Hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo động cơ điện có khớp từ điều chỉnh tốc độ động cơ vs có cấp công suất tử 1 5 kw đến 18 5 kw

Trang 1

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ CÔNG THƯƠNG

BAO CAO TONG HOP

KET QUA KHOA HOC VA CONG NGHE DUAN SXTN

Trang 2

- CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

CONG TY C6 PHAN CHE TAO MAY BIEN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

VIET NAMHUNGARI —_ `

Đông Anh, ngày 09 tháng 04 năm 2010

BAO CAO THONG KE

KẾT QUÁ THỰC HIỆN DỰ ÁN SXTN

I THONG TIN CHUNG

1 Tên đự án:

“Hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo động cơ điện có khớp từ điều chỉnh tốc độ

(động cơ V§) có cấp cơng suất từ 1,5W đến 18,5 kW ”

Mã số dự án: DAĐL —2008/06 Thuộc:

- Chương trình (tên, mmã số chương trình): - Dự án khoa học và công nghệ (iên dye dn): - Độc lập (tên lĩnh vục KHCN): Cơ khi chế tạo

2 Chủ nhiệm dự án:

Họ và tên: Lê Vinh Hoàn

Ngày, tháng, năm sinh: 1955 Nam/Nữ: Nam Hoe hàm, học vị: Kỹ sư

Chức danh khoa học: Chức vụ: Phó tổng giám đốc

Điện thoại: Tổ chức: 043.9682500 Mobile:0903411596 Fax: 043.8823291 E-mail:bangiamdoc@vihem.com.vn

"Tên tổ chức đang công tác: Công ty cổ phản chế tạo máy điện Việt Nam-Hungari

Địa chỉ tổ chức: Tổ 53 thị trấn Đông Anh, huyện Đông Anh, Hà Nội Địa chỉ nhà riêng: Tổ 55 thị trấn Đông Anh, huyện Đông Anh, Hà Nội

3 Tổ chức chủ trì dự án:

'Tên tổ chức chủ trì đẻ tài: Công ty cổ phản chế tạo máy điện Việt Nam-Hungari

Trang 3

Email: bangiamdoc@vihem.com.vn Website: www.vihem.com.vn

Địa chỉ: Tổ 53 thị trấn Đông Anh, huyện Đông Anh, Hà Nội Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Hà Đình Minh

Số tài khoản: 931.01.011

Ngân hàng: Kho bạc Nhànước huyện Đồng Anh, Hà Nội Tén co quan chủ quản đề tài: Bộ Công Thương

TI TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện dy án:

- Theo Họp đồng đã ký kết: từ ngày 01 tháng 07 năm 2008 đến tháng 06 năm 2010

- Thực tế thực hiện: từ tháng 07 năm 2008 đến tháng 06 năm 2010

- Được gia hạn (nếu có): 2 Kinh phí và sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 7.987 tr.đ, trong đó: +Kính phí hỗ trợtừSNKH: — 1.730 tr.d + Kinh phí từ các nguồn khác: 6.257 tr.đ + Tỷ lệ và kinh phí thu hồi đối với dự án (nếu có): 709%, 1.211 Tr.đ b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:

số Theo kế hoạch Thựcc té đạt được Ghi chit

Trang 4

Déi voi dy dn: Đơn vị tính: Triệu đẳng

số Noi dung Theo ké hoach Thực tế đụt được

TT các khoản chỉ Tông | SNKH | Nguồn | Tông | SNKH | Nguồn khác khác 1 |Thiếtbj máymóc |908 |150 758 847 |150 697 mua mới, khấu hao 2 | Nhà xưởng xây 0 0 0 0 0 0 dựng mới, cải tạo 3 | Kinh phí hỗ trợ 1530 |730 300 1516 |730 786 công nghệ 4 |Chiphílaođộng |674 [180 [494 674 |180 [494 3 | Nguyên vật liệu, 2171 |350 1821 |4439 |350 |4089 năng lượn; 6 |Thuêthiếtbj nhà |0 0 0 0 0 0 xưởng 7 | Khác 328 |320 208 311 |320 191 Tổng cộng 5811 |1730 |4081 |7987 |1730 [6257

- Lý đo thay đổi (nếu có):

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quần lý từ công đoạn xác định nh chuột kinh phí, hạp đồng, điêu chẳnh (thời gian, nội dùng, kinh phí tục hệ

chúc chủ trì đề tài, dự án (on, tiến nghị điều chẳnh .nếu có) ìm vụ, xét chọn, phê nếu cô); văn bản của tổ

P “ Ee ee Tên văn bản Ghi chit

1 |159QĐ-BKHCN | V/v phé duyét t6 chite va cé nhan ngay 29/01/2008 chủ trì đề tài, dự án SXTN độc cấp Nhà nước thực hiện trong hoạch năm 2008 2 |342/QĐ-BKHCN | VWvphê duyệt kinh phí dự án ngày 10/03/2008 SXTN độc lập cấp Nhà nước thực

hiện trong kế hoạch năm 2008

3 |2183/QD-BKHCN |VWthsy đổi chủ nhiệm dự án ngày 30/9/2009 SXITN độc lập cấp Nhà nước

4 |06/2008/HĐ-DAĐL | Hẹp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ

Trang 5

4 Tổ chức phối hợp thực hiện dự án:

sá | Tê" tổ chức | Tên tô chức đã Sân phẩm En

ấn đăng Ký theo | tham gia thực chit yéu er

Thuyét mink hiện chủ yến | đụt được

1 Trungtâm Đào |TrungtâmĐào | Thiết kế phần

tạo bảo dưỡng |tạobảo dưỡng | mềmtính tốn

cơng nghiệp _ | công nghiệp khớp từ

DHBK(CFMD |ĐHBK(CEMD

5 Cá nhân tham gia thực hiện dự án: -

(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tễ chúc chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiện)

1 | Hà Đình Minh Tà Đình Minh Quản lý hành chính 2 _ | Bạch Đình Nguyên | Lê Vinh Hoàn Chủ nhiệm dự án

3 | Trần QuangTâm | Tran Quang Tam | Quản lý công nghệ

4 | Hoàng Khải Hoàn | Hoàng Khải Hoàn | Thiết kế cơ khí

5_ | Nguyễn Hồng Hải | Nguyễn Hồng Hải

6 |PhamTháiSơn | Pham Thai Son 7 | Chu Trung Kiên | Chu Trung Kiện

$ |VũVănThôn Vũ Văn Thôn; Thiết kế điện

9 | Lê Văn Doanh Lê Văn Doanh Thiết kế phần mềm

tính toán khóp từ

- Lý đo thay đổi (nếu có): Do chủ nhiệm dự án cũ là Ông Bạch Đình Nguyên chuyển công tác sang don vị khác

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

Theo ké hoach Thực tổ đạt được

SỐ | tiậi dụng, thời gian, kinh phí, địa | (Nội cung, thời gian, kinh ph, địa | Ghi

TT | _ điềm, tên tễ chúc hợp tác, số điễn, tên t chức hợp tác, số chit*

Trang 6

Số Theo kế hoạch Thực tẾ đạt được Chi

(Nội dung, thời gian, kinh phú, địa điễm |_ (Mội dòng, thời gian, kinh phi, dia a

IF ) điểm ) chit

1 | Hội thảo, hội nghị: Thiết kế, chế | Hội thảo: Thiết kế, chế tạo động

tạo động cơ V§ co VS

Thời gian: 2009 Thời gian: 05/05/2009

Địa điểm: Trụ sở Công ty VIHEM | Địa điểm: Trụ sở Công ty

Kinh phí: 15 Triệu đồng VIHEM

Kính phí: 15 Triệu đồn;

8 Tom tắt các nội đung, công việc chủ yếu:

sg | Các nội đụng, công việc Thời gian Người,

TT shaves Theokếhoạh | Thực đại | “2⁄4 Thực hiệu

được

! a dung thuyet minh d@ cvong Du) 4 moos 07/2008 | o1/2008+07/2008 | VIBEM

2 | Tổng quan về động cơ Vỹ 07/2008- 12/2008 | 07/2008-12/2008 |_ VIHEM, 3 [Xây đựng phần mâm tính toán điện

từ xác định các kích thước của khớp từ động cơ V8 có cấp công cơ bản | /20qs 12/2008 | 07/2008-12/2008 | VIEEM

suất từ 1 ZIEW đến 18,5 k W

5 Tiếu ion thiết kệ máy phát tốc cho | G7 9998 12/2008 | 07/2008-12/2008 |_ VIHEM

7 | Hoàn thiện thi kế sản phẩm 07/2008-12/2009 | 07/2008:12/2009 | _ VIHEML

9 | Hoàn thiện quy trình công nghệ chế | 1/2ooa 12/2009 | 01/2008-12/2009 | VIHEM tạo sẵn phẩm 9 | Bố sung thiế bị thừ nghiệm 07/2008- 12/2009 | 07/2008-12/2009 | VIHEM 10 | Chế tạo động cơ V có công suất từ "mm 07/2008-06/2010 | 0z/2008-06/2010 |_ VIREM 11 | Thử nghiệm động cơ điện V5 07/2008-06/2010 | 07/2008-06/2010 |_ VIHEM 12 | Đào lạo kỹ sưthiết kêvà công nghệ | 07/2008-12/2008 | 07/2009-12/2008 | VIHEM

15 | Đào tạo công nhân vệ quy trình công | 21/2pgo 12/2009 | 01/2009-12/2009 | VIHEM nghệ chế tạo

Im SAN PHAM KH&CN CUA DE TAI, DU AN

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Trang 8

1,5kW; 5,5kW; 7,5kW; | các điều kiện | các điều kiện 11kW; 15kW; 18,5kW | dé ché tao san | dé ché tạo sản

shank pha

de [ae điển hình phù | điển hình phù

công suất: 1,5kKW; hợp với điều | hợp với điều

5,5KW; 7,5kW; 1IKW; ne hết tiếu tết

15kW; 18,5kW trong nước JSH/CHỔ LA |trong nước AS CHẾ 0

c) San phẩm Dạng II:

Yêu cầu khoa học SỐ lượng, nơi

Số a can dat cơng bb

T77 "ƠN AI Theo Thực tế (Tạp chỉ, nhà xuất

kế hoạch đạt được bản)

1 | Chuyên đề 05/2010 Bao Khoa học và

công nghệ-Thông

tấn xã Việt Nam

đ) Kết quả đào tạo:

áÌ cán a "Số lượng Ghi chic

Trang 9

z i ctw cid Kétqua Ghi chit

4 1 ht :

TF "an ame Theo Thực tế (hhời gian

Nơi ứng dụng sản phẩm: Công ty An Hưng, Công ty Hải Hà, Công ty Phương Linh, Công ty Thành Lợi, Đại lý Vinh, Đại lý Nam Định, Đại lý Khánh Hòa, Công ty VIHEM], v.v,

2 Đánh giá về hiệu quả đo dự án mang lại: a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ

- Tạo ra bước tiến lớn cho ngành sản xuất thiết bị điện của Việt Nam trong lĩnh vực sản xuất máy điện đặc biệt

- Khai thác và sử dụng vậ mới sẵn có hiệu quả trong thiết kế chế tạo sản

phẩm đáp ứng yé thực tiễn được khách hàng ủng hộ

- Tạo ra hướng thiết kế và quy trình công nghệ gia công chỉ tiết động co VS phi

hợp thiết bị công nghệ trong nước

- Thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp phụ trợ như: gia công chính

xác, chế tạo máy, ngành sản xuất vật liệu điện, công nghệ kim loại, đúc, v.v,

b) Hiệu quả về kinh té xa hi

- Dự án nghiên cứu, thiết kế và hồn thiện cơng nghệ chế tạo động cơ điện có gắn

khép từ điều chỉnh tốc độ thực hiện thành công đã góp phần tăng tỷ lệ nội địa hóa các trang thiết bị sản xuất, phát huy được nội lực, tăng khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệp trong nước

Trang 10

¡: giá thành động cơ VS chế tạo trong nước thấp hơn nhiều so với sản phẩm cùng

do nước ngoài chế tạo, việc bảo hành bảo trì, sửa chữa sản phẩm thuận tiện hơn so

với ngoại nhập

- Dự án thực hiện, tạo điều kiện cho các cán bộ kỹ thuật, công nhân sản xuất tiếp

cận với các sản phẩm mới, sản phẩm đặc biệt có hàm lượng trỉ thức cao

~ Dự án tạo ra sản phẩm mới giúp tạo thêm việc làm cho người lao động góp phần nâng cao thu nhập cho người lao động

- Hiệu quả kinh tế dự án mang lại cho doanh nghị

Tổng vốn đầu tư cho dự án =5,811.350.000 d

Tổng Doanh thu cho 1 năm đạt 100% công suất =6.952.500.000 đ Tổng chỉ phí trong năm 370.000.000 đ

Lãi gộp g doanh thu - Tổng chỉ phí 583.000.000 đ

Lãi ròng = Lãi gộp - lãi vay - thuế - các loại phí =1.053.000.000 đ Chỉ phí khấu hao ¡, XDCB và hỗ trợ công nghệ 1.139.000.000 đ

Thời gian thu hồi ví ng VĐT/Lãi ròng + Chỉ phí KH = 2,6 năm

Tỷ lệ lãi ròng so với vốn đâu tư % ước tính =18% Tỷ lệ lãi ròng so với tổng doanh thu = 15%

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của dự án:

Trang 11

MỤC LỤC

PHAN I: TONG QUAN TINH HINH NGHIEN CUU DONG CO VS

1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

PHAN II: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BONG CO VS

2.1 Nguyên lý hoạt động của khóp từ động cơ VS 2.2 Nguyên lý điều tốc của động cơ VS

PHAN IIL: THIET KE DIEN TU CHO DONG CO VS (VARIABLE SPEED)13 ệu điện từ dùng cho chế tạo động cơ vx: ni

` khóp từ (magnetic coupling)

PHAN IV: QUY TRINH CONG NGHE CHE T,

4.1 Céng nghé ché tao phan điện tir cia dong co digs

4.2 Công nghệ chế tạo các chỉ tiết cơ khí và công nghệ ì

PHAN V: CAC CHi TIEU CHAT LUGNG CHU YEU DONG CO VS

3.1 Tiêu chí đánh giá chất lượng động cơ 3.2 Các hạng mục thử nhiệm động cơ vs PHAN VI: HUGNG DAN VAN HANH VA BAO DUGNG PONG CO VS 37 6.1 Hướng dẫn vận hài 6.2 Bảo đưỡng và bảo quản: PHÀN VI: KÉT LUẬN

PHU LUC I: GIAO DIỆN PHÀN MÈM TÍNH TỐN KHỚP TỊ

PHU LUC Il: KET QUẢ TÍNH TỐN KHỚP TỪ

1, Kết quả tính toán khớp từ động cơ VS 1,5kW-1500 r/min

2, Kết quả tính toán khớp từ động cơ V9 5,5KW và 7,5KW-1500 r/min 3, Kết quả tính toán khớp từ động cơ VS 11KW và 15KW-1500 r/min 4, Kết quả tính toán khớp từ động cơ VS 18,5KW-1500 r/min

PHY LỤC II: TIỂU CHUAN CO SG VE DONG CO VS

PHY LUC IV: BANG DOC QUYỀN KIỂU DÁNG CÔNG NGHIỆP VÀ BÀI

VIET CONG BO KET QUÁ CUA DU AN 54

PHU LUC V: ¥ KIEN PHAN HOI KHACH HANG VE PONG CO VS 55

PHU LUC VI: KET QUA THI NGHIEM DONG CO VS 36

Trang 12

MỞ ĐẦU

Dự án: “Hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo động cơ điện có khớp từ điều

chỉnh tóc độ (động cơ VS) có cấp công suất từ 1,5kW đến 18,5 kW” được Bộ Khoa học và Công nghệ phê duyệt, giao nhiệm vụ thực hiện theo quyết định s6 342/QD-

BKHCN ngày 10 tháng 3 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ về việc phê duyệt kinh phí dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp Nhà nước thực hiện

trong kế hoạch năm 2008 là sự hỗ trợ kịp thời đối với Công ty cổ phần chế tạo máy

điện Việt nam — Hungari, tạo điều kiện dé Công ty mở rộng dãy sản phẩm, nâng cao

năng lực cạnh tranh trên thị trường Các thông tin liên quan đến đề tài như sau:

1 Tên Dự án: “Hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo động cơ điện có khớp từ điều

chỉnh tóc độ (động cơ VS) có cấp công suất từ 1,5kW đến 18,5 KW ”

2 Thời gian thực hiện: Từ tháng 07/2008 đến tháng 06/2010

3 Tên doanh nghiệp chủ trì Dự án: Công ty cỗ phần chế tạo máy điện

Việt Nam - Hungari(VIHEM) Địa chỉ trụ sở chính: Tổ 53, Thị tran Đông Anh, Thành phố Hà Nội Điện thoại: 043.8823284

Fax: 043.8823291

4 Số đăng kí kinh doanh: 0103015539 ngày cấp: ngày 22 tháng 01 năm 2007

Nội dung kinh doanh: Thiết kế chế tạo động cơ điện các loại

Cơ quan cấp đăng kí kinh doanh: Phòng kinh doanh — Sở Kế hoạch và Đầu tư thành

phó Hà Nội

Địa ch: Số 18 Yên Phụ, Hà Nội

Điện thoại: 043.7151080

5 Cơ quan chủ quản doanh nghiệp(nếu có): Bộ Công Thương Địa chữ 54 Hai Bà Trưng, Thành phó Hà Nội

Điện thoại: 043 8258311 Fax: 043.39349500

6 Họ tên chủ nhiệm Dự án: Ơng Lê Vinh Hồn

Chức danh khoa học: Kỹ sư

Cơ quan công tác: Công ty cổ phần chế tạo máy điện

Việt Nam ~ Hungari Điện thoại: 043 8823184

Fax: 043.8823291

7 Hình thức nghiên cứu: n

- Tự nghiên cứu: a

- Phối hợp nghiên cứu: n

- Đặt hàng cho cơ quan khác nghiên cứu:

Trang 13

Địa chỉ: Nhà A phố Tạ Quang Bửu, Trường ĐHBK Hà nội

Điện thoại: 04.38683707 Fax: 043.5684160

9 Mục tiêu của đề tài

- Sản xuất trong nước các khớp từ điều chỉnh tốc độ VS cung cấp cho thị trường Việt

Nam thay thể nhập khẩu

- Chất lượng sản phẩm tạo ra có chỉ tiêu kỹ thuật tương đương với các sản phẩm cùng loại của Nhật Bản, Trung Quốc

- Nâng cao khả năng cạnh tranh của các sản phẩm cơ điện của Việt Nam

Căn cứ theo hợp đồng: “Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ”

Số: 06/2008/HĐ-DAĐL ký ngày 01 tháng 07 năm 2008 giữa bên A là Bộ Khoa học và

Công nghệ và bên B là Bộ Công Thương, Công ty cổ phần chế tạo máy điện Việt nam —

Hungari Theo nội dung của hợp đồng thì bên B sẽ phải hoàn thành các sản phẩm khoa học công nghệ DANH MỤC SẢN PHẨM KHCN Dự kiến | Số lượng số lượng | sản phẩm 3 Mức chất lượng sản phẩm | chếtạo

Tên sản phẩm cụ thể và chỉ tiêu | Đơn tạora (Cá

TT | chấtlượngchủyếncủasản | vido phẩm i = (Cái) a a

Mẫu Cần đạt | tương tự

Thế giới

Động cơ điện Võ công suất 1,5 kW

1 | Dã tắc độ điền chính Mémen dinh mite thmín | 125-1250 | 125-1250 Nm <1 s81 65 68

Đơng cơ điện V§ cơng suất 5,5I:WF

2 | Dã tốc độ điều chính slmin | 125:1250 | 125-1250 si 64 Mémen định mức Nm <361 £361

Déng co dién VS céng suat 7,5kW

3 | Dã tốc độ điều chính slmin | 125+1250 | 125+1250 7 6 Mémen dinh mite Nm £477 £477

Động cơ điện VS céng suat kW vế

4 | Da tốc đồ điều chính sini | 27128 | 8) 0 5 37

Mémen dinh mite Nm a0? Sóc

Đông cơ điện VE công suất 15W

5 | Dã tốc độ điêu chính shmin | 125:1250 | 125-1250 4 4 Mémen dinh mite Nm 594 <4

Động cơ điện VS cong suat 18,5 kW

6 | Dã tốc độ điều chính tímin | 125:1250 | 125-1250 35 40

Trang 14

Hoàn thành đầy đủ các thiết kế: tính toán thiết kế điện từ, các bản vẽ thiết kế

kết cấu, các chỉ dẫn công nghệ gia công chỉ tiết, chỉ dẫn công nghệ điện, kết quả thử

nghiệm, tiêu chuẩn cơ sở TCCS08:2008, báo cáo định kỳ, báo cáo tổng kết khoa học

kỹ thuật dự án

Trong bản báo cáo tổng kết này sẽ lần lượt trình bày chỉ tiết các nội dung đã thực hiện

Trang 15

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU SỬ DỰNG TRONG BÁO CÁO

VS Motor: Động cơ có khớp từ điều chỉnh tốc d6(VS: variable speed), con được gọi là động cơ dòng dign xody (Eddy current motor)

rimin: Đơn vị đo tốc đô vòng quay trên Iphút theo quy định về đơn vi do lường Quốc gia Nm: Don vi do mémen quay

KW: Đơn vị đo công suất

TCCS 08: 2008: Tiêu chuẩn cơ sở về động cơ VS ban hành năm 2008 của Công ty VIREM

wr Téc độ góc của động cơ điện ø; Tốc độ góc trên trục thứ cấp của khớp từ i¿ Dòng điện cảm ứng(đỏng điện xoáy) trên vành chủ động Ð: Mật độ từ thông E1: Điện áp phản hồi tốc độ E2: Điện áp đặt tốc độ

SWG: Tiêu chuẩn day Quéc té(Standard Wire Gause)

AWG, Tign chudn day cha Mj(Amarican Wire Ganse) BWG: Tiêu chuẩn dây cia Anh(Bristish Wire Gause) ĐETV, PET-155.Tiêu chuẩn dây của Nga

C5, C10, C20: Mác thép các bon thấp,

NdFeB: Nam cham đất hiếm làm từ Nd, Fe và B,

SmCo: Nam cham Samarium

Alnico: Nam châm làm tirnhém, niken va Coban G: Đơn vị đo từ cằm theo hệ Ảnh

T Don vi đo từ cẩm theo hệ SĨ

Oe: Don vị đo cường độ tử trường theo hệ Ảnh

#Zạr: Số rãnh máy phát tốc

Bự: Mật độ từ thông máy phát tốc Lpạr: Chiều đài máy phát tốc

barr Bé rong răng Stato máy phát tốc Su„pT: Diện tích rãnh máy phát tốc 'Wpr Số vòng 1 bin máy phát tốc

arr Số mạch nhánh song song máy phát tốc Em: Sức điện động của 1 bin máy phát tốc

m,Err Điện áp và sức điện động của máy phát tốc

frr: Tần số máy phát tốc

Rr Ewr Điện trở một chiều của cuộn dây máy phát tốc và cuộn dây kích từ của khớp từ

Tế, Ủg: Dòng điện và điện áp kích từ của khớp tử

Rạp Điện trở cách điện giữa cuộn dây máy phát tốc với vỏ máy Reaxr: Dién trở cách điện giữa cuộn đây khớp từ với vỏ máy pc: Điện trở cách điện pha-pha, pha-vẻ động cơ

re, Điện trở một chiều trên mỗi pha của động cơ điện

Use, Inde, Mine : M6 men khdi động, đòng điện khỏi động và điện áp khỏi đông của động cơ

Pick), Pope: Cong suất điện(đầu vào) và công suất ra(trên đầu trục) của động cơ điện

Treo, lạc: Dòng điện không tải và đồng điện có tải của động cơ điện np¿ Tốc độ quay trên trục đông cơ(truc chủ động của khớp từ)

na; Tốc độ quay trên trục thứ cấp(trục bị động) của khớp từ

Trang 16

PHAN I: TONG QUAN TINH HiNH NGHIEN CUU DONG CO VS

1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của công nghệ bán dẫn, trên thế giới đã xuất hiện các bộ biến tần thông minh cho phép điều chỉnh dễ dàng tốc độ động cơ điện không đồng bộ Tuy nhiên, bộ biến tần cũng bộc lộ những nhược điểm mà công nghệ bán dẫn hiện nay chưa khắc phục được một cách triệt để đó là: khả năng chịu nóng, âm kém, cài đặt phức tạp, khả năng quá dòng kém thông thường từ 150 đến

180% trong 1phút, trong khi các thiết bị điện từ có thể chịu quá dòng tới hàng giờ mà

chưa bị phá hủy, thiết bị biến tần rất khó sửa chữa, nếu bộ lọc của biến tằn Không tốt thì bộ đây của động cơ có thể bị chập vòng do hiện tượng quá áp bởi các xung nhọn

tần số cao ở đầu ra của biến tằn Giá thành bộ biến tần rất cao Vì vậy, hiệ

nay trên thị trường vẫn song song tồn tại hai hệ: hệ biến tần - động cơ điện không đồng bộ và hệ khớp từ - động cơ điện không đồng bộ (Còn gọi tắt là động cơ VS: Variable

Speed)

Động cơ VS là động cơ điện có gắn khớp ly hợp từ hay còn gọi là khớp từ(Magnetic Coupling) có khả năng điều chỉnh được tốc độ trên trục thứ cấp

Khớp từ thực chất là một khớp ly hợp mà thao tác “ty” và “hợp” được thực hiện bởi từ trường của nam châm điện Tùy theo từ trường này mạnh hay yếu dẫn đến lực từ liên kết giữa trục động cơ và trục máy công tác mạnh hay yếu và cuối cùng là tốc độ trên đầu trục của máy công tác là nhanh hay chậm Ta có thể điều chỉnh trơn tốc độ ra trục máy công tác bằng bộ điều khiển điện áp một chiều nói với cuộn dây của khóp từ Động cơ WS đã được sử dụng phổ biến ở những ứng dụng không yêu cầu cao về sai lệch tốc độ và mới trường nóng, ẩm, nhiều bụi như trong công nghiệp sản xuất: xỉ măng, mỏ, các ngành sản xuất: cao su, nhựa, hoá chắt, giấy và sản xuất dây điện từ, Vu

Động cơ VS đều có cầu tạo chung gồm 4 bộ phận chính: động cơ điện không đồng bộ 3 pha, khớp từ, máy phát tốc và bộ chỉnh lưu dùng để điều tốc cho động cơ VS

Hiện nay, qua tham khảo các tài liệu chuyên ngành và khảo sát thực tế cho thấy khớp từ đang được sản xuất theo hai kiểu kết cấu chính tạm gọi là: khớp từ có phần bị

Trang 17

ioaniamg 7 sy pate Hinh 1.1 vin og ca le Vine gies CỬ Hinh 1.2

2.2 Tinh hình nghiên cứu trong nước

Thực hiện đường lối đổi mới, mở cửa của Đảng và Nhà nước, nền kinh tế Việt

Nam đã và đang phát triển mạnh mẽ, sản xuất công nghiệp ngày một lớn mạnh trong,

khi các ngành công nghiệp phụ trợ trong nước còn thiếu và yếu Vì vậy, phát triển các sản phẩm phụ trợ phục vụ cho phát triển công nghiệp trong nước là rất cần thiết

"Trong những năm gần đây, Công ty VIHEM đã chủ động nghiên cứu nhằm đổi

mới công nghệ sản xuất(frung tâm gia công CNC, trung tâm gia công đứng CNC,các

máy gia công tự động,v.v, ) Với đội ngũ kỹ sư được đào tạo chính quy, năng động sáng tạo và đội ngũ công nhân có trình độ tay nghề cao cùng với sự phát triển của ngành vật liệu điện trong nước và thể giới, Công ty VIHEM đã chủ động nghiên cứu thiết kế và chế tạo thành công nhiều sản phẩm mới mà thị trường đang cần trong thời gian qua như: động cơ điện phòng nổ, động cơ điện phanh từ, máy điều chỉnh cảm ứng, động cơ nhiều cấp tốc độ, v.v

Năm 2006 Công ty chế tạo máy điện Việt Nam-Hungari đã thực hiện thành công đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo động cơ điện điều chỉnh được tốc độ

Trang 18

(VS) theo Quyết định số: 4022/QĐ-BCN ngày 08 tháng 12 năm 2005 về việc giao kế

hoạch KHCN năm 2006 của Bộ Công Nghiệp(nay là Bộ Công Thương) Sản phẩm

của đề tài là động cơ VS có công suất 7,5 KW, dải điều chỉnh tốc độ của khớp từ là

125 + 1380 rimin với mômen tải là 52 Nm, sản phẩm động cơ VS đã được bán ra thi

trường ngay trong quá trình thực hiện đề tài và có những phản hỏi tích cực từ phía khách hàng Qua quá trình khảo sát thị trường cơ điện cho thấy, nhu cầu sử dụng động, co VS ở các ngành xuất xi măng, cán thép, các dây chuyển sản xuất vật liệu xây dựng, các băng truyền, băng tải là rất lớn

1 Công y TNHH cơ khí Duyên Hải;

2 Công ty xi măng Hướng dương — Nnh Bình; 3 Công ty thép Tam điệp- Ninh Bình;

4.Công TNHH Đông Hà; 3 Công ty Cơ khi Hải phòng;

6 Công ty thép cô phân chế tao may SINCO;

7 Công tyTNHH kỹ thuật công nghiệp Tong Vân;

3 Công ty TNHH thương mại sẵn xuất Châu Phú, v.v

Yì vậy, để kế thừa kết quả của đề tài và nhằm đáp ứng tốt hơn nhu cầu của thị trường, về các loại sản phẩm động cơ VS Công ty đá chủ động nghiên cứu, nắm bit thi

trường, tiếp tục mở rộng đấy công suất động cơ VS và đề xuất Nhà nước hỗ trợ cho

doanh nghiệp tiếp tục triển khai Dự án: “Hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo động cơ điện có khớp từ điều chỉnh tốc độ (động cơ VS) có cấp công suất fir 1,5kW

đến 18,5 KW ”, sản phẩm của dự án sẽ góp phần:

- Nâng cao năng lực cạnh tranh của ngành cơ khí chế tạo Việt Nam - Nâng cao tỷ lệ nội địa hóa dây chuyền công nghệ sản xuất trong nước

- Phát triển công nghiệp trong nước,

- Tiết kiệm ngoại tệ nhập khẩu cho Đất nước,

- Thúc đây phát triển Khoa học và Công nghệ trong nước, - Tạo việc làm cho lực lượng lao động trong nước

Trên cơ sở công nghệ và thiết

i sẵn có, để sản xuất và kiểm định chất lượng động

Trang 19

* Liệt kê danh mục các công trình có liên quan:

- Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo động cơ điện phòng nỗ công suất đến 18,5KW;

- Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo động cơ điện phanh từ,

- Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo động cơ điện VS;

- Dự án: Hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo động cơ điện phòng nỗ có cấp

công suất đến 45 kW;

- Đề tài: “Nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo động cơ điện tiết kiệm năng

lượng”

- Các tài liệu chính sử dụng cho tính toán thiết kế, lập quy trình công nghệ chế tạo và

- A.V.ANOV SMOLENSKI (Vũ Gia Hanh - Phan Tử Thụ - biên địch)

- Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ

+ Thiết kế máy điện — Cergeyep, Moscova;

+ Thiết kế khí cụ điện hạ áp, Phạm Tố Nguyên - Phạm Văn Chới - [Bùi Tín Hữu]- Lương Mỹ Thuận

+ Số tay kỹ thuật điện — Tập I— Moscova 1988

+ Số tay vật liệu kỹ thuật điện — Tập I, II— B A Popop — Energie 1974 + Cách điện máy điện ~ Blabob ~ Moscova 1967

Thiết kế chỉ tiết máy , Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lãm

+ Tiêu chuẩn IEC-34 ~ 1994 (gồm 14 tập từ IEC-34-1 đến TEC-34-14)

Trang 20

PHAN I: NGUYEN LY HOAT DONG CUA BONG CO VS

Để khảo sát nguyên lý chung cba déng co VS, ta lần lượt khảo sát nguyên lý hoạt đông của khóp từ và nguyên lý điều tốc của đông cơ W8 2.1 Nguyễn lý hoạt động của khớp từ 'Vành bị động Hình 2.1

hi đưa điện áp một chiều vào cuộn dây kích từ, dòng điên một chiều chạy trong cuộn dây sinh ra từ trường B chay qua bề mặt của vành bị động và vuông góc với bề mặt của vành chủ động (làm bằng vật liệu dẫn điện) gắn liên với trục động cơ (trục sơ cấp Prime Mover) đang

quay với vận tốc góc œ¡ làm phát sinh đòng điên cảm ứng iz theo định luật Lenz, dòng điện này lại sinh ra rnột từ trường Bs có cực tính ngược với chiều của của từ trường sinh ra né B Kết quả là vành bị đông bị kéo theo chiều quay của vành chủ động với vận tốc œ¿ nhưng từ trường Bs luôn châm sau từ trường Ð về pha nên tốc độ œ¿ của vành bị động luôn nhỏ hơn tốc độ œ\ của vành chủ động: _œ¿< œ¡ Tốc độ œ¿ của vành bị động phụ thuộc vào điện áp, kích thích trên cuộn dây kích từ và phụ thuộc vào tải mà đầu trục bị động của khớp từ đang bị kéo Với tải trên trục bị đông không đổi, nếu điện áp kích từ càng lớn thì Ð càng lớn, suy ra lực liên kết càng mạnh, do vậy tốc độ œa càng lớn ( càng gần với œ¡) Ngược lại, nếu điện

áp kích từ cảng nhỏ thì B càng nhỏ và lực liên kết yếu đi khiến vành bị động bị trượt nhiều hơn, kết quả là ; giảm Như vậy để điều chỉnh tốc độ trên trục bị động của khớp từ ta chỉ

cần điều chỉnh điện áp kích bừ trên cuộn dây của khớp từ

2.2 Nguyên lý điều tốc của động cơ VS

Khi đông cơ V8 ( còn gọi là động cơ đòng điện xoáy ED Motor) hoạt động, máy phát

tốc (Tacho - Generator) gắn trên đầu trục ra của động cơ V8 sẽ phát ra điện áp Eạ tỷ lệ với tốc độ ra của động cơ V8 Điện áp E\ này được so sánh với điện áp đặt tốc độ E; của bộ điều

Trang 21

tốc nhờ vậy bộ điều tốc sẽ tự động điều chỉnh dòng điện kích từ chạy qua cuộn dây kích từ

(Excitation Coil) của khớp tử (ED Coupling) theo tốc độ đặt E; kết quả là tốc độ ra của động

cơ Về được duy trì én định

Hình 2.2

Trên thị trường hiện nay động cơ V8 có nhiều kiểu đáng và tên gọi khác nhau có công suất từ 0,55 kW đến 90 kW, hãng TECO gọi đông cơ V8 là ED MOTOE(EDDY CURRENT MOTOR), hing TOSHIBA gọi động cơ V8 là EC MOTOR(EDDY CLUTCH MOTOR),

YASKAWA cé kiéu VBOZN, hing Zhejiang Dedong Electric Machine cé kidu YCT xxx-xx,

v.v Tuy nhiên, tủy theo kết cầu mà khớp từ được chia làm hai loại chính là khớp từ có phần bị đông dạng “vẫy cá” như trích dẫn ở hình b và khớp từ có phần bị động dạng

“răng” (xem hình 2.3 và 2.4) Ưu nhược điểm của mỗi loại như sau:

+Ưu điểm của loại đạng răng so với dạng vẫy cá -_ Kết cấu đơn giản hơn dạng vẫy cá

~ _ Tính toán đễ dàng hơn dạng vẫy cá

Trang 22

-_ Kết cầu cứng vững hơn loại vẫy cá do phần bị đông của dạng răng là khối đồng nhất còn phần bị động của dạng vẫy cá hàn ghép đối đầu từ hai nửa

- Sửa chữa và thay thế bộ đây kích từ đã dàng hơn đang vẫy cá, chỉ cẦn tháo nắp trước là tháo được bộ dây, còn khớp từ dạng vẫy cá phải cắt mỗi hàn trên phần bị động mới tháo được bộ dây

-_ Gia công đễ đàng hơn đạng vẫy cá

+Nhược điểm của loại dạng răng so với dạng vẫy cá: Trọng lượng máy dạng răng lớn hơn loại dang vẫy cá do dẫn từ qua thân và nắp trước

Với công nghệ và vật liệu chế tạo sẵn có trong nước: thép tử Œ10 và C20, Công ty

'VIHEM đã nghiên cứu xây dựng bài toán thiết kế khớp từ và đã chế tạo thành công động cơ V§ có phần bị động dạng “răng” có dải công suất tử 1,5KW đến 18,5 KWW,

Trang 23

PHAN II: THIẾT KE DIEN TU CHO DONG CO VS (VARIABLE SPEED)

3.1 Vật liệu điện từ dùng cho chế tạo động cơ VS: 3.1.1 Vật liệu đẫn điện

Trong ngành chế tạo máy điện , người ta chủ yếu dùng dây đồng làm vật liệu dẫn điện vì điện trở suất của đồng chỉ kém bạc Nhôm và đồng thau có điện trở suất lớn hơn thường được đùng trong thanh dẫn rôto Dây đồng dùng làm dây quấn được phân làm hai loại: đây tròn và day det Dây quấn sfato động cơ điện hạ áp và công suất đến

200W thường đùng đây đồng tròn ngoài ra dây tròn còn dùng chế tạo cuộn hút của

phanh từ, khớp từ, cuộn hút rơ le, công tắc tơ, van từ „ Về quy cách kích cỡ dây được quy chuẩn sẵn cho việc chế tạo và sử dụng Hiện nay, trên thế giới, đang tổn tại song song một số quy chuẩn về cỡ đây theo từng vùng địa lý khác nhau, ký hiệu khác

nhau, nhưng quy cách gần giống nhau Ở Mỹ dùng quy chuan AWG, Anh ding BWG, ở nước ta, Trung Quốc và Nga dùng quy chuẩn PETV và PET-155 của Nga,

ngoài ra còn có SWG (Standard Wire Gause) Dưới đây là các bảng tra đây quy chuẩn của một số nước như đã nêu ở trên

Trang 24

18 004 [ 102 | 0817 ] 0036 | 051 | 065 | 0042] 107 | 0899 20 | 0036 | 092 | 0664 | 0022 | 081 | 0515 | 0035 | 089 | 058 21 | 0.032 | 0.81 | 0515 | 0028 | 072 | 0407 | 0931 | 081 | 0515 22 [0028| 071 | 0395 | 0025 | 064 | 0321 | 0.028 | 021 | 0395 23 | 0024| 061 | 0292 | 0022 | 057 | 0255 | 0025 | 064 | 0321 24 | 0022| 056 | 0246 | 002 | 021 | 0204 | 0022 | 056 | 0246 25 002 | 051 | 0204 | 0018 | 045 | 0159 | 002 | 051 | 0204 26 | 0018| 046 | 0166 | 0016 | 04 | 0125 | 0018 | 046 | 0166 27 [0016| 04i | 0132 | 0014 | 036 | 0101 | 0016 | 041 | 0132 28 [0014| 038 | 0101 | 0012 | 032 | 008 [0.0135 | 0.356 | 0.995 29 | 0012| 035 | 0096 | 0011 | 029 | 0066 | 0012 | 0223 | 0855 30 | 0012| 0203 | 0072 | 001 | 025 | 0049 | 0012 | 0203 | 0072 21 | 0011| 029 | 0066 | 009 | 0229 | 004i | 001 | 0254 | 005 22 [00106] 027 | 0037 | 0003 | 0207 | 0032 | 0.009 | 0229 | 0041 33 001 | 0254 | 005 | 0007 | 0178 | 0024 | 0.008 | 0207 | 0022 24 | 0009 | 0229 | 004i |00062| 016 | 002 | 0007 | 0178 | 0024 35 | 0008 | 0202 | 0032 | 00056 | 014 | 0015 | 0.005 | 0127 | 0012 36 | 0.007 | 0.178 | 0.024 | 0005 | 0127 | 0.012 | 0.004 | 0102 | 0.008 Z7 |00067| 017 | 0022 | 00044[ 011 | 0.009 38 | 0006 | 015 | 0017 | 0004 | 0102 | 0.008 29 | 0005 | 0127 | 0012 | 00033| 009 | 0.006 40 |00047| 012 | 0011 |00021| 008 | 0.005

Bảng 3.2: Tra đây dẫn tròn của Nga ký hiệu PETV và PET-155

Đường Đường Đường

kinh kính một inh mot

Trang 25

3.1.2 Vật liệu từ

Để chế tạo các phần tử của hệ thống mạch từ của máy điện hoặc khí cụ điện, người ta dùng những vật liệu sắt từ khác nhau như các loại thép 14 kỹ thuật điện, thép đúc, thép rèn, thép lá, hợp kim thép, các loại nam châm vĩnh cửu

Trong máy điện xoay chiều như biển áp, động cơ điện, máy phát điện, thì thường dùng thép lá kỹ thuật

một chiều, lõi thép thường được chế tạo từ thép hợp kim permalloy: 45H, 50H, 50H-Y

lên nhằm giảm tổn hao sắt từ Đối với các máy điện hoặc khí cụ điện

có H;=0,12 A/em, i =2300 đến 3050, mật độ từ cảm bão hòa B; = 1,5T, hoặc thép

khối như: C10 hoặc C20 là loại thép có hàm lượng các bon thấp (C<0,149% đối với C10 và C<0,24% đối với C20) - Đặc tính của C10: Hụar= 2 A/em; Hy o=3 A/em; H„r= 8 A/em; H,¿y=25 A/em; Hiar= 80 A/em - Dic tinh cla C20: Hyer = 4,5A/om; Hy pr = 10A/om; Hy «r= 25 A/om; Hy ¢r= 40 A/em; H,sr = 80 A/em

Đối với mạch từ của khớp từ là dạng máy điện kích từ một chiều nên mạch từ được

làm từ thép khói như C10 hoặc C20 Máy phát tốc của động cơ VS là máy phát đồng

bộ phát ra điện áp tỷ lệ với tốc độ quay cung cấp tín hiệu cho mạch điều khiển và hiển thị tốc độ quay của khớp từ, lối thép stator của máy phát tốc chế tạo từ thép 14 kỹ thuật

điện tương tự như lõi thép động cơ không đồng bộ thông thường

Mach tir rotor may phát tóc được chế tạo từ nam châm vĩnh cửu Nam châm vĩnh

cửu gồm rất nhiều loại với chất liệu và tính chất vật lý khác nhau Có thể kể ra ở đây như: nam châm NeoForm?*Bonded(NđEeB) có năng lượng từ 10 MGOS và mật độ từ thông bề mặt(Flux Density) B„„„=6900 G, nhiệt độ làm việc đưới 150 °C, nam

châm Samarium Cobalt(SmCo) có năng lượng từ (BH)a„z đạt từ 16 đến 32 MGOe, mật độ từ thông bề mặt nam châm cực đại 10900 G, nhiệt độ làm việc đưới 300 "C

Nam cham dat hiém Neodymium Iron Boron (NdFeB) có năng luong tit (BH) maz =

26 dén 48 MGOe, mật độ từ cảm cực đại đạt tới 13500 G, nhiệt độ làm việc dưới 150

”C Nam châm Alnico làm việc ở nhiệt độ cao tới 550 "C có năng lượng từ (BH)„ax đạt

Trang 27

Đường cung khử từ của nam châm A Inico ee 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 -2000 -1800 1600 1400 1200 -1000 Hình 3.3 00 400 -400 Wapvbig Fores (Ces) -200 0 Fx lang (Ge) Các sản phẩm đo Công ty Ningbo YiLi Magnetic Co.Ltd ctla Trung Quốc sẵn xuất có đặc tính

Bảng 3.3: Từ tính cia nam chm Sintered NdFeB

Trang 28

N3SSH_| 33-36 | 263-287 | 70-1710 | >ã76 |>is92 [cú [055 | #0350 | lp NGSSH |3639 |2#7310 |1210150 | >07 |>l592 | ch [055 | #0380 | l0 N4DSH |3541 |302326 |12401280 |>23P |>1592 | 0H | 055 | 330360 | 150 NGUH |2620 | 207-231 | 1020-1080 | 2768 | >I990 | DỊ | 051 | 30380 | 180 NHIUH | 2531 |22227 | 10801130 |>316 |>I990 | DỊ | 051 | 303E0 | i80 NGIUH [3134 | 227-771 | 11301170 | 2836 |>I90 | DỊ | 051 | 303E0 | i80 N2EH |2620 | 211-236 | 1040-1090 _| >7e4 |>23 | DỊ | 051 | 30380 | 700 NGIEH | 2831 |22227 |10801130 |2 |>23Z |] |0 [30300 | 700 Bang 3.4: Tử tính ca nam cham Bonded NdFeB Magnets(Compression Bonded) Mi Re Tem

Energy | Remanence | Coercive Force 2 | ng [may

Gaes |_proau Gime |r haa] coat ee Mode T KẢ HH, kế wl APC be l3, anes | ¿070 | B320 |3013đ| 8639| 6 | 94 | wo [sas wus [7020 | sco —[ 3000 | owso0[ 01 | 0a | wo | s-60 ENP10 | 50409 | 045070 [334đ | đùS3Ð[ 61 | 94 [| l6 [386i BNP42 | 109420 | 016976 | 423330 | dloöĐD [| 01 | 93 | 130 [6992 ENESIL[— 950 —[ 032091 406431 9991Z01-097-1- 94L l8 sea

Dé giảm chỉ phí chế tạo máy phát tóc, chúng ta chọn nam chim Bonded NdFeB Magnets do Trung Quốc sản xuất để thiết kế chế tạo máy phát tóc

Quá trình thiết kế động co VS được chia làm 03 phần: thiết kế động cơ điện, thiết

kế khớp từ và máy phát tốc Động cơ điện là loại động cơ “truyền thống”, Công ty

'VIHEM đã có bề dày thiết kế và chế tạo hơn 30 năm qua nên trong báo cáo này sẽ

không đề cập tới phần thiết kế điện từ cho động cơ điện mà chỉ trình bày phần thiết kế khớp từ và thiết kế máy phát tốc

3.2 Thiét ké khop tir (magnetic coupling)

Khớp từ thực chất là nam châm điện một chiều có khe hở làm việc không thay

đổi Bằng cách điều chỉnh điện áp một chiều cấp cho cuộn đây người ta có thể

chỉnh được lực từ liên kết giữa trục động cơ và trục máy công tác và vì vậy điều chỉnh

được tốc độ của tải

BO điều khiển điện áp cho cuộn đây là bộ điều khiển Thyristor chỉnh lưu 1/2 chu kỳ(hiện có sẵn trên thị trường) Bằng cách thay đổi góc mở của Thyristor ta có thể điều chỉnh “trơn” điện áp ra cuộn dây khóp từ, do vậy tốc độ của tải được điều chỉnh vô cắp trong khi tốc độ quay trên trục động cơ hầu như không đổi Nhờ có khâu phản hồi tốc độ bằng máy phát tốc, bộ điều khiển còn có khả năng tự động ổn định tốc độ ra

Trang 29

Hiện nay có rất nhiễu giáo trình thiết kế nam châm điện, ở đây chúng tối sử dụng phương pháp tính toán nam châm điện của giáo trình “Thiết kế khí cụ điện hạ áp” của nhóm tác giả Phạm Tổ Nguyên — Phạm Văn Chới - [Bùi Tín Hữu] ~ Lương Mỹ Thuận thuộc bộ môn Thiết bị điện - trường Đại học Bách Khoa Hà nội, sách đo Nhà xuất bản

Khoa học kỹ thuật, Hà Nội ấn hành năm 1986

Để tính toán khớp từ điều chỉnh tốc độ động cơ VS, ta chọn chọn sơ bộ đường kính ngoài và đường kính trong của khớp từ theo các kích thước của động cơ cần lắp khớp từ và chọn các thông số khác:

Phing(mm) : Đường kính ngoài của thân khớp từ Phi4ánm) : Đường kính trong của khớp từ

Phi2(mm): Đường kính trong cuộn dây kích từ Phi3(mm): Đường kính ngoài của vành chủ động, Phi4ánm): Đường kính trong của thân khớp từ

Del21(mm): Bề dày lõi quấn dây

Hrg(mm): Chiều cao răng của vành bị động Delrg(mm): Bề dày chân răng của vành bị động,

Cv1(nm): Bề rộng chỏm răng vành bị động Cv2(mm): Bề rộng chân răng vành bị động Liang (mm): Chiéu dai răng bị động,

Lyam (mm) : Chiéu dai vành chủ động 1z (mm): Bề dày vành chủ động

Del54(mm): Chiều dày của thân khớp từ (phản dẫn từ) Ddan(mm): Bề dày cung dẫn từ trên thân khớp từ

Nmin (mm): Bề dày nhỏ nhất của nắp sau khóp từ (phía nối với máy công tác) max (mm): Bề dày lớn nhất của nắp sau khóp từ (phía nói với máy công tác)

Goc( ") : Góc của cung dẫn từ

Air2(mm): Khe hở không khí giữa lõi quán dây và vành bị động, Air1ánm): Khe hở không khí giữa vành chủ động và bị động

Trang 30

Air3đmm): Khe hở không khí giữa vành chủ động và thân 1¿¿¿ (mm): Khoảng cách từ nắp đến gờ dẫn từ trên thân L4 (mm): Chiều dài phản quấn đây(dọc trục)

Hed(mm): Chiều cao cửa số mạch từ

delcd(mm): Chiều rộng của cửa số mạch từ

Nrang: Số răng trên phần bị động

Pđc(W): Công suất động cơ lirthang ® = AB = xB

nyo(t/min): Téc 46 déng co

Khi vành chủ động quay theo tốc độ

của động cơ nạ, vành chủ động chuyển /

động cắt ngang các đường sức từ truyền xP x xax x Ik eo ROR 56 S x ` x x _ KG, -NẾ (EU; RE, TU, 2

từ các răng trên khung quay bị động qua

vành chủ động tới vỏ của khớp từ Sự “` ` Dòng điện cân: 4

chuyển động này tương tự như thanh dẫn ứng

chuyển động với vận tốc Ÿ cắt ngang các đường sức từ (hình minh họa ở trên) Theo định luật cảm ứng điện từ Lenz ta có:

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong thanh dẫn:

zữ=§ (ŠB*44= ae, dt

Trong 46 tir théng: BOP) = B(T)*S(m?) = BCT)*1(m)*x(m) ;

= Il=S#= s*i*#f = B(T)*10s)5V@u1s); di a

ld _ BCD) *20n)*7 ni 8)

RO) RO)

Dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn: 7(4)=

Lực điện từ tác dụng lên thanh dẫn: |Z;(M)|= 7(4)*@z)*#Œ);

Ứng dụng cho tính toán mômen liên kết giữa vành chủ động và khung bị động của khớp từ như sau:

Khi trải chu vi của vành chủ động lên một mặt phẳng thì:

Trang 31

'Tốc độ dài của vành chủ động so với bị động: *(Mi3~ L1)0 0) ® ng ứ Tin) „ Vols) = a Mật độ từ thông gây ra dòng cảm ứng là mật độ từ cảm B;(T) xuyên qua vành chủ động: BT) = BT);

Suất điện động cảm ứng trên vành chủ động: [EP |= BaP) Lau (0) *V G2); Dòng điện cảm ứng trên vành chủ động: Ae AChE COM AGO 14 RO) 8Œ) 2 ai) L, (omen) *[ Pht (or) — L, (vare)]” R(Q) = On (Crown? fm) * Lực từ tương tác giữa vành chủ động và phân bị động: #yÔM) = 108) * 1 uạ (9 * 8.) ; 'Mômen liên kết giữa vành chủ động và răng trên phân bị động: My (Bn) = 0.5% E„, *[Phi3(m)— 1; (m)]; Trong đó: B,(T) 18 mat độ từ thông trên răng của phần bị động(fính toán ở phần sau đây) R(©) là điện trở của vành chủ động

pr.(GOmm”/m): là điện trở suất của thép, pr; = 0.098 (mm”/m);

n¿Œ/min) là tốc độ trên trục động cơ cũng chính là tốc độ vành chủ động mua(r4min) là tốc độ trên khung bị động

nụ là tốc độ chuyển động của trục chủ động so với trục bị động: nụ (rimin) = nạ¿(rámin) - nạy(£/min);

'Tính toán mạch từ:

by: tir din không khí; Lụ = 4z x 10” (H/m) Từ dẫn chính ở khe hở không khí Air3:

Trang 32

Gd3c = py *2n*107 *Ddan* (107 *Phi3)-(1.5 #107 *Air3))/( 107 *Air3);

Trang 33

G138:= iy *0.52*2*(Phi2-10)/1000; GL:=Gdl cH2*(G110+G138)); Từ dẫn tổng trên cả 3 khe hở không khí: Gtdelr:=G1*G2*G3/(G2*G1)+(G3*G1)+(G2*G3));

'Từ áp rơi trên toàn lõi thép là :

Upre = Uprnt + Uprn2 + Ups + Upria + Unst Uprnet Uperz

=L,* Hy +L;)* Hy) +L;*H3+L,* Het Ls * Hs +L, *H, + Ly*Hy 5

Từ thông tổng : ộc = (TW - U„, ) x Gtdelr;

Trong đó :

1: là đồng điện kích từ một chiều `W: Số vòng đây của cuộn kích từ Sức từ động F =1*W (A )

H., H;, H;, Hạ, H;, Hạ, H; : lần lượt là cường độ từ trường trên các

phân đoạn Lụ , Lạ, La, Lá, Lạ , La, Ly: của nam châm Trong đó: BI(T) = $z(Wb) / Siứn); B; = 0z(Wb) / Sz(m)); Bs = @x(Wb) / Ss(m’); 8; = n* Ddan *(Phi3)*105; S: =n*Lkhung*105*(Phi3-L7-(2*Air1)); S¡ =n*(Phitr+2*delf)*(1.5-5)* 10 5; Sơ đồ mạch từ tương đương(Hình 3.6) Lưu đồ thuật toán của chương trình tính toán khóp từ (Hình 3.7)

'Từ sơ đồ đẳng trị mạch từ và thuật toán tính toán ở trên chúng fa thiết lập được

phần mềm tính toán khớp từ (xem giao điện phẩn mềm ở Phụ lục I, xem kết quả tính toán khớp từ VS ở Phụ luc I)

Trang 37

Bang 3.5: Cac thông số chính của khớp từ TCC eT Fe CC eT CT TT tr Sr Hi ee SESE

354 om | sc | me zez | -oo | cc | ae ace | too | ws} a | as | os] a | ox | oc | -

Ie pis pon Si[SE| E fi ef pie) | als fas|e o2| oe] q3 | de [in | see cee [ame] io | sar see | tee | sos | rs | ral asl ses] 8 3t | oc

ras ees Tare aS wr

lều lam [mm mm: Tease làm |Ấm lam ơn lạm [an lớn mới | am {mm Co a

7 ai Soa ets ee eta

Trang 38

3.3 Thiết kế máy phát tóc:

Máy phát tốc thực ra là một máy phát điện nam châm vĩnh cửu, máy phát tốc có

nhiệm vụ phát tín hiệu điện áp tỷ lệ với tốc độ quay

Chon Z;r=48 rãnh ; 2p = 48 (cực) ; chọn nam cham Bonded NdFeB Magnets có từ cảm Brr = 0,63(T) ;

Bể rộng răng trên Stato la bzr = 2.55 (mm) (bản vẽ lá tôn phụ lục 2)

Chọn chiều dài lõi thép Stafo ly,r= 10 mm; hệ số ép chặt Stato 0,97 ta tính được tiết

điện răng Stafo là: Szr = 10*0,97*2,55 = 24,735 mm” = 24,735*10 (m’) Tan sé phat ra 6 1500 r/min 1a: 1500*24/60 = 600(Hz)

Chọn số vòng một bin là: W+ = 30 (vg) ; day Œ0,2 ; Số mạch nhánh song song : arr = 1

Trang 39

PHAN IV: QUY TRINH CONG NGHỆ CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN VS

Công nghệ chế tạo động co VS tong tự như công nghệ chế tạo động cơ thông

thường hiện có của VIHEM bao gồm các quy trình thể hiện trong bảng 4-1 dưới đây:

- Đúc kim loại mẫu - Dập nguội

- Gia công cắt gọt cơ khí

- Công nghệ chế tạo bối dây, gia công vật nối mềm và cứng - Chế tạo các chỉ tiết cách điện - Son chéng gi - Lắp ráp động cơ - Sơn trang trí Bảng 4-1 Các quá trình công nghệ gia CHỉ tiế hoặc nhóm chỉ tiết chế tạo hoặc gia công công - Đúc gang - Thân động cơ, nắp động co, nắp mỡ, thân nắp hộp cực

- Rõto đúc nhôm, quạt gió trong

- Lá tôn sfato, rôto, nắp che quạt gió

- Thân động cơ, nắp động cơ, nắp mỡ, thân

nắp hộp cực, trục v v

- Quần, bọc cách điện bối dây và cuộn dây, tâm cách điện và ép bối đây, hàn đấu dây

- Cắt gọt nêm rãnh, giấy cách điện

- Các chỉ tiết: Thân, nắp, nắp mỡ, quạt gió,

hộp cực, rôto, lòng trong stato v v

- Lắp ráp cụm chỉ tiết và lắp ráp hoàn chỉnh

động cơ điện

4.1 Công nghệ chế tạo phần điện từ của động cơ điện:

Phần điện từ trong động cơ điện bao gồm: lá tôn sfato, lá tôn rôto, lõi thép stato, lõi thép rôto, bồi dây stato Công nghệ chế tạo phần điện từ gồm các bước:

4.1.1 Công nghệ chế tạo lá tôn:

- Vật liệu làm lá tôn là tôn silíc của Nga 2212, ð=0,5 mm

- Các lá tôn được đập nguội trên máy đập SD63 lực dập phù hợp đảm bảo tôn ít bị biến dạng, khuôn đập được chế tạo trên máy CNC có độ chính xác cao để lá tôn dập ra

độ ba via nhỏ

4.1.2 Công nghệ ép lỗi thép:

Trang 40

Quy trình công nghệ ép lõi thép của động cơ điện VS cũng giống như động cơ điện thông dụng, lõi thép được ép đúng kích thước thiết kế, đạt hệ số ép chặt k„.= 0,98 và

được hãm giữ bằng gông ép

4.1.3 Công nghệ đúc nhôm rôfo:

- Rôto lồng sóc được đúc trên máy đúc áp lực cao CHE 250 - DL

- Rôto sau khi đúc được kiểm tra độ điền đầy, rỗ khí bằng máy máy kiểm tra đa chức năng H2/CPS

4.1.4 Công nghệ chế tạo béi day stato:

Bối dây stato cha động cơ điện là một trong những bộ phận quyết định tuổi thọ của

động cơ, bởi vậy cuộn đây stato được chế tạo và kiểm tra rất cẩn thận, quy trình công nghệ của động cơ điện được mô tả dưới đã

~ Day quin stato là dây đồng cách điện cấp F, ký h

PEW của Hàn Quốc, Nhật,

Singapo

- Bin đây được quán trên máy quần dây chuyên đùng có hệ thống đếm số vòng dây

4.1.5 Lông đấu bồi dây vào động cơ:

- Lót cách điện rãnh stato bằng bìa cách điện cấp E

- Lồng bin đây vào rãnh

- Lót cách điện giữa các tổ bối dây, giữa các pha bằng bìa cách điện cấp F - Nêm miệng rãnh bằng Téctôlít thuỷ tỉnh

- Hàn đấu các tổ bối đây của động cơ trên máy hàn chuyên dùng - Cách điện các mối nói bằng gen sợi thuỷ tinh tâm sơn cách điện - Đầu bin đây được băng cách điện thuỷ tỉnh

- Kiểm tra cách điện pha- pha, pha- vỏ bằng máy H2 CPS

- Thử cao áp bằng máy thử cao áp HS 0110, điện áp thử 1500 V

4.1.6 Sdy Stato lng dây:

- Séy méc cum stato léng day

- Tam son cách điện bằng son (SPV128) của Hàn Quốc, sấy cum stato lồng dây trong lò sấy tuần hoàn SZLB 112

4.1.7 Ép stato lông dây vào thân

4.1.8 Kiểm tra cao áp và đo điện trở một chiều của động cơ