đồ án kỹ thuật điện điện tử Tính toán động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc vạn năng (làm viẹc với nguồn ba pha và một pha)

án t t nghi pĐồ ố ệ L I NÓI UỜ ĐẦ Hi n nay đông c đi n đ c dùng ph bi n trong nhi u l nh v c s nệ ơ ệ ượ ổ ế ề ĩ ự ả xu t và đ i s ng .Trong t t c các lo i đ ng c hi n nay, thì đ ng c khôngấ ờ ố ấ ả ạ ộ ơ ệ ộ ơ đ ng b công xu t nh là m t lo i s n ph m công nghi p đ c phát tri nồ ộ ấ ỏ ộ ạ ả ẩ ệ ượ ể m nh m trong g n n a th kyû. Ng i ta gi i h n công su t c a đ ng cạ ẽ ầ ữ ế ườ ớ ạ ấ ủ ộ ơ công su t nh trong kho ng vài ph n oát đ n 750W, nh ng c ng có khi ch t oấ ỏ ả ầ ế ư ũ ế ạ đ n 1,5KW. C n c vào cách s d ng và làm vi c ho c có th chia đ ng c nàyế ă ứ ử ụ ệ ặ ể ộ ơ thành nhi u lo i, trong có hai lo i chính: lo i công d ng và lo i đ c bi t .ề ạ ạ ạ ụ ạ ặ ệ ng c công su t nh lo i thông d ng ch y u đ c dùng trong côngĐộ ơ ấ ỏ ạ ụ ủ ế ượ nghi p nh , c ng nghi p th c ph m, xí nghi p y t , nông nghi p, các ngànhệ ẹ ộ ệ ự ẩ ệ ế ệ ti u th công nghi p và s d ng r ng r i trong đ i s ng hàng ngày.C ng có khiể ủ ệ ử ụ ộ ả ờ ố ũ dùng trong các lo i trang b t đ ng làm đ ng c kéo ph .ạ ị ự ộ ộ ơ ụ Lo i sau dùng trong trang b t đ ng, hàng không, tàu th y và c c uạ ị ự ộ ủ ơ ấ kh ng ch khá.ố ế ng c không đ ng b roâto l ng sóc công su t nh ba pha và m t pha làĐộ ơ ồ ộ ồ ấ ỏ ộ lo i ph bi n nh t trong các lo i đ ng c xoay chi u công su t nh . Có thạ ổ ế ấ ạ ộ ơ ề ấ ỏ ể dùng các đ ng c này đ kéo các máy ti n nh , máy ly tâm, máy nén, máy b m n c, máyộ ơ ể ệ ỏ ơ ướ xoay xát nh , qu t gió, máy ghi âm …ỏ ạ Trong th c t ng i ta th ng g p tr ng h p có đ ng c đi n ba phaự ế ườ ườ ặ ườ ợ ộ ơ ệ nh ng ch có l i đi n cung c p m t pha. G p tr ng h p này, tr c đây taư ỉ ướ ệ ấ ộ ặ ườ ợ ướ ph i qu n l i đ ng c đi n nh ng hi n nay v n đ đó đ c gi i quy t. hả ấ ạ ộ ơ ệ ư ệ ấ ề ượ ả ế Để ạ giá thành công ngh đ n gi n và s d ng thu n l i, ng i ta còn ch t o m tệ ơ ả ử ụ ậ ợ ườ ế ạ ộ lo i đ ng c đi n có k t c u dây qu n và dây qu n chung cho t t c các lo i đ ngạ ộ ơ ệ ế ấ ấ ấ ấ ả ạ ộ c đi n công su t nh t c là thông d ng cho c ba pha và m t pha (v i các lo iơ ệ ấ ỏ ứ ụ ả ộ ớ ạ Trang 1 án t t nghi pĐồ ố ệ ph n t kh i đ ng khác nhau) g i t t là đ ng c đi n không đ ng b công su tầ ử ở ộ ọ ắ ộ ơ ệ ồ ộ ấ nh v n n ng.ỏ ạ ă Hi n nay ph ng pháp tính toán thi t k t i u cho các lo i đ ng cệ ươ ế ế ố ư ạ ộ ơ không đ ng b roâto l ng sóc đ u đ c th c hi n b ng máy tính. Nh ng đ th cồ ộ ồ ề ượ ự ệ ằ ư ể ự hi n đ c vi c thi t k t đ ng c ng ph i n m v ng cách thi t k b ngệ ượ ệ ế ế ự ộ ũ ả ắ ữ ế ế ằ ph ng pháp thông th ng.ươ ườ Trong đ án thi t k này đ ng c không đ ng b roâto l ng sóc v n n ngồ ế ế ộ ơ ồ ộ ồ ạ ă (làm vi c v i ngu n ba pha và m t pha) đ c thi t k v i các b c sau :ệ ớ ồ ộ ượ ế ế ớ ướ 1. Xác đ nh kích th c c b n .ị ướ ơ ả 2. Xác đ nh các thông s dây qu n đ i v i ngu n ba pha và thông s dâyị ố ấ ố ớ ồ ố qu n chính đ i ngu n m t pha.ấ ố ồ ộ 3. Xác đ nh kích th c r ng rãnh stata.ị ướ ă 4. Xác đ nh kích th c r ng rãnh roâto.ị ướ ă 5. Xác đ nh các thông s dây qu n pha ph .ị ố ấ ụ 6. Tính toán kieån tra. Trong th i gian làm đ án thi t k này em đ c s ch b o t n tình c a côờ ồ ế ế ượ ự ỉ ả ậ ủ giáo Nguy n H ng Thanh. Nên đã hoàn thành đ c n i dung các ph n tính toán thi tễ ồ ượ ộ ầ ế k . Nh ng do th i gian và trình đ có h n nên trong quá trình tính toán thi t kế ư ờ ộ ạ ế ế không tránh kh i nh ng sai sót. Em r t mong th y cô goáp yù thêm cho em đ hoànỏ ữ ấ ầ ể thành đ án t t h n . ồ ố ơ Cu i cùng em xin chân thành c m n các th y cô giáo b môn Thi t Bố ả ơ ầ ộ ế ị i n_ i n T đã t o đi u ki n giúp đ em trong su t quá trình hoàn thành đ án t tĐ ệ Đ ệ ử ạ ề ệ ỡ ố ồ ố nghi p, đ c bi t là cô Nguy n H ng Thanh.ệ ặ ệ ễ ồ Hà N i: ngày 19 tháng 05 n m 2005ộ ă Sinh viên thi t kế ế Trang 2 án t t nghi pĐồ ố ệ PH N IẦ TÌM HI U PH NG PHÁP THI T K NG C KHÔNG NG BỂ ƯƠ Ế Ế ĐỘ Ơ ĐỒ Ộ V N N NGẠ Ă Th c ch t c a vi c thi t đ ng c không đ ng b v n n ng là thi t kự ấ ủ ệ ế ộ ơ ồ ộ ạ ă ế ế đ ng c không đ ng b ba pha và m t pha. Do đó ta đi tìm hi u đ ng c khôngộ ơ ồ ộ ộ ể ộ ơ đ ng b v n n ng nh sau:ồ ộ ạ ă ư Trong th c t khi không có đ ng c m t pha ta s d ng đ ng c ba phaự ế ộ ơ ộ ử ụ ộ ơ đ làm vi c v i l i đi n m t pha. Trong tr ng h p này cu n dây ba pha đ cể ệ ớ ướ ệ ộ ườ ợ ộ ượ Trang 3 án t t nghi pĐồ ố ệ n i v i ph n t l ch pha theo m t s đ nh t đ nh đ t o ra t tr ng quay,ố ớ ầ ử ệ ộ ơ ồ ấ ị ể ạ ừ ườ thông th ng là t tr ng quay không đ i x ng. Trên hình 3.20 v các s đườ ừ ườ ố ứ ẽ ơ ồ m ch đi n khác nhau th ng g p c a đ ng c không đ ng b ba pha khi làmạ ệ ườ ặ ủ ộ ơ ồ ộ vi c v i l i đi n m t pha. Các s đ hình 3.20a, b, c s d ng khi các pha c aệ ớ ướ ệ ộ ơ ồ ử ụ ủ cu n dây stato n i c ng hình sao, các s đ hình 3.20 d, dộ ố ứ ơ ồ ’ , e đ c s d ng khiượ ử ụ cu n dây stato n i c ng theo hình tam giác. Các s đ c, e đ c coi là t t nh tộ ố ứ ơ ồ ượ ố ấ trong các s đ trên vì có th cho đ c tính kh i đ ng và làm vi c t ng đ i t t n uơ ồ ể ặ ở ộ ệ ươ ố ố ế ch n đúng đi n dung c a t .ọ ệ ủ ụ Các s đ 3.20 g, h đ c s d ng trong tr ng h p đ ng c có sáu đ u ra.ơ ồ ượ ử ụ ườ ợ ộ ơ ầ Khi m c m ch dây qu n theo các s đ trên đ ng c g n nh không khác so v iắ ạ ấ ơ ồ ộ ơ ầ ư ớ đ ng c hai pha thông th ng: hai pha m c n i ti p t o ra cu n dâyộ ơ ườ ắ ố ế ạ ộ chính(cu n dây làm vi c), cu n còn l i là cu n ph (cu n kh i đ ng) l ch phaộ ệ ộ ạ ộ ụ ộ ở ộ ệ 90 0 đi n so v i cu n chính.ệ ớ ộ ng c không đ ng b v n n ng là đ ng c có th làm vi c v i l iĐộ ơ ồ ộ ạ ă ộ ơ ể ệ ớ ướ đi n ba pha c ng nh l i đi n m t pha xoay chi u. Nh ng đ ng c này đ cệ ũ ư ướ ệ ộ ề ữ ộ ơ ượ ch t o nh nh ng đ ng c ba pha nh ng đ c tính toán sao cho v i s đế ạ ư ữ ộ ơ ư ượ ớ ơ ồ m c m ch nh t đ nh có th cho ra nh ng đ c tính ch p nh n đ c khi làm vi cắ ạ ấ ị ể ữ ặ ấ ậ ượ ệ v i l i đi n m t pha. Thông th ng khi nuôi b ng ngu n đi n m t pha đ ngớ ướ ệ ộ ườ ằ ồ ệ ộ ộ c có đ c tính làm vi c và kh i đ ng kém h n và công su t ch b ng 70% đ n 85%ơ ặ ệ ở ộ ơ ấ ỉ ằ ế công su t c a đ ng c khi dùng ngu n ba pha.ấ ủ ộ ơ ồ C n chú yù r ng không ph i b t c đ ng c không đ ng b ba pha nàoầ ằ ả ấ ứ ộ ơ ồ ộ c ng đ u có th chuy n sang làm vi c v i l i đi n m t pha. T s r ng rãnhũ ề ể ể ệ ớ ướ ệ ộ ỉ ố ă gi a stato và gông roâto ph i thích h p không ch cho đ ng c không đ ng bữ ả ợ ỉ ộ ơ ồ ộ roâto l ng sóc ba pha mà c m t pha.ồ ả ộ Trang 4 1 U R 1 U L R )a )b án t t nghi pĐồ ố ệ Trang 5 )c 1 U C L R 1 U )d án t t nghi pĐồ ố ệ Hình 3.20 S đ m c m ch đi n c a đ ng c ba pha đ làm vi c v iơ ồ ắ ạ ệ ủ ộ ơ ể ệ ớ ngu n m t pha.ồ ộ  S khác bi t gi a thi t k ba pha và m t pha c a đ ng c không đ ng bự ệ ữ ế ế ộ ủ ộ ơ ồ ộ v n n ng:ạ ă Trang 6 R L 1 U C 1 U )'d )e )g C 1 U R )h 1 U L án t t nghi pĐồ ố ệ Khi nghiên c u thi t k đ ng c không đ ng b v n n ng là ta đi tìm hi uứ ế ế ộ ơ ồ ộ ạ ă ể ph ng pháp thi t k riêng t ng ph n cho t ng lo i riêng bi t (ba pha, m tươ ế ế ừ ầ ừ ạ ệ ộ pha). Sau khi ta thi t k xong cho ba pha xong ta ti n hành v đ c tính làmế ế ế ẽ ặ vi c cho ba pha và xem t t các yêu c u mà nhà thi t k đ a ra. Tr c khi đi vàoệ ấ ầ ế ế ư ướ thi t k cho m t pha ta ph i tìm hi u thêm v thi t k đ ng c không đ ng bế ế ộ ả ể ề ế ế ộ ơ ồ ộ m t pha roâto l ng sóc. Mà bài toán nói v thi t k cho m t pha nó liên quan đ n baộ ồ ề ế ế ộ ế pha mà ta đã thi t k v a xong. Do đó ta ph i thi t k nhi u l n m i tho i mãnế ế ừ ả ế ế ề ầ ớ ả mà yêu c u mà nhà thi t k đ a ra v t c đ , công su t, b i s moâmen kh iầ ế ế ư ề ố ộ ấ ộ ố ở đ ng, b i s moâmen max … Do đó mu n tìm hi u rõ h n chúng ta s đi vào trìnhộ ộ ố ố ể ơ ẽ t thi t k cho ba pha và m t pha c a đ ng c không đ ng b v n n ng. Sauự ế ế ộ ủ ộ ơ ồ ộ ạ ă đây ta s ti n hành đi thi t k cho đ ng c cho ba pha c a đ ng c v n n ng.ẽ ế ế ế ộ ơ ủ ộ ơ ạ ă Trang 7 án t t nghi pĐồ ố ệ PH N IIẦ CH NG IƯƠ XÁC NH KÍCH TH C CH Y UĐỊ ƯỚ Ủ Ế 1.Công su t i n m c c a ng c i n ba pha ng tr :ấ đ ệ ứ ủ độ ơ đ ệ đẳ ị ( ) WPP dmSdm 750750.1. === ΙΙΙ β V i ớ 1 = S β : H s qui đ i tra theo sách đ ng c không đ ng b ba pha vàệ ố ổ ộ ơ ồ ộ m t pha công su t nh c a th y Tr n Khánh Hà (tài li u 1) trang 19 v i đ ngộ ấ ỏ ủ ầ ầ ệ ớ ộ c ba pha.ơ 2.Công su t tính toán c a ng c i n ba pha :ấ ủ độ ơ đ ệ ( ) W P P dm S 941,1426 73,0.72,0 750 cos. === ΙΙΙΙΙΙ ΙΙΙ ΙΙΙ ϕη Trong đó : 72,0 ≥ ΙΙΙ η Ch n ọ 72,0 = ΙΙΙ η 73,0 ≥ ΙΙΙ ϕ Cos Ch n ọ 73,0 = ΙΙΙ ϕ Cos 3.Xét n yêu c u ti ng n ít, dùng thép cán ngu i ký hi u 2013đế ầ ế ồ ộ ệ : Ch n m t đ t thông khe h không khí ọ ậ ộ ừ ở ( ) TB 5,0= δ theo tài li u 1 trangệ 23. 4.Ch n t i ng :ọ ả đườ Trang 8 án t t nghi pĐồ ố ệ T i đ ng ả ườ A=90 ÷ 180 (A/cm) Ch n t i đ ngọ ả ườ A=157,517 (A/cm) theo tài li u 1 trang 23ệ 5. ng kính ngoài stato :Đườ Theo tài li u 1 trang 24 ta ch n nh sau :ệ ọ ư • Tyû l gi a chi u dài lõi thép v i đ ng kính trong và đ ng kính trong lõiệ ữ ề ớ ườ ườ s t ắ 72,0 == D l λ • Tyû l gi a đ ng kính trong và ngoài :ệ ữ ườ Mà K D =(0,485÷ 0,615) Ta ch n ọ 6,0 == n D D D K • S b đ ng kính ngoài :ơ ộ ườ 3 3 3000.72,0.5,0.517,157 1.94,1426 . 6,0 44 . . 44 == ΙΙΙ db S D n nBA pP K D λ δ ( ) cm9,14 = Trong đó : 3000 1 50.60.60 === p f n db (vòng/phút) Theo tài li u 1 trang 26 c n c vào đ ng kính ngoài tiêu chu n c a dãy 4Aệ ă ứ ườ ẩ ủ theo chi u cao tâm tr c ta ch n nh sau :ề ụ ọ ư ( ) cmD n 9,14= ( ) cmH n 9= 6. ng kính trong stato :Đườ ( ) cmKDD Dn 94,86,0.6,14. === 7.B c c c stato :ướ ự Trang 9 án t t nghi pĐồ ố ệ ( ) cm p D 036,14 1.2 94,8. .2 . === ππ τ 8.Chi u dài tính toán stato :ề ( ) cmDl 44,694,8.72,0. === λ 9.Ch n khe h không khí :ọ ở Khe h không khí đ ng c đi n công su t nh th ng ch n trongở ộ ơ ệ ấ ỏ ườ ọ kho ng sau :ả V i 2p=2 và Hớ n =9 (cm) tra đ c ượ ( ) cm04,0 = δ theo sách thi t k máy đi nế ế ệ c a th y Tr n Khánh Hà và cô Nguy n H ng Thanh trang 253.ủ ầ ầ ễ ồ Trang 10 [...]... thuộc vào chiều rộng răng nhỏ nhất mà cơng nghệ cho phép Chọn ZS=24 rãnh ZR=17 rãnh 10.Chọn kiểu dây quấn : Chọn dây quấn đồng khn bước ngắn Khi sử dụng động cơ điện ba 2 pha làm động cơ điện một pha ta nên dùng dây quấn b ước ng ắn β = 3 để giảm sóng khơng gian bậc 3 của từ thơng làm ảnh hưởng đến đ ặc tính kh ởi đ ộng c ủa động cơ điện một pha Với ZS=24 rãnh 2p=2 m=3 • Số rãnh của một pha dưới một. .. 0,072 U dm 220 Trang 33 2 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG V TÍNH TỐN MẠCH TỪ Tính tốn mạch từ bao gồm tính dòng từ hố I µ , thành phần kháng của dòng diện khơng tải và điện kháng tương ứng với khe hở khơng khí X µ Trang 34 Đồ án tốt nghiệp Lõi sắt của động cơ này dùng thép kỹ thuật điện cán ngu ội ký hi ệu 2013 H ệ số ép chặt lấy k c = 0,96 bề mặt lá tơn phủ sơn cách điện 69.Sức từ động khe hở khơng khí :.. .Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II DÂY QUẤN , RÃNH VÀ GƠNG STATO Việc chọn số rãnh của động cơ điện cơng suất nhỏ ở stato Z S và số rãnh rôto ZR có quan hệ mật thiết với nhau Khi xét đến quan hệ đó phải chú ý đ ến các yếu tố sau đây :  Đặc tính mômen M=f(n) khơng có chổ lõm nhiều do những mômen ký sinh đồng bộ và khơng đồng bộ sinh ra  Động cơ khi làm việc tiếng ồn do lực... của một pha dưới một cực (mục 10) lS=6,44(cm) , (mục 8) 52 .Tính theo đơn vị tương đối : * XS = XS I dm 2,162 = 13,546 = 0,133 U dm 220 53 .Điện trở thanh dẫn rôto : Trang 27 Đồ án tốt nghiệp Rôto của động cơ điện được đúc bằng nhơm do đó : rt = ρ 750 l R 10 −2 1 6,44.10 −2 = St 23 147,650 = 0,1.10 −4 ( Ω ) Trong đó : ρ 750 = ( ) 1 Ωmm 2 / m : Tra theo bảng 4.1 trang 72 tài liệu 1 với 23 nhơm đúc rôto. .. số pha 16.Chọn mật độ dòng điện trong dây quấn động cơ: Thường chọn trong khoảng J=6 ÷ 8 (A/mm2) Đối với vật liệu là đồng ta chọn J=6,12(A/mm2) 17.Tiết diện dây quấn sợ bộ : SS = I dm 2,162 = = 0,353( mm 2 ) n.J 1.6,12 Trong đó : Chọn n=1 :số sợi ghép song song 18.Chọn tiết diện dây quấn qui chuẩn : d=0,71(mm) dcủ=0,77(mm) SS=0,396 (mm2) 19.Rãnh và gơng và stato : Trang 13 Đồ án tốt nghiệp Căn cứ vào... rãnh hơn nữa rãnh nữa quả lê sẽ có tiết diện lớn hơn dạng rãnh quả lê b2 h12 d1 b4 S 20.Sơ bộ định chiều rộng của răng : Lõi sắt của động cơ này dùng thép kỹ thuật điện cán ngu ội ký hi ệu 2013 H ệ số ép chặt KC=0,96 bề mặt lá tơn phủ sơn cách điện Đối với động cơ ít tiếng ồn thì mật độ từ thơng trong răng vàgông stato khơng nên chọn q lớn Do đó ta chọn BZS=1,65(T) • Bước răng stato : tS = π D π 8,94... =6,92(mm) Trang 15 Đồ án tốt nghiệp 26.Diện tích rãnh : S rS 2 π d 12 ( d1 + b2 ).h12 = π 9 + 0,5( 9 + 11).6,92 = + 0,5 8 8 ( = 105,524 mm 2 ) 27.Diện tích cách điện rãnh : Cách điện rãnh của dãy động cơ cơng suất nhỏ 4A là một lớp bìa dán màn tổng hợp có chiều dày C= 0,2(mm) Dây quấn hai lớp nên dùng t ấm lót giữa hai lớp là giấy cách điện có chiều dày là 0,2(mm) 1 2 1:Cách điện rãnh 3 2:Cách điện lớp 4 3:Dây... (mục 11) k dS = k n : hệ số dây quấn rôto Để giảm mômen ký sinh ở động cơ cơng suất nhỏ thường làm rãnh nghiêng ở rôto, bước nghiêng qng một bước rãnh stato Do đó: bn = t S = 1,17( cm) Độ nghiêng rãnh : βn = bn 1,17 = = 0,715 t R 1,636 αn = 2.π p 2.π 1 β = = 0,264 (rad) ZR 17 Góc nghiêng rãnh : Hệ số rãnh nghiêng đồng thời là hệ số dây quấn của rôto : Trang 30 Đồ án tốt nghiệp k n = k dR = αn 0,264... trở vành ngắn mạch của rôto : π Dv 10 −2 1 π 29.10 −2 rv = ρ 750 = = 0,099.10 − 4 ( Ω ) Z R a v bv 23 17.4.59,6 Trang 29 Đồ án tốt nghiệp 58 .Điện trở của phần tử rôto lồng sóc :     rv 0,099  0,19 + .10 −4 rv = rt + =  π.p  π 1   2 sin 2 2 sin 2    ZR   17   = 1,652.10 −4 ( Ω ) Trong đó : rt = 0,19.10 −4 ( Ω ) :(mục 53) rv = 0,099.10 −4 ( Ω) :(mục 57) 59.Hệ số qui đổi điện trở rôto. .. 28,9.10 −4 (Wb ) 13.Số vòng nối tiếp của một pha : WS = k E U dm 0,9.220 = = 372 (vòng) 4.k S f φ k d 4.1,11.50.28,9.10 − 4.0,8295 Trang 12 Đồ án tốt nghiệp Trong đó : KE=0.7 ÷ 0,9 trang 44 sách tài liệu 1 ta chọn KE=0,9 14.Số thanh dẫn trong một rãnh : Ur = WS a 372.1 = = 93 (thanh dẫn) p.q 1.4 Trong đó : a=1 : số nhánh song song 15.Dòng điện pha định mức của động cơ : I dm = PSΙΙΙ 1426,941 = = 2,162( . đ ng c không đ ng b ba pha và ố ổ ộ ơ ồ ộ m t pha công su t nh c a th y Tr n Khánh Hà (tài li u 1) trang 19 v i đ ngộ ấ ỏ ủ ầ ầ ệ ớ ộ c ba pha. ơ 2.Công su t tính toán c a ng c i n ba pha :ấ. p không ch cho đ ng c không đ ng bữ ả ợ ỉ ộ ơ ồ ộ roâto l ng sóc ba pha mà c m t pha. ồ ả ộ Trang 4 1 U R 1 U L R )a )b án t t nghi pĐồ ố ệ Trang 5 )c 1 U C L R 1 U )d án t t nghi pĐồ. ế đ ng c không đ ng b ba pha và m t pha. Do đó ta đi tìm hi u đ ng c không ơ ồ ộ ộ ể ộ ơ đ ng b v n n ng nh sau:ồ ộ ạ ă ư Trong th c t khi không có đ ng c m t pha ta s d ng đ ng c ba pha ế ộ