(Đề Tài Nckh) Mô Hình Động Cơ Máy Nén Cánh Xoắn Scroll Cắt Bổ.pdf

Untitled BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG MÔ HÌNH CẮT BỔ ĐỘNG CƠ MÁY NÉN CÁNH XOẮN MÃ SỐ T2014 159 Tp Hồ Chí Minh,[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG MƠ HÌNH CẮT BỔ ĐỘNG CƠ MÁY NÉN CÁNH XOẮN S K C 0 9 MÃ SỐ: T2014-159 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC Chƣơng 1: MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined.1.1 Đặt vấn đề: 1.2 Mục đích nghiên cứu: 1.3 Đối tƣợng nghiên cứu: 1.4 Giới hạn nghiên cứu: Chƣơng 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Chƣơng 3: MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ MÁY NÉN CÁNH XOẮN SCROLL 38 Chƣơng 4: KẾT LUẬN 42 Tài liệu tham khảo 43 Chƣơng 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề: Do động điện loại kín kín hồn tồn nên việc quan sát chi tiết bên khó khăn Việc xây dựng mơ hình phục vụ cho cơng tác nghiên cứu thực tập cho sinh viên chuyên ngành cần thiết 1.2 Mục đích nghiên cứu: Đưa mơ hình cắt bổ động máy nén scroll kín giúp sinh viên chuyên ngành hiểu rõ lý thuyết học 1.3 Đối tƣợng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu đề tài động máy nén cánh xoắn Copeland 1.4 Giới hạn nghiên cứu: Trong phạm vi đề tài “Mơ hình cắt bổ động máy nén cánh xoắn”, tác giả cắt bổ động máy nén giúp sinh viên nắm bắt cách trực quan, sinh động 1.5 Tình hình nghiên cứu: Hiện tại, mơ hình cắt bổ hay dàn trải động máy nén cánh xoắn thông dụng trường nghề làm nhiều, trung tâm Việt Đức chưa có mơ hình Chƣơng TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Các loại máy điện vai trò chúng kinh tế quốc dân: Điện ngày sử dụng rộng rãi sản xuất đời sống nhân dân Việc điện khí hóa, tự động hóa công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải ngày địi hỏi thiết bị điện khác Trong loại máy điện chiếm vai trò chủ yếu để biến thành điện ngược lại để biến đổi dạng điện thành dạng điện khác (xoay chiều đến chiều) Biến đổi thành điện nhờ máy phát điện có động sơ cấp kéo tuốc bin hơi, tuốc bin nước, động đốt Biến đổi điện thành dùng truyền động điện người ta dùng loại động điện Việc truyền tải phân phối điện xoay chiều từ trạm phát điện đến hộ tiêu thụ điện, việc biến đổi điện áp thực nhờ máy biến áp Trong sản xuất thường dùng dòng điện xoay chiều chiều nên người ta chia loại máy điện thành hai loại máy điện xoay chiều máy điện chiều Có thể mơ tả sơ đồ tổng quát sau: Hình 1: Sơ đồ tổng quát máy điện Đề tài nghiên cứu mô hình cắt bổ động máy nén cánh xoắn Scroll nên phần sau đề cập đến phần động điện Định nghĩa động điện: loại máy điện dùng để chuyển đổi lượng điện sang lượng 2.1 PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ: Ta phân loại động làm nhóm chính: - Động điện DC - Động điện AC 2.1.1 Động điện DC: Động điện DC động điện hoạt động với dòng điện chiều Stator động điện chiều thường hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, Hay nam châm điện, rotor có cuộn dây quấn nối với nguồn điện chiều, phần quan trọng khác động điện chiều phận chỉnh lưu, có nhiệm vụ đổi chiều dòng điện chuyển động quay rotor liên tục Thông thường phận gồm có cổ góp chổi than tiếp xúc với cổ góp -Nguyên tắc hoạt động động điện chiều  Pha 1: Từ trường rotor cực với stator, đẩy tạo chuyển động quay rotor Pha 2: Rotor tiếp tục quay  Pha 3: Bộ phận chỉnh điện đổi cực cho từ trường stator rotor dấu, trở lại pha Phân loại đông điện chiều: động điện chiều phân loại theo cách kích thích thành động điện chiều kích thích độc lập, kích thích song song, kích thích nối tiếp kích thích hỗn hợp Sơ đồ nối dây chúng tương tự máy phát trình bày hình Hình 2: Sơ đồ nối dây loại động chiều Cấu tạo máy điện chiều Kết cấu máy điện chiều phân làm hai thành phần phần tĩnh phần quay  Phần tĩnh hay stator: Đây phần đứng yên máy gồm phận sau: - Cực từ chính: Là phận sinh từ trường gồm có lõi sắt cực từ dây quấn kích từ lồng lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm thép kỹ thuật điện hay thép bon dày 0,5 đến 1mm ghép lại đinh tán Lõi mặt cực từ kéo dài (lõm vào) để tăng thêm đường từ trường.Vành cung cực từ thường 2/3  (: Bước cực, khoảng cách hai cực từ liên tiếp nhau) Trên lõi cực có cuộn dây kích từ 3, có dịng chiều chạy qua, dây quấn kích từ quấn dây đồng cuộn cách điện kỹ thành khối, đặt cực từ mắc nối nối tiếp với Cuộn dây quấn vào khung dây 4, thường làm nhựa hóa học hay giấy bakêlit cách điện Các cực từ gắn chặt vào thân máy nhờ bu lơng Hình Cực từ 1: Lõi cực; 2: Mặt cực; 3: Dây quấn kích từ; 4: Khung dây; 5: Vỏ máy; 6: Bu lông bắt cực từ - Cực từ phụ: Hình Cực từ phụ.1: Lõi cực; 2: Cuộn dây Được đặt cực từ dùng để cải thiện đổi chiều, triệt tia lửa chổi than Lõi thép cực từ phụ làm thép khối, thân cực từ phụ có đặt dây quấn, có cấu tạo giống dây quấn cực từ Để mạch từ cực từ phụ khơng bị bão hịa khe hở với rotor lớn khe hở cực từ với rotor - Vỏ máy (Gơng từ): Làm nhiệm vụ kết cấu đồng thời dùng làm mạch từ nối liền cực từ Trong máy điện nhỏ vừa thường dùng thép để uốn hàn lại Máy có cơng suất lớn dùng thép đúc có từ (0,2 - 2)% chất than - Các phận khác: - Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi bị vật rơi vào làm hư hỏng dây quấn Trong máy điện nhỏ vừa nắp máy có tác dụng làm giá đỡ ổ bi - Cơ cấu chổi than: Để đưa điện từ phần quay ngồi ngược lại Hình Cơ cấu chổi than 1: Hộp chổi than; 2: Chổi than; 3: Lò so ép; 4: Dây cáp dẫn điện  Phần quay hay rotor Hình Rotor -Lõi sắt phần ứng: Để dẫn từ thường dùng thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm có sơn cách điện hai mặt ép chặt lại để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên Trên thép có dập rãnh để đặt dây quấn Rãnh hình thang, hình lê hình chữ nhật Trong máy lớn lõi thép thường chia thành thếp cách khoảng hở để làm nguội máy, khe hở gọi rãnh thơng gió ngang trục Ngồi người ta cịn dập rãnh thơng gió dọc trục Hình Lõi thép phần ứng -Dây quấn phần ứng: Là phần sinh sức điện động có dòng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ thường dùng dây có tiết diện trịn, máy điện vừa lớn dùng dây tiết diện hình chữ nhật Dây quấn cách điện cẩn thận với rãnh lõi thép Để tránh cho quay bị văng sức ly tâm, miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt phải đai chặt phần đầu nối dây quấn Nêm dùng tre gỗ ba kê lít Hình Mặt cắt rãnh phần ứng -Cổ góp: Dây quấn phần ứng nối cổ góp Cổ góp thường làm nhiều phiến đồng mỏng cách điện với mi ca có chiều dày 0,4 đến 1,2 mm hợp thành hình trụ trịn(hình 9) Hai đầu trụ trịn dùng hai vành ép hình chữ V ép chặt lại, vành ép cổ góp có cách điện mica hình V Đi cổ góp cao để hàn đầu dây phần tử dây quấn vào phiến góp dễ dàng (hình 10) a b Hình Cổ góp a mặt cắt cổ góp điện b Hình 10 Hình cắt dọc cổ góp kiểu trụ 1: Phiến góp; 2: Vành ép hình V; Mi ca cách điện hình V; Ống cách điện; 5: Đầu hàn dây d Chổi than: Máy có cực có nhiêu chổi than Các chổi than dương nối chung với để có cực dương Tương tự chổi than âm Hình 11 Chổi than e Các phận khác: - Cánh quạt dùng để quạt gió làm nguội máy - Trục máy, có đặt lõi thép phần ứng, cổ góp, cánh quạt ổ bi Trục máy thường làm thép bon tốt 2.1.2 Động điên AC Phân loại động điện xoay chiều phân làm hai loại chính: - Động điện pha - Động điện pha Ngoài ta phân loại động theo: - Động điện đồng - Động điện khơng đồng c Tính mơ men cực đại Mmax: dM =0 ta tính smax ứng với Mmax dS Muốn tính Mmax ta lấy   R/ R/ R2/      xn2  22  2f1m u P  R1  s s   s  dM    dS MSC2 1  R/  R/   2 R1   22  s s    R2/  R2/  2f1m u P  R1  Xn   s  s  dM  dS MSC 1 Muốn cho đạo hàm dM/ds =  R12  Xn2  R2/ R2/    R12  xn2 s2 s2  R2/  smax  R12  xn2 ( 2-18) Trong máy điện không đồng bộ: R1  nA1 → nA nên điểm A điểm làm việc ổn định Điều kiện làm việc ổn định: dMÑ dMC  ds ds  dMÑ dMC    hay   dn dn    -Xét trường hợp máy làm việc điểm B: Giả sử MCB tăng đến MCB1 > MĐB  Mđl <  nB → nB1 Tại nB1: Mđl = MĐB1 - MCB1 < → Mđl âm  nB1 giảm n =  điểm B điểm làm việc không ổn định Điều kiện làm việc khơng ổn định: 32 dMĐ dMC  dMÑ dMC   hay    dn dn  ds ds  Các đặc tính làm việc động khơng đồng Các đặc tính làm việc động điện không đồng gồm: n, M,  cos   f(P2 ) với U1 = const, f1 = const Đặc tính tốc độ n = f (P2) Từ công thức: Với s n1  n  n1 s p cu Pñt n  n1(1  s) - Khi không tải pcu2 ≈  s  , n  n1 Khi không tải lí tưởng pcu2 = Khi phụ tải tăng Mc = Mđm hiệu suất  động nên s  pcu pcu  = (1,5÷5) % Số bé ứng Pđt P2 với động cơng suất lớn, số lớn ứng với động công suất nhỏ (3.÷10) KW Do s nhỏ, tốc độ giảm s giảm coi quan hệ n = f(P2) đường thẳng nghiêng trục hoành (h2-16) n, M,  M = f(P2) n1 M2 = f(P2) n = f(P2)  = f(P2) cos= f(P2) M0 0,5 P2 Hình 33 Các đường đặc tính làm việc động điện khơng đồng Đặc tính moment M = f (P2) Ta biết tình trạng làm việc ổn định M = M2 + M0 Mc = ÷ Mđm coi n = const ( s biến đổi giới hạn bé) nên M = f(P2) coi đường thẳng (M = 9,55 P2 ) n Tổn hao đặc tính hiệu suất động = f (P2) 33 Khi máy làm việc có tổn hao: Tổn hao đồng stator rotor pcu1 pcu2, tổn hao sắt pFe, tổn hao pcơ, tổn hao phụ pf, loại tổn hao đầu có cơng thức xác định (pcu1= m1I12r1, pFe = m1 I02 rm,pcu2 = m1I2/2 r2/, pcơ= Pcơ- P2 - pf ) tổn hao phụ bao gồm tổn hao phụ đồng sắt Cách tính phức tạp nên thường lấy pf = 0,5%P1 Thường thiết kế  max vào khoảng (0,5 ÷ 0,75) P2 Hiệu suất máy:  P2 P1   p  p  P2   1 P1 P1 P1 P2   p %  P2 100 P2   p Đặc tính hệ số công suất cosφ = f (P2) Động không đồng lấy cơng suất kích từ lưới vào nên hệ số công suất luôn khác cosφ