PHẦN MỞ ĐẦU
Phân loại
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 nổ
Theo kết cấu của ro to, máy điện không đồng bộ được chia làm hai loại: loại roto kiểu dây quấn và roto kiểu lồng sóc.
Theo số pha trên dây quấn stato có thể chia làm các loại sau: một pha, hai pha và ba pha.
Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế động cơ không đồng bộ
1.4 Nhận xét, kết luận chương 1
Chương 2: Thiết kế động cơ điện không đồng bộ ba pha lồng sóc 22 kW, 380V
2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế
2.2 Xác định kích thước chủ yếu
2.4 Thiết kế lõi sắt rô to
2.6 Tham số động cơ không đồng bộ trong quá trình khởi động
2.7 Xác định đặc tính làm việc và khởi động
2.8 Nhận xét, kết luận chương 2
Chương 3: Kết luận, kiến nghị và hướng phát triển của đề tài
3.3 Hướng phát triển của đề tài
3 Các tiêu chuẩn phục vụ tính toán, thiết kế động cơ điện không đồng bộ
TCVN 1987-1994; TCVN 315-85; TCVN 7540:2013 Quy định về động cơ điện không đồng bộ ba pha
TCVN 8:2015: Quy định về bản vẽ kỹ thuật
4 Các bản vẽ cần thực hiện
STT Tên bản vẽ Khổ giấy Số lượng
1 Bản vẽ tổng lắp ráp động cơ A3 01
5 Yêu cầu trình bày văn bản
Thực hiện theo biểu mẫu “BM03” về QUY CÁCH CHUNG CỦA BÁO CÁO TIỂU LUẬN/BTL/ĐỒ ÁN/DỰ ÁN trong Quyết định số 815/ QĐ- ĐHCN ngày 15/08/2019
6 Về thời gian thực hiện đồ án:
Ngày giao đề tài Ngày hoàn thành: :
1.1 Giới thiệu chung về máy điện không đồng bộ 5
1.2 Giới thiệu chung về thiết kế động cơ không đồng bộ 10
1.3 Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế động cơ không đồng bộ 13
1.4 kết luận, nhận xét chương I 21
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA LỒNG SÓC 22KW, 380V 22
2.1 Giới thiệu mục tiêu thiết kế 22
2.2 Xác định kích thước chủ yếu 22
2.4 Thiết kế lõi sắt Rôto 29
2.6 Tham số động cơ không đồng bộ trong quá trình khởi động 36
2.7 Xác định đặc tính làm việc và khởi động 42
2.8 Nhận xét, kết luận chương 2 45
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 46
3.3 Hướng phát triển của đề tài 47
LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại hiện nay khi mà cuộc sống của con người ngày càng được cải thiện, chất lượng đời sống của con người ngày càng nâng cao, điều đó dẫn đến nhu cầu của con người về cuộc sống cũng ngày càng nâng cao Để đáp ứng được nhu cầu đó thì nền khoa học và công nghiệp cũng phải luôn không ngừng phát triển sao cho phù hợp với nhu cầu của con người, thời đại Và ngành điện là một trong những ngành quan trọng góp phần vào sự phát triển đó.
Trong ngành điện thì khâu thiết kế máy điện là một trong những khâu quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của nền công công nghiệp hiện đại Nhờ có sự phát triển của khâu thiết kế máy điện mà năng suất của các nhà máy được nâng cao
Máy điện không đồng bộ đóng một vai trò to lớn trong vận hành một dây chuyền sản xuất của nhà máy, cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy, vốn đầu tư ít, giá thành hạ, trọng lượng, kích thước nhỏ hơn khi cùng công suất định mức so với động cơ một chiều Sử dụng trực tiếp lưới điện xoay chiều 3 pha Tuy nhiên việc điều chỉnh tốc độ và khống chế các quá trình quá độ khó khăn hơn, các động cơ KĐB lồng sóc có các chỉ tiêu khởi động xấu (dòng khởi động lớn,mômen khởi động nhỏ).
Với đề tài : “Thiết kế động cơ điện không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc”chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về quá trình thiết kế một động cơ điện nói chung và động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc nói riêng.
Trong quá trình nghiên cứu làm đồ án chúng em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo trong khoa và đặc biệt là sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Đoài khoa Điện Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình nghiên cứu làm đồ án mặc dù chúng em đã cố gắng rất nhiều vẫn không thể tránh khỏi những khiếm khuyết, vì vậy chúng em rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý cũng như sự khích lệ của thầy cô, anh(chị) và các bạn.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tạo điều kiện giúp đỡ chúng em, đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Nguyễn Văn Đoài đã tạo điều kiện để chúng em tìm hiểu kiến thức phục vụ cho việc học tập tốt hơn.
1.1 Giới thiệu chung về máy điện không đồng bộ Động cơ không đồng bộ ba pha mà chủ yếu là loại rôto lồng sóc với dải công suất từ vài tram Watts đến hàng Megawatts được dùng phổ biến trong công nghiệp vì là bộ phận chính trong các hệ thống truyền động Sự phát triển của nền kinh tế và quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa làm cho nhu cầu sử dụng chúng ngày càng nhiều Ở các nước có nền công nghiệp phát triển hoặc quy mô công nghiệp lớn như Mỹ, Trung Quốc, Châu Âu, Ấn Độ và ngay ở Việt Nam nguồn năng lượng mà chúng tiêu thụ cũng tăng đáng kể. Động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn có thể điều chỉnh tốc được tốc độ trong một chừng mực nhất định, có thể tạo một mômen khởi động lớn mà dòng khởi động không lớn lắm, nhưng chế tạo có khó hơn so với với loại rôto lồng sóc, do đó giá thành cao hơn, bảo quản cũng khó hơn.
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 nổ
Theo kết cấu của ro to, máy điện không đồng bộ được chia làm hai loại: loại roto kiểu dây quấn và roto kiểu lồng sóc.
Theo số pha trên dây quấn stato có thể chia làm các loại sau: một pha, hai pha và ba pha.
1.1.2 Kết cấu a, Phần tĩnh hay stato hình 1.1: cấu tạo stator
Trên stato có vỏ, lõi sắt và dây quấn
- Vỏ máy: để cố định lõi thép và dây quấn, không dùng làm mạch dẫn từ. Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại Để chế tạo vỏ máy người ta có thể đúc, hàn, rèn Vỏ máy có hai kiểu: vỏ kiểu kín và vỏ kiểu bảo vệ Vỏ máy kiểu kín yêu cầu phải có diện tích tản nhiệt lớn người ta làm nhiều gân tản nhiệt trên bề mặt vỏ máy Vỏ kiểu bảo vệ thường có bề mặt ngoài nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp trên bề mặt ngoài lõi thép và trong vỏ máy.
- Lõi thép: là phần dẫn từ, được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 ÷ 0,5mm ép lại Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên (hạn chế dòng điện phuco).
- Dây quấn: được đặt trong rãnh của lõi thép và được cách điện tốt với rãnh. Dây quấn đóng vai trò quan trọng của máy điện vì nó trực tiếp tham gia các quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hay ngược lại, đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm một phần khá cao trong toàn bộ giá thành máy. b, Phần quay hay rôto hình 1.2: cấu tạo rotor động cơ không đồng bộ
- Lõi thép: dẫn từ, làm bằng những lá thép kỹ thuật điện, phía ngoài có xẻ rãnh.
Roto dây quấn: quấn giống stato Đặc điểm của loại động cơ kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch rôto để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hay cải thiện hệ số công suất của máy.
Roto lồng sóc: trong mỗi rãnh đặt vào thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm dài ra khỏi lõi thép và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch Để cải thiện tính năng mở máy, đối với máy có công suất lớn, người ta làm rãnh rôto sâu hoặc dùng lồng sóc kép Đối với máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôto được làm chéo góc so với tâm trục
Khi đấu dây quấn ba pha vào lưới điện ba pha, trong dây quấn sẽ có các dòng điện chạy, hệ thống dòng điện này tạo ra từ trường quay, quay với vận tốc:
- p: số đôi cực của dây quấn.
Phần quay nằm trên trục bao gồm lõi thép rôto Dây quấn rôto bao gồm một số thanh dẫn đặt trong các rãnh của mạch từ, hai đầu được nối bằng hai vành ngắn mạch.
Hình.1: Từ trường quay trong máy điện trong đồng bộ
Từ trường quay của stato cảm ứng trong dây rôto tạo ra sức điện động E, vì dây quấn stato kín mạch nên có dòng điện chạy qua Sự tác dụng tương hỗ giữa các thanh dẫn mang dòng điện với từ trường của máy tạo ra lực điện từ Fdt tác dụng lên thanh dẫn có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái Tập hợp các lực tác dụng lên thanh dẫn theo phương tiếp tuyến với bề mặt của rôto tạo ra mômen quay rôto.