BTL CN chế tạo thiết bị điện và công nghệ chế tạo máy điện quay

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện GV: PhạmVănCường LỜI NÓI ĐẦU Trong sản xuất nay, việc ứng dụng động điện vào việc truyền động để tạo nguyên công nhằm tạo sản phẩm phục vụ người phổ biến Máy điện không đồng kết cấu đơn giản, làm việc chắn, sử dụng, bảo quản thuận tiện, giá thành rẻ nên sử dụng nhiều kinh tế quốc dân(như máy cái, bơm nước, quạt gió ).công suất nhỏ trung bình Tuy vậy, máy điện không đồng có nhƣợc điểm như: cosυ máy thường không cao đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên ứng dụng máy điện không đồng có phần bị hạn chế.Vì vậy, cần thiết phải thiết kế máy điện để đáp ứng nhu cầu xã hội Tuy vấn đề thiết kế máy điện không để thiết kế máy điện đạt hiệu suất cao hệ số cosυ lớn để tiết kiệm cho người tiêu dùng,nâng cao hiệu suât cho lưới điện Quốc gia hay đáp ứng nhu cầu khách hàng lúc vấn đề đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững kiến thức lý thuyết kết hợp với tư sáng tạo để tạo sản phẩm tối ưu nhằm giảm giá thành, đáp ứng nhu cầu sử dụng, giải việc làm Do điều kiện thời gian có hạn kiến thức thực tế hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý thầy cô bạn bè để hoàn thiện đồ án kiến thức Em xin chân thành cảm ơn! Page BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện GV: PhạmVănCường CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ I Kết cấu chung máy điện quay Khái niệm Máy điện quay thường gồm có hai phận kết cấu mạch từ dây quấn, diễn biến đổi lượng điện, phận kết cấu khác    Mạch từ máy điện quay gồm hai khối thép đồng trục cách khe hở đảm bảo cho hai khối thép chuyển động quay tương đối so với khối Khối đứng yên gọi phần tĩnh hay stato, khối quay gọi phần quay hay rôto Nếu từ thông khối thép xoay chiều hay biến thiên ghép tôn silic dày 0,35 ÷ 0,5 mm để làm giảm tổn hao dòng xoáy, từ thông không đổi đƣợc đúc thép ghép từ thép Các dây quấn máy điện quay đặt hai phía khe hở rãnh hoăc cực stato hay roto Các phận kết cấu khác gồm có: vỏ máy, nắp máy, trục, ổ trục, quạt gió hệ thống làm mát II, Máy điện không đồng khái niệm Máy điện không đồng loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm biến điện từ có tốc độ quay roto khác với tốc độ quay từ trường loại máy điện khác, máy điện không đòng có tính thuận nghịch, có nghĩa làm việc chế độ động điện máy phát điện Hình 1: máy điện không đồng Phân loại Page BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện GV: PhạmVănCường Máy điện không đồng chia theo cách khac  Theo kết cấu vỏ: kiểu kín, kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu chống nổ  Theo kết cấu roto: roto kiểu lồng sóc roto kiểu dây quấn  Theo số pha dây quấn stato: pha, pha, pha Cấu tạo Được cấu tạo roto stato • Stato: -Lõi thép: ép vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ Lõi thép stato hình trụ thép kỹ thuật điện dập rãnh bên ghép lại với tạo thành rãnh Mỗi thép kỹ thuật phủ sơn cách điện để giảm hao tổn dòng xoáy gây nên - Dây quấn: làm dây đồng bọc cách điện, đặt rãnh lõi thép - Vỏ máy: làm gang nhôm để cố định máy bệ lõi thép Còn có nắp máy bạc đạn… • Roto Page BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện GV: PhạmVănCường - Lõi thép: thép dùng stato Lõi thép ép trực tiếp lên lõi máy lên giá roto máy - Roto: roto lồng sóc roto dây quấn Các cấp bảo vệ - Động không đồng sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23, kiểu kín IP44 kiểu IP55 công thức tính toán: a, Xác định kích thước:  Đường kính (D) Đường kính stato máy điện không đồng Mục đích:chế tạo máy kinh tế hợp lí , tính phù hợp tiêu chuẩn nhà nước Trong đó: αδ hệ số xung cực từ kS hệ số dạng sóng kd hệ số dây quấn A: đặc trưng cho mạch điện Bδ : đặc trưng cho mạch từ Đường kính Dn có liên quan mật thiết tới kết cấu máy, cấp cách điện chiều cao tâm trục máy h tiêu chẩn hóa Page BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện Thường chọn Dn theo h từ tính ngược lại D GV: PhạmVănCường Quan hệ Dn chiều cao h hay dùng nước ta: VZ: ĐC điện KĐB Hungari cách điện cấp E 4A: ĐC điện KĐB Nga cách điện cấp F  Chiều dài phần ứng: L (1.4) KE = E/U lúc đầu Cosφ hệ số công suất định mức Trong máy điện KĐB, chiều dài lõi sắt ngắn 250 ~ 300 mm, tản nhiệt không khó, lõi sắt dài phải có rãnh thông gió hướng kính, nên chiều dài lõi sắt là: Page BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện GV: PhạmVănCường Trong đó: ng,bg số rãnh chiều rộng thông gió hướng kính, thường lấy bg = 1cm, ng chọn cho chiều dài đoạn lõi sắt vào khoảng 4-6 cm b, Dây quấn Stato  Chọn kểu dây quấn kiểu rãnh stato Với U≤ 600V: h ≤160mm: dây quấn lớp đồng tâm đặt vào ½ rãnh h =180-250mm: dây quấn lớp đặt vào ½ rãnh h≥280mm: dây quấn lớp phần tử cứng đặt vào ½rãnh Với U=6000V: Dùng dây quấn lớp phần tử cứng đặt vào rãnh hở Những động điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt đầu roto động điện Trong roto lồng sóc đúc nhôm cánh quạt nhôm đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch Loại động điện theo cấp bảo vệ IP44 IP55 thường nhờ vào cánh quạt đặt vỏ máy để thổi gió mặt vỏ máy, tản nhiệt có so với loại IP23 bảo dưỡng máy dễ dàng Thường dùng loại môi trường nhiều bụi ẩm ướt kiểu bảo vệ đặc biệt loại chống nổ, bảo vệ môi trường hóa chất c, Khe hở không khí : - Khi chọn khe khở không khí δ lấy nhỏ dòng điện không tải nhỏ cosφ cao Nhưng không chọn khe hở không khí nhỏ làm cho việc chế tạo lắp ráp thêm khó khăn, stato dễ chạm roto làm tang thêm tổn hao phụ điện kháng tản máy - Chọn khe hở không khí : + Theo kết cấu: khe hở phụ thuộc vào kích thước đường kính ngài roto, khoảng cách hai ổ bi đường kính trục + Theo chế tạo vận hành: khe hở không khí phụ thuộc vào độ đồng tâm, độ ô van chi tiết gia công , độ lệch tâm lắp ghép, khe hở ổ bi độ mòn ổ bi sau thời gian làm việc - Công thức: + Với máy có P ≤ 20 kW : Khi 2p ≥ δ = 0,25 + mm (1.6) Khi 2p = δ = 0,3 + mm (1.7) Page BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện + Với máy có P ˃ 20 kW : GV: PhạmVănCường δ = *(1 + ) mm (1.8) - Với động điện làm việc điều kiện không khí khắt khe phải tăng khe hở không khí lên d, Trị số tương đối tham số máy điện không đồng bộ: - Các tham số máy điện không đồng thường biểu thị trị số tương đối Chuẩn trở kháng thường lấy - Trong máy điện không đồng , trị số tương đối tham số thường khoảng: + Điện trở : r1* ≈ r2* = 0,01 – 0,08 + Điện kháng : x1* ≈ x2* = 0,08 – 0,14 (0,09 – 0,12) - Những trị số tương đối không sét đến hiệu ứng mặt dẫn roto ảnh hưởng bão hòa từ tản đến điện kháng e, Xác định đặc tính làm việc khởi động: • Đặc tính làm việc : - Sau chọn kích thước dây quấn động điện, tính toán tham số, dòng điện từ hóa tổn hao, tìm đặc tính máy chế độ làm việc bình thường - Các đặc tính xác định dựa vào giải tích mạch điện thay đồ véc tơ tương ứng - Một số công thức tiêu biểu Bội số mômen cực đại : (1.9) có (1.10) • Đặc tính khởi động : Page BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện GV: PhạmVănCường - Các đại lượng đặc trưng cho đặc tính khởi động mômen khởi động, dòng điện khởi động mômen cực tiểu trình khởi động Môment khởi động : (1.11) CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN QUAY Nhiệm vụ phạm vi thiết kế máy điện quay  Nhiệm vụ - Theo yêu cầu:  Yêu cầu từ phía nhà nước  Yêu cầu từ phía nhà máy người tiêu dùng →Nhiệm vụ người thiết kế đảm bảo tính kỹ thuật sp đạt tc nhà nước quy định, tìm khả hạ giá thành để đạt hiệu kinh tế cao  Thiết kế máy điện Gồm bước B1: thiết kế điện từ o Xđ phương án điện từ hợp lí o Phương án thỏa mãn yêu cầu tính kỹ thuật theo tiêu nk, có giá thành thấp chuẩn nhà o Xđ kích thước lõi sắt stato, roto, dây quấn stato, roto, kết cấu cách điện B2: Thiết kế kết cấu o Xác định cụ thể phương thức thông gió làm nguội o Xác định kết cấu cố định dây quấn rãnh, phần đầu nối o Xác định kết cấu cụ thể cách bôi trơn ổ đỡ o Xác định kết cấu thân máy nắp máy  yêu cầu để thiết kế máy điện quay : 1)Xác định kích thước chủ yếu động 2)Thiết kế mạch từ 3)Thiết kế dây quấn 4)Tính toán tổn hao Page BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện 5)Tính toán nhiệt thông số GV: PhạmVănCường 6)Xây dựng đặc tính động II, Tính toán: Với p= 25 kw , ta chọn : ɳ = 90% , cosφ = 0,9 ; ; Kích thước chủ yếu: 1, Số đôi cực: 2, Đường kính stato: - Với chiều cao tâm trục h = 200 mm= 20 cm, tra bảng 10.3 ta có đường kính stato tiêu chuẩn : Dn= 34,9 cm 3, Đường kính stato: -Ta có : kD= 0,64 – 0,68 lấy theo bảng 10.2 → D = kD×Dn = ( 0,64 – 0,68)×34,9 = 22,34 – 23,73 cm Lấy D = 23,5 cm -Công xuất tính toán : Lấy kE= 0,98 5, Chiều dài tính toán lõi sắt stato: -Đây máy nhiều cực nên kd = 0,91 – 0,92 → kd = 0,92 Lấy αδ= = 0,64 kδ== 1,11 Với h= 200 mm, 2p =4 → A = 370 A/cm Bδ= 0,77 T Page BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện GV: PhạmVănCường Lấy lδ= 11,9 cm Do lõi sắt ngắn nên làm thành khối Chiều dài lõi sắt stato, roto : l1= l2= lδ= 11,9 cm 6, Bước cực : 7, Lập phương án so sánh : Hệ số = 0,64 Trong dãy động không đồng K, P= 25 kW , 2p = có đường kính ( chiều cao tâm trục h) với máy P= 30 kW , 2p= Hệ số tăng công xuất máy γ = = 1,2 → λ30 = γλ25= 1,2×0,64 = 0,77 Theo đồ thị quan hệ λ = l/trong máy điện không đồng , hai hệ số λ30 λ25đều nằm phạm vi kinh tế phương án hợp lý 8, Dòng điện pha định mức : Dâyquấn, rãnh stato khe hở không khí: 9, Số rãnh stato: Ta lấy q1 = Z1 = 2mpq1 = 2×3×2×4 = 48 10, Bước rãnh stato: 11, Số dẫn tác dụng rãnh: Chọn số mạch nhánh song song a1 = Page 10 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện bn ≈ t1 =1,54 cm GV: PhạmVănCường Thiết kế mạch từ ? Khe hở không khí : - Khi chọn khe khở không khí δ lấy nhỏ dòng điện không tải nhỏ cosφ cao Nhưng không chọn khe hở không khí nhỏ làm cho việc chế tạo lắp ráp thêm khó khăn, stato dễ chạm roto làm tăng thêm tổ nhao phụ điện kháng tản máy - Chọn khe hở không khí : + Theo kếtcấu: khe hở phụ thuộc vào kích thước đường kính roto, khoảng cách hai ổ bi đường kính trục + Theo chế tạo vận hành: khe hở không khí phụ thuộc vào độ đồng tâm, độ ô van chi tiết giacông, độ lệch tâm lắp ghép, khe hở ổ bi độ mòn ổ bi sau thời gian làm việc - Công thức: + Với máy có P ≤ 20 kW: Khi 2p ≥ δ = 0,25 + mm Khi 2p = δ = 0,3 + mm + Với máy có P ˃ 20 kW: δ = *(1 + ) mm - Với động điện làm việc điều kiện không khí khắt khe phải tăng khe hở không khí lên ? Trị số tương đối tham số máy điện không đồng bộ: - Các tham số máy điện không đồng thường biểu thị trị số tương đối Chuẩn trở kháng thường lấy - Trong máy điện không đồng , trị số tương đối tham số thường khoảng: + Điện trở : r1* ≈ r2* = 0,01 – 0,08 + Điệnkháng : x1* ≈ x2* = 0,08 – 0,14 (0,09 – 0,12) - Những trị số tương đối không sét đến hiệu ứng mặt dẫn roto ảnh hưởng bão hòa từ tản đến điện kháng Xác định đặc tính làm việc khởi động: Page 16 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện • Đặc tính làm việc: GV: PhạmVănCường - Sau chọn kích thước dây quấn động điện, tính toán tham số, dòng điện từ hóa tổn hao, tìm đặc tính máy chế độ làm việc bình thường - Các đặc tính xác định dựa vào giải tích mạch điện thay đồ véc tơ tương ứng - Một số công thức tiêu biểu Bội số mômen cực đại: có • Đặc tính khởi động: - Các đại lượng đặc trưng cho đặc tính khởi động mômen khởi động, dòng điện khởi động mômen cực tiểu trình khởi động Môment khởi động: Tính toán mạch từ: 39, Hệ số khe hở không khí: Trong đó: Có: → kδ = kδ1.kδ2 = 1,099 × 1,024 = 1,125 40, Dùng thép cán nguội loại 2212 Page 17 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện 41, Sức từ động khe hở không khí: Fδ = 1,6.Bδ.kδ.δ.104=1,6×0,78×1,125×0,07×104 = 983 A 42, Sức từ động khe hở không khí: 43, Cường độ từ trường stato, ta lấy: Hz1 = 23,0 A/cm 44, Sức từ động roto: Fz1 = 2h’z1.Hz1 = 2×2,38×23 =109,5 A Trong đó: 45, Mật độ từ thông roto: 46, Cường độ từ trường roto, ta lấy : Hz2 = 23,0 A/cm 47, Sức từ động roto: Fz2 = 2h’z2.Hz2 = 2×2,97×23,0 = 136,6 A Trong : 48, Hệ số bao hòa: 49, Mật độ từ thông gông roto: 50, Cường độ từ trường gông stato, ta lấy: Hg1 = 43,1 A/cm 51, Chiềudàimạch từ gông stato: 52, Sức từ động gông roto: Fg1 = Lg1.Hg1 = 25 × 43,1 = 1077,5 A 53, Mật độ từ thông gông roto: Page 18 GV: PhạmVănCường BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện 54, Cường độ từ trường gông roto, ta lấy: Hg2 = 3,57 A/cm 55, Chiều dài mạch từ gông roto: 56, Sức từ động gông roto: Fg2 = Lg2.Hg2 = 9,5 × 3,57 = 33,9 A 57, Tổng sức từ động mạch từ: F = Fδ + FZ1 + FZ2 + Fg1 +Fg2 = 983 + 109,5 +136,6 + 1077,5 +33,9 = 2340 A 58, Hệ số bão hòa toàn mạch: 59, Dòng điện từ hóa: Dòng điện từ hóa phần trăm : Tham số động điện chế độ định mức: 60, Chiều dài phần đấu nối dây quấn stato: lđ1 = Kđ1τy + 2B = 1,3 × 17,2 + × =24,4 cm Trong đó: 61, Chiều dài trung bình nửa vòng dây dây quấn stato: ltb = l1 + lđ1 = 11,9 + 24,4 = 36,3 cm 62, Chiều dài dây quấn pha stato: L1 = 2.ltb.w1.10-2 = 2× 36,3 × 168 × 10-2 = 122 m 63, Điện trở tác dụng dây quấn stato: Tính theo đơn vị tương đối: 64, Điện trở tác dụng dây quấn roto: Page 19 GV: PhạmVănCường BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện GV: PhạmVănCường 65, Điện trở vành ngắn mạch: 66, Điện trở roto: Trong đó: 67, Hệ số quy đổi: 68, Điện trở roto quy đổi: r’2 = γ.r2 = 7626 × 0,429.10-4 = 0,327 Ω tính théo đơn vị tương đối: 69, Hệ số từ dẫn tản rãnh stato: Trong đó: β = 0,833 ; kβ = 0,9125 Và kβ = 0,875 h1 = hr1 – 0,1d2 – 2c- c’ = 27,5 -0,1×11 - 2×0,4 – 0,5 = 25,1 mm h2 = -(d1/2 – c –c’) = -(4,5 -2 × 0,4 – 0,5 ) = -3,2 mm b = mm ; h14 = 0,5 mm ; b14 = mm 70, Hệ số từ dẫn tản tạp stato: Trong đó: ρt1 = 0,72 σ1 = 0,0062 Page 20 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện 71, Hệ số từ tản phần đầu nối: GV: PhạmVănCường 72, Hệ số từ dẫn tản stato: ∑λ1 = λr1 + λt1 + λđ1= 1,224 + 1,045 + 1,664 =2,942 73, Điện kháng dây quấn stato: Tính theo đớn vị tương đối: 74, Hệ số dẫn từ tản rãnh roto: Trong đó: h1 = 27,4 mm b =6,8 mm Sc = 204,2 mm2 k =1 b42 = 1,5 mm 75, Hệ số từ dẫn tản tạp roto: Trong đó: σ2 = 0,0092 76, Hệ số từ tản phần đầu nối: 77, Hệ số từ tản rãnh nhiệt: 78, Hệ số từ tản roto: ∑λ2 = λr2 + λt2 + λđ2 + λrn = + 2,026+1,016 + 0,646 = 5,698 79, Điện kháng tản dây quấn roto: x2 = 7,9.f1.l2.∑λ2.10-8 = 7,9 × 50 ×11,9 × 5,698.10-8 = 2,68.10-4 Ω Page 21 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện 80, Điện kháng roto quy đổi: GV: PhạmVănCường x’2 = γx2 = 1730 × 2,68.10-4 =0,4635 Ω tính theo đơn vị tương đối: 81, Điện kháng hỗ cảm: Tính theo đơn vị tương đối: 82, Tính lại kE: Trị số không khác nhiều so với giả thiết ban đầu nên không cần tính lại Tổn hao thép tổn hao cơ: 83 Trọng lượng bánh stato: GZ1 = γFeZ1bZ1h’Z1l1kc1.10-3 = 7,8.48.0,726.2,38.11,9.0,95.10-3 =7,313 kg 84 Trọng lượng gông từ stato: Gg1 = γFelLg1hg12pk.10-3 =7,8.11,9.25.3,1.4.0,95.10-3 =27,34 kg 85 Tổn hao sắt lõi sắt stato: - Trong răng: PFeZ1 = kgcpFeZB2Z1GZ1.10-3 = 1,8.2,5.0,752.7,313.10-3 =0,019 kW - Trong gông: PFeg1 = kgcpFeg1B2g1Gg1.10-3 = 1,8.2,5.1,552.27,34.10-3 =0,294 kW - Trong lõi sắt stato: P’Fe = PFeZ1 + PFeg1 = 0,019 + 0,294 = 0,313 kW 86 Tổn hao bề mặt roto: Page 22 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện = =0,0025 kW Trong = = 259 Bo = βokδBδ = 0,29.1,11.0,77 = 0,238 T βo = 0,29 87 Tổn hao đạp mạch roto: = =0,022 T 88 Tổng tổn hao thép: PFe = P’Fe + Pbm + Pđm = 0,313 + 0,0025 + 0,022 = 0,3375 kW 89 Tổn hao cơ: Pcơ = = = 0,334 kW 90 Tổn hao không tải: P0 = PFe + Pcơ = 0,3375 + 0,334 = 0,6715 kW Đặc tính làm việc: r1= 0,495 Ω x1= 0,976 Ω x12= 31,17 Ω r’2= 0,327 Ω x’2= 0,464 Ω C1 = + =1,023 Idbx = Iμ = 11,2 A Iđbr = E1 = U - Iμx1 = 220 – 11,2.0,976 = 209,06 V kI = = 24,54 I2’ = 25,35 Page 23 GV: PhạmVănCường BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện sđm = =0,04 GV: PhạmVănCường sm = = 0,23 91 Bội số momen cực đại: mmax = = 2,2 ( đề cho) Tính toán đặc tính khởi động: 92 Tham số động điệ xét đến hiệu ứng mặt với s = 1: ξ = 0,067 31,5 = : a = (hr2 - h42) = 32 – 0,5 = 31,5 mm từ ξ = rtdξ = kRttd = 0,2534.10-4 = 0,507.10-4 Ω điện trở roto xét đến hiệu ứng mặt với s = 1: r2ξ = rtdξ + = (0,507 + ).10-4 = 0,683.10-4 Điện trở roto quy đổi: r’2ξ = γr2ξ = 7626.0,683.10-4 = 0,518 Ω Hệ số từ dẫn rãnh roto xét đến hiệu ứng mặt với s = 1: λr2ξ = = 1,262 = 0,75 Tổng hệ số từ dẫn roto xét đến hiệu ứng mặt với s = 1: 1,262 + 2,036 + 1,016 + 0,646 = 4,96 Điện trở kháng roto xét đến hiệu ứng mặt với s = 1: x’2ξ = x’2 0,464 = 0,404 Ω Tổng trở ngắn mạch xét đến hiệu ứng mặt với s = 1: rnξ = r1 + r’2ξ = 0,4954 + 0,518 = 1,0134 Ω xnξ = x1 + x’2ξ = 0,976 + 0,404 = 1,380 Ω znξ = = 1,712 Ω Dòng điện ngắn mạch xét đến hiệu ứng mặt ngoài: Inξ = = 128,5 A Page 24 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện GV: PhạmVănCường 93 Tham số động điện xét hiệu ứng mặt bão hòa mạch từ tản s = Sơ chọn hệ số bão hòa kbh = 1,44 Dòng điện ngắn mạch xét hiệu ứng mặt bão hòa mạch từ tản: Inbhξ = kbh.Inξ = 1,44.128,5 = 185,04 A Sức từ động trung bình rãnh stato: Fzbh = 0,7 = 0,7 = 5464 Ta có χδ = 0,51 C1 = (t1 – b41)(1 - χδ) = (1,538 – 0,3)(1 – 0,51) = 0,6 Δλ1bh = = 0,592 Hệ số từ dẫn tản rãnh stato xét đến bão hòa mạch từ tản: λr1bh = λr1 – Δλ1bh = 1,224 – 0,592 = 0,632 Hệ số từ tản tạp stato xét đến bão hòa mạch từ tản: λt1bh = λt1.χδ = 1,045.0,51 = 0,533 Tổng hệ số từ tản tạp stato xét đến bão hòa mạch từ tản: = 0,632 + 0,533 + 1,375 = 2,54 Điện kháng stato xét đến từu tản tạp: x1bh = = 0,976 (2,54/2,942) = 0,842 Hệ số từ tản rãnh roto xét đến bão hòa mạch từ tản hiệu ứng mặt ngoài: λr2ξbh = λr2ξ – Δλ2bh = 1,262 – 0,2845 = 0,9775 Hệ số từ tản tạp roto xét đến bão hòa mạch từ tản: λt2bh = λt2.χδ = 2,036 0,51= 1,038 Hệ số từ tản rãnh nghiêng roto xét đến bão hòa mạch từ tản: λrmbh = λrn.χδ =0,646.0,51 = 0,329 Tổng hệ số từ tản roto xét đến bão hòa mạch từ tản hiệu ứng mặt ngoài: = λr2ξbh + λt2bh + λđ2 + λrmbh = 0,9775 + 1,038 + 1,016 + 0,329 = 3,3605 Điện kháng roto xét đến hiệu ứng mặt bão hòa mạch từ tản: Page 25 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện x’2ξbh = x’2 = 0,464 (3,3605/5,698) = 0,273 GV: PhạmVănCường 94 Các tham số ngắn mạch xét đến hiệu ứng mặt bão hòa mạch từ tản: rnξ = r + r’2ξ = 0,1224 + 0,581= 0,7034 Ω xnξbh = x1bh + x’2ξbh = 0,842 + 0,273 = 1,115 Ω znξbh = = 1,318 Ω 95 Dòng điện khởi động: Ik = = 166,9 A 96 Bội số dòng điện khởi động : ik = = 166,9/27,1 = 6,15 Điện kháng hỗ cảm xét đến bão hòa: x12n = x12.kμ = 31,17.2,37 = 73,87 C2ξbh = + = + = 1,0036 I2k = = (166,9/1,0036) = 166,28 A 97 Bội số momen khởi động : mk = sđm = 0,04 = 2,69 10 Tính toán nhiệt: Động điện không đồng kiểu kín IP55 tính toán nhiệt theo sơ đồ thay nhiệt Máy quạt gió thổi vỏ máy nhờ cánh quạt tản nhiệt, đồng thời có gió tuần hoàn vỏ máy nhờ cánh quạt đặt vành gắn mạch roto lồng sóc Tâm máy cao h = 200mm chiều dài lắp đặt vỏ máy S 98 Các nguồn nhiệt bao gồm: Tổn hao đồng stato: QCu1 = PCu1 + 0,5Pt = 1114 + 0,5.169 = 1195 W Tổn hao sắt stato: QFe = PFe = 313 W Tổn hao roto: QR = PCu2 + 0,5Pt + Pcơ + Pbm + Pđm = 625 + 0,5.169 + 334 + 2,5 + 22 = 1068 W 99 Nhiệt điện trở mặt lõi sắt stato: RFe = RFeg + Rδg = = 1,6.10-2 oC/W Trong SD1 = πDnl = 1304 cm2 Page 26 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện αg = = = 0,097 W/cm2 oC GV: PhạmVănCường αδg = 0,09 W/cm2 oC 100 Nhiệt trở phần đấu nối dây quấn stato: Rđ = = = 1,41.10-3 oC/W Trong δc = 0,02 cm ( cách điện đầu nối băng vải) λc = 0,16.10-2 W/oC (đối với cách điệ B, F) Sđ = 2Z1Cblđ = 2.48.5,4.24,3 = 12597 cm2 αđ = (1 + 0,54vR2)10-3 = (1 + 0,54.18,332).10-3 = 0,189 W/cm2 oC vR = πDn/6000 = 18,44 m/s Ở lấy chu vi bối dây Cb = 5,4cm; lđ = 24,3cm 101 Nhiệt điện trở đặc trưng cho độ chênh nhiệt không khí nóng bên máy cỏ máy: Rα’ = = 0.083 oC/W Trong α = α0(1 + k0vR)10-3 = 1,42.(1 + 1.18,44).10-3 = 0,298.10-2 W/cm2 oC Sα = 4000 cm2 xác định theo kết cấu máy 102 Nhiệt trở bề mặt vỏ máy: Rα = = = 4,8.10-2 oC/W Ngoài đây, t phải tính thêm yếu tố tốc độ gió thổi mặt vỏ máy, hệ số tản nhiệt nắp có gió thổi α’v = 3,6d-0,2v0,810-4 = 3,6 0,024-0,2 13,50,8 10-4 = 6,06 10-3 W/cm2 oC αv = Kgα’v = 1,92 6,06 10-3 = 11,6.10-3 W/cm2 oC α’n = 3,6d-0,2v0,8.10-4 = 10,5.10-3 W/cm2 oC α’’n = 1,42 10-3 W/cm2 oC Các diện tích tản nhiệt vỏ máy (kể gân) nắp , chiều cao, khoảng cách trung bình gân, chiều dày gân đuộc xác định thiết kế kết cấu máy Page 27 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện 103 Nhiệt trở lớp cách điện rãnh: GV: PhạmVănCường Rc = = 0,6.10-2 oC/W Trong Sc = Z1Cbl1 = 48.5,4.11,9 = 3084,48 104 Độ chênh nhiệt vỏ máy với môi trường: = ( QCu1 + PFe + PR ).Rα = ( 1195 + 313 + 1068) 1,226.10-2 = 31,58 0C 105 Độ tăng nhiệt dây quấn stato: + 31,58 = 18,64 + 31,58 = 50,22 0C Ở RFe + Rc = (1,01 + 0,36).10-2 = 1,37.10-2 oC/W Rđ + Rα = (0,24 + 8,3).10-2 = 8,54.10-2 oC/W 11 Trọng lượng vật liệu tác dụng tiêu sử dụng: 106 Trọng lượng thép silic cần chuẩn bị: GFe = (Dn + Δ)2l1kcγFe 10-3 = (34,9 + 0,329)2 11,9.0,95.7,8.10-3 = 109,44 kg 107 Trọng lượng đồng dây quấn stato: - Khi không cách điện: G’Cu = Z1ur1n s1ltbγCu.10-5 = 48.84.2.0,667.11,9.8,9.10-5 = 5,7 kg - Khi kể cách điện: GCu = [0,876 + 0,124.(dcd/d)2] G’Cu = [0,876 + 0,124.(1,405/1,32)2] 5,7 = 5,79kg 108 Trọng lượng nhôm roto (không kể cánh quạt vành ngắn mạch): - Trọng lượng nhôm dẫn: Gtd = Z2Stđl2γAl.10-5 = 38.204,2.11,9.2,6.10-5 = 2,4 kg - Trọng lượng nhôm vành ngắn mạch: Gv = 2πDvSvγAl.10-5 = 2.3,14.20.755,6.2,6.10-5 = 2,46 kg - Trọng lượng nhôm roto: Page 28 BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện GAl = Gtd + Gv = 2,4 + 2,46 = 4,86 kg 109 Chỉ tiêu kinh tế vật liệu tác dụng: Thép kỹ thuật điện : gFe = = = 3,648 kg/kW Đồng : gCu = = = 0,193 kg/kW Nhôm : gAl = = = 0,162 kg/kW Page 29 GV: PhạmVănCường BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện MỤC LỤC Page 30 GV: PhạmVănCường