Đồ án thiết kế máy điện đề tài thiết kế động cơ điện một chiều

Hoạt động/Nội dung 2: Tính toán, thiết kế.- Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Xây dựng được quy trình thiết kế động cơ điện một chiều, cách tính toán kích thước mạch từ, dây quấn stato và rôto.. Ph

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA ĐIỆN

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Giáo viên hướng dẫn : TS.Nguyễn Việt Anh Sinh viên thực hiện : Hoàng Trọng Hiếu

: Nguyễn Trung Tình : Nguyễn Văn Trường

Hà Nội, 2023

LỜI MỞ ĐẦU

Thiết bị điện là một trong những ngành học quan trọng trong hệ thống giáo dục đại học các trường kĩ thuật cũng như trong quá trình phát triển nhanh chóng của nền khoa học kĩ thuật nước ta Vì vậy, việc tính toán, thiết kế các thiết bị điện là việc hết sức quan trọng và không thể thiếu với ngành điện nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnh vực điện-điện tử Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn trong phát triển kinh tế xã hội, số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt động thương mại, dịch vụ, … gia tăng nhanh chóng, dẫn đến yêu cầu sản xuất, phát triển và sử dụng các thiết bị điện của nước ta tăng lên đáng kể và dự báo là sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm tới Do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cần đội ngũ những người am hiểu về thiết bị điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải tạo sữa chữa, phát triển các loại thiết bị điện.

Nhằm giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế cụ thể, nhóm em được giao cho nhiệm vụ là: “Thiết kế động cơ điện một chiều “ Chúng em đã thực hiện đồ án này dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy TS Nguyễn Việt Anh, nhưng do trình độ kiến thức còn nhiều hạn chế, nên có đôi phần thiếu sót Em rất mong sự đóng góp ý kiến, phê bình và sửa chữa từ quý thầy cô và các bạn sinh viên để đồ án này hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

1.2 Ưu nhược điểm và ứng dụng của động cơ một chiều 13

1.2.1 Ưu điểm của động cơ một chiều

1.2.2 Nhược điểm của động cơ điện một chiều

1.2.3 Ứng dụng của đông cơ một chiều

1.3 Cấu tạo động cơ điện một chiều 14

1.3.1 Phần tĩnh (stato)

1.3.2 Phần quay (rotor)

1.5 Phân loại động cơ điện một chiều 19

1.5.1 Động cơ điện một chiều kích từ độc lập

1.5.2 Động cơ điện một chiều kích từ song song

1.5.3 Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

1.5.4 Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 22

2.2.2 Tính toán chọn kiểu dây quấn:

2.3 Tính toán cổ góp và chổi than 32

2.1.1 Đường kính cổ góp

2.1.2 Số chổi và kích thước chổi

2.2 Tính toán khe hở không khí, cực từ và gông từ 34

2.5 Tham số đối chiếu 42

2.6 Tổn hao và hiệu suất 49

2.7 Đặc tính làm việc 51

2.8 Tính toán nhiệt 54

2.9 Tính toán thông gió 56

2.10 Kết luận 57

Hình 1.6: Nguyên lý làm việc động cơ một chiều 21

Hình 1.7: Động cơ điện một chiều kích từ song song 22

Hình 1.8: Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp 22

Hình 1.9: Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp 23

Hình 2.1: Rãnh phần ứng 31

Hình 2.2: Đặc tính làm việc của động cơ điện một chiều 55

DANH MỤC BẢNG BIỂUBảng 2.1: Bảng liệt kê các phương án 30

Bảng 2.2: Kết quả tính toán mạch từ cực từ pha 49

Bảng 2.3: Bảng số liệu đặc tính làm việc 55

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN HỌC PHẦN THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN

Số: 07

1 Tên lớp học phần: 20223EE61100022 Tên nhóm sinh viên: Nhóm 7

LT CĐ - ĐH Điện 1

3 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Việt AnhNỘI DUNG

Đề tài: Thiết kế động cơ điện một chiều có các thông số sau: Pđm = 7,5 kW; Uđm = 220V; tốc độ quay nđm =1500 v/p, kích từ song song có dây quấn ổn định tốc độ Chiều cao tâm trục h = 160 mm Chế độ làm việc liên tục, kiểu bảo vệ IP22, cách điện cấp B.

YÊU CẦU THỰC HIỆN

A Phần thuyết minh

1 Tổng quan về động cơ điện một chiều.2 Tính toán, thiết kế:

 Tính toán mạch từ, dây quấn stato, rôto.

 Tính toán dòng điện kích từ, tổn hao cơ, sắt từ, hiệu suất làm việc.

 Tính toán thiết kế kết cấu động cơ.

3 Mô phỏng kết quả thiết kế động cơ một chiều trên phần mềm.4 Nội dung trình bày báo cáo ĐAHP theo đúng quy cách chung

(BM03-Quy định số 815/QĐ-ĐHCN, ngày 15 tháng 8 năm 2019).

B Bản vẽ kỹ thuật

1 Sơ đồ kích thước mạch từ stato, rôto.

3 Sơ đồ kết cấu, lắp ráp động cơ A4 01 Ngày giao đề tài: 01/02/2023 Ngày hoàn thành: 26/02/2023

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪNTS Nguyễn Việt Anh

PHIẾU HỌC TẬP NHÓM 7 I Thông tin chung

1 Tên lớp học phần: 20223EE61100022 Tên nhóm sinh viên: Nhóm 7

LT CĐ - ĐH Điện 1

II Nội dung học tập

1 Tên chủ đề: Thiết kế động cơ điện một chiều có các thông số sau: Pđm = 7,5 kW; Uđm = 220V; tốc độ quay nđm =1500 v/p, kích từ song song có dây quấn ổn định tốc độ Chiều cao tâm trục h = 160 mm Chế độ làm việc liên tục, kiểu bảo vệ IP22, cách điện cấp B.

Yêu cầu thực hiện:

1.1.Tổng quan về động cơ điện một chiều 1.2.Tính toán thiết kế:

 Tính toán kích thước mạch từ, dây quấn stato, rôto

 Tính toán dòng điện kích từ, tổn hao cơ, sắt từ, hiệu suất làm việc.

 Tính toán thiết kế kết cấu động cơ.

1.3.Mô phỏng kết quả thiết kế động cơ trên phần mềm.

2 Hoạt động của sinh viên

2.1 Hoạt động/Nội dung 1: Tổng quan về động cơ điện một chiều.

- Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Kiến thức về thiết kế máy điện.

2.2 Hoạt động/Nội dung 2: Tính toán, thiết kế.

- Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Xây dựng được quy trình thiết kế động cơ điện một chiều, cách tính toán kích thước mạch từ, dây quấn stato và rôto Tính toán dòng điện kích từ, tổn hao cơ, sắt từ, hiệu suất làm việc.

2.3 Hoạt động Nội dung 3: Mô phỏng kết quả tính toán, thiết kế trên

phần mềm.

- Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Biết được cách sử dụng phần mềm để mô phỏng xác định kết quả, so sánh đối chiếu với kết quả tính toán giải tích.

3 Sản phẩm nghiên cứu

- Bản báo cáo thuyết minh đồ án môn học và các bản vẽ kỹ thuật kèm theo.

IV Học liệu thực hiện ĐAHP

1 Tài liệu học tập: Thiết kế máy điện (Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng

Thanh… ); Máy điện 2 (Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ).

2 Phương tiện, nguyên liệu thực hiện ĐAHP: Máy tính cá nhân, bản vẽ.

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN HỌC PHẦN

1 Tên lớp học phần: 20223EE61100022 Tên nhóm sinh viên: Nhóm 7

LT CĐ - ĐH Điện 1

3 Tiến độ thực hiện: Thiết kế động cơ điện một chiều có các thông số sau:

Pđm = 7,5 kW; Uđm = 220V; tốc độ quay nđm =1500 v/p, kích từ song song có dây quấn ổn định tốc độ Chiều cao tâm trục h = 160 mm Chế độ làm việc liên tục, kiểu bảo vệ IP22, cách điện cấp B.

Ngày 01 tháng 02 năm 2023.

XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN

TS Nguyễn Việt Anh

Người thực hiệnNội dung công việcPhương pháp thựchiện

Hoàng Trọng Hiếu Nguyễn Trung Tình

Chương 1: Tổng quan về động cơ điện một chiều.

Tìm hiểu tài liệu, viết báo cáo.

Nguyễn Văn Trường

Chương 2: Tính toán, thiết kế - Tính toán mạch từ, dây quấn

Tìm hiểu tài liệu, thiết kế theo yêu cầu đề tài, viết báo cáo.

Nguyễn Trung Tình

Chương 2: Tính toán, thiết kế - Tính toán thiết kế kết cấu động cơ.

Tìm hiểu tài liệu, thiết kế theo yêu cầu đề tài, viết báo cáo.

Tìm hiểu tài liệu, nhập số liệu kỹ thuật cho chương trình, theo dõi

BÁO CÁO HỌC TẬP NHÓM

1 Tên lớp học phần: 20223EE61100022 Tên nhóm sinh viên: Nhóm 7

LT CĐ - ĐH Điện 1

3 Tiến độ thực hiện: Thiết kế động cơ điện một chiều có các thông số sau:

Pđm = 7,5 kW; Uđm = 220V; tốc độ quay nđm =1500 v/p, kích từ song song có dây quấn ổn định tốc độ Chiều cao tâm trục h = 160 mm Chế độ làm việc liên tục, kiểu bảo vệ IP22, cách điện cấp B.

Người thực hiệnNội dung công việcKết quả

- Tính toán thiết kế kết cấu

XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN

TS Nguyễn Việt Anh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

1.1 Khái niệm

Động cơ điện một chiều là loại máy điện biến điện năng dòng điện một chiều thành cơ năng.

Ở động cơ một chiều từ trường là từ trường không đổi Để tạo ra từ trường không đổi người ta dùng nam chân vĩnh cửu hoặc nam chân điện được cung cấp dòng điện một chiều.

Công suất lớn nhất của máy điện một chiều khoảng 5 – 10 MW Hiện tượng tia lửa ở cổ góp đã hạn chế tăng công suất của máy điện một chiều Cấp điện áp của máy điện một chiều thường là 120V, 240V, 400V, 500V và lớn nhất là 1000V Không thể tăng điện áp lên nữa vì điện áp giới hạn của các phiến góp là 35V.

Hình 1.1: Động cơ điện một chiều.

1.2 Ưu nhược điểm và ứng dụng của động cơ một chiều

1.2.1 Ưu điểm của động cơ một chiều.

- Có thể dùng làm động cơ điện hay làm máy phát điện trong những điều kiện làm việc khác nhau.

- Ưu điểm lớn nhất của động cơ điện một chiều là điều chỉnh tốc độ và khả năng quá tải.

1.2.2 Nhược điểm của động cơ điện một chiều

Bộ phận cổ góp có cấu tạo phức tạp, đắt tiền nhưng hay hư hỏng trong quá trình vận hành nên cần bảo dưỡng, sửa chữa cẩn thận, thường xuyên.

Tia lửa điện phát sinh trên cổ góp và chổi than cot hể sẽ gây nguy hiểm, nhất là trong điều kiện môi trường dễ cháy.

Giá thành đắt mà công suất không cao.

1.2.3 Ứng dụng của đông cơ một chiều

Với sự đa dạng của động cơ 1 chiều hiện nay, loại động cơ này được ứng dụng khá nhiều trong đời sống, các lĩnh vực kỹ thuật Ứng dụng động cơ một chiều cụ thể kể đến như sau:

 Động cơ một chiều trong các thiết bị gia dụng, đồ chơi trẻ em  Động cơ một chiều trong tivi, ổ CD, đài FM.

 Động cơ một chiều máy in, máy photo, máy công nghiệp.

 Động cơ một chiều ứng dụng trong thiết bị giao thông vận tải, thiết bị cần tốc độ hoạt động liên tục trong phạm vi lớn.

 Động cơ một chiều ứng dụng trong băng tải công nghiệp, bàn xoay, phay, động cơ thủy lực,….

1.3 Cấu tạo động cơ điện một chiều

Cấu tạo của động cơ điện một chiều gồm hai phần chính:  Phần tĩnh (stato)

 Phần động (roto).

1.3.1 Phần tĩnh (stato)

Hay còn được gọi là phần kích từ động cơ, là bộ phận sinh ra từ trường Gồm có mạch từ và dây cuốn kích thích lồng ngoài mạch từ ( nếu động cơ được kích từ bằng nam châm điện), mạch từ được làm bằng sắt từ, dây quấn

kích thích hay còn gọi là dây quấn kích từ được là bằng dây điện từ Các cuộn dây từ này được nối tiếp với nhau.

Hình 1.2: Phần tĩnh (Stato).1.3.1.1 Cực từ chính

Cực từ chính là phần sinh ra từ trường, gồm có lõi sắt và cuộn dây: Lõi sắt được làm từ các lá thép kỹ thuật hoặc thép cacbon dày 0,5-1 mm được ép lại với nhau và tán chặt thành một khối các cực từ, được gắn vào vỏ máy bằng các bulông

Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bóc cách điện kỹ thành một khối tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ Các cuộn dây kích từ được đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau.

1.3.1.2 Cực từ phụ

Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống như dây quấn cực từ chính Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông

1.3.1.3 Gông từ

Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và hàn lại Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc Có khi trong động cơ điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy

1.3.1.4 Các bộ phận khác

Nắp máy : Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn và an toàn cho người khỏi chạm vào điện Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi Trong trường hợp này nắp máy thường làm bằng gang

Cơ cấu chổi than: để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài Cơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì chặy lên cổ góp Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại.

Hình 1.3: Chổi than1.3.2 Phần quay (rotor)

Là phần sinh ra suất điện động Gồm có mạch từ được làm bằng vật liệu sắt từ(lá thép kĩ thuật ) xếp lại với nhau Trên mạch từ có ảe rãnh đẻ lồng dây quấn phần ứng (làm bằng dây điện từ ).

Cuộn dây phần ứng gồm nhiều bôi dây nối vơi nhau theo một qui luật nhất định Mỗi bối dây gồm nhiều vòng dây các đầu dây của bối dây được nối với các phiến đồng gọi là phiến góp

Các phiến góp đó được ghép cách điện với nhau và cách điện với trục gọi là cổ góp hay vành góp Tuỳ trên cổ góp là cặp trổi than làm bằng than graphit và được ghép sát vào thành cổ góp nhờ lò xo

Hình 1.4: Phần quay (Roto)1.3.2.1 Lõi thép rotor

Dùng để dẫn từ Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì dặt dây quấn vào Trong những động cơ trung bình trở lên người ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc trục.

Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành những đoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt.

1.3.2.2 Dây quấn phần ứng

Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ có công suất dưới vài kw thường dùng dây có tiết diện tròn Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc đai chặt dây quấn Nêm có làm bằng tre, gỗ hay bakelit.

1.3.2.3 Cổ góp

Dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều Gồm nhiều phiến đồng ghép cách điện với nhau, bề mặt cổ góp được gia công với độ bóng thích hợp để đảm bảo tiếp xúc tốt giữ chổi than và cổ góp khí quay.

Hình 1.5: Cổ góp

1.4 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều

Động cơ điện phải có hai nguồn năng lượng.

Nguồn kích từ cấp vào cuộn kích từ để sinh ra từ thông kích từ

Nguồn phần ứng được đưa vào chổi than để đưa vào hai cổ góp của phần ứng

Khi cho điện áp một chiều vào hai chổi điện trong dây quấn phần ứng có điện Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác dụng làm roto quay Chiều của lực được xác định bằng quy tắc bàn tay trái.

Khi phần ứng quay được nử vòng, vị trí các thanh dẫn đổi chỗ cho nhau Do có phiếu góp nhiều dòng điện giữ nguyên làm cho chiều lực từ tác dụng không thay đổi.

Khi quay các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng với suất điện động Eư

chiều của suất điện động được xác định theo quy tắc bàn tay phải, ở động cơ chiếu suất điện động Eư ngược chiều dòng điện Iư nên Eư được gọi là sức phản điện động.

Phương trình cân bằng điện áp:

(1.1)

Hình 1.6: Nguyên lý làm việc động cơ một chiều

1.5 Phân loại động cơ điện một chiều

Khi xem xét động cơ điện một chiều cũng như máy phát điện một chiều người ta phân loại theo cách kích thích từ các động cơ Theo đó ứng với mỗi cách ta có các loại động cơ điện loại:

Có 4 loại động cơ điện một chiều thường sử dụng:

1.5.1 Động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Khi nguồn một chiều có công suất không đủ lớn, mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập nhau nên:

(1.2)

1.5.2 Động cơ điện một chiều kích từ song song

Khi nguồn một chiều có công suất vô cùng lớn và điện áp không đổi, mạch kích từ được mắc song song với mạch phần ứng nên:

Hình 1.7: Động cơ điện một chiều kích từ song song1.5.3 Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

Cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng cuộn kích từ

có tiết diện lớn, điện trở nhỏ, chế tạo dễ dàng nên ta có

Hình 1.8: Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

1.5.4 Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp

Hình 1.9: Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp

1.6 Kết luận

Chương một em đã giới thiệu một cách tổng quan về động cơ điện một chiều kích từ song song, cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như ứng dụng của động cơ điện một chiều trong công nghiệp hiện nay Ưu điểm lớn nhất của động cơ điện một chiều đó là khả năng điều chỉnh tốc độ và quá tải của động cơ so với động cơ điện 3 pha hay sử dụng hiện nay Vì vậy động cơ điện một chiều vẫn được sử dụng rộng rãi trong nhà máy công nghiệp

Trong chương hai em tính toán các thông số của động cơ điện như kích thước roto, stato, mạch từ để thiết kế lên một động cơ điện hoàn chỉnh

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Đề tài: Thiết kế động cơ điện một chiều có các thông số sau: Pđm = 7,5 kW; Uđm = 220V; tốc độ quay nđm =1500 v/p, kích từ song song có dây quấn ổn định tốc độ Chiều cao tâm trục h = 160 mm Chế độ làm việc liên tục, kiểu bảo vệ IP22, cách điện cấp B.

2.1 Xác định kích thước chủ yếu.

2.1.1 Lý thuyết

Những kích thước chủ yếu của máy điện một chiều là đường kính ngoài phần ứng D và chiều dài lõi sắt phần ứng l.

Các kích thước chủ yếu này được xác định theo công thức:

Công suất tính toán P’ trong máy điện một chiều được tính như sau: - Với động cơ điện:

(2.2) Hệ số KĐ được xác định theo bảng 12.1, hiệu suất ƞđm tra trong hình 12.1- giáo trình thiết kế máy điện.

Trị số của hệ số cung cực từ có thể chọn như sau: - Ở máy có cực từ phụ αg = 0,55-0,72.

- Ở máy không có cực từ phụ αg = 0,6 -0,85.

Khi 2p ≥ 4 và có cực từ phụ thì có thể xác định αδ theo hình 12.2- giáo trình thiết kế máy điện.

Tải điện từ A và Bδ chọn theo hình 12.3- giáo trình thiết kế máy điện.

Đường kính phần ứng được chọn xấp xỉ bằng chiều cao tâm trục máy Có thể tham khảo đường kính ngoài cực đại của của phần ứng Dmax theo chiều cao tâm trục h trong bảng 12.2.

Nếu không biết trước chiều cao tâm trục h thì đường kính phần ứng D có thể xác định với sai số ∓ 10% theo hình 12.4.

Chiều dài tính toán của phần ứng có thể xác định sơ bộ theo công thức: (2.3) Tính tối ưu của mỗi cấp công suất khi D2l đã xác định được khảo sát bằng quan hệ λ = l/D Khi tính dãy máy, các cấp công suất có cùng đường kính phần ứng và chỉ khác chiều dài thì λ của chúng phải nằm trong phạm vi gạch chéo của hình 12.5.

Trong các máy điện một chiều thông gió hướng kính cả hướng kính lẫn hướng trục, thường lõi sắt phần ứng được chia làm nhiều đoạn, mỗi đoạn dài

- bg: chiều rộng mỗi rãnh thông gió - l’: chiều dài mỗi đoạn lõi sắt phần ứng Chiều dài phần sắt bằng:

(2.5) Ban đầu, khi sơ bộ xác định chiều dài toàn bộ của lõi sắt, có thể dùng công thức kinh nghiệm sau để lấy l2:

(2.6) Sau khi sắp xếp các đoạn lõi sắt để có l2 chính xác thì chiều dài tính toán được xác định theo công thức:

(2.7) Khi chiều dài phần ứng không lớn hơn 35cm và h ≤ 355mm, lõi sắt phần ứng có thể làm thành một khối không cần rãnh thông gió hướng kính, lúc đó:

2.1.2 Tính toán

- Chọn hiệu suất:

Tra hình 12.1 giáo trình thiết kế máy điện lấy - Xác định dòng điện của động cơ điện.

- Đường kính ngoài phần ứng

Chiều cao tâm trục h= 160mm Theo bảng 12.2 lấy D = 16 cm

- Hệ số cung cực từ.

- Tải điện từ A và

Theo hình 12.3 lấy A = 200A/cm, - Chiều dài tính toán của phần ứng:

Vì chiều dài phần ứng không lớn hơn 35cm và h ≤ 355mm, lõi sắt phần ứng có thể làm thành một khối không cần rãnh thông gió hướng kính, nên:

cm - Hệ số λ:

Theo hình 12.4 trị số này nằm trong vùng cho phép.

- Số cực từ: Theo hình 12.5 - giáo trình thiết kế máy điện chọn 2p = 4.

2.2 Tính toán phần ứng.

2.2.1.Kiểu và số liệu dây quấn.

Trong máy điện một chiều thường dùng các loại dây quấn xếp, sóng và hỗn hợp.

Có thể chọn dây quấn phần ứng theo bảng 12.3 Số thanh dẫn tác dụng được xác định theo công thức:

(2.17) trong đó tính theo Wb.

Số rãnh của phần ứng Z được xác định theo bước răng t2

(2.18) Bước răng t2 được xác định theo chiều cao tâm trục h

Số vòng dây của một phần tử được xác định từ điều kiện bước phiến góp nhỏ nhất tGmin.

Số rãnh nguyên tố u được chọn từ điều kiện đổi chiều: u ≤ 5 để tránh sự sai khác nhau về điều kiện đổi chiều ở các phần tử trong cùng một rãnh Mặt khác u còn phải thỏa mãn điều kiện đối xứng của dây quấn.

Số phiến góp G = uZ phải đảm bảo điện áp giữa hai phiến góp kề nhau không vượt quá một giá trị nhất định để tránh vòng lửa trên cổ góp Giá trị cực đại theo bảng 12.4.

Kích thước dây quấn.

Tiết diện dây dẫn được xác định theo công thức:

(2.19) Trong đó:

i2: dòng điện trong một nhánh song song (A).

J2: mật độ dòng điện trong dây dẫn phần ứng A/mm2

Mật độ dòng điện được xác định theo cấp cách điện và có thể tra trong hình 12.3.

2.2.2 Tính toán chọn kiểu dây quấn:

Tra bảng 12.3 chọn kiểu dây quấn sóng đơn - Dòng điện của một mạch nhánh song song:

- Số phiến góp G theo số rãnh nguyên tố với các phương án sau:

Bảng 2.1: Bảng liệt kê các phương án

án 3 Như vậy số vòng dây của một phần tử = 3 Số phiến góp G = 87

Trong đó AJ2 = 1400 A2/cm.mm2 lấy trong hình 12.3 giáo trình thiết kế máy điện ứng với cách điện cấp B.

- Tiết diện dây dẫn:

- Ghép hai dây loại PETV đường kính d/dcd = 1,4/1,485 mm - Sơ bộ định tiết diện rãnh phần ứng: