Báo cáo nhu cầu và yêu cầu sử dụng máy điện một chiều công suất đến 220kW trong các ngành kinh tế quốc dân

Trang 1

ĐỀ TÀI KC06.19CN

Động cơ một chiều 200kW-750vg/ph-440V

BAO CAO NHU CAU VA YEU CAU SU DUNG MAY ĐIỆN MỘT CHIỀU CONG SUAT DEN 200kW

TRONG CAC NGANH KINH TẾ QUỐC DAN

Sau khi khảo sát tìm hiểu thực tế nhu cầu sử dụng máy điện một chiều trong các ngành kinh tế quốc dân, chúng tơi đã nhận thấy ở Việt Nam, các ngành kinh tế cĩ sử dụng nhiều máy điện một chiều là ngành cán thép, ximăng, khai thác mỏ, đường sắt, ơtơ.v.v Động cơ điện một chiều cĩ đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt nên đặc biệt được sử dụng trong những ngành cơng nghiệp cĩ yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ, giao thơng vận tải Ngồi ra, máy phát điện một chiều dùng làm nguồn điện cho các động cơ điện một chiều, làm nguồn điện một chiều kích từ trong máy điện đồng bộ, trong cơng nghiệp điện hố học như tỉnh luyện đồng, nhơm, mạ điện cũng cần đùng nguồn điện một chiều điện áp thấp

Ở Việt Nam hiện tại chỉ cĩ 02 cơ sở sản xuất máy điện quay trong đĩ chỉ cĩ Cơng ty Chế tạo Điện cơ Hà Nội (tên giao dịch là CTAMAD) là cơ sở duy nhất đã sản xuất được máy điện một chiều Cơng ty CTAMARD cĩ 42 năm kinh nghiệm sản xuất máy điện, ngay từ những năm 1960 cơng ty CTAMAD đã thiết kế và chế tạo các động cơ và các máy phát một chiều cho ơtơ “ LA3 63”, máy phát thơng tin phục vụ cho chiến trường Ngồi nhiệm vụ thiết kế máy điện một chiều phịng Thiết kế cịn nghiên cứu và chế tạo mica cứng, mica dạng tấm để làm vật liệu cách điện cho cổ gĩp Sản phẩm được sản xuất hàng loạt là các động cơ 0,8kW; 1,5kW; động co vagnay phat 3,5kW; động cơ 3,6KW; 16KW.v.v Tham gia sản xuất máy phát một chiều 3,5kW (máy phát hàn) cịn cĩ Nhà máy Chế tạo Biến thế

Trong 10 năm gần đây sản phẩm máy điện một chiều khơng được các đơn vị trong nước chế tạo đo giá thành cao, nghiên cứu chế tạo tồn bộ khuơn gá, thiết bị chuyên dùng để chế tạo một vài sản phẩm sẽ đẩy giá thành lên rất cao (thậm chí hơn cả động cơ nhập ngoại) Do vậy, trên các đây chuyền sản xuất của Việt nam, các động cơ điện một chiều 500kW, 1I8kW quay lơ nghiền xi măng (tại xi măng Bim Sơn, xi măng Chinfon, xi măng Hồng Thạch, xi măng Hà Tiên II) déu ding động cơ nhập ngoại, chủ yếu là của Nhật, Động cơ một chiều dùng cho cán thép 1650kW của Cơng ty Nastteel Vina là của hãng Ansaldo — Italya Các động cơ máy phát của ngành đường sắt như máy phát 830kW, động cơ 200kW là của Liên xơ (cũ), các động cơ cho máy xúc cĩ cơng suất 200kW và rất nhiều máy điện một chiều cơng suất dưới 200kW ở các mỏ, các dây chuyển sản xuất là của Cộng hoa

Trang 2

Liên bang Nga Các động cơ một chiều trong ngành mía đường, hố chất là của Trung Quốc Khi máy điện một chiều bị sự cố, việc mua máy điện một chiều thay thế vào dây chuyền sản xuất cũng gặp nhiều khĩ khăn, nguyên nhân là do sau một thời gian, cơng nghệ sản xuất của các hãng đã thay đổi, kích thước lắp đặt đã thay đổi, do vậy để cung cấp được một động cơ hay máy phát theo đúng yêu cầu về kỹ thuật và khả năng lắp lẫn sẽ mất rất nhiều thời gian

Trong 5 năm trở lại đây Cơng ty CTAMAD đã tiếp xúc với nhiều ngành, nhiều cơ sở sản xuất Nhu cầu sửa chữa thay thế máy điện một chiều ngày càng nhiều Từ năm 1998 đến nay Cơng ty đã sửa chữa nhiều động cơ, máy phát điện một chiều cơng suất đến 1650kW Nội dung sửa chữa chủ yếu là thay dây, thay phần cơ ( nắp, trục, lõi thép rơto, giá than, thay đây cực từ .) Riêng với cổ gĩp động cơ chủ yếu là sửa điểm chứ khơng làm mới vì số lượng khuơn gá nhiều, chỉ phí khuơn gá cho chế tạo cổ gĩp quá cao và vì cơng nghệ rất phức tạp Đặc biệt là nghiên cứu cơng nghệ chế tạo cổ gĩp với số lượng khuơn gá nhiều, quy trình cơng nghệ nghiêm ngặt chế tạo khơng đạt chất lượng O1 chỉ tiết trong hơn 1000 chỉ tiết cũng sẽ phá hỏng cổ gĩp điện

Động cơ điện một chiều là sản phẩm phức tạp nhất trong các loại máy điện quay Dé tai thành cơng sẽ mở ra một hướng đi mới cĩ triển vọng cho ngành thiết bị điện nước nhà Chế tạo được cổ gĩp trong nước sẽ tạo điều kiện cho việc thay thế cổ gĩp của các động cơ sửa chữa, tiết kiệm đáng kể cho các đơn vị sử dụng máy điện một chiều khơng phải nhập ngoại động cơ mới với giá thành cao Các sự cố được nhanh chĩng khắc phục khơng làm ảnh hưởng lớn đến sản xuất kinh doanh của các đơn vị sử dụng Ngồi ra, các nghiên cứu khoa học của đề tài sẽ tạo tiền đề cho chế tạo các máy phát điện một chiều, các động cơ 3 pha xoay chiều cĩ cổ gĩp, gĩp phần tăng thêm việc làm cho người lao động Ở các cơ sở sửa chữa và sản xuất máy điện quay trong nước, tạo thuận lợi cho việc thực hiện chủ trương nội địa hố thiết bị, dây chuyền sản xuất của Chính phủ

Trưởng phịng Kinh doanh Chủ nhiệm đề tài

Trang 3

THƠNG SỐ KỸ THUẬT

ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIEU CONG SUAT 200kW (Sản phẩm mẫu của đề tài KC06.19CN)

TT | Thơng số kỹ thuật | Đơn vị đo | Mức chất lượng Ghi chú

L | Cơng suất kW 200 2 | Téc độ định mức vg/ph 750 3 | Điện áp phần ứng Vv 440 4 | Điện áp kích từ Vv 115 5 | Kiểu kích từ Độc lập 6 } Hiệu suất % 88 7_ | Cấp cách điện 7 EF

8 | Do rung yum <30 Theo JEC317

9 |Do6n dB $85 Theo JEC317

10 | Chế độ làm việc % 100

Trưởng phịng Kỹ thuật Chủ nhiệm đề tài

stp

Doan Van Quy Hoang Thi Luong Hoa

CoE

oh

Trang 4

CƠNG TY CHẾ TẠO ĐIỆN CƠ HÀ NỘI

YÊU CẦU KỸ THUẬT

ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU CƠNG SUẤT 200kW (Sản phẩm mẫu của đề tài KC06.19CN)

1 Động cơ đạt các thơng số kỹ thuật theo hồ sơ đã đăng ký với Bộ KHCN

TT Thơng số kỹ thuật Đơn vị đo Yêu cầu

2 Kích thước lắp đặi phù hợp, đảm bảo lắp được trên máy xúc của Cơng ty Apatit Lao cai

3 Kết cấu động cơ vững chắc, đảm bảo độ võng trục trong khoảng giới hạn cho phép Các chỉ tiết kết cấu đảm bảo chịu được mơmem xoắn khi động cơ làm việc

-_ Yêu cầu các kích thước gia cơng chính xác, nhất là phần cổ gĩp Độ khơng đồng tâm khi gia cơng khơng vượt quá 0,02mm đảm bảo cổ gĩp khơng bị biến động khi động cơ quay gia tốc và đảo chiều

4 Các vật tư sử dụng để chế tạo động cơ mẫu là các vật tư tiên tiến cĩ chất lượng Cao trên thị trường

Trưởng phịng Kỹ thuật Chủ nhiệm đề tài

Trang 5

PHẦN TÍNH TỐN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA CỔ GĨP ‘Dong co 200k W-750vg/ph-440V

1 Kích thước phơi của lam đồng:

Đây là chỉ tiết cĩ số lượng nhiều nhất (ở động cơ 200kW cĩ 168 lam đồng) và cĩ tính quyết định đến chất lượng của cổ gĩp sau khi chế tạo Phơi lam đồng được cắt thành hình chữ nhật cĩ chiều dày là A, chiểu rộng là A, chiều đài là B từ đồng tấm cĩ chiều dày bằng A + lượng dư gia cơng, sau đĩ phơi lam đồng phải được gia cơng để đảm bảo độ chính xác theo dung sai cho phép

Đây là cổ gĩp cĩ phần nối với bộ dây phần ứng khá lớn nên chúng ta sử dụng kết cấu đuơi cờ liền, tức là sẽ gia cơng các lam đồng thành tấm với đường kính lớn nhất phải đủ lượng dư D,„„„ = 442mm , Chu vi đường kính ngồi C = 3,14.442 = 1387,88mm

Để tính gần đúng ta coi các cạnh của lá mica là tuyến tính về đường trịn thì

bề rộng của lam đồng trên đường kính 442mm là:

B=(C~(168.0,8 ) )/168 = 7,4612mm

Theo yêu cầu lắp phép kết cấu tối thiểu ( vì phải cĩ đường thơng giĩ trong

lịng rơto ) thì đường kính trong của cổ gĩp là d = 274mm Như vậy gĩc nghiêng của lam đồng œ = 2008°34”

Kích thước bao của lam đồng là A xB= 85 x 245

2 Kích thước phần bạc cổ gĩp ( cốc ép trước và cốc ép sau ):

Đây là phần cĩ kết cấu phức tạp đồi hỏi độ chính xác khi gia cơng cịn các kích thước tính tốn sẽ chủ yếu dựa theo phương án lựa chọn các vật liệu và độ bền cứng vững của các chỉ tiết cấu thành nên bạc ép và cốc ép

Với các tài liệu của Nga cho phép chúng ta lựa chọn các kích thước theo dãy của cổ gớp và các chỉ tiết khác, cụ thể như sau:

a, Cốc ép trước:

Gĩc cơn để ép các lam động là 33°,

Chiều dài trên tổng thể cốc ép là 77,27mm

Chiều dài làm việc của cốc ép trước trên lam đồng đảm bảo > 25mm Đường kính định vị trên cốc ép sau là D = 265mm

b, Cốc ép sau:

Chiều dài bạc ép lên trục L=217mm _ Đường kính bạc ép lên trục D = 146,65mm Gĩc cơn định vị lam đồng là 33°

Trang 6

Phần tính tốn các kích thước cơ bẳn của cổ gĩp

động cơ điện một chiều 200kW - 750vgíph - 440V

- _ Số lượng bulơng siết cốc ép trước: 08 bulơng M24 bằng thép hợp kim Để cĩ thể chế tạo được các bạc ép đảm bảo gĩc nghiêng thì khi gia cơng thường phải chế tạo các bộ dưỡng được cắt bằng máy cất dây chính xác cao thì mới kiểm tra được

c, Các phễu ép: ( Phụ lục 6 bản vẽ phễu cách điện)

Phễu ép cũng được tính từ các kích thước của cốc ép trước và cốc ép sau sao cho các chỉ tiết được lắp ghép vừa nhau khơng cĩ khe hở và đảm bảo chiều dal lam việc của phần lam đồng

Theo các tài liệu của Nga cho chúng ta lựa chọn với đường kính định vị lam đồng D = 265mm thì chiều dày của phễu cách điện phải là 2mm

3 Tính tốn kích thước của các lá cách điện ép phếu: (phụ lục 7 hình vẽ lá mica ép phu

Kích thước của các lá cách điện được tính tốn theo lý thuyết và thử nghiệm trên từng lớp ép của phếu để sao cho các lá của phếu cách điện khơng cĩ hiện tượng trùng mép khi xếp chồng các lớp để đạt chiều dày 2mm

a, Bán kính phía ngồi của lá sécmăng được tính sao cho khi xếp tồn bộ lá sécmậng thì kín trên khuơn ép:

R, = 9,55.D, + 10 = 9,55.333,45 + 10 = 3194,4mm

b, Bán kính phía trong của 14 sécmang:

Rz=R,—(a + 1,15.b+c+ 3/21 + ry + 20)

Trong đĩ:

E; là bán kính ngồi của lá sécmăng

a là chiều sâu của phễu cách điện a = 79,27mm

b là chiều đài phần làm việc của cổ gĩp b = 22,77mm

c= 5mm là chiều đài phân định vị các lam đồng lên cố ép trước và cốc ép sau,

r¡ = 2mm là bán kính lượn được quy định với đường kính cổ gĩp 1; = 2,ðmm là bán kính lượn được quy định với đường kính cổ gĩp

Vay: R, = 3194,4 ~ ( 79,27 + 1,15.22/77 + 5 + 3,22 + 2,5 +20)= 3055mm

c, Chiều rộng phải cắt trên bán kính ngồi của sécmăng:

Trang 7

động cơ điện một chiều 200kW - 750vg/ph - 440V

d, Chiều rộng phải cất trên bán kính trong của sécmăng: A, = 0,327.R,+x= 0,327.3055 + 10 = 1008,985mm e, Bé rong bước cắt răng lược trên sécmăng: s=(0,329.R; +x )/2 = (0,329.3055 + 10 3⁄40 = 25,37mm Trong đĩ z = 40 là số răng lược cất trên lá sĩcmăng

†, Bê rộng miếng răng phải cắt:

t=(0,329.R; — 3,14.( 268 — 20 ))/40 = 5,659mm

gø, Khoảng cắt theo chiều cao sécmăng nhưng khơng đứt ra: 1, =2,6.r, = 2,6.2 = 5,2mm

h, Khoảng cất theo chiều cao sécmăng cắt đứt cùng bề rộng cắt:

Trang 9

if

416 thong gid céch đều

lỗ M2/ suốt cách đầu

@l6 -T2 - @2O- Mica cach dién Mica cing day 0,8

¬ lOr8/6 -T2 -g2o - a7 Bulơng M24x0 08 C45

6-72 - #20 - Gốc sau 01 C45 | 9/6 -T2~ goo - 00 Cốc trước of C45

DEB/8 12 - 400 - 006 Phẫu cách điện 02 Mica mém

DE BIS -12- 400 -00 Lam đồng 168 Đơng Mĩ

Ký hiệu Tên gọi Sig | Kig Vat liéu Ghỉ chú

| DE TAI KC.06.19 CN

(Ro DONG CO MOT CHIEU 200 kW - 750vg/ph - 440V

Đ£8/6- T2 - #0O ¬ 000 We ÌSđ| S4g | S Liệu

ị H.hoa Chirky | Ngày

Sốlượng | Kluong (kg) TONG ĐỒ CO GOP Í Tkế Vĩnh Ị i Ksoat Son 01 188 13 Tờ: S6 te: T ' ` T chuẩn | C.nghé

Trang 11

(307,57) (8286,43) BISS

4ranh thơng giĩ cách đâu

Yêu câu kỹ thuật:

- Tiện các gĩc cơn cần phải tiến hành rà theo dưỡng,

- Tiện mặt cơn 30° trước khi tiên mặt cơn tạo thành gĩc 33°

= ĐỀ TÀI KC.06.19 CN

= DONG CO MO? CHIEU 200 kW - 750vg/ph - 440V

\Sa|Sig| Stlieu | Chaky | Noay „ ?DE8f6- 72 - #00- 002

A.hog afl COC EP TRUOC S6iuong _| Kiuong (kg) | Vb

TRE Vinh YO Ì m mg

K.sốt Sơn Albee

- |T chuẩn hed ae Tờ Số lỡ: T

[Crate | tgs fino p#/2⁄ cas

Trang 13

Ạ _ y/ 4

4lỗ thơng giĩ cách đều

Yêu cầu kỹ thuật:

- Tiện các gĩc cơn cân phải tiến hành rà theo dưỡng

- Tiện mặt cơn 30° trước khi tién mặt cơn tạo thành gĩc 33° 7

- Các gĩc khơng ghi lượn R†,5,

ĐỀ TÀI KC.08.19 CN

ĐỘNG CƠ MỘT CHIẾU 200 kW - 750vgịph - 440V-

| Sig} Stieu | Chay | Ngy DE 8165-72 - 400 - 003

Hhoa AL COC EP SAU Sốlượng | Kiượng(@) | T/IỆ

Vm_ |ÁJƑ }c/o7Z4 01 25

Ksốt Son | LA A poe! 7

T.chuẩn _ ã Tờ: SO te T

Cnghe | 2 |2 v02 CAS ; ,

Pưám an ol Lao CONG TY CHE TAO ĐIỆN CƠ HÀ NỘI

Trang 14

Ra125 | 42 “4 Rãnh lồng day roto Ra32 _2°08'S4" 1 my , 44 to q al = 1 ! ‘ \ Ra32 / oN LỊI | IN AA x ——T————— Ị8 2!

Kiểm gĩc nghiêng theo dưỡng kiểm Sy

DE TAI KC.06.09 CN

DONG CO MOT CHIEU 200 kW- 750vg/ph - 440V

Sd) Sig | Sitlieu | Chữký | Ngày LAMB 6 NG DEG16-T2- 400 - 004

Hhoa AA Sốlưng _| Khương (g) | Tỷ

TKS | Vinh L⁄/4 <BẢN VỀ GIA CONG> 168 Ì

Ksốt | Sm Tf] ‘tig

T.chudn Ne ZZ Tờ SO te: T:

Cnghệ | Z2, ECx\ 0 Đồng Mt

Trang 15

—T———- — Ỷ — ———- 85 + 0,8 Co [ J t

Sau khi cắt mica phải phẳng nhấn

Làm sạch bavia trước khi xếp ép

ĐỀ TÀI KC.06.09 CN

BONG CO MOT CHIEU 200 kW - 750vg/ph - 440V

Sd|Sig| Stiga | Choky | Ngay 0E816 -7T2 -400- 005

Higg TE Vinh 2⁄4 ¿ At Oy MICA CÁCH ĐIỆN | 5mm [Kereta | T7 , 168 " ` H

Ksoi | Son “| AE |, ,

T huấn a , Tờ Số: T:

| Cnghệ pm | 257 —4/24\ 41/02 J%.l-fụ Mica cứng dây 0,8mm CƠNG TY CHẾ TẠO ĐIỆN COHA Nội

mg | Wm XI Tag | TT T77 TT TT

| Ksốt Sơn II 04 ‘

T.chudn Tờ: E73 E

Cnghệ | 7: L4 w2)⁄2/04 Mica cách điện mềm

Trang 17

2.1 TÍNH TỐN TRỤC

Các thơng số để tính trục :

Cơng suất động cơ :200kW

Tốc độ :790vgjph

Đường kính ngồi rơ to : Ð =423mm Chiểu dài lõi tơn > L =506mm

Khe hở khơng khí giữa stato và rơ to 8 = 0,425 cm

Động cơ truyền động bằng khớp nối cĩ đường kính truyền động Dạ = 200mm Trọng lượng rơ to :G = 743.55kg

+ Tính độ cứng vững của trục :

A- Tính độ võng (rực

Trong thực tế cần phải tính chính xác độ võng trục ở tâm rơ to dưới tác dụng của tất cả các lực tác động cĩ thể gây ra độ võng lên trục

Kích thước trục

øZ00

Trang 18

Thiết kế tính tốn kết cấu động cơ 200kW-750vg/ph-440V

Trong thực tế khi làm việc, trục làm việc ở tư thế nằm ngang nên trong lượng của rotor gây ra độ võng trên trục mà độ võng cịn chịu thêm tác động của lực hút điện từ và momen truyền động qua khớp nối

Mơ men quay định mức của động cơ

Mụ = 97500 = 97500 = 26000kG.cm

n

Phản lực truyền tác động lên đầu trục của động cơ -

M

Pak,

Trong đĩ:

K.; hệ số truyền động, trong trường hợp truyền động bằng khớp nối thi lấy K,=0,3 R là bán kính tác dụng của mơmen M, tác động lên rotor R = 10 (cm)

26000

=0,3x 10 780kG

Độ võng trục dưới tác động của lực truyền tải P,

- đục

f, = sen (0,5/3,—Ÿ6)etbSa]

Trong đĩ:

c là khoảng cách từ đầu trục tới gối đỡ gần nhất c = 40.5 (cm)

xix 3 $,=2 i + S,= ep ~yẺ zl J, 20 2 S2 Ly — ¬

x„ y là các khoảng cách từ các mặt cắt nguy hiểm tới gối đỡ như hình vẽ

Trang 19

J, là mơmen quán tính ở các tiết diện ¡ j, = aa}

Trang 20

Thiết kế tính tốn kết cấu động cơ 200KW-750vg/ph-440V

Lập bảng tính tốn các giá trị S., S,, Sạ như sau:

Tiết d, Ji Yi N VY YU-YLa yỉ yy Yo¥iis

diện | cm} Cm' cm | , Phần bên phải trục 1a 13 | 140128 | 6.25, 244.14 244.14 0.174226 } 39.0625 } 39.0625 | 0.0278 2a 14 | 1884.78 | 20.25 8303.76 8059.62 4.276159 | 410.062 | 370.99 | 0.1968 343 2 2 $= 527% = 4.450385 J, Spi TY | = 9.295 7, , Phần bên trái trục Tiết q, 4 Xi x xX Xu dién | cm cm! cm j 1b 13 | 140128 | 6.25 244.14 244.14 0.174226 2b 15/5 | 2831.89 | 15.75 3884.7 3640.56 1.285558 =-y* `=x a $= ye = 1.450784 J, n= — 80.005 15 102,6.0,225 — 4,450385 )68,85 + 46,25.1,45978] 3,2,1.10°.102,6 =0,001022(cm) Trọng lượng phần ứng : G= 6.3(DỶ I+D,?.IL).10-3 = 6.3(42,32.50,6+34,22.23,5).10-3= 743.55Kg _ T43.55 3.2,1.10° 102,67 =0,000245(cm) fo |(1,5.102,6.0,225 — 4,450385)68,85 + 46,25 1,45978]

Trong khi chế tạo động cơ khe hở khơng khí õ (trong động cơ này khe hở khơng khí là ồ = 4,25 cm) khơng thể đồng đều trên suốt chiều dài, cũng như ở mọi điểm trên đường kính do sai số cho phép trong khi chế tạo và lắp ráp

Trang 21

Độ lệch ban đầu của rơ to là :

9; = 0,1 õ + f, + f,, =0,1.0,425+0.000245+0,001022 = 0,0437 (cm)

Chuyển địch ban đầu làm xuất hiện lực điện từ Tụ :

_ 3x42,3x50,6x0,0437

đ

T,=3DL = 0,425 = 660,2 (kg)

Độ võng trục ban đầu sinh ra do lực điện từ :

42 =0,000245, -5592_ = 0000217 (cm) G 743.55

Tỷ lệ độ võng sinh ra do lực điện từ và độ lệch ban đầu :

f „ 0000217 _

m= e, 00437 = 0,00498

Độ võng cuối cùng do chuyển dịch tiếp theo dưới tác động của các lực điện từ bổ

Sung {, = ~ƒ?_ = 2000217 ~ 0 000218(cm) l—m 1-0,00498 Tổng độ võng của trục : f =Íc +, + fy =0,000245+0,001022+0,000218 = 0,001485 (cm) Độ võng cho phép đối với động cơ khơng đồng bộ là 10% khe hở khơng khí

10%.õ = 10% 0,425 = 0.0425 cm

Kết quả tính tốn cho thấy độ võng trục của động cơ 200kW - 750vgiph - 440V

Trang 22

Thiết kế tính tốn kết cấu động cơ 200KW-750vg/ph-440V

B- Tính ứng suất ở mơt số mặt cắt xung yếu trên trục : Ta cĩ sơ đồ tác dụng lực lên trục như sau :

Gi fT, M, P4 th Car nl are T et Tính phản lực tại các gối đỡ:

Tai gối A: Ta cĩ phương trình cân bằng mơ men sau:

XM,=0

P.„c+(G+Tạ).b-P,.Í=0

780.384,5+(743.55+660,2).688,5-1151.P.=0

P= 780.384.5 +(743,55 +660,2).688.5 = eee 1151 =843,07 kG

Tai gối B: Ta cĩ phương trình cân bằng mơ men sau:

>M,=0

P (ctl) - (G+T,)a- Pa.I=0

780(384.5+ 1151)-(743 55+660,2)462.5-1151.P,=0

Trang 23

= 780.(384.5 +1151) - (743.55 + 660,2).462,5 „ A7e 8 KG

Pa 1151

Ta vẽ được biểu đồ lực và biểu đề mộ men như sau:

G+To (3155,1kG.cm) / x (2118,94kG.cm) cà ii ao | | (26000kG.cm)

Tính tốn các mặt cất nguy hiểm trên trục động cơ

4- Mặt cắt 1b : Đầu trục truyền tải cĩ then truyền lực Theo biểu đồ mơ men uốn và xoắn ta thấy rằng tại các vị trí từ giữa rơto đến đầu trục nối tải chịu uốn xoắn đồng thời - Mơ men uốn tại mat cat 1b:

Trang 24

Thiết kế tính tốn kết cấu động cơ 200kW-750vg/ph-44OV

M, =P, c = 780.38,45=29991 KG.cm - M6 men xoan :

M, =P,.R =M,, = 26000 KG.cm

- Mé men chéng xoan : Tai thiết điện này trục cĩ rãnh then do đĩ ta tính mơ men chống uốn và chống xoắn theo cơng thức sau:

nd?

32

3

w= 214.13" =915.68 (cm)

Mơ men chống xoắn:

3 3

W _aAd* _ 314.13 0° —"

32 16

= 431.37 (cm?) ở đây d- thiết diện trục

d=13(cm)

Khi đĩ ứng suất tương đương tính theo lý thuyết bền thứ 4 cơng thức như sau:

_ YM? +(0,75.K Mx)’ _ 3|29991” + (0,75.2,5.26000)” _ W 215.68 265,38(KG/cm?)

td

-Ứng suất uốn pháp ở đầu trục 1 c

oe Ma _ 29991 W 21568 =139,05 (KG/em?) - Ứng suất cắt ổ đầu trục 1 c M 15 + - 2600) _ eo 27 (KG/cm?) W, 43136

Trang 25

2- Mặt cắt 2b : - Mơ men uốn :

M, = P.(c+y,) - Pạ.V;

=780.(38,45+15,75) - 745,59.15,75= 30532,95 KG.cm

- Mơ men xoắn

M, = 26000 KG.cm - Mơ men chống xoắn :

3 4 3

We Z4 314.145" _ 299,29 (cm)

32 32

-Ứng suất tương đương ở mặt cắt 10:

_§M2+(0,75.K.M,)* _ {30532,95? +(0,75.2,5.26000)? W 299,29 Oy = 192,196(KGicm?) 3- Mặt cắt 2a :

- Mơ men uốn : M, = Pay, = 714.15 31,85 = 22745,67KG.cm - Mơ men xoắn My =0 KG.cm - Mơ men chống uốn :

3 - 43

We aoe = 269,39 (cm)

-Ứng suất tương đương ở mặt cắt 1b: M,, _ 22745,67

clive cSt =B4á4 2

Org W 26939 84,43(KG/cm*)

Trang 26

Giới hạn bền cho phép của thép 45 cĩ tăng bền và khi cĩ ứng suất tập trung là do gĩc lượn dat gia tri :[ø]=750 Kgicm?

Ở tất cả các mặt cắt ứng suất đều nằm dưới giới hạn cho phép

Trang 27

c.Tính tốn ổ bỉ:

1 Chọn loại ổ lăn :

Chơon loại ổ bi đũa đỡ chặn † dãy CCX C8

2 Chọn sơ đồ kích thước ổ :

4 a a

Với kết cấu trục như trên và đường kính ngống trục 130, chọn ổ bi đũa cơn cỡ trung NJ 326EC cĩ d= 130, D=280 ; B = 58; C = 720000N; Co=750000N

ôâ _ Tính kiếm nghiệm khả năng tải của ổ :

Với kết cấu trục như trên phản lực trong mặt phẳng zox Lực tổng tác động lên hai ổ

F, = P„ = 7455,9N

F,=P,=7147,5N

Theo cơng thức (11.3- TKCTM) với Fa = 0 tải trọng quy ước : Q=XVF,.K,K¿ = 1.1.7455,9.1.1 = 7455.9 N.!

(X; V; KK, là các hệ số )

Theo c.thức 11.1 — TKCTM, khả năng tải động C,= gt = 7,4559, 2250 =97,7kKN< C= 720kN

Trong đĩ : L = 60n.Lh/10® = 60 750.50000/10% =2250 triệu vịng quay

Trang 28

Dùng ổ bi m=3 Khả năng tải động cử ổ đảm bảo 2) Kiểm tra khả nang tinh

Theo CT 11-18 Q< Cạ Trong đĩ: Q, = Xụ.F, + Yạ.F,

VIF,=0;X, = 0,6; Yạ =0

Q, = 0,6.7455,9 = 4473,54 < C, = 750000N

Vậy khả năng tải tĩnh của ổ đảm bảo

Trang 29

PHẦN TÍNH TỐN CHUỖI LẮP GHÉP CỦA ĐỘNG CƠ MẪU

Các thơng số ban đầu:

1 Cơng suất định mức P„„ = 200kW

2 Điện áp định mức phần ứng Ủ„„ = 440V 3 Tốc độ quay định mức n = 750vg/ph 4 Chiều cao tâm trục H = 400mm

( Kết cấu của động cơ theo tổng đơ nháp hình trang sau ) 1 Tính tốn chuỗi lắp ghép thân — nắp và vai trục

- _ Tổng chiều dài trên thân - nấp: l

Lụy, „y = Lthân — 2.B,„„ „ = 1250 — 2.70 = 1110mm

- Téng chiéu dai vai trục:

Lval trục = Luap mẹ — 2-Bụ¿ pi = 1110 — 2.42 = 1026mm

Như vậy chuỗi lắp ghép là khép kín khơng bị thừa thân — nắp hoặc thiếu vai trục 2 Tính tốn chuỗi lắp ghép đảm bảo đồng tâm rơto và stato

-_ Tổng chiều dài từ đầu thân đến lõi thép stato trên thân:

Le = Lá màn — tam cực chính — L/2-Leye chinh = 510 — 1/2.459 = 280,5mm

- _ Tổng chiều dài từ đầu thân đến lõi thép rơto trên trục:

Lieto = Brip ti + Boac bi + Lue 155 + Byann pi = 70+ 42 +95 + 65 = 272mm

Vì kết cấu của loại động cơ này tương đối đặc biệt nên để khử các sai số khi chế 'tạo và giảm từ tản trên bộ dây thường làm lối tơn rơto dai hơn stato Ở đây lõi tơn

rơto sẽ dài hơn lõi tơn cực từ stato 20mm và chia đều cho 2 bên

VAY Lyoto tinh oan ly thuyết = Luạa + 10 = 272 +10 = 282mm

Dung sai là 1,5mm cho phép chế tạo được 3 Tính tốn chuỗi lắp ghép trên giá than

- _ Chiểu đài tâm hộp than trên giá than số 1:

Trang 30

Phần tính tốn kích thước của chuỗi lắp ghĩp động cơ điện một chiều 200kW - 7B0vgiph - 440V

- _ Chiểu đài tâm viên than số 1 trên cổ ghĩp:

Lcổ ghép = Ltrén nap + Ltrén bạc bị + Lvai cổ gĩp — Llam đồng + 1/2.Lthan = l5 + 42 + 265 — (280 - 25 —- 15 ) + 25 = 107mm

Khi ta tính chiều đài này là thơng qua cổ gĩp nhưng khi lắp tổng thể sẽ cĩ 20mm

chuyển dịch viên than trên cổ gĩp Do vậy các vị trí là trùng khít trên hệ thống giá than và cổ gĩp

Trang 31

b| 7250 6À Kế 3, - 42 ——— S10 the /#£ 28 - /£o 1$0 — —— Đ r ĐĨ G rf I ear q a G Gl § $ Sx 22x Ũ oe M26 x [Ben w ae j | beléag | aeteng 1 8 za HY pee) SP CL

Then Hau Truc ARG Progr

K2 đ vs i i : ơơ [a fa 1 “H“H“ 26} 44+ 5 $ š T=, = = _ g oR ` c

#Ị tS 4 buh HS ile est YR

thủ chư : ước bu trae het vba +

»? ^~ - `

TONG B0 NHAP +9 cơ 200KW- 750

4

W/k- 422V sêf dua,

Trang 32

260 ⁄ c0 190_ ` rf ~ = 1 —t § Ề § là + —E [6E M8 Than 2}

S0x @ŠxÉƠ , Sly: A2

825

fein & 3 O ahs dat *

Trang 33

PHẦN TÍNH TỐN ĐIỆN TỪ

Các thơng số ban đầu:

1 Cơng suất định mức P„„ = 200kW

2 Điện áp định mức phần ứng U„„, = 440V 3 Tốc độ quay định mức n = 750vg/ph 4 Chiều cao tam trục h = 400mm

Động cơ làm việc ở chế độ kích từ độc lập khơng cĩ dây quấn ổn định tốc độ,

cấp bảo vệ IP 23, động cơ lắp đặt kiểu ngang A CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

1 Theo hình 12 — 1, hiệu suất của động cơ lấy bằng Tị = 90% ( trị số trung bình ) 2 Sơ bộ xác định dịng điện của động cơ:

P„.10) — 200.102 Tị.U 0,9.440

= 505(A)

lan =

Trong d6: 1 1a hiéu suat cha d6éng co n = 90%

3 Dịng điện phần ứng theo bang 12 —1 lấy k, = 0,0065:

Tne = (1 —k, ).1 = (1 — 0,0065 ).505 = 501,7175 (A) 4 Cơng suất điện từ theo ( 12 — 1 ):

P =k, P= 0,935.2 = 207,77 (kW) nN 0,9

5 Đường kính ngồi phần ứng Theo bảng 12 — 2 với h = 40cm lấy D = 42,33 (

Trang 34

Phần tính tốn điện từ động cơ điện một chiều 200kW - 750vg¡ph - 440V

6 Hệ số cung cực từ œ, Theo hình 12.2 lấy œ, = 0,68 7 Tải điện từ A và B, Theo hình 12 - 3 lấy:

A=310 A/cm; B, = 0,87 T

8 Chiều dài tính tốn phần ứng:

l= 61.P10 _ 6,1.207,77.10"

5 ts ABs, D?.n 0,68.310.0,78,42,337.750 =51,4(cm) Lấy 1, =1, = 50,5 cm 1am mat doc truc

9, Hệ số À:

Theo hình 12 — 4 trị số này trong vùng cho phép 10 Số cực từ: Theo hình 12 —5 lấy: 2p=4 11 Bước cực: te ED _ 14233 4 2p = 33,229 (cm) 12 Chiéu dai tinh todn cha mat cuc tir:

b, = œ,.t = 0,68.33,229 = 22,59 ( cm )

Trang 35

b,, = bs = 23,4 (cm)

B DAY QUAN VÀ KÍCH THƯỚC RÃNH PHẦN ÚNG:

14 Theo bảng 12 — 3 chọn dây quấn hỗn hợp ( Vì điêu kiện đổi chiểu khắc

nghiệt ):

15 Dịng điện một mạch nhánh song song:

¬ _ S017

ig= S2= Sy = 62,71 (A)

Số mạch nhánh song song a = 2, mà cĩ 2 mạch nhánh

16 Số thanh dẫn của dây quấn:

Na EDA _ 1.42,33.310_ 67g

i, 62,71

17 Số rãnh phần ứng theo ( 12 — 10 ) với tâm trục là 40cm theo bảng ta chọn lomin = 1,8cm ; 12„„„ == 4cm do đĩ: Zmnax = ED _ FA4233 = 74 ( rãnh ) bo nin 18 Zin = = - ¬ = 33 ( rãnh ) 2max Chon Z = 42 do vay t, = =3, ,16 (cm)

18 Số thanh dẫn tác dụng trong 1 rãnh của cả 02 bộ dây:

N.=Ÿ ~Ê2 ~1614 Z 42

Trang 36

Phần tính tốn điện từ động cơ điện một chiều 200kW - 750vg/ph - 440V

19 Vì dong điện phần ứng lớn nên ta chọn dây dẹt hình chữ nhật và rãnh

hở

20 Số phiến gĩp G theo số rãnh nguyên tố u = G/Z với các phương án như sau:

P/án u G=u.Z W, =N2G Uoy CV ) 1 1 42 § 41,9 2 2 84 4 20,95 3 3 126 2 13,96 4 4 168 1 10,47

Vi Usep = 2p-U/G = 4.440/G = 1760/G lay trong khoắng 10V nén ta chon phuong 4n 4 Nhu vay s6 vong day cia 1 phan tit w, = 4 86 phién gĩp là G = 168 21 Tải đường:

Az Nb „ 6126271 _212( A/cm ) nD 442,33

22 Hiệu chỉnh lại chiều dài lõi thép phần ứng:

505.212 = 50,3 (cm) 317

ul

A

lạ — 8 6 A

23 Chiéu đài phần sắt của phần ứng:

lạ, = l„k, = 50,3.0,97 = 48,8 ( cm )

24 Đường kính ngồi cuả cổ gĩp theo ( 12 - 15)

D, = (0,65 + 0,8 ).D = 27,5 + 33,86

Trang 37

aDs _ 1.38

= 8 = =0,710

tg G 168 ,710 (cm) 27 Dịng điện rãnh:

I, =i,.N, = 62,71.16 = 1003,36 (A)

28 Mật độ dịng điện trong dây dẫn phân ứng ( sơ bộ ):

AJ, _ 13000 _ 2

J,= 1 “ng =4,1 ( A/mm) 29 Tiết điện dây dẫn:

A 62,71 - 2

S = 7, “an 15,29 ( mm )

Vì rãnh chữ nhật hở nên chọn loại dây 1,8x8,5 dây bọc sợi thuỷ tỉnh Khi đĩ s = 1,8x8,5 = 15,3 mm’

Mật độ dịng điện:

62,71 2

=—=-41 :

J, 153 4,1( A/mm“)

30 Sơ bộ xác định tiết diện rãnh phần ứng Lờy hệ số lấp đây k„ = 0,75 ( vì dây là rãnh hở ) khi đĩ diện tích rãnh là:

N,uab _ 161885

S,= k, = 0,75 = 326,4 ( mm? )

31 Chiéu rong răng phần ứng:

yx Bate = 987316 _ 1 69 (om),

B„k, z2 1610/97

32 Kích thước rãnh hình chữ nhật với các kích thước:

Rộng rãnh R = 11,3 mm

Trang 38

Phần tính tốn điện từ động cơ điện một chiều 200kW - 750vgíph - 440V

33 Hệ số lấp đầy rãnh:

Phần nêm + dây băng dai = 4,5mm

Do vậy Š„,„ = 11,3x41 = 463,3 mm’ Hệ số lấp đầy rãnh: S k,= 2 = 22288216 _ 9 6685 S ons 463,3

34 Các bước dây quấn:

35 Chiều dài phần đầu nối dây quấn:

Bộ dây xếp ( được đặt ở phía trong bộ dây sĩng ) Ly = Ky-Tya, + 2B

Trong dé: B= 1, ky = 1,15

x(D-h,,)y, _ (42,33-4,5).9

Ty2 = = =

Vay 14, = 1,15.6,35 + 2.1 = 9,3 ( cm )

Bộ dây sĩng ( được đặt trùm bên ngồi bộ dây xếp ) Las = Ky-Tyo, + 2B

Trong dé: B=2; ky = 1,15

Tyg = TP ahead Ya „ 4233-43)19 _ 7 065 (em)

Vay 14, = 1,15.7,065 + 2.2 = 12,14(cm) 36 Chiéu dai trung binh mot vong day

Bộ dây xếp:

l¿ = 2C l2 + 1g, ) = 2( 50,3 + 9,3) = 119,2 cm, Bộ dây sĩng:

lasing = 2C 1p + 1a, ) = 2( 50,3 + 12,14 ) = 124,88 cm 37 Chiều dài tồn bộ dây quấn:

ly = In + Le =

Laing = Flag 10" + 1,102 =

= 1192107 + *S 124,88.107 = 410 ( mét )

Trang 39

*)

nh tốn điện từ động cĩ điện một chiễ

Phần tí

% _ 1 46.s,.(2a)” 46.1,8.8,5.(2.2)°

T1

39 Trọng lượng đồng của dây quấn phân ứng:

Go, = 8,9 Ly 82.10" = 8,9.410.1,8.8,5.10° = 55 (kg )

40 Đường kính trong phân ứng: Dạ,=0,3.D = 0,3.42,33 = 12,7em Lấy Dạ= 14,5cm 41 Chiêu cao lựng phần ứng: hy = D-ÐĐ, -h= 42,33-145 _ 455 = 9,36 cm 2 r 2

42 Chiều dài tính tốn của rãnh phần ứng: h, =h,= 4,55cm

43 Chiéu dai lưng phần ứng:

(LD, +h

Lo= (Do + hea) | .= 1.045 +9.36) „o3 6 =28 cm

2p 8 4

C KHE HỞ KHƠNG KHÍ, CỰC TỪ VÀ GƠNG TỪ

44 Khe hở khơng khí theo ( 12 — 21 ):

Trang 40

Phần tính tốn điện từ động cơ điện một chiều 200kW - 750vg/ph - 440V

6 day lay k, = 0,945 theo bang 12.1

47 Từ thơng dưới mỗi đơi cực:

60E _ 60.415,8 pNn 2168.750

œ= =2,38.10' E (Wb) Vì a = 4 nên phải chia N cho 4

48 Kích thước cực từ chính:

Cực từ được làm bằng thép 32212 dày 0,5mm Chiều dài cực từ:

1, =1,= 48,0cm

Hệ số ép chặt cực từ 0,96

Chiều rộng ra của 1 bên mặt cực từ:

b, = bn, —b, = 0,1.b,, = 0,1.23,4 = 2,34 cm

Lay b, = 2,3cm

Hé s6 tan tir trén cuc tir ldy a, = 1,15cm 49 Chiéu ronge thân cực từ:

b, = b,, — 2.b, = 23,4 -2.2,3 = 17cm

50 Tiét dién gong tir:

6 day lay B,, = 1,32T 51 Chiều dài thân máy:

1, =1, + 0,4.D = 50,5 + 0,4.42,33 = 67,43 cm

52.Chiéu day than máy đồng thời là gơng từ:

Ss

hy = “# = 1273 = 1,59cm i, 67,42

53 Đường kính ngồi thân máy:

D,¡=2.h — (6 + 10) = 2.40 — 6,3 = 73,3 cm

Định dạng
Số trang	69
Dung lượng	1,49 MB