện áp định mức 400 2p Số cực từ N1 Số vòng pha dây quấn 42 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR DÂY QUẤN 1.1 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Động điện tiêu thụ khoảng 65% tổng lượng điện, tiêu thụ khoảng 75% tổng lượng điện công nghiệp máy điện không đồng chiếm 90% số đó Lý máy điện khơng đồng sử dụng phổ biến tính mạnh mẽ, tin cậy, bền bỉ, dễ bảo trì tương đối rẻ, kích thước gọn nhẹ so với động chiều công suất 1.1.1 Khái niệm: Máy điện không đồng loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm biến điện từ có tốc độ quay roto n khác với tốc độ quay từ trường Máy điện không đồng có hai dây quấn: dây quấn stato (sơ cấp) với lưới điện tần số không đổi, dây quấn roto (thứ cấp) Dòng điện dây quấn roto sinh nhờ sức điện động cảm ứng có tần số phụ thuộc vào roto, nghĩa phụ thuộc vào tải trục máy Cũng máy điện khác, máy điện khơng đồng có tính thuận nghịch, có nghĩa có thể làm việc chế độ động điện máy phát điện 1.1.2 Cấu tạo: Động không đồng pha có cấu tạo đơn giản gồm stator rotor Trên lõi thép stator có đặt dây quấn lệch 1200 không gian Rotor có loại: Rotor dây quấn gồm dây quấn đặt lệch 120 không gian thường nối sao, đưa đầu dây bên nhờ hệ thống vành trượt chổi than, làm việc, dây quấn rotor phải nối kín mạch Rotor lồng sóc (phổ biến có nhiều ưu điểm) gồm có lõi thép hình trụ bên ngồi có xẻ rãnh để đặt dẫn nối ngắn mạch lại giống lồng sóc 1.1.3 Nguyên lý hoạt động: Khi cấp nguồn xoay chiều pha hình 6-4 vào dây quấn stator, stator sinh từ thông pha Từ thông pha tạo từ trường quay với tốc độ đồng n s Tốc độ đồng xác định sau: n s= 60∗f [vg / ph] p (1.1) Với f [Hz] tần số nguồn điện pha, p số đôi cực từ tùy thuộc kết cấu dây quấn động Từ trường quay stator cảm ứng lên dẫn rotor sức điện động E2 làm sinh dòng điện dẫn rotor làm rotor quay chiều từ trường quay với tốc độ |n| < |ns| (chế độ động cơ) nên gọi động khơng đồng Vì vậy, điểm làm việc định mức có tốc độ định mức gần tốc độ đồng Khi đó, dòng điện rotor cảm ứng lên stator sức điện động E1 Đặc trưng cho độ sai lệch tốc độ rotor tốc độ đồng độ trượt tốc độ s xác định sau: s= ∆ n ∆ ω n s−n ω s−ω = = = ns ωs ns ωs Hay n=ns (1−s ); ω=ω s (1−s); (1.2) (1.3) Trong đó: ω= π∗n s π∗n [rad /s ] ;ω s= [rad / s] 60 60 (1.4) Để đảo chiều quay động không đồng pha, cần phải đảo thứ tự pha điện áp đưa vào stator Khi đó, chiều từ trường quay ns bị đảo dẫn đến đảo chiều quay động 1.2 PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ Hình 1-1 Mạch tương đương pha động không đồng Trong đó: - Uph trị số hiệu dụng điện áp pha stator - Im, I1, I’2 dòng điện từ hóa, stator dòng điện rotor quy đổi stato - Rm, R1, R’2 điện trở tác dụng mạch từ hóa, dây stator rotor quy đổi stator - Xm, X1, X’2 điện kháng mạch từ hóa, điện kháng tản stato điện kháng tản rotor quy đổi stator - s độ trượt động Hệ số quy đổi sức điện động là: