Thiết kế lập trình cho động cơ một pha điện dung theo phương pháp tối ưu nhất

DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG làm giảm dòng từ hoá, làm tăng hiệu suất máy điện hệ số coscp MỒ ĐÀU Em sử dụng phương pháp duyệt toàn lưới trình thiết kế Động công suất nhỏ ngày sử dụng rộng rãi nhiều *Nghiên cứu ảnh hưởng mômen phụ động không đồng lĩnh vực công,nông nghiệp,trong tự động hoávà máy tính,trong bộ: Phân loại, nguyên nhân cách khắc phục hàng *Mộtsinh số đình Động sử dụng độngcơcơcông điệnsuất dung không,trong hoạtý gia nhỏ đa dạng phong độloại emchức hạn chế Tất điều kiện thời gian đồng có hạnbộnên phúDo vềtrình chủng động không mộttrong pha suất nhỏ có nhược điểm có chốt li tâm rơ le chuyên công thiết kế nhiều phầnđộng tính toán đượctớitốilàm ưu.tăns Em giá mong dụns để ngắtcòn phần tử khởi Điềuchưa dẫn thành độns hướng chỉtinbảo thầy cô giáo emđộđược hiểucủa sâuđộng làm dẫn giảmvàđộ cậytận củatình chúng.Trong trường họpđểkhi tin cậy máy động điệnyêu dung đóngđiện vai nói trò chung quan trọng nhấtcơcòn cầunói môriêng men khởi động không cao, người ta thường dùng độngcứu, học mộttập phavàvới tụ làmgiúp việcđỡmắc Sau thời gian nghiên tận cố tìnhđịnh Nghĩa dây quấn nối với nguồn pha Cuộn nối thầy, côhai giáo.Đặc biệtluôn cô giáo-TIẾN ỔỸ NGUYỄN HÒNGchính THANH trực B) nối với nguồn qua tụ c môn Các trongtiếp với nguồn(Cuộn A), cuộn phụ(Cuộn cuộn B chiếm rãnhĐiện, trênĐại stato Thiết dây BỊ A Điện-Điện tử, số Khoa Trường Học Bách Khoa Hà Nội Như độngdẫn giúp điện đỡ dung vị trí lớn,bởi nókếcócủa ưu điểm nhiệt tìnhvậy hướng emđóng hoànmột thành tốt nhiệm vụ thiết dùng nguồn cấp pha, hệ số cosọ cao, độ tin cậy cao Hà Nội ngày tháng năm Do ứng dụng rộng rãi nên đặt vấn đề phải cải tiến công nghệ nhằm tạo sản phẩm có chất lượng cao hơn, giá thành rẻ thích hợp với người tiêu dùng Cùng với phát triển kinh tế nhu cầu máy điện, động điện dung sử dụng ngày nhiều với số lương ngày lớn Đặt yêu cầu phải tìm phương án thiết kế tốt Nhờ có máy tính mà ta tĩnh toán nhiều phương án chọn phươns án tốt Trong đồ án này, nhiệm vụ em là: *Tính toán, lập trình thiết kế động cơ, chọn kích thước rãnh stato roto cho tổng suất từ động rơi stato roto bé Mục đích DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG MUC LUC 4 LỜI NỚI ĐẦU PHẦN I THUẬT TOÁN THIẾT KÊ Sơ ĐỔ MẠCH ĐIỆN ĐỘNG ĐIỆN DUNG Xác định kích thước chủ thông số pha II Xác định kích thước rãnh stato III Xác định kích thước rãnh roto IV Tính toán trở kháng stato , roto V Tính toán mạch từ VI Tính toán chế độ định mức VII Tĩnh toán dây quấn phụ VIII Tính toán tổn hao sắt dòng điện phụ IX Tính toán chế độ khởi động PHẦN III PHẦN CHUYÊN IV ĐỂ TÀI LIỆU PHẦN V PHỤ LỤC MÔMEN PHỤ THAM KHẢO DÒ ÁN TÓT NGHIỆP THÉT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA DIỆN DUNG PHAN I THUẬT TOÁN THIẾT KỂ sơ Đổ MẠCH ĐIỆN ĐỘNG ĐIỆN DUNG DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YÊU VÀ THÔNG số PHA CHÍNH Yêu cầu toán thiết kế động kiểu kín, cách điện cấp B Kích thước chủ yếu đường kính D (đường kính Dn) chiều dài tính toán lõi sắt Stato Khi xác định kích thước chủ yếu, người ta thường quy đổi công suất máy pha máy ba pha có kích thước Lúc công suất máy ba pha quy đổi là: Công suất đẳng trị đmlll = P1Pđm = l,5.180=270 w Trong đó: l Đối với động điện dung: Ị3, =(1,25 H- 1,7); Chọn p, =1,5 Công suất tính toán động pha đẳng trị p = ^— = —— = 459,184 w siil Ĩ-ỊỊỊỊ COS (pn, 0,588 Tra bảng (1 -1) trang 20 theo tài liệu [ ] ta có: Tìm coscpm = 0,588 TỐC độ đồng động Yldb 60,f 60.50 , p1 4.Đường kính Stato xác định theo công thức p _ 44 pm.p 44 459,184.1 _11/1Ơ/1 Trong đó: Từ thông khe hở không khí Bg = (0.3 1)T: mật độ từ thông khe hở không khí; chọn Bg =0,5T Tải đường A=(90 -ỉ- 180); chọn A=115 A/cm DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG Hệ số ^ = j/D = ( 0,22 H-1,57 ): tỷ lệ chiều dài lõi sắt Stato với đường kính ; chọn yl = 0,9 Hệ số kD = D/ = ( 0,485 -r 0,615 ) : hệ số đường kính / Dn đường kính ngoài, chọn = 0,55 Dựa vào bảng 26 theo tài liệu [1] Ta quy chuẩn: Dn = 116 mm Chiều cao tâm trục: H =71 mm Đường kính Stato D =kD Dn =0,55.116 =63,8 mm ó.Bước cực Stato _ 71.63,8_-ị 11—1 X = —— = =100,17 mm p 2.1 Chiều dài tính toán Stato = X xD =0,9.63,8 = 57,42 mm S.Chiều dài khe hở không khí Chọn khe hở không khí: Khe hở không khí lớn tổn hao không tải hệ số cosọ nhỏ chọn khe hở không khí nhỏ vấn đề công nghệ không đáp ứng làm tăng sóng bậc cao lên =0,2+D/200 mm; Ta chọn ô =0,3 mm Đường kính lõi sắt Roto dqA o- K-v £ n.\ DÒ ÁN TỔT NGHIỆP - THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG Trên đặc tĩnh momem M= f(n) chỗ lồi, lõm nhiều momem ký sinh đồng không đồng sinh - Động làm việc, tiếng ồn lực hướng tâm sinh nhỏ - Tổn hao phần sinh nhỏ 11 Ta định chọn: ZS = 24;ZR=19 12 Chọn dây quấn: Ta chọn dây quấn lớp bước đủ đồng khuôn phân tán hai mặt phẳng Sư đồ khai triển dây quấn động cư KĐB pha điện dung Với Zs = 24; p = 1; qA = qB =6;AX pha 13 Động điện dung người ta thường chọn sô rãnh pha (pha A) sô rãnh pha phụ (pha B) ZA=ZB = ^- = —= 12 rãnh _ zs 24 mp 2.2.1 15.Hệ sô dây Stato q.Sin sin 0, 707 4.q _ 0,707 4.6 sa_4 ks.J\ủ^ DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG Chọn V = 1: Bậc sóng sức từ động lổ.Hệ sô bão hoà kz=( 1,1-1,5); Chọn kz =1,1 ag =0,66 - 0,73 ; Chọn a§ =0,66 Hệ số phụ thuộc vào độ bão hoà Stato Roto 18 TÙ thông khe hở không khí (Ị)§ = CXS.T.1 B5.IO-4 = 0,82.220 = 479,42 vòng 4.1,1.50.19,981.10'4.0 ,903 Quy chuẩn : WSA = 480 yự _ ưdm.kE 0,66.10,017.5,742.0.5.10'4 vòng E Trong đó: —— = (0,7-0,9); Chọn KE= 0,82 ^ /V IM 20 Sô dẫn WSA 480 _on , rãnh urA =a —^ = —— =80 p.q 1.6 Chọn a= 1: số mạch nhánh song song 21 Dòng điện định mức IđmA = -pdm =A ĩ]u cos (pn V Udm = 1,422 0,407A/2.220 Từ đường biến thiên hình (1-3) trang 21 theo tài liệu [1] với p= 180 w rỊn.cos(pn = 0,407 DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG Trong mật độ dòng điện J= (6-5-7) A/ mm2; Chọn J = A/ mm2 Từ phụ lục trang 269 theo tài liệu [1 ] Quy chuẩn SSA=0,246 mm2 Suy ra: - Đường kính chuẩn dây dẫn không cách điện: d=0,56mm - Đường kính chuẩn kể cách điện: dcđ=0,615 mm Căn vào tiết diện dây, ta chọn loại dây có kí hiệu 7T3B-2 23 Bước Stato t =— = ĨẾÌẾ = 347 mm zs 24 DÒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ DỘNG GO KĐB MỘT PHA DIỆN DUNG CHƯƠNG XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC RÀNG RÃNH STATO Ta chọn thép cán nguội mã hiệu 2312 có oxy hoá bề mặt chiều dày thép 0,5 mm, có hệ sô ép chạt Kc =0,97 Xác định dạng rãnh Stato Stato cúa động điện dung dùng dạng rãnh sau: - ■ Hình lê ■ Hình nửa lê ■ Hình thang Rãnh hình lê: có khuôn dập đơn giản nhất, từ trở đáy rãnh so với rãnh nhỏ, giảm suất từ động cần thiết —H Chiều cao miệng rãnh h4s = (0,5 -4-0,8) mm ; Chọn h4s = 0,5 111111 Chiều rộng miệng rãnh b4S = dcđ + (1,1-5- 1,5) = 0,615 +(1,1+1,5); Chọn b4S = mm 10 DÒ ÁN TÓT NGHIỆP THÉT KỂ DỘNG co KĐB MỘT PHA DIỆN DUNG Kết cấu cách điện rãnh: Dùng; giấy cách điện có bề dày 0,2mm , chiều cao 2mm Chiều rộng Stato bzs xác định theo kết cấu , tức xét đến : - Độ bền - Gía thành khuân dập, độ bền khuôn - Đảm bảo mật độ từ thông qua nằm phạm vi cho phép Đây thực chất toán tối ưu hoá tìm chiều cao rãnh stato (Trên đồ thị điểm h*rs) cho sức tù động rơi stato nhỏ *)Hàm mục tiêu: Fs = Fzs + Fgs -> Trong đó: Fs tổng sức từ động rơi stato Fzs sức từ động rơi stato DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG mangl x,y,z,t,k; for(int i=0;i5){ cout«"\n Sai so ke la qua lon phai chon lai ke=(ke+kett)/2= 69 DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG if(cosphidm[...]... TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG CHƯƠNG 9 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ KHỞI ĐỘNG Khi hệ sô trượt S=1 thì điều kiện đạt được mômen khỏi động lớn nhất và dòng điện khởi động nhỏ nhất là mâu thuẫn nhau Nên khỉ xác định đặc tính khởi động của động cơ điện thì phải xác định chỉ tiêu nào là quan trọng nhất Thực tê khi thiết kế yêu cầu mômen khởi động càng lớn càng tốt với dòng điện khởi động không lón... THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN DÂY QUÂN PHỤ Tính toán dây quấn phụ theo điều kiện đạt được từ trường quay tròn ở chế độ định mức Tham số của pha phụ đối với động cơ điện dung nó quyết định tính năng làm việc và đặc tính khởi động Vậy nội dung của phần này là tính toán, xác định các tham số của pha phụ và tính chọn phần tử phụ (điện dung tụ điện) xAị 156,668 7^7“ _ 2 Dung kháng... điện khởi động không lón lám Như vậy khi thiết kê ta cần chú ý các điểm sau: *)Với dòng điện khởi động đã cho phải đạt được mômen khởi động lớn nhất *)Với dòns điện khởi động đã cho phải đạt được hệ số phẩm chất lớn nhất tức là tỉ số — lớn nhất h *)Trong trường hợp mômen khởi động quá nhỏ thì ta có thể dùng các phương pháp sau: +) Tăng điện dung tụ điện +) Tăng điện trở roto +) Tăng số cuộn dây phụ tức... 1.5,742.0,97 uzR 0,5.5,742.10,445 _ DÒ THẾT KẾ DÒÁN ÁNTỔT TỐTNGHIỆP NGHIỆP BZR min 1,8.5,742.0,97 THIẾT KẾDỘNG ĐỘNGco coKĐB KĐỒMỘT MỘTPHA PHA IỆN DIỆNDUNG DUNG K «U04 0,01898.104 2.1,5.5,742 ^••^gKm sức 0,7991 từ động= 0,2641 rơi trênradian: răng Góc ở tâm rãnh Pn =là—— 0,97 = a = ——.FzR ax •//? K 0,01898.104 z, 19 Roto 2.0,8.5,742 b 8,347 '^•^gRmi , FgR sức động rơi Đô trênnghiêng sông rãnh Roto 0,97... 57,42.19.0,9982 XRA — XSA 5 977 „ ĩ,Ẫs 5-90S 20 .Điện kháng Stato tính theo đơn vị tương đôi ỵ‘.= ỵ.-— 25 =12,07.^^ xmA = E dm = ’ =439,968 Q DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN MẠCH TỪ l Tính toán mạch từ bao gồm tính dòng điện từ hoá 1^ , thành phần phản kháng của dòng điện không tải và điện kháng tương ứng với khe hở không khí XmA 2.Sức từ động ở khe hở không khí Fỗ = 1,6 k5.8... ,rãnh Roto sao cho đế *)Hàm mục tiêu: FR = FZR + FgR -> min Trong đó: FR là tổng sức từ động rơi trên Roto 16 l/? Ểs^ 2R zR+n zR-n 19 + 3,14 19-3,14 DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG hrRt thì hgRị BgRt -> HgRt -> FgRt hrRt thì bzRt _> BzR ị HzR ị _> FzR ị Miền giới hạn G của biến số độc lập là: 4,802=hrRmin [ hrR[ =14,742 hrRmax mm *) Phương pháp : Vì số biến độc lập không lớn (n... khởi động dây quấn chính 39 JAk SA 0,246 Bk SB 0,312 iVAk- 1 Akl)rR ndb DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG j = Ai = =6,931 A/mm2 S.Dòng điện khởi động tổng 7.Mật độ dòngIkkhởi động dây cuốn phụ =IAk +IBk=(l,4417-j0,9101)+( 0,869+j 1,4937) jHk =-= =5,539 A/mm = 2,1455+j0,5836=2,2235.ejl5’2 A 9 BỘĨ sô dòng khởi động ik ĩ 2 2235 — h 1.422 —— — =1,563 10 Hệ sô công suất tổng lúc khởi động. .. Tha DÒ ÁN TỔT DÒ NGHIỆP ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾTHẾT DỘNGKẾcoDỘNG KĐB MỘT co KĐB PHAMỘT ĐIỆN PHA DUNG ĐIỆN DUNG m v 0,005 0,02 0,04 0,06 0,08 0,105 ị 5 5 5 5 r Q 68,75 =0,0077+j0,0028 V RAI 6 X Q RAI UB=UBI +UB2 =(137,095+j45,368) r Q 6,506 +(0,0077+j0,0028) RA X Q 11,84 = 137,1027+j45,3708=144,41.eJ'8’3 V RA 7 Q 83,35 31 Điện áp trên tụ điện 6 XAI Q uc =ISB zc =(0,57129+j0,80404)(-j244,98) Q A2 XA 2 P(iT... (0,5+1,5); chọn B =1 Trong rtD + Uưs) P=*(6,38 + 2.0,72) 2 suất của cmkim loại bằng p75,,=2,13.10'2Qmm2/m: Điện trở đồng dùng trong động cơ 5 Điện trở Stato tính theo đơn vị tương đối R'SA =ik = _LÍ!ÍL =0,09436 n 154,71 Trong đó: 21 n 1 dm DÒ ÁN TỔT NGHIỆP Rđm = THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG = _??2_= 154 71 Q : Điên trở đinh mức I 1422 6 Hệ sô từ dẫn của từ tản rãnh: À,rs Nó phụ thuộc vào kích... Trên miền giới hạn G phủ lưới với bước xác định 12 2í ZS+7T 24 + 3,14 m hi2s = hrs- 0,5(dls +d2s -2.h4s) =7,2 - 0,5(5,9+5,6)= 1,9 mm ÁN ÁN TỔT TỔT NGHIỆP NGHIỆP THẾT THẾT KẾKẾ DỘNG DỘNG co co KĐB KĐB MỘT MỘT PHA PHA ĐIỆN ĐIỆN DUNG DUNG hrs = 7,2 mm hzs =DÒ 6,6DÒ mm 28,18 A am hgs = 18,9 mm mm bK = 3,6 mm Srs=36,98 ram2 h —±M!1+ h = 3,14(S,6; 0,5.1,9(5,6 +5,9) = 36,98 mm2 Ah = 8 -«J™L mm M ló.Kiểm ... Đổ MẠCH ĐIỆN ĐỘNG ĐIỆN DUNG DÒ ÁN TỔT NGHIỆP THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YÊU VÀ THÔNG số PHA CHÍNH Yêu cầu toán thiết kế động kiểu kín, cách điện cấp... Sư đồ khai triển dây quấn động cư KĐB pha điện dung Với Zs = 24; p = 1; qA = qB =6;AX pha 13 Động điện dung người ta thường chọn sô rãnh pha (pha A) sô rãnh pha phụ (pha B) ZA=ZB = ^- = —= 12... 0,5.5,742.10,445 _ DÒ THẾT KẾ DÒÁN ÁNTỔT TỐTNGHIỆP NGHIỆP BZR 1,8.5,742.0,97 THIẾT KẾDỘNG ĐỘNGco coKĐB KĐỒMỘT MỘTPHA PHA IỆN DIỆNDUNG DUNG K «U04 0,01898.104 2.1,5.5,742 ^••^gKm sức 0,7991 từ động= 0,2641