Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha Rôto lồng sóc rãnh sâu có tính đến hiệu ứng mặt ngoài trong thanh dẫn Rôto

Thực chất các thông sốcủa động cơ sẽ thay đổi do hiện tượng bão hia mạch từ, hiệu ứng tin số trong roto Với sự phát triển của công nghệ thông tin, chúng ta có thể vận dụng để tính toán v

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LÊ QUỐC DUY

NGHIÊN CUU THIET KE ĐỘNG CƠ KHONG DONG BO

3 PHA ROTO LONG SOC RANH SAU CÓ TÍNH DEN HIEU

UNG MAT NGOAI TRONG THANH DAN ROTO

LUAN VAN THAC SI

NINH THUAN, NAM 2017

BO GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LÊ QUỐC DUY

NGHIÊN CỨU THIẾT KE ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐÔNG BỘ

3 PHA ROTO LỎNG SOC RÃNH SÂU CÓ TÍNH DEN HIỆU

UNG MAT NGOÀI TRONG THANH DAN ROTO

Chuyên ngành: KỸ THUAT ĐIỆN

Mã số: 60520202

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HOC TS: Lê Quang Cường

NINH THUẬN, NĂM 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cửu của bản thân, Các kết quả nghiên cứu

ất luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một nguồn nào

và đưới bat kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tải liệu đã được thực hiện

trích din và ghỉ nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định,

'Tác giả luận văn

Lê Quốc Duy

LỜI CÁM ƠN

"Để cổ kết quả và hoàn thành tốt trong thời gian học tập tại Trường Đại Học Thủy lợi

em xin chân thành cảm ơn đến tit cả quý thầy cô khoa Năng Lượng Trường Đại Học

“Thủy lợi Trên thực tẾ không có sự thành công nào mà không gin liền với những hỗtrợ, giấp đỡ dù ít hay nhiều, di trực tiếp hay gián iẾp Trong suốt khoảng thời giam

"học tập tai trường cho đến nay em đã nhận được rit nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của

các quý thiy, cô gia đình va bạn bẻ Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến các

quí thầy, cô ở khoa Năng Lượng, Trường Đại học Thủy Lợi Trong suốt thời gian học

tập đã truyền đạt những kiến thức hết sức thiết thực và cần thiết về ngành nghề điện

mà em theo học, với sự hướng dẫn day bảo tận tinh của thay cô trong suốt 5 thang im

lugn văn Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến GVHD là thầy TS Lê Quang Cường đã

giúp đỡ em rit nhiều trong quá trình học tập cũng như luận văn của em Do vậy không

tránh khỏi những thiểu sót là điều chắc chắn em rất mong nhận được ngững ý kiến

đồng góp quý báo của quý thiy cô va các ban học cùng lớp để kiễn thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hon,

Em gởi lời cảm ơn chân thành và lời trĩ ân sâu sắc đến quý thấy cô khoa Năng Lượng,

Trường Đại học Thủy Lợi đã tạo điều kiện cho em hoàn thành khóa học, do trình độ lý

luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên không tránh khỏi sự thiểu sót emrit mong nhận được sự gốp ý của quý thầy cô để em học thêm được nhiễu kinh

nghiệm và hoàn thành tốt hon, Em xin chân thành cảm ơn

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

MỞ DAU

HUONG L ĐẠI CƯƠNG VE MAY ĐIỆN KHONG ĐỒNG BỘ

11 Kếtcất „ các dai lượng định mức và công dụng

1.1.1 Lõi sit là phần dẫn từ

1.1.2 Dây quấn

nt trong máy điện không đồng bộ.

1.2.1 Máy diện không đồng bộ lâm việc khi oto đứng yên

1.2.2 Máy điện không đồng bộ làm vig khirồto quay.

6 10

1.3 Các chế độ làm việc, giản đỏ năng lượng, đỏ thị veetơ của máy điện không đồng

1.4.3 Tổn hao và đặc tính hiệu suất của động cơ h= (Pp),

1.44 Đặc tính hệ số công suất cosp = (Pp)

1.4.5 Năng lực qué li

15.ˆ Hiệu ứng mặt ngoài ở thanh dẫn to lòng sốc

CHUONG 2 THIẾT KE MAY ĐIỆN KHÔNG ĐÔNG BỘ

2.1 Những vấn để chung khi thiết kế động cơ không đồng bộ

2:2 _ Tính toán thiết kế máy điện không đồng bộ

uM

44

49

22.7 Tinh toán các đặc tính lâm việc sĩ 2.2.8 Tinh toán đặc tinh khởi động 54

CHUONG 3 KHAO SÁT ĐẶC TÍNH BONG CUA BONG CƠ KHÔNG BONG

BỘ 3 PHA ROTO LONG SOC RANH SAU KHII TINH DEN HIỆU UNG MAT

NGOÀI TRONG THANH DAN ROTO 59

3.1 Xây đựng module tinh toán ảnh hướng của hiệu ứng tn số đến các điện trở và

điện kháng của rôto ling sóc rãnh sâu 59 3.1.1 Sự thay đổi các tham số do hiện tượng hiệu ứng mặt ngoài của đồng điện 59

3.1.2 Phương pháp tinh toán ảnh hưởng của hiệu ứng tin số trong thanh dẫn rôo 63

3⁄2 Mô phỏng và khảo sắt đặc tinh động của động cơ không đồng bộ khi tổng trở của rôto thay đổi trong quá trình làm việc 69 3.2.1 Công nghề xây dựng S-Funtion trong SIMULINK 69 3.2.2 Mô hình toán học, 72 3.2.3 Xây dựng mô hình DKB trong Simulink sử dụng hàm S-function đã lập trình cho DKB 78

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 83TAI LIỆU THAM KHẢO s4

PHỤ LỤC 85

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

Hình 1.1 Lá thép kĩ thuật điện 1

Hình L2 Dây quấn stator 2Hình 1.3 Stator của máy điện không đồng bộ 2Hình 1.4 La thép roto kĩ thuật điện không đồng bộ 3Hình 1.5 Rôto (a) và sơ đồ mạch điện (b) của réto đây quấn 3

Hình 1.6 Dây quấn roto lồng sóc (a) va roto lồng sóc rãnh chéo (b) 4

Hình 1.7 Đỗ thi véc tơ của máy di điện không đồng bộ khí ngắn mạch 10Hình 1.8 Mạch điện thay thé của máy không đồng bộ khi rôto đứng yên 10Hình 1.9 Gin đồ thay thể hình T _

Hình 1.10 Giản đồ năng lượng của động cơ điện 15

Hình 1.11 Giản dé năng lượng của máy phát điện không đồng bộ 17Hình 12 Đỗ thi vee tơ của máy điện không đồng bộ ”

Hình 1.13 D6 thị vecto và giản đồ năng lượng của máy điện không dong bộ ở chế độ hãm điện từ 18 Hình 2.1 Dạng rãnh ro loại thường 33 Hinh 2.2 Kích thước rãnh và cách điện ma —_ —,, Hình 2.3 Kích thước rãnh roto và vòng ngắn mach 40

Hình 2.4 Đồ thị biểu thị đặc tinh làm việc của động cơ không ding bộ rato lồng sóc 53Hình 3,1 kích thước rãnh rôto dung để xác định chiều sâu qui đổi bọ h, đi

Hình 3.2 Dường cong œ.Ø= /(2) " ss cross

Hình 3.3 Sơ đồ thay thể cuộn dây của rôto khi chia nhiề lớp 63

Hình 3.4 Bồ trí không gian tổng quát 7

Hình 3.5 Mô hình hệ thông được xây dựng 28

ĐANH MỤC BANG BIEU

Bing 2.1 Trị số KD

Bảng 2.2 Hiệu suit và cosb dây động cơ điện không đồng bộ 3K Bing 2.3 Xée định bước răng stato

Bảng 2.4 Số liệu đặc tính làm việc,

MỞ ĐẦU.

“rong các loi động cơ thi động cơ không đồng bộ có kế cấu đơn gin nhất đặc bi

là động cơ rôto lồng sóc Do đơn fn nên gi r, làm việc tn cậy, thao tác vận th

thuận tiện Ngày nay, với sự phát triển của các bộ biến tần nên việc điều khiển Động

co không đồng bộ được thực hiện dễ ring Do những nguyên nhân đó động cơ không

đồng bộ được sử dụng rộng rãi

Động cơ không đồng bộ bao gồm động cơ roto diy quấn và động cơ ro ling sóc Các

động cơ không đồng bộ rôo dây quấn hoặc rdto lồng sóc đơn giản không được sử

mé máy lại lớn Ngoài ra đối với

‘dung rộng rãi vì mô men mở máy nhỏ và đồng di

loại rôto dây quấn phải có vành trượt, cấu tạo phức tạp, đòi hỏi phải có điện trở mở.

may nên làm việc kém đảm bảo, điều khiển mở máy phức tạp Trên thực tẾ người ta sử:

cdụng rộng rãi động cơ rôto lồng sốc rãnh kếp hoặc rãnh sâu để cải thiện đặc tỉnh mở máy, Khi thiết kế tinh toán động cơ không đồng bộ, việc khảo sắt tính toán các đặc

tính của động cơ thường được nghiên cứu bằng phương pháp gid tích, nh toán các

đặc tính của đội 1g cơ dự trên sơ đồ thay thể, khảo sát đặt tinh theo độ trượt Trong quá

trình tinh toán ta coi điện kháng tân của stato và rOto, từ hóa không phụ thuộc vào bão hòa của lõi thép, còn tổn thất do từ thông tản và các sóng điều hòa bậc cao bằng

không, bô qua sự phụ thuộc của tổng trở roto vào hệ số trượt Thực chất các thông sốcủa động cơ sẽ thay đổi do hiện tượng bão hia mạch từ, hiệu ứng tin số trong roto

Với sự phát triển của công nghệ thông tin, chúng ta có thể vận dụng để tính toán và khảo sát các đặc tinh động của động cơ có tính đến sự thay đổi của các tham số động,

co theo thời gian, nhờ đồ chúng ta có th tính toán được các chỉ tiêu động của động cơ

‘Nahin cứu thiết kế động cơ

không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc rãnh sâu có đến tinh đến hiệu ứng mặt ngoài trong

thanh dẫn roto”

ngay ở bước thiết kế Chính vì vậy em xin chọn dé tải

2 Mục dich của ĐỀ

rãnh Thiết ké động cơ không đổi bộ roto lồng s xâu nhằm cải thiện đặc tính khởi động, xây dựng module tinh toán và mô hình khảo sit đặc tính động của động cơ khỉ tham số của động cơ thay đổi trong quá trình làm việc, từ đó có thể tìm được các chỉ tiêu động của động cơ ngay trong quả trình thiết kế.

"Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc rãnh s

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu lý thuyết, sinh toán thiết k, lập trình giải quyết bài toán trên máy tính, mô

phòng và thực nghiệm trên mô hình mô phỏng để khảo sát đặc tính động của động cơkhông đồng bộ

5 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gằm 3 chương, 4 bảng và 22 hình được tỉnh bày tong 82 trang với cúc nội

dung đại cường về máy điện, thiết ké máy điện không đồng bộ Xây dựng module tính toán ảnh hưởng của hiệu ứng tin số đến các điện trở và điện kháng của rồto lồng sóc rãnh sâu Mô phòng và khảo sát đặc tính động của DCKDB khi tổng trở của roto thay đổi trong quá tình làm việc và kết luận của luận văn

'CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VE MAY ĐIỆN KHÔNG DONG BỘ.

LA KẾC cấu, các đại lượng định mức và công đụng

* Kết cầu

Miy điện không đồng bộ gồm các bộ phận chính sau: phần tinh, phần quay và Khe hờ

không khi giữa roto và stato

+ Phần tĩnh (stato): Phần nh gồm lõi sắc dây quấn và vô máy,

1.1.1 Lõi sắt: là phẩm dẫn từ.

Lôi sắt được làm bằng những lá thép kĩ thuật điện dày 0,35 + 0,5 mm, bé mặt có phủ.

sơn cách điện để chống tổn hao do dng điện xoáy Khi đường kính máy nhỏ, các lá

thép được dap theo hình tron như ở hình a Khi đường kính ngoài lõi thép lớn (trên

bì

'990 mm) các lá thép được dập thành hình rẻ quạt (

Cac lá thép ghép lạ với nhau rồi ép chặt ạo thành hình trụ rồng, bên trong hình thành,các rãnh dé đặt dây quấn như ở hình e Nếu lõi thép dai quá thì các lá thép được ghép.thành từng thép diy 6 ~ 8 em, các thép đặt cách nhau 1 em để tạo đường thông gió

hướng tâm

a)

112 Diy quấn:

Hình 1.1 Lá thép kĩ thuật điện

Là phần dẫn điện, được làm bing diy đồng hoặc đây nhôm có bộc cách điện Dây

quấn stato của máy điện không đồng bộ 3 pha gồm ba dây quấn pha đặt lệch nhau

trong không gian 120” điện, mỗi pha gôm nhiễu b6i diy, mỗi bỗi diy gồm nhiều vòngdây (hình a), Các bối diy được đặt vào rãnh của õi thép stato (hình b ) va được nỗi vớinhau theo một quy luật nhất định

Hình L2 Dây quấn stator1.13 Võ máp: gồm thân may, nắp máy và chân dé.

- Võ ding để cổ định lõi thép và dãy quấn, đồng thời bảo vệ an toàn cho người khỏi chạm vào dây quần (hình vẽ)

~ Và không làm nhiệm vụ dẫn từ, thường đúc bằng gang Voi các máy công suất tương

cối lớm (1000 kw) thưởng dùng thép tắm cuốn lại và han thành vỏ.

Hình 1.3 Stator của máy điện không đồng bộ

1 Mach tir 2 Võ máy; 3, Day quản

+ Phần quay (6to): Phin quay gồm hai bộ phận chính là oi thép và dây quấn

LIA Lai thép

+ Loi thép roto được lâm bằng các Ii hp kĩ thuật lên, đập như hình a

- Các lá thép sau khi ghép lại thành khối hình trụ mặt ngoi hình thành các rảnh để đặt

dây quấn rôto, ở giữa có lỗ để ghép trục.Trên thực tế, tổn hao sắt ở lồi thép roto khi

máy làm việc là rit nhỏ nên không cần ding thép kĩ thuật điện Nhưng để lợi dụngphần thép ki thuật điện sau khi dập li sắt stato, người ta dàng dé ép lõi thép roto luôn

(hình b).

vn

Hình 14 Lá thép roto kĩ that điện không đồng bộ

LS Đây quấn ron

- Dây quấn roto của máy điện không đồng bộ chia thành hai loại: loại rồto kiểu dâyquấn và loại roto kiểu lồng sốc Loại to kiểu diy quấn: Dây quấn được đặt trongrãnh của lõi thép réto Dây quần 3pha của rôto thưởng đấu hình sao (Y), ba đầu còn lạiđược nối với ba vòng trượt lâm bằng đồng cổ định ở đầu trụ (hình a, lên ba vòng

trượt là ba chéi than (hình b).Thông qua chdi than có thể ghép thêm điện trở phụ hay

lên động phụ vào mạch rồto để cải thiện đặc tinh mỡ máy, điều chỉnh tốc độ

~ Laạiröto ling sóc (cồn gọi là rdto ngắn mạch)

Hình 1.6 Day quấn roto lồng sốc (a) và rato lồng sóc rãnh chéo (b)

- Trong mỗi rãnh của lõi thép réto đặt vào thanh din bằng đồng hoặc bằng nhém, hai

đầu dai ra khỏi lõi thép, Các thanh din được nỗi tt lại với nhau ở hai đầu bằng bai

vòng ngắn mạch cũng bằng đồng hoặc nhôm tạo thành một cái lỗng (gọi là lồng sóc)

như ở hình a.

cải thiện tính năng mở máy, trong các máy có công suất tương đối lớn inh rồothường làm rãnh sâu hoặc lồng sóc kép (2 rãnh lồng sóc) Trong may điện cỡ nhỏ, rãnh,

roto thường làm chéo di một góc so với tâm trục để ci thiện dang sóng 8.4.4 (nh b)

© phần quay còn có các bộ phận khác như trục mấy, cảnh quạt lâm mắt (với may cỡnhỏ), Khe hở: Giữa rồto và stato có khe hở rất đều Khe hở trong máy điện không,đồng bộ rit nhỏ (khoảng 0.2 ~ 1,0 mm) để hạn chế dng từ hoá lấy từ lưới vào, làm

cho cose của máy cao hơn.

* Các đại lượng định mức.

~ Công suất định mức ở đầu trục: Poy (W, KW), Đây là công suất cơ, nói lên khả năng

sinh công của động cơ Ngoài đơn vị W, kW còn có đơn vị là sức ngựa HP.

- Dòng điện dây định mức: lạ, (A).Day là dòng điện của cuộn diy stato lấy từ nguồn

hi điện áp đặt vio động cơ là dinh mức và trục động cơ kéo phụ ti định mức Trên

nhãn động cơ thường ghi hai trị số dòng điện ứng với hai cách đầu đây

- Tốc độ quay định mức nạ, (vòng/phú) Đây là tốc độ quay của động cơ khi điện áp đặt vào động cơ là định mức và momen cản trên trục động cơ là định mức.

- Tân số nguồn định mức fay (Hi)

- Hiệu suất định mức nếm là tỉ số giữa công sut cơ trên trục và công suất điện mà động cơ tiêu thụ khi ải định mức.

= Hệ số công sult định mức cosgu„

- Từ các lêu định mức trên nhãn máy, có thé tìm được các tri số quan trọng khác

như công suất điện định mức mà động cơ tiêu thy từ lưới P1,„, momen quay định mức.

ở đầu trục động cơ Mạ».

* Công dụng: Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu ding làm

động cơ điện Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nênđộng cơ không đồng bộ là loại máy được sử dung rộng rãi nhất trong các ngành kin tẾquốc dân Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động.

Ie cho máy cần thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ Trong him mi dùng làm máy tời hay quạt gió Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia.

sông nông sin phẩm Trong đời sing hing ngày máy điện không đồng bộ cũng dindẫn chiếm một vị tí quan trọng: quat gi „ động cơ tủ ạnh Tôm lại phạm vỉ ứng dung

của máy điện không đồng bộ ngảy càng rộng rãi Tuy vậy máy điện không đồng bộ có.những nhược điểm sau: cos của máy thường không cao lắm, đặc tinh điều chỉnh tốccđộ không tốt nên ứng dụng của nó có phần bị hạn chế

1.2 Quan hệ điện từ trong máy điện không đồng bộ

Ta có thể coi máy điện không đồng bộ như một máy biến áp ma dây quắn sutor là dây

cquấn sơ cấp, dây quấn rotor là dây quấn thứ cấp, sự liên hệ giữa sơ và thứ thông qua từ

trường quay (ở máy biển áp là từ trường xoay chiều) Do dé có thể dùng cách phân.

tích kiểu máy biển áp để thiết lập các phương trình cơ bản, mạch điện thay thể, đồ thị

vectơ Ta chỉ xết đến tắc dung của sống cơ bản không xét đến tic dung của sing bie

cao vì ảnh hưởng của chúng là thứ yẾu

1.2.1 Méy điện không đằng bộ làm việc khi roto đứng yên

Mu dich của chúng tala chứng minh rằng khi to dimg yên máy điện không đồng bộ.được xem như máy biến áp chỉ khác về phan edu tạo Con về phần bản chit vật lý đềunhư nhau Để nghiên cứu một cách hợp lý ta bắt đầu nghiên cứu từ những trạng thái

lâm việc giới hạn của máy: không tải, ngắn mạch để phần sau mở rộng khái niệm may

điện không đồng bộ cũng như máy biến áp ngay cả ở trường hợp với roto quay

=0 (Réto đứng yên)

+ Không tải của may điện không dng bộ khi

Ta giả thuyết của máy điện không đông bộ hở mạch và đứng yên stator được.

đặt vào lưới điện có điện áp Up, tin số fỊ, Trong trường hop này máy điện khôngđồng bộ được xem như mắy bin áp lúc không ti Dưới tác dụng của điền áp Uy trong

stator có đồng điện không tải lọ lọ > Fy => ®, một phin của © là yy móc vòng với hai đây quấn của máy, còn phần kia ®ại chỉ móc vòng với dây quấn stator, Nếu máy

có p đôi cực thì tốc độ ny của fy và mm là ny = 60f/p.Từ thông © y sinh ra ở đây

cquấn stator và rato rotor hai sức điện động E và E2 xác định theo công thức:

la =1l0XI

xị là điện kháng tin của diy quin stator Ngoài ra đây quấn stator cin có điện trở tắcdạng rị, kế đến sự cổ mặt cũa nó dưới hình thức điện áp rơi lọ;, Phương hình súcđiện động sơ cấp của mày điện không đồng bộ dưới dang may bi

U=- E, +2,

"Đồ thị không tải của máy điện không đồng bộ tương ứng về nguyên tắc với những đồ

thị không tải của máy biến áp Nhưng trong quan hệ về lượng giữa hai đ thị có một sự khác nhau rõ rệt

Trong máy điện không đồng bộ: 1,=(20.+50)%4lu,

“Trong máy biến áp 109

Điện áp roi trên day quấn máy điện không dng bộ khi không tải chiếm (2+5)⁄£ Ugm

còn của máy biển áp thường không quá (0,1 + 0,4)% Uạm, Hệ số biến đổi sức điện

động của máy điện không đồng bội

Trong máy điện không đồng bộ cũng như trong máy biển áp dây quấn thứ cấp được.dura về day quấn sơ cắp nghĩa là thay cuộn dây thứ cấp thật bằng một cuộn khác cũng

6 số vòng đây, bước dây quắn và số rãnh của một pha dưới một eye như là cuộn sơ

cấp Sức điện động của dây quần thứ cắp được qui đôi:

E =kệ Ep =E

Khi roto hở mạch và đứng yên trong máy chỉ có tổn hao đồng của stator m\JÖrị tổnhao sắt stator, rotor: píe]+ pe2 Công suất Pg do máy tiga thụ từ lưới

Po = mị Por + pyet + Pfe2: Trong máy điện không đồng bộ lọ và ry tương đối

lớn nên tổn hao đồng peụ chiếm một thành phin đáng kể trong Py Đôi với máy biển

ấp ta bỏ qua pạụ† lúc không tải

+ Ngắn mạch của máy điện không đồng bộ khi n = 0

"Nếu chúng ta dịch chuyển điểm tiếp xúc động của biển trở trong mạch rồto từ vị

ti 2 (thi chúng ta cổ tinh trang ngắn mạch của máy diện không đồng bộ Vềbản chat vật lý ngắn mạch như vậy tương tự ngắn mạch của máy biến áp Đặt một điện

áp Uy = (15 +25) % Uậm, vào diy quấn stator Trong đây quấn stator có IỊ chạy với

tin sổ fy, tong r6to có Ty chạy với tin số f2, khí n =0 thì

fy =f, 1p l2 sinh ra FI, Fp ở đây ta chỉ xét đến các sóng điều hòa bậc một

Do đó dòng điện qui đổi của rotor là: /

Dùng các hệ số biến đổi sức điện động và dòng điện chúng ta có thể xác định được.

điện trở và điện kháng qui đội 2 và xy! của to

Khi qui di r2/ chúng ta xuất phát từ tổn hao đồng của dy quấn roto không phụ thuộc,

vào sự qui đổi đó: - miễn =mfỦy

Khi qui đổi điện kháng đến xạ ta xuất phát từ góc yo giữa E2 và Tp không phụ thuộc

‘vio sự qui đổi:

%

cảng:

“Các phương trình sức điện động sơ cắp của máy điện không ding bộ lúc ngắn mach

vid hoàn toàn như đ với may biển áp

‘Véi Bp! = Ey val =-Iy (và Fo nhỏ = 0)

Giải 2 phương trình đầu ta có:

uu,

ye c0:

Z9 2

Trong đó : n= Matin tn

1.3.2 Máy điện không đồng bộ làm việc khi roto quay

Trong trường hợp này nó được xem như một máy biến áp tổng hợp nghĩa là ở đâykhông chỉ có biển đôi điện ip dòng dign và số pha mà côn có cả tin số và các dạng

năng lượng Tóm lại viết phương trình sức điện động của máy điện không đồng bộ và

giải theo ding điện, chúng ta có thé có được v8 nguyên te, những giản đồ đẳng tị

như đối với máy biến áp.

Đỗ thị véc tơ và mạch điện thay thể

Hình 1.8 Mạch điện thay thé của máy không đồng bộ khi roto đứng yên

+ Các phương trình cơ ban:

May điện không đồng bộ làm việc thi diy quấn nào thường nối ngắn mạch Nỗi diyquấn stator với nguồn 3 pha thì tong dây quấn có Ty chạy, phương trình cân bằngs.d.d trên day quan stator vẫn như cũ:

Ủ,=~ (r3 in)

'®m quay với tốc độc, = 2A

D

10

+ Tân số sức điện động cảm ứng trong dãy quấn roto

Khi quay rồto với tốc độ n trong từ trường quay có tốc độ nị (và cùng chiều) thi tốc độ quay tương đối của ®m với r6to cổ tốc độ nạ = ny n và tin số dòng điện rong rô

60

“Thường động cơ không đồng bộ khi tải định mức th gmp

sé trên rt thấp và ổn hao it

+ Sức điện động của r6to: Theo biểu thức chung thì

Bạy =4/4412.w2.kqga, = 444111 542 kqga.® = SEQ

Qui đối về sa: E/2y = Ea!

Nghĩa là với từ thông chính đã choo py thì sức điện động cảm ứng trong roto khi quay

bằng sức điện động E2 khi rôto đứng yên nhân thêm với hệ số trượt

Vi dụ: khi n = 0 và rồto hở mạch ta có ở các vành trượt U 00v, thì khi

vừa nâng cao din te độ quay của rt theo chi từ trường quay n = + n = ny tì tà

có sự biển thiên bậc nhất của E,, từ E, =600v:! với n> n, thì bit đầu tăng và có

trị số âm nghĩa là biển đổi gốc pha của mình so với lúc đầu 1800

+ Điện trở của đây quấn roto:

Gia sử roto khép kin mạch qua một điện trở phụ nào đó muốn vậy chúng ta địch điểmtiếp xúc của biển trở về vị tr 3 Vậy điện trở của ro là: Rp 2 trị:

rạ: điện trở tác dụng của roto;

rp dig trở phụ,

Qui đối: R2 =p! tức

kháng của rôto:

Điện kháng tản của phần quay đứng yên: +,=2m./Loz

“rong đố: Lọ là hệ số tự cảm xác định bởi từ thông tin bởi vì từ thông tin đi qua

Không khí Tà chính nên L, =const.

a2 2m g Leg =3, =xs

sens

+ Phương trình sức điện động và ding điện của rồto

Nếu mạch của rto kin thì trong đó sẽ có Ip chạy vi Ip sẽ tạo nén và đi qua r2, tương

ứng với 6 sức điện động Es =E2s tạo nên bởi ®ạ và sức điện động tản

"Nếu dang roto quy đổi về stator: E,

với z, =r] + jv-+: Tông trở quy đổi của rot.

Bk

le hay

hiết lập phương trình mới đỗi (3-3) như sau:

số fy Điện kháng khi rôto quay x2.s ở mạch thứ cấp sẽ là diện kháng khi roto đứng.

yên xp, Muễn trong mạch thứ cắp vẫn chi có đồng điện dòng điện l2 có cùng tị số và

ha đối với Ip chỉ cin tid thay ra thục bằng 1 diện trở mới bằng: ==

Như vậy, nếu rotor quay muốn trong đó vẫn là dòng điện ấy, cần đưa vào mạch thứ.cấp | điện trở giả tưởng: — „

+ Tốc độ quay của stđ roto: Trong đây quin rồtø, lạ tạo nên F2 quay so với roo tốc

độ ng tương ứng với tin số [2,Ngoài ra, bản thân rõto quay với tốc độ n, Do đó, F2 quay tương đối so với stator tốc độ nn.

Nghia là std của r6t0 quay trong không gian luôn luôn với tốc độ và chiều như std

của stator (không phụ thuộc vào tình trạng làm việc).Bởi vi Fy và F2 quay cùng tốc độ

và chiều trong không gian nên có thé xem rằng nó chuyển động tương đối với nhau và

tạo thành sóng std tổng Fy Như vậy, hình sin std Fp cần phải lệch vỀ không giantương đối với Fy một góc dé Fy đủ tạo nên ®„„ theo điều kiện cân bằng std:

R+Ê =É, = vị

Tóm lại, hệ phương trình cơ bản lúc rôto quay là:

+ Mạch điện thay thể của máy điện không đồng bộ:

Dựa vio hệ phương trình (ta có thể lập được mạch điện thay thể hình T cho máy điện không đồng bộ với

đặc trưng cho sự thể hiện Pog trên trục: (P, = mi

Khác với máy biển áp chỉ cổ sy biển đỏi điện năng ở điện áp này qua điện năng ở điện

áp khác, động cơ không đồng bộ là một máy điện biển đổi điện năng ra cơ năng Khi

giảm phụ tải điện áp ở các cục thưởng không thay đổi, còn khi phụ tải biển đổi thì từ

thông hỗ cảm và sức điện động tương ứng với nó Ey =E”2 ở các đầu cực của mạch te

hóa hình T cũng biến đổi dưới ảnh hưởng của điện áp rơi lịzỊ ở mạch sơ cấp Với

những lý do trên, ta thấy rằng mạch điện thay thé hình T đôi khi Không tiện li cho

việc nghiên cứu các quả trinh công tác của my điện không đồng bộ Tiệ lợi hơn là

giản đồ thay thể hình T trong đó mạch từ hóa được đưa ra các đầu cục sơ cấp và với

mọi sự biển thiên của phụ tải, nghĩa là khi hệ số trượt s thay đổi ¡ dòng điện vẫn

không đổi và bằng đồng điện không ti lý tưởng I, khí s =0

orks cam ofp oftale

hệ số hiệu chỉnh (hệ sổ sin chữa biển đố)

Tỷ số của dòng điện ở mạch chính của hình T và T là:

af

coi fee 2 14h = [14

Pama KL

041,08).

1.3 Các chế độ làm việc giản đồ năng lượng, đồ thị vectơ của máy điện khôngding bộ

Miy điện làm việ ở chế độ động cơ điện (0 <s< 1:

+ Giản đồ năng lượng:

Động cơ điện lấy công suất tác dụng từ lưới vào: một phần biến thành tổn hao đồng

của đây quấn stator: pay =m, vàtổn hao sit: p,,= mlÄym

Phần còn lại chuyển thành P,P, =P~ Poy ~ Pr nie

‘Tén hao đồng trong roto: p¿., =m/z/ còn lại chuyên thẳnh công suất cơ ở trục động

2 = mi? 2 — mr) = mlPeo : Feut

| Pee

i

Hình 1.10 Gidn đồ năng lượng của động cơ điện

15

- Khi máy quay có tổn hao cơ và tổn hao phụ peg và Pf: B= P, Ps ~P,

Như vậy, tổng tổn hao là: Sp

~ Động cơ điện cũng lấy công suất phản kháng từ lưới vào: Ø, = mf, sine, một phần

nhỏ để sinh ra từ trường tin ở sơ và thứ.

=m,

4, =mjl2,

phần còn lại để sinh ra từ trường ở khe hở:

2, = mE, =m

~ Tử đó, ta vẽ được giản đồ năng lượng:

+ Bé thi vecta: Giống như may biển ấp, đồ thị vectơ của may điện không đồng bộđược lập tương ứng với giản đồ thay thé hình T Các đồ thị được vẽ cho 1 pha của m

pha với dạng rôto quy đổi về stator ®bm tạo nên E ý bằng với dig áp trên các

te cìa mạch i hố sit stator ý châm sau Eb, một gốc 62

+ Giãn đỗ năng lượng: Công suit cơ Py đưa vào trục, tr đi tổn hao cơ Peg tên hao

phụ pp Ta có công suất hiệu dụng Pạg Công suất cơ từ di pe, ta có Pay Pay trừ đi

tổn hao sắt ppe va put fa cố công suất điện phát ra P2,

Hình 1.11 Giản đổ năng lượng của mây phát điện không đồng bộ

Đồ thị veetơ:Khi <0 thì 7, mtr <0 nên mấy nhận công suất cơ ừ ngoài vào

tac: ey.

Nên góc v2 giữa sd.d E2 và dng điện Ip nằm trong khoảng 900 < y 7 <1800, Từ đỏ

thị vée to ta thấy jy > 90), do đó #; =mj7/, cosø, <0 nên máy phát công suất tác dụng

vào lưới Máy làm việc ở chế độ ham điện từ (1 <

Pox mi DAI

Hình 1.12 Đồ thị vee to của máy điện không đồng bộ

1

P, =U > 0, máy lấy công suất điện Tắt cả công suit cơ và công suất điện điện

ly từ ngoài vào đều biến thành tôn hao đồng trên mạch rồto

1.4 Các đặc tính của may điện không đồng bộ

IAL Các đặc tính lam việc cũu động cơ điện không đằng bộ

“Các đặc tinh làm việc của động cơ điện không đồng bộ gồm n, M, h và cose = f(F,) với Uy = const FỊ = const, Đặc tính tốc độ n = Ÿ(P2)

Tir công thức:

- Khi không tải poy = 0 =>

Khi không tả lí tưỡng pog2= 0 Khi phy ti ting MC= Mạm do hiệu suit của động

Pras

cơ nên 5 =? (1.5+5) % Số bé ứng với động cơ công suất lớn, số lớn ứng

với động cơ công suất nhỏ (3>10)KW Do đó s rat nhỏ,tốc độ giảm rất ít khi s giảm coi

‘quan hệ n = (P2) là một đường thing hơi nghiêng về trục hoành.

1.42 Đặc tính moment

"Đặc tinh moment M = f (P2) Ta đã biết ở tình trạng làm việc ổn định.

ME=M) + Mp khí Mẹ = 0 + Many thi coi như n = const biến ỗi trong giới hạn bé)

nênM =2) coin một đường thing (M= £955,

1.443 Tn hao và đặc tính hiệu suất của động cơ h =f (P2)

Khi máy lim việc có các tôn hao: Tén hao đồng trong stator và rotor poy và p, tổn hao sắt ppe, tổn hao cơ pcg, tổn hao phụ pf 4 loại tôn hao đầu đã có công thức xác

định (p,„= mỊH2r|, PRE 9 Peo= Peg P2 - pf) còn tổn hao

phụ bao gồm tổn hao phụ trong đồng va sắt Cách tính rất phúc tạp nên thường lấy là

Đị=0.5⁄%P|.Thường thiết kế n, vào khoảng

(05 05) Pp Hiệu suất của mày

1.4.4 Đặc tinh hệ số công suất cong =ƒ (P2)

Động cơ không đồng bộ lấy công suất kích từ lới vào nên hệ số công suất uỗn luôn

Khác và coso <I.Khi không tải cos <02 rồi sau đ tăng trơng đổi nhanh theo phụ tải và dat cosg, khi P, + P.„„ khi phụ tải tăng hơn nữa thi np giảm, tương ứng.

veg 5% tăng vàco9%z và coang giảm

TAS Năng lực quá tải

M

Nẵng lực quá tải ky =2 2ng lực qu ti yy =F

Khi làm việc bình thường M < Magy nhưng trong một thời gian ngắn, máy có thé ti

lớn hơn (quá tải) ma không bị hư hỏng gi thì được gọi là năng lực qué tải của máy.

với đặc tinh mở mấy của các kiểu động cơ lúc mỡ máy mà thôi Đối với động cơ

không đồng bộ rồo lồng sóc, ta cần tính toán kỹ để động cơ bo đảm yêu cầu khi mở

máy và chú ý hai điểm:

~ Thứ nhất, khi mở máy thi hệ số trượt s=1 (r6t0 đứng yên) nên bị ảnh hưởng của hiệu

ứng mặt ngoài xảy ra ở thanh din roto, đồng điện trong các đây quấn lúc mở máy tăng

lên rit nhiều so với bình thường nên mạch tir sẽ bão hòa mạch.

~ Thứ hai, khi dỏng mở máy lớn mà các momen điện tử không lớn sẽ lim cho quả trình.

mở máy kéo dài, nhiệt độ dãy quấn có th vượt quá giới hạn cho phép Việc tính chỉnh

xác đối với hiện tượng hiệu ứng mặt ngoài và bảo hòa rất phức tạp cho việc xác định

đặc tính khỏi động, do đó thường chỉ tinh đặc tính mở máy lúc khởi động (s=1) Và chỉ

“dùng phương pháp tính gần đúng.

20

'CHƯƠNG 2 THIET KE MAY ĐIỆN KHÔNG DONG BỘ.

2.1 Những vấn dé chung khi thiết kế động co không đồng bộ

@ Un điểm

~ Kết cấu đơn giản nên giá thành rẻ

- Vận hành dé ding, bảo quản thuận tiện.

~ Sử dụng rộng rai và phổ biển trong phạm vi công suất nhỏ va vừa

- Sản xuất với nhiều cắp điện áp khác nhau (từ 24 V đến 10 KV) nên rất thích

nghỉ cho từng người sử dụng

b Khuyết điểm

= Hệ số công suất thấp gây tổn thất nhiều công suất phan kháng của lưới điện

~ Không sử dụng được lúc non tải hoặc không tải.

~ Khó điều chỉnh tốc độ.

~ Đặc tính mở máy không tốt, dong mở máy lớn (gắp 6-7 lần dòng định mức)

~ Momen mở máy nhỏ.

« Biện pháp Khắc phục

Han chế vận hành non tải

- Cải thiện đặc tính mở máy bằng cách điều chỉnh ốc độ( bằng cách thay đổi điện áp.thêm điện trở phụ vào mạch rôto hoặc nổ ) hay dùng roto có rãnh sâu, roto lồng

sóc kép dé hạ ding khởi động, đồng thời tăng momen mở máy.

~ Chế tạo rôto có khe hở nhỏ để hạn chế ding điện từ hóa và nâng cao hệ số công suất

4, Nhận xát

Mặt dù có nhiều khuyết điểm nhưng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc có những.

uu điểm mà những động cơ khác không có được và quan trọng nhất là đơn giản, dé sử

m1

dụng, giá thành rẻ Thực tế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc được áp dụng rộng

tải chiếm sb lượng 90%, về công suất chiếm 55%,

Tiêu chuẩn sin suất động cơ

= Tiêu chuẩn về day i: Chuẩn hóa day công suất của động cơ phủ hợp với

trình độ sản xuất của từng nước, Day công suất được sắp xếp theo chiễu tăng dẫn

- Tiêu chuẩn về kích thước lắp đặt

~ Độ cao tâm trục h: lắp đặc được đồng bộ, thể hiện trình độ sản xuất, trang bị may

sông cụ sin xuất

~ Khoảng cách chân đỀ (giữa các lỗ bắc bulon)

.£ Phương pháp thiết kế

- Thiết kế đơn chiết: một cấp công suất (trong phạm vi luận văn chọn phương pháp,

thiết kế này),

đài khác

- Thiết ké diy: nhiều công suit Mặt dù cũng một ở lõi sắt, nhưng chiŠ

nhau nên công suất khác nhau.

1h, Nội dung thiết kẾThit kế điện ie

~ Xác định kích thước chủ yếu

~ Xác định thông số các phần tử chủ yu cia mây Các chỉ it này không tham gia

vào quá trình biển đổi năng lượng

Các tiêu chuẩn đỗi với động cơ không đồng bộ réto lồng sóc

>_ Tiêu chuẩn về day công suất

Hiện nay các nước đã sản xuất động cơ điện không đồng bộ theo dãy tiêu chuẩn Dãyđộng cơ điện không đồng bộ công suất từ O.SSKW đến 9OKW ký hiệu K

“Theo tiêu chuẳn Việt Nam 1987-1994: Công suất (kW): 0, 5/0, 75/ 1, l1, 5

45, 5/7, 5ƒ 11/15/ 18, 5/221 30/ 37/ 45/ 55/ 5/ 90 Day công suắt được đặc trưng bối

3à

số cấp hay hệ số tăng công suất

Kors = 2201

”

> Tiéu chuẩn vẻ kích thước lắp đặt độ cao tâm trục

~ Độ cao tâm trục; từ tâm của trục đến bệ máy, Day là một đại lượng rất quan trọngtrong vie lắp ghép động cơ với những cơ cầu thiết bị khác

~ Kích thước lắp đặc: chiều cao tâm trục có thể được chọn theo day công suất củađộng cơ điện không đồng bộ ro ling sóc

> Kỹ hiệu mây

Vi dụ: 3K 250 M4

3K: động cơ điện không đồng bộ dày K thiết ké lại lin 3

250: chiều cao tâm trục bằng 250mm

Mz kích thước lip đặc dọc trục là M

4: mấy có 4 eve,

> Cấp bảo vệ

Cap bảo vệ có ảnh hưởng rat lớn đến kết cấu của máy, Cấp bảo vệ được ký hiệu bằng

chữ IP và 2 ef sổ kèm theo, trong đỏ chữ số thir nhất chỉ mức độ bảo vệ chống tiếpxúc của người và các vật khác rơi vào mấy Dược chia làm 7 cấp đánh số từ 0 - 6,trong đó số 0 chỉ rằng máy không được bảo vệ (ki¡ hở hoàn toàn), còn số 6 chỉ rằng máy được bảo vệ hoàn toàn không cho người tiếp xúc, đồ vat và bụi không lọt vào.

Chữ số thứ hai chỉ mức độ bảo vệ chống nước vào máy gồm 9 cấp đánh số từ

0-chỉ rằng máy không được bảo vệ, còn số 8 0-chỉ rằng, máy có thể ngâm

trong đó số

‘trong nước trong thời gian võ định hạn.

2

~ Day 4A: cấp E, F, H Vật liệu cách điện: Vật liệu cách điện là một trong những vat

liệu chủ yếu ding trong ngành chế tạo máy điện

Khi thiết kế may điện, chọn vật liệu cách điện là một khâu elt quan trọng vi phải

đảm bảo máy làm việ tốt với tuổi thọ nhất định, đồng thồi giá thành của máy lạikhông cao Những điều kiện này phụ thuộc phần lớn vào việc chọn cách điện của

mấy.

Khi chọn vậtliệu cách điện cần chủ ÿ đến những vin dé sau:

+ Vật liệu cách điện phải có độ bền cao, chịu tác dụng cơ học tốt, chịu nhiệt và

dẫn nhiệt tất a it thm nước

+ Phải chọn vật liệu cách điện có tinh cách điện cao để dim bảo thời gian làm của máy íLnhất là 15-20 năm trong điều kiện làm việc bình thường, đồng thời

‘dam bảo giá thành của máy không cao.

+ Một trong những yếu tổ cơ bản nhất là làm giảm tuổi tho của vật “ich điện (cũng là tuổi thọ của máy) là nhiệt độ Nếu nhiệt độ vượt quá nhiệt độ cho phép thì

chất điện môi, độ bền cơ học của vật liệu giảm đi nhiều, dẫn đến sự giả hóa nhanh

ách điện.

chóng chất

Hiện nay, theo nhiệt độ cho phép của vật liều (nhiệt độ mã vật liệu cách điện làm việc

kiện làm việc bình thường) Hội kỹ thuật điện quốc tế IECtốt trong 15-20 năm ở did

.đã chia vật liệu cách điện thành các cấp sau đây:

z

Cấp cách điện Y|A ele F|HILC

Nhiệt độ cho phép(°C) 90 | 105 120) 130 155 | 180 | >180

Độ gia tăng nhiệt °C) 7S 75 | 75 115 | 115

Vat liệu cách điện thuộc các cấp cách điện trên đại théed các loại sau:

+ Cấp Y: Gồm có sợ bông, tơ, sợi nhân tạo, giấy và chế phẩm của giấy, Cac

tông, gỗ wy Tất cả đều không tim sơn cách điện Hiện nay không dùng cách này vi

chịu nhiệt kém.

+ Cấp A: Vật liệu cách điện chủ yếu của cấp này ing giống như cấp Y nhưng

có tim sơn cách điện Cấp A được dùng rộng rai cho các máy điện công suất đến 100

KW, nhưng chịu ẩm kém, sử dụng ở ving nhiệt đới không tố.

+ Cấp E: Dùng các màng mỏng va sợi bằng polyetylen tereftalat, các sợi tắm sơn.

tổng hợp làm từ epoxy, trealat và aceton buterst xenlulo, các ming sơn cách điện sắc

vô cơ trắng ngoài dây dẫn (đây emay có độbÈn cơ cao) Cấp E được ding rộng rãi cho

sắc máy điện có công suất nhỏ và trung bình (đến 100 KW hoặc hơn nữa) chịu âm tốt

hợp cho vùng nhiệt đi.

+ Cấp B: Dùng vật liệu lấy từ vô cơ như mica, amiäng, sợi thủy tinh, dẫu sơn

cách điện chiệu nhiệt độ cao Cp B được sử dung nhiều trong các may công suất trung bình và lớn,

+ Cấp F: Vật liệu cũng tương tự như cắp B nhưng cổ tim sơn cách điện gốc

siieat chu nhiệt độ cao Ở cắp không dùng các chất hữu cơ như vải lụa, giấy và

- Cấp H Vật liga chủ yếu ở cấp này là sợi thủy tinh, mica, amiang như ở cấpF.Các chất này được tim sơn cách điện gốc silicat chịu nhiệt đến 180%C Người ta.đăng cấp H trong các máy điện làm việ ở điều kign phức tạp có nhiệt độ cao

25

c chất như sợi thủy tỉnh, thạch anh, sử chịu nhiệt độ cao Cấp+ Cấp C: Dũng c

.C được dùng ở các may làm việc với điều kiện đặc biệt có nhiệt độ cao Việc chọn vật

liệu cách điện trong các máy điện có một ý nghĩa quyết định đến tuổi thọ và độ tin cậylúc vận hành của máy Do vật liệu cách điện có nhiều chủng loại, kỹ thuật chế tạo cách

điện ngày cảng phát triển, nén việc chon kết edu cách điện cảng khó khăn và thường

loại cách điện để thỏa mãn được những yêu cầu về cảch

phải chọn tổng hợp nh

điện Vật liệu cách điện trong ngành chế tạo máy điện thường do nhiều vật liệu hợp lại

ết dính (sơn hay keo.như mỉ ca phiến, chất phụ gia (giấy hay sợi thủy tinh) và chất

dân) Đối với vật liệu cách dig, không những yêu cầu có độ bồn cơ cao, chế ạo dễ mà

cồn có yêu cầu cao, rồ điện Ít Ngoài ra cồn có yêu

sầu về tính năng nhiệt: chịu nhiệt ốt, din nhit tốt và yêu cầu chịu ẩm tốt Vật iệu

cách điện dùng trong một máy điện hợp thành một hệ thống cách điện Việc tổ hợp cácvật liệu cách dig, việc dùng sơn hay keo để gắn chặc chúng lại nh hưởng giữa cée

chất cách điện với nhau, cách gia công và tỉnh trang bé mặt vật liệu v.v sẽ quyết

định tính năng về cơ, điện, nhiệt của hệ thông cách điện, và tinh năng của hệ thống cách điện này không thể hiện một cách dom giản là tổng hợp tính năng của từng loại vat ligu cách

2.2 Tính toán thiết kế máy điện không đồng bộ

2.2.1 Xác định kích thước chủ yeu.

2.2.11 Xác định đường kính D và chiều đài L

Những kích thước chủ yếu của máy điện không đông bộ là đường kính tong stato D

vã chiều đã lõi sắt L Mục dich của việc chọn ích thước chủ yêu ny lä đ ch tora

mấy kinh tẾ hợp ý nhất ma tính năng phủ hợp với các iều chun nhà nước

Tinh kinh tế của máy không c! sit đụng để chế tao m máy mà côn xét đến quá tình ch tạo tong nhà máy, như tính thông đụng của các khuông đập, vật đúc, các

kích thước va chi tiết tiêu chuẩn hóa Khi xác địch kích thước kết cấu của máy điện

không dng bộ, gia hai đường kinh trong và ngoài ca li sắt stato cổ một quan bệ

6 tính ngược lại Dn, Đường kính ngoài tối da Dnmax theo chiều cao tâm trục h và

đường kính Ngoài tiêu chuẩn Dn của các động cơ điện không đồng bộ Nga, day 4A.

cấp cách điện F Chiều dài phần ứng được tinh theo công thức:

1 61.1073 mm"

KAP cose

O đây : S soi là công suất tính toán, trong đó n, cos là hiệu suất và hệ sốcông suất định mức của máy vàcó hé tra theo bảng phía dưới Và Kẹ= E/U

7

Bảng 2.2 Hiệu suất va cos[T đây động cơ điện không đồng bộ 3K.

Công Hiệu suất (%) Cosb

suất “Tốc độ n (Vòng / phút) "Tốc độ n (Vàng / phút)

(Kw) | 3000 | 1500 |1000 | 750 | 600 |3000 |1500 | 1000 | 750 | 600 0.55 (73.0 |70.5 |61.5 64.0] — |860 700, 710 65 | 0.75 77.0 |72.0 69.0 68.0|- |870 730 740 16 |-

LL (775 |75.0 |74.0 /20.0,- |0.87|0.81 0.74 (0.68 1.5-|81.0 |77.0 |75.0 74.0)- — |0.85 |0.83 (07 |0.65 | - 2.2 083.0 /80.0 81.0 76.5|- |0.87|0.83 (0.73 (071 |- 3.0 | 84.5 |82.0 /81.079.0|- — |0.88 |0.83 (0.76 /0.74 |- 4.0 186.5 |84.0 /82.0 83.0]- — |0.89 0.84 (0.81 1070 |- 5.5 | 87.5 |45.5 /85.0 83.0|- — |0.91 0.86 (0.86 | 0.74 |-

1.5 | 87.5 |87.5 |85.5 86.0]- |0.88 |0.86 (0.81 (0.75

|-11.0 |88.0 |87.5 |§6.0 87.0 )- |900 |s70 |860, 75 | 15.0 |88.0 |39.0 |S7.5 |87.0/- [910 [sso |870 |8 | 18.5 /88.5 |90.0 |S8.0 /88.5/- [920 [s80 |s70 84 |- 22.0 |88.5 |90.0 |90.0 |88.5)- - |910.|900 90 |s1 |

30.0 | 90.5 |91.0 |90.5 90.0 38.0 |0.90 |0.89 (0.90 /0.83 |0.81 37.0 |90.0 |91.0 |91.0 90.0 | 91.0 |0.90 |0.90 10.89 |0.82 |0.81 45.0 |91.0 |92.0 |91.5 91.5 (91.5 |0.90 |0.90 |0.89 |0.84 |0.78 55.0 /91.0 |92.5 |92.0 92.0920 |0.92 |0.90 10.88 0.85 |0.79 75.0 /91.0 |93.0 |92.0 92.5 92.0 |0.89 |0.90 10.89 ,0.85 |0.80 90.0 |92.0 |93.0 |92.0 93.0 92.5 |0.90 |0.91 10.89 0.85 |0.83

28

2.2.1.2 Chọn A và By

Việc chọn A và By ảnh hưởng rit nhiều đến kích thước chủ yếu D và L Đứng về mặt

tiết kiệm vật liệu thì nên chọn A và By lớn, nhưng nếu A và By quá lớn thì tổn hao

đẳng và sắt tăng làm máy quá nóng ảnh hưởng đến tui thọ sử dụng máy, Do đó

Khi chọn A và By cần xét đến vật liệu sử dụng Nếu ding vật liệu sắttừtốt (có tốn hao

ít hoặc độ từ thẩm cao) thì có thể chọn B lớn Dùng dây đồng có cấp cách điện cao thì

6 thé chọn A lớn Ngoài ra tỷ số giữa A và By cũng ảnh hưởng dn đặc tính ầm việc

và khởi động của động cơ không đồng bộ, vi A đặc trưng cho mạch điện, Bs đặc trưng.

cho mạch từ Hệ số cosg của mấy chủ yếu phụ thuộc vào tỷ § gta dong điện ti hóa

với dòng điện định mức;

Từ công thức trên ta thấy khi ý số `" tăng, nghĩa là Bo tăng hay A giảm thi 15 tăng

din đến cosd của máy giảm Như đã biết, momen khởi động My và momen cực đạiMrs tỷ lễ nghịch với điện kháng ngắn mạch xạ, x cảng nhỏ thì My và Mạ cảng lớn,Quan hệ giữa A và Bạ trong máy điện không đồng bộ theo đường kính ngoài Dn Cũng.giống các máy diện khác, việc chọn D vả I cho một máy không chỉ có một nhóm tr số,

vi Vậy khi thiết kế phải căn cứ vào tỉnh hình sản xuất mà tiến hành so sánh phương án

một cách toản diện để được một phương án kinh tế và hop lý nhất Ở máy điện khong

đồng bộ, qua những máy đã thiết ké chế tạo và có tính năng tốt, tính kỉnh tế cao thì 2

nên nằm trong phạm vi gạch chéo của Vì vậy khi bắt đầu thiết kế một máy mới nên

nghiệm lại 2 sau khi đã sác định D và L.

2.2.2 Thiết ké stato

2.2.2.1 Dây quấn stato

Việc chon kiểu đây quần và kiểu rãnh stato c6p thé theo cách sau:

Với điện áp < 660V, chiều cao tâm trục < 160 mm có thể chọn day quần một lớp đồng.

tâm đặc trong rãnh nữa kin, Với h 80 - 250 mm ding đây quấn 2 lớp đặc vào rãnh

nữa kín Với h > 250mm dùng dây quấn 2 lớp phn tử cứng đặc vào rãnh nữa hở.

2

Với di ấp cao, (000V dùng diy quấn 2 lớp phần tr cửng đặc vào rãnh hở Dây

dẫn tiết kiệm tròn hiện nay thưởng ding dây men cách dign cắp E trở lên Dây dẫn tiết

kiệm chữ nhật thường dùng loại bọc 2 lớp sợi thủy tinh cách dig cấp B ở lên Muốnchon kich thước diy trước hit phải chọn mật độ đồng diện J của diy dẫn Căn cứ vàođồng điện định mức để tính ra tiết diện cin thiết Việc chọn mật độ dòng điện anhhưởng đến hiệu suất và sự phất nóng của máy mà sự phát ning này chủ ya phụ thuộc

vào tích số AJ Trong máy điện không đồng bộ, tí

“Trong đó: a, số mạch nhánh song song của đây quấn;

mị— số si ghép song song Căn cứ vào s, “chon tiết diện dây quy chuẩn s,, từ đó được đường kính day tiêu chuẩn.Chọn a; và ny thích ing để đường kính dây không kể cách điện d < 1,8 mm Đối với diy men thì đường kinh không lớn hơn 1,7 mm khi lồng đây

bằng tay và không lớn hơn 1.4 mm khi lồng day bằng máy để khỏi ảnh hưởng đến độibin cơ của lớp men cách điện

2.2.2.2 Xúc định số rãnh stato

Khi thiết kế day quấn stato cin phải xác định số rãnh của một pha đưới mỗi cực q Nên

chọn q trong khoảng từ 2+5 Thường lấy q = 3+4 Với máy công suất nhỏ hoặc tốc độ

thấp, lấy q = 2 Máy tốc độ cao công suất lớn có thé chọn q = 6 Chon q nhiều hay ít

6 anh hưởng đến số rãnh stato Z Số rãnh này không nên nhiều quả, 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 khác, về phương điện độ bên cơ mà nói răng sẽ yếu Ít rãnh quá sẽ làm.

cho dây quấn phân bổ không đều trên b& mặt lõi sắt nên sức từ động phần cứng cónhiều sóng bật cao Trị số qị nên chọn số nguyên vi cải thiện được đặc tinh làm việc và

số khả năng kim giảm tiếng kêu của máy Chi trong trường hợp không thé trình được

mới dùng q là phân bố với mẫu số là 2 Sở di như vậy vì sức từ động sóng bật cao và.

sông răng của đây quin với q là phân số trong mấy điện không đồng bộ là máy có khe

30