thiết kế động cơ không đồng bộ một pha điện dung dùng cho quạt

Đồ án tốt nghiệp + Sử dụng chắn không đồng đồ ánđơn nàygiản thiết kế động Song nhược điểm động Roto lồng sóc có đặc tính điều chỉnh pha điện dung dùng cho quạt tốc độ thấp PHẦN I TỎNG QUAN VÊ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG Cơ ĐIỆN DUNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VÀ PHÂN LOẠI 'ĐỘNG CƠ ĐIỆN CÔNG SUẤT NHỎ Máy điện công suất nhỏ dùng rộng rãi gần nửa kỷ nay.Giới hạn công suất thường khoảng vài phần oát đến 750w song có loại máy điện công suất nhở có công suất lớn Với phát triển nhanh công nghiệp, tự động hoá cao, mà việc đòi sử dụng động máy điện nhỏ điều khiển tự động, công LOẠI KĐB CÔNG SUẤT NHỎ cộng, nghiệp nhẹ, côngPHẦN nghiệp thựcĐỘNG phẩm, xí nghiệp y tế, nhà ăn công nghành tiểu thủ công nghiệp sinh hoạt hàng ngày đlũu thiếu thời đại ngày Trong động cở không đồng Roto lồng sóc loại phổ biến loại động xoay chiều Tất động không đồng pha công suất nhỏ có nhược công suất nhỏ Động không không đồng pha dùng nguồn điện điểm có chốt li tâm rơle chuyên dụng để ngắt phần tử khởi pha lưới điện sinh hoạt nên dùng ngày rộng rãi động nơi Ví dụ dùng để kéo máy tiện nhỏ, máy ly tâm, sau động khởi động Điều dẫn đến tăng giá thành động máy nén, bơm nước, máy xay sát nhỏ, quạt điện, máy xay sinh tố, máy ghi giảm độ tin cậy chúng.Trong trường hợp độ tin cậy động âm, máy lạnh, máy giặt 21 Đồ án tốt nghiệp đóng vai trò quan trọng yêu cầu mô men khởi động không cao, nguời ta thuờng dùng động pha với tụ làm việc mắc cố định Động không đồng điện dung có hai pha stato thuờng đuợc cấp điện qua điện dung để tạo điện áp hai pha cho trình mở máy Ket thúc trình mở máy phần tử điện dung tham gia vào trình làm việc Trong trường hợp đặc biệt, yêu cầu lúc mở máy lúc tải định mức từ trường quay gần tròn để đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật người ta dùng hai điện dung(một để mở máy để làm việc) Động điện dung cấp điện từ lưới pha với hai cuộn dây Sơ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐỘNG ĐỘNG ĐIỆN DUNG: 5_ 0,9; Cosọ = 0,8 -0.95; Mmax = (1,6 - 2,2)Mđm; song nhược điểm loại động momen khởi động nhỏ MK = (0,3-0,6)Mđm Dưới tiến hành khảo sát phương pháp diễn tả toán học loại phân biệt cách xác định kích thước để cải tiến cho phù họp với công tác nghiên cứu IrA(l,2 IA 0.19 break end end plot(Pr,hs)% dac tinh hieu suat axis([0 22 1]) grid on hold on plot(Pr,n/1500,'k')%toc plot(Pr,cosp,'g')% cosp plot(Pr,abs(Isa),'r') %A-[s(225) M(225) n(225);s(405) M(405) n(405);s(705) M(705) n(705)] b) Đặc tính íìmction anpha=.168 beta=.902; xma=1412.84; xra=l rra=262.51; rsa=401.8; xsa=195.66; rsb=313.62; k=0.877 for m= 1:1000 tuanl ; 153.87; 47 Đồ án tốt nghiệp s(m)=0.005*m; iralp(m)=anpha*beta*xma*s(rn)/(anphaA2+s(m)A2); xralp(m)=xra*beta*(rra*anpha/xra+s(m)A2)/(anphaA2+s(m)A2); ira2p(m)=anpha*beta*xma*(2-s(m))/(anphaA2+(2-s(m)A2)); xra2p(m)=beta*xra*(rra*anpha/xra+(2-s(m))A2)/(anphaA2+(2s(m))A2); (m)=rsa+rra xa (m)=xsa+xra rbl(m)=rsb+kA2*rralp(m); xb (m)=(kA2 *xa (m)-1592.36); 1 p(m); p(m); ra2(m)=rsa+rra2p(m); xa2(m)=xsa+xra2p(m); rb2(m)=rsb+kA2*rra2p(m); xb2 (m)=(kA2 * xa2 (m)-1592.36); zb2(m)=rb2(m) +j*xb2(m); zb (m)=rb (m)+j *xb (m); za (m)=ra (m)+j *xa (m); za2(m)=ra2(m)+j *xa2(m); Ial (m)=220*(zb2(m)-j *k*za2(m))/(zal (m)*zb2(m)+za2(m)*zb (m)); Ia2 (m)=22 0* (zb (m)+j * k* za1 (m))/(za (m) * zb2 (m)+za2 (m) * zb (m)); Ia(m)=Ial (m)+Ia2(m); Isa(m)=Ia(m)+0.0059; n(m)=1500*(l-s(m)); Pdt(m)=2 * abs(Ia (m)) A2 *rra p(m)-2 * abs(Ia2 (m)) A2 *rra2p(m); Pco=6*(n(m)/l 000) A2* (79/100)A3; Pr(m)=Pdt(m)*(l-s(m))-0.29-Pco; M(m)=Pr(m) * 10 A5/( 1.028 * n(m)); Pdr(m)=2*abs(Ial(m))A2*rralp(m)*s(m)+2*abs(Ia2(m))A2*rra2p(m)*(2s(m)); %mm(m)=M(m)/(22* 10^5/(1.028*1215)); Isb(m)=j*(Ial(m)-Ia2(m))/k +0.0059/k; Pds(m)=abs(Isa(m))A2*rsa + abs(Isb(m))A2*rsb; 48 Đồ án tốt nghiệp if s(m)> 94 break end end plot(s,M,'b') grid hold on %A=[s(225) M(225) n(225);s(405) M(405) n(405);s(705) M(705) n(705)] 49 on ĐÔ án tôt nghiệp Đặc tính làm việc chạy chương trình Matlab ĐÔ án tôt nghiệp CHƯƠNG 11 Đặc tính khởi động chạy chương trình Matlab 51 ĐÔ án tôt nghiệp PHÀN IV CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN TỐC Độ ĐỘNG I Co’ sỏ’ điều chỉnh tốc độ động CO’ công suất nhỏ Như ta biết:Trong thiết kế môt số yêu cầu để đạt điều kiện từ trường tròn không thoã mãn.Do từ trường động từ trường elíp.Một từ trường elíp phân tích thành hai từ trường quay tròn thuận quay ngược -Đối với trường hợp đạt dược từ trường tròn thành phần quay thuận "ộđ ộthuận~^ộnghịch -ứng với ộthuận với hệ số trượt s sinh suất điện động rôto thuận —»Mômen từ trường quay thuận sinh Mi ứng với ộnghịch với hệ số trượt (2-s) sinh suất điện động rôto nghịch Như : Để điều chỉnh vận tốc quay động người ta thường gián tiếp điều chỉnh giá trị thành phần mômen thứ tự nghịch M2 Khi M2 thay đổi — t h a y đổi —>Tốc độ động thay đổi -Bản chất phương pháp điều chỉnh tốc độ làm thay đổi độ elíp từ trường quay Độ elíp từ trường quay tăng thành phần từ trường quay ngược lớn dẫn đến mômen tông bé—>Tốc độ quay giảm 52 Đồ án tốt nghiệp Đối với phương pháp điều khiển tốc độ động điện dung dùng cho quạt Đối với loại động này,người ta không dùng phương pháp mà người ta thường điều chỉnh tốc độ nguyên tắc làm thay đổi độ elíp từ trường sở thay đổi tỉ số biến áp k=Wpha phu/Wphachính -Sơ đồ: wsA Cơ cấu nối theo kiểu vi sai Khi tiếp điểm K thay đổi số vòng dây pha phụ WB giảm số vòng dây pha WA tăng dẫn đến tỉ số biến áp k=WB/WA giảm , điều kiện để đạt từ trường quay tròn lúc không thoã mãn ,độ elíp từ trường tăng.Từ trường ngược mạnh dẫn đến tốc độ quay động giảm Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi vị trí tiếp điểm K 53 Đồ án tốt nghiệp K vị trí tương ứng n=n2 K vị trí tương ứng n=ni -Theo TCVN4265-1999 thiết kế phải có: n!=0,75 n3 n2=0,5 n3 n3=ndm Theo lý thuyết từ cấp tốc độ chọn trước, phương pháp tính toán thông số pha chính, pha phụ tương ứng,từ biết số vồng dây pha pha phụ tương ứng Nhưng cách tính toán phức tạp nên thực tế người ta không làm -Trong thực tế để biết số vòng dây pha phụ WB tương ứng với cấp tốc độ người ta thay vị trí tiếp điểm K đo tốc độ động ,khi n=ni^-tính số vòng dây pha phụ WB3 n=n2—»Tính WB2 Ưu điểm: Cấu tạo,sơ đồ điều khiển đơn giản,không phải mắc thêm linh kiện điện tử để điều khiển hệ điều chỉnh tốc độ khác Chi phí ít.Không tốn thêm nguyên vật liệu Tuy nhiên phương pháp điều khiển làm thay đổi độ elíp từ trường không kinh tế có thêm tổn hao từ trường ngược sinh ra.Điều làm giảm hiệu suất động +Một số yêu cầu thiết kế động điện dung dùng cho quạt: Khi điện áp nguồn cấp thay đổi khoảng -15%udm quạt khởi động với tốc độ nj,n2,n3 .Vì động dùng làm quạt gió nên thiết kế phải có giá trị mômen định mức Mdm gần với giá trị Mômen cực đại Mm 54 Đồ án tốt nghiệp ÀM=Mm-Mdm bé tốt Động em thiết kế có công suất 22 w tương ứng với loại quạt cánh 400 mm.Với loại cánh quạt có đặc tính ổn định,riêng ta có :Mômen cản cánh quạt tỉ lệ với bình phương tốc độ M c q = k.n2 đó: k: số loại cánh Vậy dặc tính Mcq có dạnh ổn định có dạng parabol 55 ĐÔ án tôt nghiệp Đặc tính cánh quạt yêu cầu:Mômen cánh quạt tốc độ định mức phải trùng với Mômen định mức 56 ĐÔ án tôt nghiệp KẾT LUẬN Qua thời gian tìm hiểu nghiên cứu phuơng pháp thiết kế Động không đồng pha điện dung dùng cho quạt có công suất 22 w Với huớng dẫn tận tình cô giáo Nguyễn Hồng Thanh giúp đỡ bạn em thời gian qua em hoàn thành nhiệm vụ đồ án giao.Đồ án gồm phần sau: Phần I: Trong phần em tìm hiểu trình bày số kiến thức hỗ trợ Phần II: Từ quan hệ rút trên, phần chủ yếu tập trung vào phần thiết kế tính toán kiểm tra loại động em Phần III: Trong phần em có nêu phương pháp điều khiển tốc độ quạt sơ đồ điều khiển Do thời gian trình độ có hạn với kiến thức thực tế chưa nhiều nên em tránh khỏi sai sót nhầm lẫn trình thiết kế, em mong thầy cô bạn thông cảm bảo để em hoàn thiện Một lần em xin trân thành cảm ơn cô giáo Nguyễn Hồng Thanh thầy cô môn giúp em hoàn thành đồ án thiết kế tốt nghiệp 57 ĐÔ án tôt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tác giả TRẦN KHÁNH HÀ +Động không đồng pha ba pha công suất nhỏ Bản in lần thứ hai xuất +Thiết kế máy điện xuất năm 1998 Tác giả NGUYỄN HỒNG THANH +Máy điện điều khiển tự động xuất năm 1999 +Thiết kế máy năm điện Xuất 1998 Tác giả PHAN TỬ THỤ +Máy điện I xuất năm 1996 58 năm 2002 [...]... CHẾ Độ KHỞI ĐỘNG Khi hệ số trượt s = 1 thì điều kiện đạt được mômen khởi động lớn nhất và dòng điện khởi động nhỏ nhất là mâu thuẫn nhau Nên khi xác định đặc tính khởi động của động cơ điện thì phải xác định chỉ tiêu nào là quan trọng nhất Thực tế khi thiết kế yêu cầu mômen khởi động càng lớn càng tốt, với dòng không lớn lắm Vậy khi thiết kế ta cần chú ý các điểm sau: • Với dòng khởi động đã cho phải... với động cơ điện dung nó quyết định tính năng làm việc và đặc tính khởi động, vậy nội dung của phần là tính toán xác định các tham số của pha phụ và tính chọn phần tử phụ ( điện dung tụ điện) 1 Tỉ số biến áp k = tg(pA = ^ = ^ỌỊ 2 Dung kháng trong dây quấn phụ Từ trường quay tròn, do đó điện kháng tụ điện dược tính theo công thức: Xc = k2.XA1 + k.rA1 =0,8922.926,01 + 0,892.1037,5 = 1662,2 (Q) 3 Điện dung. .. 0,1682 + 0,182 v7 262,51.0,168 + (2 2 Tính hệ số từ kháng của mạch điện a = — -= ĨẾĨỈ1 -= 0.168 5 Điện kháng thử tự thuận và nghịch của mạch điện thay thế p = —^ -= 1412,84 = 0,902 X^+X^ 1412,84 + 153,87 3 Chọn hệ số trưọt định mửc Động cơ thiết kế là động cơ điện dung dùng làm quạt gió nên có yêu cầu riêng: Mômen định mức của động cơ gần bằng mômen cực đại nên hệ số truợt cũng gần bằng hệ số truợt... 37 =39 9 Điện0 .946 áp trên tụ điện Cos 0.925 0.973 0.994 0.996 0.997 0.832 0.88531 ọ uc =ISB.ZC =0,1889Z45,19.1592,36Z-90° = 301Z-44,81°(F) Nhận xét: Điện áp trên tụ luôn lớn hơn điện áp lưới.Do đó là điểm cần lưu ý khi chọn tụ .Điện áp của tụ không thể nhỏ hơn giá trị tính trên bởi vì ở một số chế độ làm việc khi có từ trường elip, điện áp trên tụ có thể lớn hơn so với khi Chọn tụ điện có điện áp làm... Í=WSB = = 0,887 3212 WSA 3620 9 So’ bộ tính ra tiết diện dây dẫn pha phụ s _ SSA _= 0,0354(mm2) 0,0314 B t 0,887 Dựa vào phụ lục 2 tài liệu I ta chọn dây men 7T3T B tiết diện không có cách điện là s=0,0353 mm Đường kính trong không kể cách điện d = 0,212 mm Đường kính kể cả cách điện dcđ = 0,242 mm 10 Kiểm tra hệ số lấp đầy = 803-°;f22 =0,63 74,1 11 Điện trỏ’ tác dụng pha phụ B rSB = k.t.rsA = 0,887.0,887.401,8... = ĐÔ án tôt nghiệp CHƯƠNG 8 TÍNH TỔN HAO SẤT VÀ DÒNG ĐIỆN PHỤ Động cơ không đồng bộ công suất nhỏ cũng giống như máy điện thường, khi làm việc có các loại tổn hao sau: + Tổn hao sắt ở Stato và Roto: Phụ thuộc vào mật độ từ thông và tần số + Tổn + hao trong Tổn dây hao quấn cơ + Tổn hao phụ Công nghệ gia công và chất lượng lắp ráp các chi tiết máy điện nhỏ có ảnh hưởng rất lớn đến các tổn hao 1 Trọng... liệu I Hệ số ép chặt: Kc =0,95 Điện trở suất: p 1/50=2,6[w/kg] 1 Tính toán mạch từ bao gồm tính dòng điện từ hoá Thành phần phản kháng của dòng điện không tải và dòng điện tuơng ứng với khe hở không khí XmA 2 Sức từ động khe hở không khí Fs= l,6.ks.8.Bs.104 = 1,6.1,146.0,03.0,5.104 = 275,04 (A) 3 Sửc từ động ỏ’ răng stato Fzs = 2.Hz,hzs = 2.8,97.1,12 = 20,09 (A) Trong đó: Hzs: Cuông độ từ trường phụ thuộc... độ dòng khỏi động dây quấn chính I_^_ = 0,315 = 10 JAK ~ 03Aịmm< SA 0,0314 1 7 Mật độ dòng dây quấn phụ IBK 0,1586 / J B K —— ~ = ——— = 4,49 4/ mm Ss 0,0353 8 Dòng điện khỏi động tổng IK = IAK + IBK = 0,3245 - / 0,0129(4) = 0,325Z - 2,3(4) 9 Bội số dòng khỏi động 0,325 i* = 0,2621= 1,24 10 Hệ số công suất tổng lúc khỏi động Z = M^ = O,998 C0ĩ,qy IK = 0,325 10 Công suất điện từ lúc khỏi động PđTk =mụ2AKX... suất của kim loại bằng đồng dùng trong động cơ ở nhiệt độ 75° c 5 Điện trỏ’ stato tính theo đơn vị tưong đối R* = RSA = 401,8 ^ Rdm 1182,8= 0,34 với: R = —ỂSL = - \ \ 82 8(Q) Idm 0,186 u 220 6 Hệ số từ dẫn của từ tản rãnh À.rs Nó phụ thuộc vào kích thuớc và hình dạng rãnh cũng nhu loại dây quấn (một lớp hay hai lớp) Khi ta tính toán chỉ xét đến từ tản ở miệng rãnh và thành rãnh; không xét đến từ tản ở... = 1,775(00 12 Dòng điện phụ thử tự thuận do tổn hao sắt gây nên Pr 1,775 -2- = —= 0,0057(4) 2 £, 2.155,04 13 Sửc điện động thứ tự nghịch E2 = IA2.ZRA2 = (-0,0025+j.0,004).( 116,64+j 149,53) =0,897 z 173,3° (V) 37 552 ' k k J' 0,887 0,877 ĐÔ án tôt nghiệp Vì sức điện động này nhỏ so với Ei nên ta có thể bỏ qua tổn hao sắt và dây điện phụ do thành phần thứ tự nghịch sinh ra 14 Dòng điện stato có xét đến ... hiệu suất động +Một số yêu cầu thiết kế động điện dung dùng cho quạt: Khi điện áp nguồn cấp thay đổi khoảng -15%udm quạt khởi động với tốc độ nj,n2,n3 .Vì động dùng làm quạt gió nên thiết kế phải... men khởi động không cao, nguời ta thuờng dùng động pha với tụ làm việc mắc cố định Động không đồng điện dung có hai pha stato thuờng đuợc cấp điện qua điện dung để tạo điện áp hai pha cho trình... TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG KHÔNG ĐỒNG Bộ MỘT PHA ĐIỆN DƯNG DÙNG CHO QUẠT CHƯƠNG XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU VÀ THÔNG SỐ PHA CHÍNH - Các yêu cầu đặt cho động không đồng công suất nhỏ thuờng mâu thuẫn