đề tài đồ án thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn

Trang 1

* * + >

Do an

Thiết kế động cơ không đồng bộ roto day quan

Trang 2

Đồ án : Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quan

LỜI NÓI ĐÀU

Trong sản xuất hiện nay của nền kinh tế quốc dân hiện nay thì ứng dụng động điện vào việc truyền động cơ cấu dé tạo ra các nguyên công nhằm tạo ra các sản phẩm phục vụ cho đời sống con người là rất phô biến Động cơ điện

không đồng bộ rôto dây quấn nói riêng và động cơ không đồng bộ nói chung

có kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ đây là

loại động cơ được sử dụng rộng rãi nhất trong các nghành kinh tế quốc dân với đải công suất rộng từ vài chục tới hàng nghìn kilooat

Trên cơ sở các môn học về thiết kế máy điện em xin được trình bày bản thiết kế gồm có ba phần : Phan 1: Thiết kế điện từ Phần 2: Thiết kế kết cấu Phần 3: Thiết bị và công nghệ chế tạo rôto dây quấn của máy điện quay

Sau thời gian làm việc dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn

Trung Cư em đã hoàn thành bản thiết kế của mình Tuy nhiên, do sự hiểu biết và kiến thức còn hạn chế nên bản thiết kế chắc chắn còn nhiều sai sót Em rất mong được sự thông cảm và sự chỉ bảo của các thày các cô để em có thể hoàn thiện

hơn nữa

Em xin gửi lời chân thành cảm ơn đến tất cả các thầy các cô trong bộ

môn và các thầy cô trong trường đại học Bách khoa Hà nội đã nhiệt tình dạy em

Trang 3

PHANI THIET KE DIEN TU CHUONG 1 DAI CUONG VE MAY DIEN KHONG DONG BO 1.1 Phan loai

-Theo kết cấu của vỏ, máy điện không đồng bộ có thể chia thành các kiểu chính sau: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phòng nỗ, v.v

+Kiểu hở không có trang bị bảo vệ sự tiếp xúc ngẫu nhiên các bộ phận

quay và bộ phận mang điện, cũng không có trang bị bảo vệ các vật bên ngoài

rơi vào máy Theo cấp bảo vệ thì đây là loại IP00 Loại này được chế tạo theo kiểu tự làm nguội Loại này thường đặt trong nhà, có người trông coi và

khơng cho người ngồi đến gần

+Kiểu bảo vệ có bảo vệ chống sự tiếp xúc ngẫu nhiên các bộ phận quay hay mang điện, bảo vệ các vật ở ngoài hoặc nước rơi vào theo các góc độ khác nhau Loại này thường là tự thông gió Theo cấp bảo vệ thì kiểu này

thuộc các cấp bảo vệ từ IPI1 đến IP33

+Kiéu kín là loại máy mà không gian bên trong máy và mơi trường bên ngồi được cách ly Tùy theo mức độ kín mà cấp bảo vệ là từ IP44 trở lên Kiểu kín thường là tự thông gió bằng cách thôi gió ở mặt ngoài vỏ hay thông gió độc lập bằng cách đưa gió vào trong máy bằng đường ống Thường dùng

loại này ở môi trường nhiều bụi, âm ướt, v.v

-Theo kết cấu của rôto, máy điện không đồng bộ chia làm hai loại: loại rôto kiểu dây quấn và loại rôto kiểu lồng sóc

-Theo số pha trên dây quấn stato có thể chia thành các loại: một pha, hai pha và ba pha

Trang 4

May điện không đồng bộ bao gồm các bộ phận chính là phần tĩnh hay stato va phần quay hay rôto

1 Phần tĩnh hay stato

Trên stato máy điện không đồng bộ có vỏ, lõi sắt và dây quấn a Vỏ máy

Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn, không dùng để làm

mạch dẫn từ Thường vỏ máy làm bằng gang Tuỳ theo cách làm nguội mà vỏ cũng được chế tạo ở những dạng khác nhau Loại gang đúc được phân làm hai loại: loại có gân trong và loại không có gân trong Loại không có gân trong

thường dùng đối với máy điện cỡ nhỏ hoặc kiểu kín, lúc đó lưng lõi sắt áp sát vào mặt trong của vỏ và truyền nhiệt trực tiếp lên vỏ máy Loại có gân trong có đặc điểm là lúc gia công, tốc độ cắt gọt chậm nhưng phôi liệu bỏ đi ít hơn

loại có gân trong Đối với máy có công suất tương đối lớn ( 1000kW ) thường dùng thép tắm hàn lại làm thành vỏ

b Lõi sắt

Lõi sắt là phần dẫn từ Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay nên để giảm tổn hao, lõi sắt được làm bằng những lá thép kĩ thuật điện dày 0,5

mm ép lại Khi đường kính ngoài lõi sắt stato nhỏ hơn 990 mm thì dùng cả

tắm tròn ép lại Khi đường kính ngoài lớn hơn 1000 mm thì phải đùng những

tắm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn

Mỗi lá thép kĩ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm

tổn hao do dòng điện xoáy gây nên Nếu lõi sắt ngắn hơn 25 đến 30 cm thì có

thể ghép lại thành một khối Nếu lõi sắt dài hơn trị số trên thì thường ghép

thành từng thếp ngắn, mỗi thếp dài 4 đến 6 cm, đặt cách nhau 1 cm để thông gió cho tốt

c Dây quấn

Dây quấn stato gồm nhiều phần tử nối với nhau theo một quy luật nào đó

Trang 5

dây quấn kiểu thanh dẫn , bối dây thường được chếtạo dạng 1/2 phần tử và tiết điện thường lớn) , cũng có thể có nhiều vòng dây (tiết diện nhỏ và gọi là

qây quấn kiểu vòng dây).Số vòng dây của mỗi bối, số bối của mỗi pha và

cách nối lại phụ thuộc vào công suất, điện áp, tốc độ, điều kiện làm việc của

máy và quá trình tính toán điện từ

Yêu cầu chính đối với dây quấn như sau:

1.Điện áp của ba pha bằng nhau trong dây quấn ba pha , điện áp ba pha

lệch nhau 120° góc độ điện

2.Điện trở và điện kháng của các mạch song song và của ba pha bằng nhau

3.Có thể đấu thành các mạch song song một cách dễ dàng khi cần thiết 4.Dùng vật liệu dây dẫn điện ít nhất.Phần đầu nối càng ngắn càng tốt dé thu ngắn chiều dài của máy và đỡ tốn vật liệu

5.Dễ chế tạo và sửa chữa

6.cách điện giữa các vòng dây, các pha và với đất ít tốn kém và chắc chắn

7.Kết câu chắc chắn, có thể chịu được ứng lực cơ khi máy bị ngắn mạch

đột ngột hay khi khởi động

2 Phần quay hay rôto

Phần này gồm hai bộ phận chính là lõi sắt và day quan

a Lõi sắt

Người ta dùng các lá thép kĩ thuật điện giống như ở stato Lõi sắt được

ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rơto của máy Phía ngồi của lá

thép có xẻ rãnh đề đặt day quan b Rôto và dây quấn rôto

Rôto có hai loại chính là: rôto kiểu day quan và rôto kiểu lồng sóc

Trang 6

máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp Dây quấn ba pha

của rôto thường đấu hình sao, còn ba đầu kia được nối vào ba vành trượt

thường làm bằng đồng được đặt có định ở một đầu trục và thông qua chổi

than có thể đấu với mạch điện bên ngoài Đặc điểm của loại động cơ điện rôto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay sức điện động phụ vào mạch điện rôto để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc

độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy Khi máy làm việc bình thường dây

quấn rôto được nối ngắn mạch

- Loại rôto kiểu lồng sóc: Kết cấu của loại đây quan réto này rất khác với dây quấn stato Trong mỗi rãnh của lõi sắt rôto đặt các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm đài ra khỏi lõi sắt và được nối ngắn mạch ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà người ta quen gọi

là lồng sóc

Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính năng mở máy, trong máy công suất tương đối lớn, rãnh rôto có thể làm thành

dạng rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc hay còn gọi là lồng sóc kép

Trong máy điện cỡ nhỏ rãnh rôto thường được làm chéo đi một góc so với

tâm trục

c Khe hở

Vì rôto là một khối tròn nên khe hở đều Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ để hạn chế dòng điện từ hoá lấy từ lưới vào và như vậy mới có thê làm cho hệ số công suất của máy cao hơn

3 Các lượng định mức

Máy điện không đồng bộ có các trị số định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy Các chỉ số này do nhà máy thiết kế, chế tạo quy định và được ghi trên nhãn máy Vì máy điện không đồng bộ chủ yếu làm việc ở chế

độ động cơ điện nên trên nhãn máy ghi các trị số định mức của động cơ điện khi tải định mức Các trị số đó thường bao gồm: công suất định mức ở đầu

Trang 7

Uạm (V), cách đấu đây ( Y hay A ), tốc độ quay định mức nạmạ ( vg/ph ), hiệu suat dinh mirc nam và hệ số công suất định mức cosam,

4 Công dụng của máy điện không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu làm động cơ điện Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ là loại máy được dùng rộng rãi nhất trong các nghành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kilôoat

Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động

lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ, v.v Trong hầm mỏ dùng làm may tdi hay quạt gió Trong nông nghiệp dùng để làm máy bơm hay máy gia công nông sản phẩm Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm một vị trí quan trọng: quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tủ lạnh, v.v Tóm lại theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hoá, tự động hoá và sinh hoạt hàng ngày, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi

Tuy vậy, máy điện không đồng bộ có những nhược điểm như sau: cosọ của máy thường không cao và đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên ứng dụng của máy điện không đồng bộ có phần bị hạn chế

Trang 8

CHUONG 2

TINH TOAN DIEN TU

2.1.Tính toán kích thước chủ yếu 2.1.1.Tìm hiểu chung

Những kích thước chủ yếu trong máy điện không đồng bộ là đường kính trong stato va chiéu dài lõi sắt 1 Mục đích của việc tính toán lựa chọn kích thước chủ yếu này dé chế tạo đựơc máy điện có tính kinh tế hợp lý nhất mà

tính năng phù hớp với các tiêu chuẩn nhà nước.Tính kinh tế của máy không

phải chỉ là vật liệu sử dụng chế tạo ra máy mà còn sét đến quá trình chế tạo

trong nhà máy như khuôn dập, vật đúc, các kích thước được tiêu chuẩn hố

Tra bảng P1.3 Các thơng số kĩ thuật của động cơ 4A (trang 236)sách “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của Trịnh Chất và Lê Văn Uyễn với

động cơ không đồng bộ có công suất P=90kW, 2p=4, nạy=1500vg/ph ta tra

được kiểu động cơ như sau: 4A250M4, cos@ =0,91 va n=0,93; ngn=1480 vg/ph; Mynax=2,2

2.1.2.Lựa chọn tính toán các kích thước chủ yếu

a.Các số liệu định mức

1.Công suất định mức: Pa„=90 kW

Trang 9

Trong đó :

m, -là số pha day quan cua stato;

P - công suất định mức của động cơ(kW);

I,- dòng điện pha định mức trong dây quấn stato(A); U¡- điện áp pha định mức đặt vào dây quấn stato(V);

Nam - hiéu suất định mức của động cơ;

cos @am - là hệ số công suất định mức của động cơ Thay số ta có: 3 l=—— PHI - 161,129 A 3.220.0.93.0,91 b.Xác định kích thước chủ u 10.Cơng suất tính tốn : kPa P? =———*— kVA (2.2) Nam-COSP am Trong đó :

P' - công suất tính toan(kVA);

kG =0,98 tra hình 10-2 (trang 231) sách “Thiết Kế Máy Điện” của

Trần Khánh Hà và Nguyễn Hồng Thanh (“TKMĐ” ); Pam- công suất định mức của động cơ(KW);

Nam - hiéu suất của động cơ;

cosoam - hệ số công suất định mức của máy;

Thay số ta được:

Pa” 104,22 kVA 11.Đường kính ngoai cua stato:

Trang 10

D, = 43,7 cm 12.Đường kinh trong cua stato: D=Dạ.kp cm (2.3) =(0,64 ~ 0,68).43,7=(27,968~29,716) cm Trong đó: kp = 0,64 ~ 0,68, tra bảng 10.2 sách “TKMD” 6 day ta chon D =29,7 cm 13.Bước cực cua stato: T =—— ,om (2.4) Trong đó : 7 - là bước cực(em); D- là đường kính trong stato, D=29,7 cm (đã tính ở mục 12) ; p— là số đôi cực từ , p=2 Thay số ta có: T= nee =23,3145 cm 14.Chiéu dai 16i sat stato: l;= 6,1.P'.107 ; em (25) a;-k,.k,.A.B;.D°.n4, Trong đó : P° - công suất tính toán , P=104,22 kVA (đã tính ở mục 9 ); Œ¿; - hệ số xung cực từ , chọn Œ; = 0,64;

kg - hé s6 dang song , chon ks = 1,11;

kai—hé số day quan stato, lay kai = 0,92;

với máy có chiều cao tâm trục h= 180 +250 mm thì thường chọn dây quấn

hai lớp đặt vào rãnh nửa kín thì kạ = 0,91+0,92 ở đây ta chọn kạ¡= 0,92

A - tải duong(A/cm);

Trang 11

Tra hình 10-3 (trang 234) sách “TKMĐ” có: A=430 A/cm ;B,; = 0.74T ;

D -đường kính trong stato , D=29,7 em (đã chọn ở mục 12) ; nạp - tốc độ đồng bộ(v/ph); Ngy =—— = > 1500 , v/ph (2.6) Thay số ta được : _ 6,1.104,22.10" - 0,64.1,11.0,92.430.0,74.29,77.1500 Trong máy điện không đồng bộ, khi chiều đài lõi st 1,=250~300 mm thi 5 23,1 cm

việc tản nhiệt không khó khăn lắm nên lõi thép có thể ép thành một khối Do

lõi sắt phần ứng stato ngắn nên làm thành một khối với việc không có rãnh thông gió làm mát bằng quạt gió

Chiều đài toàn bộ lõi sắt stato được chọn bằng: 1,=1,;=23 cm

15.Lập phương án so sánh :

`

—+ 233145 ~0,9865 (2.7)

trong dãy động cơ không đồng bộ , công suất 110 kW và 2p =4 có cùng

đường kính ngoài (cùng chiều cao tâm trục h) với máy công suất 90 kW và 2p

=4 Hệ số tăng công suất của máy là :

= Puo <0} 9999

Đạo

như vậy là — À.110= Y.À.90 =1,2222.0,9865 =1,2

Theo hình 10- 3b, hai hệ số À.110 › À.90 đều nằm trong phần gạch chéo của hình 10-3b sách “TKMĐ” (trang 235) nên việc chọn phương án trên là có

tính kinh tế cao

Trang 12

2.2.Thiết kế stato và khe hở không khí 2.2.1.Tìm hiểu về day quan va Idi sat stato

Việc chọn kiểu đây quấn và kiểu ranh stato được căn cứ vào một số cách sau đây:

+Stato máy điện xoay chiều thường dùng loại rãnh 1/2 kin , 1/2 ho va

rãnh hở Rãnh 1/2 kín thường dùng ở stato máy công suất đến 100 kW điện áp

đến 690 V.Có thể dùng dây quấn một lớp, hai lớp, dây quấn phân tán được cấu tạo từ những phần tử mền, tiết diện tròn

+Căn cứ vào điện áp và chiều cao tâm trục để chọn loại dây quấn ; với điện áp U<660V, chiều cao tâm trục h < 160 mm có thê chọn dây quấn đồng

tâm đặt vào rãnh 1/2 kín.Với h=180 — 250 mm dùng dây quấn hai lớp đặt vào

rãnh 1/2 kín.Với h > 280 mm, dùng dây quấn hai lớp phần tử cứng đặt vào

rãnh 1/2 hở

Với máy đang thiết kế có P=90 kW ,chiều cao tâm trục h=250 mm, điện

áp dây quấn stato Ua„=380 V thì chọn day quan hai lớp đặt vào rãnh 1/2 kín Lõi sắt stato máy điện không đồng bộ thường làm bằng lá thép kỹ thuật điện Trong máy có chiều cao tâm trục h<250 mm thường dùng thép 2211 hay thép 2212 , khi h=280 +355 mm dùng thép 2312 có phủ sơn bề mặt và

khi h > 400 mm điện áp 6000V dùng thép 2411 phủ sơn bề mặt Với máy

đang thiết kế thì ta dùng thép có mác 2212 đề chế tạo lõi sắt stato 2.2.2.Tính toán dây quấn và lõi sắt stato:

16.Chọn số rãnh một pha dưới một cực :

qị=4

khi thiết kế dây quấn stato cần phải xác định số rãnh của một pha đưới

một cực q¡ Nên chọn q¡ trong khoảng từ 2 + 5 Thường lấy q¡=3 +4 Với

máy công suất nhỏ hoặc tốc độ thấp , lẫy q¡ = 2 Máy tốc độ cao, công suất

lớn có thể chọn q¡=6 Chọn q¡ nhiều hay ít cóảnh hưởng đến số rãnh stato Z¡

Số rãnh này không nên nhiều quá, vì như vậy diện tích cách điện rãnh chiếm chỗ so với số rãnh ít sẽ nhiều hơn , do đó hệ số lợi dụng rãnh sẽ kém đi Mặt

Trang 13

khác , vé phuong dién d6 bén co ma ndi , rang sé yéu,it rang qua sé làm cho

dây quấn phân bố không đều trên bề mặt lõi sắt nên sức từ động phần ứng có

nhiều sóng bậc cao.Trị số q¡ nên chọn số nguyên

17.S6 ranh stato:

Zi=2.m¡.p.qị = 2.3.2.4 =48 rãnh (2.8)

Trong đó :

Z,- sé rãnh stato 5

m - là số pha của động cơ, m=3;

p là số đôi cực từ của động cơ, p =2;

q¡- là số rãnh của một pha dưới một cực, q¡=4 18.Buéc rang stato: 1.D t= —, cm mF, (2.9) 2.9 Trong đó : t¡- là bước rãnh sfato(cm); D- là đường kính trong của stato, D=29,7 cm; Z¡ — là số rãnh của stato, Z=48 rãnh (đã tính ở mục 17) Thay số ta được : _ Z:29.7 tị = 1,943cm 19.Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh: _ Aty.a, Un = thanh (2.10) 1 Trong đó :

A - là tải đường, A=430 A/cm (da được xác định ở mục 14); t¡ — bước rãnh stato, tị=1,943 cm (đã được xác định ở mục 18); I, — dòng điện pha stato định mức, I;=161,129A( tính ở mục 9);

ai — là số mạch nhánh song song của một pha, a¡=4;

chọn số mạch nhánh song song là ước số chung của số cực từ

Thay số ta được :

Trang 14

vy = 0 293-4 ~20,74 thanh 161,129

với dây quấn hai lớp ta chọn u„¡=20 (là số nguyên chẵn)

20.Số vòng đây nối tiếp của một pha: Un WI=P.dI vòng (2.11) a, Trong đó : w¡- là số vòng dây nối tiếp của một pha, vòng; p - là số đôi cực từ, p=2;

qi- số rãnh của một pha dưới một cực, q¡=4(chọn ở mục 16); a¡- là số mạch nhánh song song, a¡=4 (chọn ở mục 19);

u„¡- là số thanh dẫn của một pha dưới một cực (đã có ở mục 19) Thay số ta được : v24 =40 vòng 21.Tiết diện dây quấn và đường kính dây quấn stato: Mật độ dòng điện : Jị= a , A/em.mm? (2.12) Trong đó:

AJ =3060 -25%.3060 =2295 A’/cm.mm? - là tích số được chọn theo

hình 10-4d(trang 237) sách “TKMĐ” Ở hình này là ứng dụng cho động cơ không đồng bộ cấp cách điện cap F , voi cap cách điện B hoặc E thì tích số AJ

được lấy thấp hơn vào khoảng 25 +30%

A - tải đường, A=430 A/cm (đã biết ở mục 14)

Thay số :

J= 2295 =5,3372 A/mm? 430

Tiết diện day (sơ bộ):

Trang 15

tam? (2.13) sy = : a,.n,.J, Trong đó :

1¡ - dòng điện pha stato định mức(A) (đã tính ở mục 9) ; a¡- là số mạch nhánh song song (đã chọn ở mục 20) ; n¡- là số sợi dây ghép song song, chọn nị =4 ;

J, - 1a mat d6 dong điện(A/mmỶ )(đã được tính ở trên) Thay số ta được : 161,129 _ _ 2 4.45337 ~ 1 887mm $1 Theo phụ lục VI, bảng VI 1 chọn dây đồng loại PETV có đường kính d/d¿a =1,56/1,645 , sị =1,911 mm? 22.Mật độ dòng điện trong dây quan stato: I 161,129 J, _ = s.an, 1,911.44 1 — =————— =5,27 Alem? cm

23.Kiéu day quan stato:

chọn kiểu đây quấn là dây quấn xếp hai lớp bước ngắn với bước dây

Trang 17

œ; - hệ số xung cực từ, a; =0,64(chon 6 muc 14); T- bude cuc, T=23,3145 cm (tinh 6 muc 13);

1, — chiéu dai toàn bộ lõi sat stato, 1; =23 cm (theo muc 14) Thay số ta được : — 0/02625.10 > 0,64.23,3145.23 27.Sơ bộ định chiều rộng của răng: bi, = Bata in =0,7649 T (2.21) Trong đó :

Địa - là chiều rộng sơ bộ của răng stato(cm);

B, - mat độ từ thông khe hở không khí, B; =0,7649T( mục 26); 1; - chiều dài tính toán của stato, l¿ =23 cm (tính ở mục 14);

l¡- chiều đài toàn bộ lõi sắt stato, 1;=23 cm(tính ở mục 14); t¡ - là bước rãnh stato, t=1,943 cm (tính ở mục 18);

kạ¡ - là hệ số ép chặt lõi sắt của stato, k, = 0,95;

B,,- la tri số trung bình mật độ từ thông trên răng stato; Tra bảng 10.5b (trang 241) sách “TKMĐ”, lấy B,„¡=(1,8~2 )T Thay số ta tính được: _ 0,7649.23.1,943 1,85.23.0,95 = 0,846 cm 28.Sơ bộ chiều cao gơng stato: ®.10 =——— “C1 2B,,.1,.k, gl a (2.22) Trong đó :

h g1 - là chiều cao gông sơ bộ của stato, cm;

Trang 18

1¡- là chiều đài toàn bộ lõi sat stato, 1;=23 cm (muc 14);

kạ¡- là hệ số ép chặt lõi sắt, lấy k,¡= 0,95;

B,,- là mật độ từ thông trong gông sfato, T;

Trang 19

h, =— —he cm (2.23)

Trong đó:

D;„- là đường kính ngoài của stato, D„=43,7 cm (theo mục 11);

D - là đường kinh trong stato, D=29,7cm (xác định ở mục 12);

hặi - là chiều cao sơ bộ của gong stato, h'si=4 cm (mục 28) Thay số ta được: _ 43,7-29,7 A —4=3 cm e Bề rộng rãnh stato : Chọn bề rộng rãnh stao bạ¡= 3 mm =0,3 cm - Chiều rộng rãnh stato phía đáy tròn nhỏ (d;) _™D+2h,,)-baZ, cm d 2 Z,-1 (2.24) Trong đó :

Trang 20

_ 1(29,7 + 2.3) — 0,846.48 d, 48+ 7 = 1,39832 cm chon d\=1,4 cm=14 mm - Tính chiều cao hy hị;= hạị- hại — dị/2 =30 - 0,5 - 14/2=22.5 mm e Tính tiết điện rãnh: +Diện tích rãnh trừ nêm: - 7(đ+d/) d, +d d S: SS + a thụ —2 )mm” (2.26) 2 2 gs, = TOs +14) +14? Hỗ O59 5118/2) =345,722mm? 8

+Diện tích cách điện của rãnh:

Theo bảng VIII-1 ở phụ lục VII với chiều cao tâm trục h=250mm ta tra ra chiều dày cách điện rãnh là c= 0,4 mm và chiều dày cách điện giữa hai lớp

lac = 0,5 mm

1 - 1a tam cach dién

Trang 21

714 711,8 Sua = +2.22,5 + (14 +11,8)]0,4 + .0,5 = 46,375mm” +Diện tích có ích của rãnh stato: S,=8 \-Sca = 345,722- 46,375 =299,347 mm” 30.H6 sé lap day: _ n,.u,.d2, (2.28) Ss , Trong đó : n, - la sé soi chap, lay nị =4 sợi (đã chon ở mục 21); u, - là số thanh dẫn tác dụng của một nhánh, u; =20(mục 19); doa - la đường kính dây kể cả cách điện, d.g=1,645 mm Thay số ta được: _ 4.20.1,6457 =0,72318 299,347 31.Bé rong rang stato:

Hình 1.3 kích thước rang ranh stato e Bề rộng răng stato phía đáy tròn nhỏ (đ;)

Trang 22

Từ hình học ta có D+2.h„+d,)~(b„ +đ,}Z, (2.29) biến đôi ta có _ n(29,7 + 2.0/05 + 1,18) 'Ä5D+Z2hụ +d;) Dạ „ Z, ° 48 ~ 1,18 =0.8466cm , , bạ; e Bề rộng răng stato phía đáy tròn lớn(dị) Từ hình học ta có (bạ +đ,)⁄Z,x~?.[D+2(h¡; +h„,)] (2.30) biến đối ta được -_ 8[Ð +2(h, thụ)]_„ _ #1297+2⁄225+005)] 1 0 344cm b a Z, 48 e Bề rộng răng trung bình của stato b,, = 2 =0,8452cm (2.31) 32.Chiéu cao gong stato: D,-D 1 hy = 2 —h„ ted (2.32) h,, = 487-2917 = -3+ eld =4,23cm 33.Khe hở không khí:

Khi chọn khe hở không khí ö ta cố gắng lấy nhỏ để cho dòng điện không tải nhỏ và cos@ cao, Nhưng khe hở không khí nhỏ sẽ khó khăn trong việc chế

tạo và quá trình làm việc của máy: Stato rất dé chạm với Rôto (sát cốt), làm

tăng thêm tổn thất phụ, điện kháng tản tạp của động cơ cũng tăng lên

Theo công thức I1- 27b trang 277, Giáo trình TKMĐ- Tran Khanh Hà đối với loại Động cơ có công suất lớn P=90K) >20 (KW), 2p=2ta có:

Trang 23

D 9 297 9 6 x — (1+ —) = —— (1+) =08 2.33 1200 ( 2p) 1200 ( 2 (mm) " Tra theo bảng 10.8(trang 253) sách “ITKMĐ” ta chọn khe hở không khí õ =I(mm)

2.3 Dây quấn , rãnh và gông rôto

2.3.1.Tìm hiểu về dây quấn và lõi sắt rôto

Trong máy điện không đồng bộ thì sự khác nhau chủ yếu ở rôto.Tính

năng máy tốt hay xấu cũng ở rôto.Đối với rôto dây quấn không có yêu cầu về khởi động mà chỉ phải thoả mãn tiêu chuẩn nhà nước về hiệu suất, cos, bội

số mômen cực đại trong điều kiện làm việc định mức

Dây quấn rôto thường dùng loại đây quấn xếp hai lớp phần tử mềm với

các máy có chiều cao tâm trục h=160+200 mm Khi h >225 mm dùng dây

quấn sóng kiểu thanh dẫn vì nó có nhiều ưu điểm như là nó giảm khối lượng

đồng ở phần đầu nói ra, nâng cao điện áp ở vành trượt để giảm nhỏ dòng điện

qua chổi than tránh hiện tượng phóng điện ở chỗ tiếp xúc giữa chổi than và vành trượt gây hỏng máy Rãnh rôto là loại rãnh nửa kín có cạnh song song

dây quấn rôto dạng thanh được nhét vào rãnh rôto bằng cách đưa qua lỗ rãnh

Trang 24

36.Đường kính trong rôto(hay đường kính trục):

Dạ=D,=0,3.D=0,3.29,7=8,91 cm (2.36)

Lay D=89 mm=8,9 cm

37.Chiều dài lõi sắt rôto:

Lõi sắt rôto thường lấy bằng chiều dài lõi sắt stato hoặc là lấy Iạ=l¡+(0,4 +1)em.Ở đây ta chọn như sau: l¿=l¡+0,5 =23+0,5=23,5 cm 38.Bước răng rôto: nD t = — cm ae (2.37) 2.37 Trong đó:

Di - là đường kính ngồi của rơto(cm) ( đã tinh được ở mục 35); Z, - 1a sé ranh cua roto ( xem ở mục 24)

729,5

h= =1,544cm 39.Kiéu day quan :

Chọn dây quấn hai lớp dạng sóng kiểu thanh dẫn, quấn bước đủ Với hệ số rút ngắn bước dây rôto y, 15 _ ===] 2.38 ? +, l5 (2.38) Trong đó : Bước cực rôto được tính như sau T= Z, _00_15 (2.39) 2p 4

40.H6 sé day quan roto:

Hệ số rút ngắn bước dây quấn rôto : 1 15 7ø

ky» = sinBy.— = sin—.—=1 y2 Bi 2 152 (240) 2.40

Hệ số bước tải :

Trang 25

kạ= =———” =0,9567 (2.41) Trong đó :góc lệch liên tiếp giữa hai rãnh liền kề oy = P2360" _ 2.360" _ Zy 60 12° (2.42) Hệ số dây quấn : kqạ¿ =k„; ky; = 0,9567.1 =0,9567 (2.43) 41.Số vòng dây một pha cua roto: w, =2pq, =4.5=20 vong (2.44) 42.Dong dién réto: m,.W,-k,,, L=k, I,——— ,A (2.45) m,.W,-K4,) Trong đó: k¡=0,92 tra hình 10-5 sách “TKMĐ”;

Mj, mạ là số pha dây quấn của stato và rôto;

Trang 26

e Sơ bộ lấy chiều rộng rãnh rôto:

b?z= (0,4~0,45).t; =(0,4~0,45)1,544 =(0,6176~0,6948) cm

Trong đó:

ft =1,544 cm là bước răng rôto (tính ở mục 38)

Trang 27

1 | Tam mica tong hop 0,15 4,5 1,1 2,2 lớp

2 | Vai thuy tinh tâm sơn 0,15 1 0,3 0,3 3 | Vaithuy tinh tam son CT | 0,5 1 0,3 0,5

4 | Vaithuy tinh tam son CT | 0,5 1 0,3 0,5

5 | Vaithuy tinh tam son CT | 0,5 1 0,3 0,5

+Dung sai 0,3 0,5

Trang 28

dyo= 1.5 cm 1a dudng kính lỗ thông gió đọc trục réto;

: 29,5 — 8,9 2

hg =——— _— 3,28 ab =6,02cm 47.Chiéu rong rang roto:

e Chiều rộng răng rôto phía nhỏ nhất: bạny— CÔ =2) p— (2.48) “2 _ (29,5 — 2.3,28)n 60 e Chiều rộng răng rôto phía lớn nhất: —0,6=0,600 cm [D+2Œ„+h,)]n _ Pramas 2 ÓC b,, (2.49) _ [29,5 - 2(0,1+0,25)] _ 0,6 = 0,907 em 60

e Chiều rộng trung bình của răng rôto:

bow= Pranin * Pramas “Pans = 0.640.907 = 0,754cm (2.50)

2.4.tính toán mạch từ

2.4.1.Tìm hiểu về mạch từ trong máy điện không đồng bộ

Mạch từ trong máy điện không đồng bộ gồm hai phần: mạch từ phần ứng là

mạch từ stato và mạch từ phần quay là mạch từ rôto Mạch từ phần ứng dẫn từ

thông xoay chiều, còn mạch từ phần cảm hay mạch từ rôto dẫn từ thông xoay chiều tần số thấp (f›= s.fi=2+3 Hz)

Tính toán mạch từ là việc xác định sức từ động cần thiết để tạo ra ở khe hở

không khí một từ thông có thể sinh ra sức điện động đã xác định ở dây quấn

phần ứng Mạch từ máy điện có thể chia làm năm đoạn sau: khe hở không khí

rang cua rôto, gông rôto, răng stato, gông stafo

Trang 29

Dựa vào trị số sức điện động cần thiết ở dây quấn stato tim duge từ thông

Trang 30

_ Bolgaty _ 0,7649.23.1,943 n= bạ,l,k,, 0,8452.23.0,95 =1,85083T (2.58) Trong đó: bz; = 0,8452 cm (tính ở mục 31); B; =0,7649T (tinh 6 muc 26); tị = 1,943 cm (tính ở mục 18) 51.Cường độ từ trường trên răng stato:

Tra phụ lục V bảng v.6 đường cong từ hoá trên răng động cơ không đồng bộ thép 2211 và thép 2312 sách “TKMĐ” ta có: Bz¡(T) 185 [1,85083| 1,86 Hz(Acm |333 |? 34,9 1 = 042-339) 1,86 — 1,85 (1 35083 — 1,85) + 33,3 = 33,4322A /cm 52.Suc tir dong trén rang stato: F,, =2.hz.H,, (2.59) Trong đó: hz¡-là chiều cao Trăng tính toán theo hướng kính của stato; hz¡=h,¡-d¡/3=3 - 14/3= 25,33 mm F¿, =2.2,533.33,4322 = 169/39A 53.Mật độ từ thông ở răng rôto:

e Mật độ từ thông trên răng rôto ở nơi có điện tích lớn nhỏ nhất

Trang 31

B= _Borlats _07649.23.1544 Z2min = =1,341T (2.61) Đz;„„lạkạ; 0,907.23,5.0,95 Trong đó: bz2 max=0,907 cm (tính ở mục 47) e Mật độ từ thông ở răng rôto ở nơi có diện tích trung bình: B,.1;.t, _ 0,7649.23.1,544 Bo = = 2° bu „l,k,, 0,754.23,5.0,95 =1,61379T (2.62) Trong đó: b;aw=0,754 cm (tính ở mục 47) 54.Cường độ từ trường trên răng rôto: