Thiết kế rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ
Bộ Công Thương Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN Đề tài: Thiết kế Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ Phần 1. Giới thiệu về phần quay của động cơ KĐB rôto lồng sóc Phần quay (Rôto) gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn. a) Lõi thép Rotor - Lõi sắt rôto được làm bằng các lá thép kĩ thuật điện, dập như hình 1. - Các lá thép sau khi ghép lại thành khối hình trụ mặt ngoài hình thành các rãnh để đặt dây quấn rôto, ở giữa có lỗ để ghép trục. - Trên thực tế, tổn hao sắt ở lõi thép rôto khi máy làm việc là rất nhỏ nên không cần dùng thép kĩ thuật điện. Nhưng để lợi dụng phần thép kĩ thuật điện sau khi dập lõi sắt stato, người ta dùng để ép lõi thép rô to luôn (hình dưới). Phần 1. Giới thiệu về phần quay của động cơ KĐB rôto lồng sóc Hình ảnh về lá thép của rôto a) b) Hình 1. Lá thép rôto của máy điện không đồng bộ Phần 1. Giới thiệu về phần quay của động cơ KĐB rôto lồng sóc b) Dây quấn rôto - Dây quấn rôto của máy điện không đồng bộ chia thành hai loại: loại rôto kiểu dây quấn và loại rôto kiểu lồng sóc. - Động cơ sử dụng Rotor kiểudây quấn có thể điều chỉnh tốc độ trong một chừng mực nhất định, có thể tạo momen khởi động lớn mà dòng khởi động không lớn lắm. Nhưng chế tạo phúc tạp, nên giá thành cao, và việc bảo quản cũng khó khăn. - Động cơ kiểu Rotor lồng sóc có cấu tạo đơn giản, dễ sản xuất, nên chiếm một số lượng khá lớn trong các loại động cơ công suất nhỏ và trung bình… Phần 1. Giới thiệu về phần quay của động cơ KĐB rôto lồng sóc Loại rôto kiểu dây quấn: - Dây quấn được đặt trong rãnh của lõi thép rôto. Dây quấn 3 pha của rôto thường đấu hình sao (Y), ba đầu còn lại được nối với ba vòng trượt làm bằng đồng cố định ở đầu trục (hình 2-a), tì lên ba vòng trượt là ba chổi than (hình 2-b). Thông qua chổi than có thể ghép thêm điện trở phụ hay đưa sức điện động phụ vào mạch rôto để cải thiện đặc tính mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện cosϕ. Khi làm việc bình thường dây quấn rôto được nối ngắn mạch Phần 1. Giới thiệu về phần quay của động cơ KĐB rôto lồng sóc Hình 2. Rôto kiểu dây quấn (a) và sơ đồ mạch điện (b) tương ứng a) R b) Vòng trượt Chổi than Dây quấn rôto Phần 1. Giới thiệu về phần quay của động cơ KĐB rôto lồng sóc Loại rôto kiểu lồng sóc (còn gọi là rôto ngắn mạch) - Trong mỗi rãnh của lõi thép rôto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hoặc bằng nhôm, hai đầu dài ra khỏi lõi thép. Các thanh dẫn được nối tắt lại với nhau ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch cũng bằng đồng hoặc nhôm tạo thành một cái lồng (quen gọi là lồng sóc) như ở hình3a. - Để cải thiện tính năng mở máy, trong các máy có công suất tương đối lớn rãnh rôto thường làm rãnh sâu hoặc lồng sóc kép (2 rãnh lồng sóc). Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôto thường làm chéo đi một góc so với tâm trục để cải thiện dạng sóng s.đ.đ (hình 3b). Phần 1. Giới thiệu về phần quay của động cơ KĐB rôto lồng sóc Hình 3. Dây quấn rôto lồng sóc (a) và rôto lồng sóc rãnh chéo (b) a) b) Phần 1. Giới thiệu về phần quay của động cơ KĐB rôto lồng sóc Ngoài ra ở phần quay của động cơ KĐB roto lồng sóc còn có các bộ phận khác như trục máy, cánh quạt làm mát (với động cơ cỡ nhỏ). Phần 2. Rôto kiểu lồng sóc 2.1 Đặc điểm loại động cơ rotor kiểu lồng sóc Ưu điểm - Cấu tạo đơn giản (nhất là loại đúc nhôm). Do đó chiếm một số lượng khá lớn trong loại động cơ điện công suất nhỏ và trung bình. Nhược điểm - Điều chỉnh tốc độ khó khăn. - Dòng khởi động lớn. Thường là gấp 6 ÷7 lần dòng điện định mức. Để khắc phục nhược điểm này người ta đã chế tạo động cơ KĐB rotor lồng sóc với nhiều cấp tốc độ. Và dùng rotor rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dòng điện khởi động, đồng thời tăng mômen khởi động. [...]... kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor Một vài kiểu rãnh áp dụng cho Rotor lồng sóc rãnh sâu và Rotor lồng sóc kép Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor - Đối với những động cơ quay nhanh hay công suất lớn ta có thể dùng rãnh Rotor hình chai hoặc hình chêm Cấu tạo các kiểu này đơn giản hơn kiểu lồng sóc kép mà tính năng khởi động cũng tốt Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.3 Thiết kế dây... Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor - Động cơ càng lớn, tốc độ càng b42 h42 cao thì chiều sâu của rãnh Rotor hr2 càng lớn br2 h1 hr2 Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor Thiết kế rãnh Rotor phải làm sao cho mật độ từ thông ở răng và gông Rotor phải nằm trong phạm vi thích hợp (tham khảo các bảng 10.5 trang 240 giáo trình thiết kế máy điện) Trước khi thiết kế rãnh... sắt Rotor l2 thường thiết kế bằng chiều dài lõi sắt Stator l1 hoặc dài hơn 4 đến 10 mm Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor Một vài dạng rãnh Rotor đặc biệt - Dạng rãnh Rotor lồng sóc kép mk k pc = ik Cũng như dạng rãnh sâu, dạng lồng sóc kép làm cho cosφ xấu đi và cosφ càng thấp khi hệ số phẩm chất càng lớn (mk là bội số momen khởi động, ik là bội số dòng điện khởi động) Phần 2 Rotor. .. (b) 4-pole short circuit Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.3 Thiết kế dây quấn rotor Dây quấn Rotor đúc nhôm với các cánh khoáy gió trên vành ngắn mạch Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.3 Thiết kế dây quấn rotor Đối với lồng sóc kép: có 2 lớp thanh đồng, thanh đồng lớp trong hơi nhỏ hơn lớp ngoài một chút Có 2 vành ngắn mạch riêng biệt Đối với lồng sóc rãnh sâu: thanh đồng có thiết diện hình chữ nhật, đầu... thấp xuống một ít Vì vậy không nên lấy bn quá lớn Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor Thường trong các máy KĐB công suất nhỏ ta chọn Z2 < Z1 để cho răng rãnh Rotor khỏi quá nhỏ Trong các máy KĐB công suất lớn , để giảm điện kháng tản Rotor, ta chọn Z2 > Z1 Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor Chọn dạng rãnh cho Rotor - Thiết kế dạng rãnh Rotor cũng là xác định... momen phụ đồng bộ, không đồng bộ Cũng như momen phụ gây rung và ồn ta tuân theo sự phối hợp số rãnh Stator (Z1) và số rãnh rotor (Z2) như sau: Phần 2 Rôto kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor Để loại trừ momen phụ đồng bộ khi mở máy, cần chọn: + Z2 ≠ Z1 + Z2 ≠ 0,5 Z1 + Z2 ≠ 2 Z1 + Z2 ≠ 6 P g với g=1,2,3… Phần 2 Rôto kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor Để tránh momen đồng bộ khi quay... toán cơ về trục Khi Rotor có giá đỡ trục thì đường kính trong lõi sắt Rotor được thiết kế theo yêu cầu đảm bảo mật độ từ thông ở gông Rotor nằm trong phạm vi cho phép Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor Đối với lõi sắt Rotor của động cơ điện cao áp U = 6000 V với chiều cao tâm trục h ≥ 400 mm, cũng như lõi sắt Rotor động cơ dây quấn, bề mặt các lá tôn đều được phủ sơn cách điện. .. 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.3 Thiết kế dây quấn rotor Một vấn đề nữa cần xét đến khi thiết kế dây quấn của Rotor kiểu lông sóc, đó là sự thay đổi của điện trở Rotor r2 và điện kháng Rotor x2 khi khởi động - Khi khởi động do tần số Rotor cao nên do hiện tượng hiệu ứng mặt ngoài, dòng điện sẽ tập trung lên phía trên rãnh Vì vậy ta cần xác định độ sâu quy đổi h r của rãnh Và dựa trên cơ sở đó xác định điện. .. Std = J td Iv Sv = Tiết diện sơ bộ của vành ngắn mạch Sv Jv bv ≥ 1, 2hr 2 Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor Hình ảnh vành ngắn mạch trong Rotor lồng sóc Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi sắt rotor Ở hai vành ngắn mạch thường đúc liền cánh quạt Kích thước cánh như hình 10-9 và số cánh theo bảng 10-7 trang 250 giáo trình thiết kế máy điện Điều cần chú ý là khi tính... theo đó sẽ xác định được điện kháng của thanh dẫn Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.3 Thiết kế dây quấn rotor Trình tự tính toán và các biểu thức tính các tham số r2 và x2 được nêu chi tiết trong các trang 254 ÷ 258 của cuốn giáo trình thiết kế máy điện (các bạn đọc tham khảo thêm) Phần 2 Rotor kiểu lồng sóc 2.4 Một số hình ảnh về Rotor lồng sóc Quạt thổi hơi sử dụng Rotor lồng sóc . Bộ Công Thương Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN Đề tài: Thiết kế Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ Phần 1. Giới thiệu về phần quay của động cơ KĐB rôto lồng sóc Phần. tạo động cơ KĐB rotor lồng sóc với nhiều cấp tốc độ. Và dùng rotor rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dòng điện khởi động, đồng thời tăng mômen khởi động. Phần 2. Rôto kiểu lồng sóc 2.2 Thiết kế lõi. rôto lồng sóc Hình 3. Dây quấn rôto lồng sóc (a) và rôto lồng sóc rãnh chéo (b) a) b) Phần 1. Giới thiệu về phần quay của động cơ KĐB rôto lồng sóc Ngoài ra ở phần quay của động cơ KĐB roto lồng