Đồ Án Thiết Kế Động Cơ Không Đồng Bộ Một Pha Với Tụ khởi động

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động KĐB pha với tụ khởi động đợc xác định kích thớc chủ yếu thông số pha Kích thớc chủ yếu đờng kính D (có đờng kính Dn) chiều dài tính toán l lõi sắt stato Ngoài cần ý đến liên quan kích thớc chủ yếu thể hệ số kết câu nh tỷ lệ đờng kính đờng kính kD = D/Dn, tỷ lệ chiều dài lõi sắt với đờng kính lõi sắt = l/D hay với đờng kính lõi sắt k1s = l/Dn 1.Công suất đẳng trị PđmIII = 1Pđm =2,3.180 =414 (W) hệ số biểu thị tỷ số công suất có ích máy ba pha máy thiết kế có kích thớc Theo[1], trang 19, với động điện pha có tụ khởi động thì: =(2,2 ữ 2,78); Chọn =2,3 2 Công suất tính toán động pha đẳng trị PsIII = PdmIII 414 = = 701,695 III cos III 0,59 (W) đó: Theo hình (1-1) [1] ta có: III cosIII = 0,59 Tốc độ đồng động n db = 60 f 60.50 = = 3000 (vg/p) p Đờng kính Stato đợc đợc xác định theo công thức Dn = PSIII P 44 44 701,695.1 3 = = 13,04 (cm) k D B A. ndb 0,55 0,5.120.0,9.3000 đó: - B = (0.3 ữ 1) T: mật độ từ thông khe hở không khí, chọn B =0,5 T - Tải đờng A=(90 ữ 180) A/cm, chọn A=120 (A/cm ) - Hệ số = l - Hệ số k = D D D = ( 0,22 ữ1,57 ), chọn Dn = 0,9 = ( 0,485 ữ 0,615 ), chọn k D = 0,55 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động KĐB pha với tụ khởi động Khi đợc xác định đờng kính lõi sắt cần ý đến chiều cao tâm trục máy thiết kế Do dựa vào đờng kính theo tiêu chuẩn [1] (trang ta có: đờng kính Dn = 131 mm, chiều cao tâm trục: H =80 mm Đờng kính stato D = kD Dn =0,55.131 =72,05 (mm) Bớc cực Stato = D 72,05 = 113,12 (mm) = 2p 2.1 Chiều dài tính toán stato l = .D =0,9.72,05 = 64,845 (mm) Chọn l = 65 mm Chiều dài khe hở không khí Để giảm nhỏ dòng điện không tải nâng cao cos, khe hở không khí thờng chọn nhỏ, nhng khe hở nhỏ khó chế tạo giá thành chế tạo cao Khe hở có ảnh hởng đến sóng bậc cao, khe hở nhỏ ảnh hởng lớn Do khe hở không khí động điện công suất nhỏ thờng chọn khoảng : = 0,2 + D/200 mm Ta chọn = 0,3 (mm) Đờng kính lõi sắt rôto D = D =72,05 2.0,3 =71,45 (mm) 10 Đờng kính trục rôto dt = 0,3.D = 0,3 72,05 = 21,6 (mm) 11.Chọn số rãnh stato rôto Việc chọn số rãnh động điện công suất nhỏ stato số rãnh rôto có quan hệ mật thiết với xét đến quan hệ phải ý đến yếu tố sau: Đặc tính mômen M = f(n) choó lồi lõm nhiều mômen ký sinh đồng không đồng gây Động làm việc, tiếng ồn lực hớng tâm sinh nhỏ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động KĐB pha với tụ khởi động Tổn hao phần sinh nhỏ Ngoài cho đờng kính stato, việc chọn số rãnh stato phụ thuộc vào chiều rộng nhỏ mà công nghệ cho phép Sự phối hợp số rãnh stato (ZS) số rãnh rôto (ZR) theo bảng 2-1 2-2 [1] Dựa vào bảng này, chọn: ZS = 24 ; ZR = 19 Trong động điện pha có phần tử khởi động, pha chiếm 2/3 tổng số rãnh stato, pha phụ chiếm 1/3 Với phân bố rãnh nh triệt tiêu sóng bậc đờng biểu diễn sức từ động pha 12.Chọn dây quấn Ta chọn dây quấn hai lớp bớc ngắn đồng khuôn để giảm sóng bậc từ thông, làm ảnh hởng đến đặc tính khởi động động điện Y 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 A B X Sơ đồ khai triển dây quấn động kđb pha mở máy tụ Với Zs = 24; p = 1; QA = 8; QB = 4; AX pha chính; B Y pha phụ 2.13.Số rãnh pha (pha A) số rãnh pha phụ (pha B) ZA = 2.Z S 2.24 = = 16 rãnh 3 ZB= Z S = 24 = rãnh 3 2.14 Số rãnh pha dới cực đó: - m: số pha QA = ZA 16 = =8 2mp 2.1.1 QB = ZB = = 2mp 2.1.1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động KĐB pha với tụ khởi động - p: số đôi cực 2.15 Hệ số dây quấn stato p.Q A 1.8 sin ZS 24 sin( 2. ) = 0,718 sin( ) = kdqA= .p 3.2 Q A Sin sin ZS 24 sin Vì động khởi động tụ nên dây quấn pha chiếm 2/3, còndây quấn pha phụ chiếm 1/3 tổng số rãnh stato Vì dây quấn lớp bớc ngắn nên bớc dây quấn thờng lấy 2/3 bớc cực = Hệ số bớc ngắn: y = = 12 đó: - y= 2.Z S 2.24 = = : bớc rãnh stato rút ngắn 3.2 p 3.2.1 -= Zs 24 = = 12 :bớc rãnh stato 2mp 2.1.1 với ZS số rãnh stato, đợc xác định 2.11 2.16.Hệ số bão hoà kZ = ( 1,1 ữ1,5) ; Chọn kZ =1,1 2.17.Hệ số cung cực từ = 0,66 ữ 0,73 ; Chọn =0,66 2.18.Từ thông khe hở không khí = ..l B.10-4 = 0,66.11,312.6,4845.0.5 10-4 =24,21 10-4 (Wb) 2.19.Số vòng cuộn dây WSA = = Quy chuẩn : WSA = 449 vòng đó: U dm k E 4.k s f k dqA 0,8.220 = 448,72 (vòng) 4.1,1.50.24,21.10 4.0,718 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động KĐB pha với tụ khởi động - kdqA: hệ số dây quấn stato, đợc xác định 2.15 - kS = 1,1: hệ số dạng sóng - kE: hệ số điện áp, kE = (0,7ữ 0,9), chọn kE= 0,8 20.Số dẫn rãnh urA = a WSA 449 = = 56,125 (thanh) p.q 1.8 Chọn urA=56 đó: a số mạch nhánh song song, chọn a = 21 Dòng điện định mức IđmA = Pdm 180 = 1,684 (A) = I cos I U dm 0,486.220 đó: - Pđm: công suất định mức - I.cosI tra theo hình (1-2) [1] Với P = 180 W I.cosI = 0,486 22.Tiết diện dây quấn sơ S SA = I dm 1,684 = = 0,281 (mm2 ) a.J 1.6 đó: - J: mật độ dòng điện, J = (6ữ7) A/ mm2 , chọn J = (A/ mm2) - a: số mạch nhánh song song, đợc xác định 2.20 Từ phụ lục trang 281 theo tài liệu [1], quy chuẩn SSA= 0,283 (mm ) Suy ra: - Đờng kính chuẩn dây dẫn không cách điện: d = 0,6 (mm) - Đờng kính chuẩn kể cách điện: dcđ = 0,655 (mm) Căn vào tiết diện dây, ta chọn loại dây có kí hiệu B-2 23.Bớc stato tS = D 72,05 = = 9,427 (mm) ZS 24 đó: - D: đờng kính lõi sắt stato, đợc xác định 2.5 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động KĐB pha với tụ khởi động - ZS: số rãnh stato, đợc xác định 2.11 24.Bớc rôto tR = t R = D ' 71,45 = = 11,81 (mm) ZR 19 đó: - D: đờng kính lõi sắt stato, đợc xác định 2.9 - ZR: số rãnh rôto, đợc xác định 2.11 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động KĐB pha với tụ khởi động Chơng đợc xác định kích thớc rãnh stato 3.1.Chọn thép cán nguội mã hiệu 2312 có oxy hoá bề mặt chiều dày thép 0,5 mm, có hệ số ép chặt kC =0,97 2.Xác định dạng rãnh stato Stato động điện dung dùng dạng rãnh sau: Hình lê Hình nửa lê Hình thang Với dạng rãnh chiều rộng suốt chiều cao rãnh - Rãnh hình lê: có khuôn dập đơn giản nhất, từ trở đáy rãnh so với rãnh nhỏ, giảm đợc suất từ động cần thiết - Rãnh hình nửa lê: có diện tích lớn dạng rãnh hình lê - Diện tích rãnh hình thang lớn nhng tính công nghệ hai dạng rãnh 3.Chọn rãnh dạng hình lê d2s hrs h12s d1s 4.Chiều cao miệng rãnh h4s b4s h4s = (0,5 ữ0,8) mm ; Chọn h4s = 0,6 (mm) 5.Chiều rộng miệng rãnh b4S = dcđ + (1,1ữ 1,5) = 0,655 +(1,1 ữ 1,5) Chọn b4S = (mm) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động KĐB pha với tụ khởi động 6.Kết cấu cách điện rãnh Dùng giấy cách điện có bề dày 0,2 mm , chiều cao mm 7.Chiều rộng stato sơ (bZS) Chiều rộng rãnh stato bZS đợc đợc xác định theo kết cấu, tức xét đến: độ bền răng, giá thành khuôn dập, độ bền khuôn dập, độ bền khuôn đồng thời đảm bảo mật độ từ thông qua B ZS nằm phạm vi chi phép, thờng BZS Tesla bZS = B t S 0,5.9,427 = (mm) = BZS k C 1,2.0,97 đó: - B: mật độ từ thông khe hở không khí, đợc xác định 2.4 - tS: bớc rãnh stato, đợc xác định 2.23 - kC: hệ số ép chặt thép - BZS: mật độ từ thông stato, BZS = (1,1 ữ1,6), chọn BZS=1,2 T 8.Mật độ từ thông gông BgS= (0,8 ữ1,4)T, chọn BgS = 0,91 (T) 9.Chiều cao gông Chiều cao gông bị hạn chế mật độ từ thông cho phép gông hgs = = 10 2.B gs l s k c 0,002421.10 = 21,15 (mm) 2.0,91.65.0,97.10 đó: - : từ thông khe hở không khí, đợc xác định 2.18 - ls: chiều dài lõi sắt stao, đợc xác định 2.7 10.Đờng kính phía dới rãnh stato d 1s = ( D + 2.h4 s ) bZS Z S ZS = 3,14(72,05 + 2.0.6) 4.24 = 4,9 (mm) 24 + 3,14 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động KĐB pha với tụ khởi động đó: - h4s: chiều cao miệng rãnh stato, đợc xác định 3.4 - D: đờng kính lõi sắt stato, đợc xác định 2.5 - ZS: số rãnh stato, đợc xác định 2.11 11.Đờng kính phía rãnh stato d 2s = = ( Dn 2.hgs ) bZS Z S ZS + 3,14(131 2.21,15) 4.24 = 6,7 (mm) 24 + 3,14 đó: - hgs: chiều cao gông stato, đợc xác định 3.9 - Dn: đờng kính lõi sắt stato, đợc xác định 2.4 12 chiều cao rãnh stato hrs = Dn D 2hgs = 131 72,05 2.21,15 = 8,3 (mm) 13 Chiều cao phần thẳng rãnh h12S = hrs- 0,5(d1s +d2s 2.h4s) = 8,3 0,5(4,9+6,7+2.0,6) =1,9 (mm) 3.14.Chiều cao rãnh stato không kể chiều cao miệng rãnh: Đợc xác định: hzs = hrs 0,1.d1s = 8,3- 0,1.4,9 = 7,8 (mm) 15 Diện tích rãnh stato 2 Srs = (d1s + d s ) + 0,5h12 s (d1s + d s ) 2 = 3,14.(4,9 + 6,7) + 0,5.1,9.(4,9 + 6,7) = 38,1 (mm2) 16 Kiểm tra hệ số lấp đầy k ld u rA d cd2 56.0,655 = = = 0,73 ( S rs S cd ) (38,1 4,66) : - Scđ: tiết diện cách điện rãnh Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động KĐB pha với tụ khởi động Scđ = c.(d2s+2.hrs)= 0,2.(6,7 + 2.8,3) = 4,66 (mm2) Dây quấn cách điện cấp B nên c = 0,2 mm - urA: số dẫn rãnh, đợc xác định 2.20 3.17.Tính lại chiều rộng stato ( D + 2h4 s + d1s ) d 1s Zs Zs 3,14(72,05 + 2.0,6 + 4,9) 4,9.24 = = 4,1 (mm) 24 bzs' = bzs'' = ( Dn 2hgs ) d s Zs Zs + 3,14 3,14(131 2.21,15) 6,7.24 = = 3,9 (mm) 24 + 3,14 bzs = bzs' + bzs'' 5,32 + 4,34 = = (mm) 2 18.Kiểm tra mật độ từ cảm gông stato Bgs= 24,21 = 0,91 (T) = 2.hgs l.kc 2.21,15.6,4845.0,97.10 Bzs= B zs = B t S 0,5.9,427 = = 1,215 (T) bzs k C 0,4.0,97 3.19.Ta có kích thớc rãnh stato nh sau d1s = 4,9 mm hrs = 8,3 mm hzs = 7,8 mm d2s = 6,7 mm hgs =21,15 mm Bzs = 1,215 T h12s = 1,9 mm bzs = mm Bgs = 0,91 T b4s=2 mm kld= 0,73 Srs=38,1 mm2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động = x mA 258,05 = 0,966 = x mA + x RA 258,05 + 9,1 7.2.Điện trở tác dụng thứ tự thuận nghịch mạch điện pha Chọn s = 0,03 làm giá trị tính toán ' rRA = = ' rRA = = x mA s + s2 0,036.0,966.258,05.0,03 = 122,6 () 0,036 + 0,03 x mA (2 s ) + (2 s ) 0,036.0,966.258,05.(2 0,03) = 4,55 () 0,036 + (2 0,03) 7.3.Điện kháng thứ tự thuận nghịch mạch điện pha ' x RA rRA + s x RA = x RA + s2 9,68 0,036 + 0,03 = 9,1.0,966 9,1 =153,7 () 2 0,036 + 0,03 ' x RA rRA + (2 s ) x = x RA RA + (2 s ) 9,68 0,036 + (2 0,03) = 0,966.9,1 9,1 () = 8,87 2 0,036 + (2 0,03) 7.4.Tổng trở thứ tự thuận nghịch máy điện thay ' ' ' =122,6 + j153,7 () Z RA = r RA1 + j x RA1 ' ' = 4,55 + j8.87 () Z RA = r RA + j x RA ' 7.5.Tổng trở mạch điện thay thứ tự thuận nghịch ZA1 = rA1 +j.xA1 = (rSA +rRA1) + j (xSA + xRA1) = (13,26+122,6) + j(9,525+153,7) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động = 135,86+ j163,225 () ZA2 = rA2 +j xA2 = (rSA +rRA2) + j(xSA + xRA2) = (13,26+4,55)+j(9,525+8,87) = 17,81+ j18,4 () 7.6.Thành phần thứ tự thuận nghịch pha dòng điện stato I A1 = I A = Udm 220 = = Z A1 + Z A (135,86 + j163,225) + (17,81 + j18,4) = 0,5973 - j0,7059 = 0,9247.ej50 (A) IA1 = 0,9247 A; 2IA1 = 2.0,9247 =1,8494 (A) Dòng điện pha không xét đến tổn hao sắt: I A = I A1 = I A' + jI A' = 1,1946 j1,4118 = 1,8494.e-49,76 (V) 7.7.Suất điện động thứ tự thuận nghịch ' E = I A1 Z RA = (0,5973 - j0,7059).(122,6 +j153,7) = - 35,27+j178,34 = 181,794.e j 78,8 (V) ' E = I A Z RA = (0,5973 - j0,7059).( 4,55 +j8,87 ) = - 3,54 + j2,1= 4,116.e j 30,7 (V) 7.8.Tổng suất từ động E = E1 + E = (-35,27 + j178,34)+( -3,54 + j2,1) = - 38,81 + j180,44 =184,57.e j 77,9 (V) 7.9.Dòng điện pha thứ tự thuận nghịch tổn hao gây nên IA1T = PTS1 + PTS 16,95 + 0,0087 = = 0,0932 (A) E1 181,794 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động IA2T = PTR1 + PTR 0,153 + 0,0181 = = 0,0416 (A) E2 4,116 đó: - PTS1, PTS2: Tổn hao sắt stato từ trờng thuận nghịch gây 2 E + PTS1= P U dm k E 181,794 = 15,1. = 16,95 (W) 220.0,78 + PTS2= P E U dm k E 4,116 = 15,1 = 0,0087 (W) 220 , 78 ' TS ' TS 2 với PTS' tổn hao sắt tính toán stato, xác định 6.2.9 - PTR1, PTR2:Tổn hao sắt rôto từ trờng thuận nghịch gây 2 E +PTR1= P U dm k E 1,3 181,794 s = 13,03 0,031,3 = 0,153 (W) 220.0,78 +PTR2= P E U dm k E 4,116 (2 s )1,3 = 13,03. (2 0,03)1,3 = 0,0181 (W) 220.0,78 ' TR ' TR 2 với PTR' tổn hao sắt tính toán rôto, xác định 6.2.10 7.10.Dòng điện dây quấn Stato xét đến tổn hao I SA = (IA1 + IA1T + IA2T) +j IA = (0,9247 + 0,0932 + 0,0416) +j1,4118 =1,0595 + j1,4118 =1,7651.ej53 (A) đó: - IA1: đợc xác định 7.6 - IA1T: đợc xác định 7.9 - IA2T: đợc xác định 7.9 - jIA = j1,4118 đợc xác định 7.6 7.11.Mật độ dòng điện dây quấn JSA= I SA 1,7651 = = 6,237 (A/mm2) s SA 0,283 SSA tiết diện dây quấn stato, xác định 2.22 7.12.Tốc độ động n = nđb(1- s) = 3000(1- 0,03) = 2910 (vòng/phút) 7.13.Công suất điện từ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động Pđt= 0,5.IA2(rRA1- rRA2) = 0,5.1,84942(122,6 4,55) = 201,882 (W) đó: - rRA1, rRA: điện trở thứ tự thuận nghịch mạch điện pha chính, xác định 7.2 - IA: dòng điện pha chính, xác định 7.6 7.14.Mômen điện từ Mđt = 97,4.Pdt 10 97,4.201,882.10 = = 6554,4 (G.cm) n db 3000 7.15.Tổn hao pCơ= 0,05.pđm = 0,05.180 = (W) 7.16.Tổn hao phụ pf = 0,005 Pdm 180 0,005 = 1,324 (W) 0,68 7.17.Tổng công suất Pcơ = Pdt(1-s) = 201,882(1-0,03) =195,826 (W) 7.18.Công suất tác dụng lên trục PR=Pcơ- pCơ - pf = 195,286 1,324 =185,502 (W) 7.19.Mômen tác dụng Theo [1], ta có: MR = 97,4.PR 10 = 97,4.185,502 = 6208,9 (G.cm) n 2910 7.20.Tổn hao đồng stato rôto - Tổn hao đồng stato: pDS = ISA2.rSA=1,76512.13,26 = 41,313 (W) - Tổn hao đồng rôto: pDR = 0,5 ISA2(rRA1.s + rRA2(2-s)) = 0,5.1,7651 2(122,6.0,03 + 4,55.(2 0,03)) = 19,7 (W) 7.21.Tổng tổn hao sắt PT = PTS1 + PTS2 + PTR1 + PTR2 = 16,95 + 0,0087 + 0,153 + 0,0181 = 17,12 (W) đó: PTS1, PTS2, PTR1, PTR2 tổn hao sắt stato rôto từ trờng thuận nghịch gây ra, đợc xác định 7.9 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động 7.22.Tổng tổn hao P = PDS + PDR + PT + pf + pcơ = 41,313 + 19,7 + 17,12 + 1,324 + = 88,457 (W) 7.23.Công suất tiêu thụ PS = PR +P = 185,502 + 88,457 = 273,959 (W) 7.24.Hiệu suất =1 - P = PS 88,457 = 0,68 273,959 7.25.Hệ số công suất I , SA 1,0595 cos = I = 1,7651 = 0,6 > 0,59 : SA Tính tơng tự cho hệ số trợt khác ta có bảng đặc tính nh sau: Hệ số trợt Tham 0,05 0,015 0,03 0,065 0,095 0,11 0,15 0,2 số 34 88,5 122,6 105,7 82,6 73,7 56,6 43,5 r ' RA1 254,9 221,5 153,7 61,74 33,5 26 15,1 9,12 x ' RA1 258,5 4,5 4,5 4,52 4,55 4,64 4,71 4,75 4,85 4,98 r ' RA2 8,8 8,872 8,873 8,874 8,877 8,88 8,88 8,885 8,89 x ' RA2 13,26 47,26 101,8 135,86 118,9 95,86 47,26 47,26 47,26 ZA1 + j 267,6 + j264,4 + j231 + j263,2 + j71,3 + j43 + j264,4 + j264,4 + j264,4 47,26 47,26 47,26 47,26 47,26 47,26 47,26 47,26 ZA2 W 17,56 + j18,3 p co + p f s Pđt Mđt P R PR n MR ISA PĐS PĐR P PS Cos W 10,33 - 5,28 W W A W W W W 0,25 35,2 6,3 5,13 8,9 47,26 + j264,4 47,26 + j264,4 + j264,4 + j264,4 + j264,4 + j264,4 + j264,4 + j264,4 + j264,4 + j264,4 10,38 10,49 10,65 11,05 11,4 11,6 12,2 12,9 13,8 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động Xác định hệ số trợt không tải (s0) giải tích việc khó khăn nên dùng phơng pháp đồ thị Do khoảng hệ số trợt nhỏ Pđt = f(s) đờng thẳng, kéodaif đờng thẳng đến s = hệ số trợt p co + p f = f ( s) ứng với giao điểm đờng với s vẽ đồ thị s Khi s = tức không tải đồng bộ, công suất điện từ âm, trị số với công suất thứ tự nghịch: Pđt0 = Pđt2 = - 0,5.I2SA.r RA2 Từ kết bảng đặc tính ta xác định s0 sđm nh hình 8-1 xây dựng đặc tính nh hình 8-2 P(W) 200 180 Pđt Pđt Pđt PR 100 pco + p f s 0,01 sđm Công suất định mức = 0,029 Hình 8-1: Xác định s0 sđm n vg/ph cos ISA 3000 n 2000 ISA 0,9 cos 0,6 7.26.Hệ số trợt định mức: Từ 0,3đồ thị hình 8-1 ta có s0 = 0,0025 sđm= 0,029 7.27.Tốc độ định mức 1000 s(%) 0 180 360 Hình 8-1: Đặc tính làm việc động điện có Pđm = 180 W; nđm = 2913 vg/ph PR W Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động ndm= ndb(1- sdm) =3000(1- 0,029)= 2913 (vg/ph) 7.28.Mômen định mức Mdm= 97,4.Pdm 10 97,4.180.10 = = 6019 (G.cm) ndm 2913 chơng tính toán dây quấn phụ Tham số pha phụ động không động công suất nhỏ pha định đặc tính khởi động động Nội dung tính toán pha phụ đợc xác định tham số pha phụ chọn phần tử phụ(điện dung tụ điện) Các thông số mạch điện pha định mức: rRA = 9,68 xRA= 9,1 rSA =13,26 xSA = 9,525 xmA =258,05 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động 8.1.Tính chọn sơ tỉ số biến áp Trong động có phần tử khởi động có tỷ số QA = = = a; tỉ số QB biến áp đợc chọn sơ nh sau: k = t =1 đó: - QA: số rãnh dới cực pha chính, xác định 2.14 - QB: số rãnh dới cực pha phụ, xác định 2.14 8.2.Hệ số dây quấn phụ p.QB 1.4 sin ZS 24 sin( 2. ) = 0,829 sin( ) = kdqB= .p 3.2 QB sin sin ZS 24 sin đó: - ZS: số rãnh stato, đợc xác định 2.11 - : hệ số bớc ngắn dây quấn, xác định 2.15 - p: số đôi cực 8.3.Khi khởi động s = ta có tham số mạch điện thay pha rRAK = x mA +1 = xRAK = 0,036.0,966.258,05 = 8,96 () 0,036 + rRA ). + x RA X RA +1 ( 9,68 0,036 + = 0,966.9,1 9,1 = 9,12 () 0,036 + - Điện trở tác dụng pha lúc khởi động: rAK = rSA + rRAK = 13,26 + 8,96 = 22,22 () - Trở kháng pha lúc khởi động: xAK = xSA + xRAK = 9,525 + 9,12 = 18,645 () Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động - Tổng trở pha lúc khởi động: ZAK = rRAK +j xRAK = 22,22 + j18,645 () 8.4.Số vòng dây dây quấn phụ WSB = k.WSA =1.449 k dqA k dqB 0,718 = 388,88 (vòng) 0,829 Quy chuẩn WSB = 388 vòng đó: - wSA số vòng cuộn dây chính, đợc xác định 2.19 - kdqA: hệ số dây quấn chính, đợc xác định 2.15 - kdqB: hệ số dây quấn phụ, đợc xác định 8.2 8.5.Số dẫn rãnh urB = WSB 388 = = 97 (thanh) QB đó: QSB số rãnh pha phụ dới cực Hệ số biến áp hiệu chỉnh k= WSB k dqB WSA k dqA = 496.0,829 = 0,9994 ; Lấy xấp xỉ 573.0,718 8.6.Điện trở tác dụng mạch điện thay pha phụ lúc khởi động rBK=k.t.a k dqA =1.1.2 k dqB rSA +k2.rRAK 0,718 13,26 +12.8,96 = 30,93 () 0,829 đó: - k,t,a hệ số xác định 8.3 - rRAK: xác định 8.3 8.7.Điện trở tác dụng sơ pha phụ B rSB75 = rBK - k2.rRAK Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động = 31,93 - 12.8,96 = 22,97 () 8.8.Chiều dài dây dẫn dây quấn phụ LSB = LSA WSB 388 = 176,2 = 137 (m) WSA 499 đó: - wSA: số vòng cuộn dây chính, đợc xác định 2.19 - wSB: số vòng cuộn dây phụ, đợc xác định 8.4 - LSA: tổng chiều dài dây dẫn dây quấn stato, xác định 5.3 8.9.Tiết diện dây dẫn pha phụ sơ LSB SSB = 75 r ' SB 75 137 = 46 22,97 = 0,1296 (mm2) Dựa vào phụ lục trang 269 tài liệu[1] ta chọn dây men ký hiệu 3T155 - Quy chuẩn tiết diện: SB = 0,1772 mm2 - Đờng kính không kể cách điện: d = 0,515mm - Đờng kính cách điện: dcđ = 0,475 mm 8.10.Kiểm tra hệ số lấp đầy pha phụ u rB d cd2 3,14.97.0,515 klđB = = = 0,604 4( S rs S cd ) 4(38,1 4,66) : - Srs: tiết diện rãnh stato, xác định 3.15 - Scđ: tiết diện cách điện rãnh stato, xác định 3.16 - urB: số dẫn rãnh, xác định 8.5 8.11.Điện trở tác dụng pha phụ sau hiệu chỉnh rSB = rSB S ' SB 0,1296 = 22,97 = 16,8 S SB 0,1772 () 8.12.Điện trở tác dụng mạch điện thay pha phụ lúc khởi động hiệu chỉnh Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động rBK = rsB + k2 rRAK = 16,8 +12.8,96 = 25,76 () 8.13 Điện kháng pha phụ lúc phần tử khởi động k xBK = k2.a dqA k dqB x SA + k2.xRAK = 0,718 9,525 +12.9,12 = 23,41 () 0,829 đó: - kdqA: hệ số dây quấn chính, đợc xác định 2.15 - kdqB: hệ số dây quấn phụ, đợc xác định 8.2 - xRAK: xác định 8.3 8.14 Điện kháng phụ có phần tử khởi động Mômen khởi động yêu cầu bội số mômen khởi động mK = 2,2: MK=2,2.Mdm= 2,2.6019 = 13241,8 (G.cm) = 13, 242 (kG.cm) Hệ số A điện kháng xBK: A= = ' 97,4.k U dm rRAK 2 ndb (rAK + x AK ) 97,4.1.220 2.8,96 =16,734 3000(22,22 + 18,645 ) xBK = '2 ' A rAK A rAK M K ( M k rBK A rBK x AK ) = 16,734 22,22 MK 16,734 22,22 13,242(13,242 30,93 2.16,734 30,93 18,645) 13,242 = - 64 () ' x BK = 64 đó: - rAK: điện trở tác dụng pha lúc khởi động, xác định 8.3 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động - xAK: trở kháng pha lúc khởi động, xác định 8.3 - rBK: điện trở tác dụng pha phụ mạch điện thay lúc khởi động, xác định 8.6 8.15 Dung kháng phần tử khởi động xCV = | xBK | + xBK = 64 + 23,41 = 87,41 () 8.16.Điện dung tụ điện lúc khởi động CV = 10 10 = = 36,41 (àF) f x'CV 50.87,41 Chọn Tụ : CV = 38 àF Lúc điện kháng khởi động bằng: xCV = 10 10 = = 83,8 () f CV 2. 50.38 Điện trở pha phụ có phần tử khởi động xBK = xCV - xBK = 83,8 23,4 = 60,4 () 8.17 Dòng khởi động * Dòng cuộn dây IAK = (r U dm AK + x AK ) = ( 22,22 220 + 18,645 ) = 7,6 (A) *Dòng điện dây: IK = IAK ( rAK + rBK ) + ( x AK + x' BK ) rBK + x' 2BK ( 22,22 + 25,76) + (18,645 60,4) =7,3 (A) =7,6 2 25,76 + 60,4 đó: - rAK: điện trở tác dụng pha lúc khởi động - xAK: trở kháng pha lúc khởi động - xBK: điện trở pha phụ có phần tử khởi động, xác định 8.17 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động 8.18.Bội số dòng điện khởi động ik = IK 7,23 = = 4,43: Thoả mãn I dm 1,684 8.19.Hệ số cos cuộn lúc khởi động cos Ak = = (r rAK AK + x AK ) 22,22 ( 22,22 + 18,645 ) = 0,766 8.20.Dòng điện pha phụ lúc khởi động IBK= (r' U dm BK + x ' 2BK ) 220 = (30,93 + 60,4 ) = 3,24 (A) 8.21 Mật độ dòng điện lúc khởi động JSA = I AK ,6 = = 26,86(A/mm2) S SA 0,283 JSB = I BK S SB = 3,24 = 18,28(A/mm2) 0,1772 8.22.Điện áp dây quấn phụ lúc mở máy UBK = IBK.ZBK = IBK rBK2 + x BK = 3,24 25,76 + 23,412 =113 (V) đó: - rBK: điện trở tác dụng pha phụ lúc khởi động, xác định 8.12 - xBK: trở kháng pha phụ lúc khởi động, xác định 8.13 8.23.Điện áp tụ UC = IBK.ZC = 3,24.83,8 = 271,5 (V) 8.24.Mômen khởi động tính toán Đồ án tốt nghiệp Mktt= = Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động A (rBK x AK + x' BK rAK ) r ' 2BK + x' 2BK 16,734 ( 25,76 18,645 + 60,4.22,22) = 13,245 (kG.cm) 30,93 + 60,4 = 13245 G.cm 8.25.Bội số mômen khởi động tính toán mktt= M kTT 13245 = = 2,201 > 2,2: thoả mãn M dm 6019 Kết luận Qua trình tính toán động không đồng pha với tụ khởi động Em nhận thấy kết tính toán đạt đợc phù hợp với yêu cầu thiết kế Động có tụ khởi động có đặc tính làm việc tơng đối tốt: =(0,4 - 0,7); hệ số công suất cos =(0,5 - 0,75); MK=(2,1 -2,7)Mđm; Ik=(3 - 6)Iđm Qua lần thiết kế giúp em nhiều việc tổng hợp kiến thức học làm cho em hiểu đợc sâu nguyên lý, cấu tạo thông số tính năng, kỹ thuật động không động pha công suất Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động kđb pha với tụ khởi động nhỏ Trong trình tính toán thiết kế em phải hiệu chỉnh tính toán lại nhiều thông số có đợc kết chấp nhận đợc Chỉ số Pđm(W) cos mmax mK iK Thông số động 151,542 0,76 0,61 3,62 2,203 3,545 Yêu cầu thiết kế 150 >=0,68 >=0,58 >=3 >=2,2