Giao trinh Thiet ke tu dong TBD.doc

Giao trinh Thiet ke tu dong TBD

Các bớc thiết kế :

• Động cơ không đồng bộ:

1 Nhiệm vụ thiết kế :Uđm, Pđm , η, cosϕ , mmax,mkđ , ikđ , môi trờng làm

việc ( thực tế có IP44, IP23 )

2 Xác định kích thớc chủ yếu của động cơ : l; d

3 Tính toán dây quấn : rãnh stator ; Dr ; kiểu dây quấn số rãnh Zs , kiểu rãnh; kích thớc răng rãnh d1, d2, b4s, h4s, h12

0.7 ≤ Klđ≤ 0.75

4 Tính toán sắt và dây quấn rotor :

- Số răng rãnh của rotor theo số răng rãnh của stator vì nếu lựa chọn không hựp lí thì động c không quay đợc do mô men phụ

- Chọn chiều dài khe hở không khí nhỏ qúa không tốt vì gây tổn hao sóng bậc cao trong dây quấn

- Kích thớc vành ngắn mạch.

- Đờng kính trụ và đờng kính ngoài của rotor, 5 Tính toán mạch từ : ∑F I k, , ,0 ε ∆ ≤ke 5 %

độ bão hoà mạch từ KM

6 Tính toán kiểm tra đặc tính làm việc của động cơ ( dựa vào sơ đồ mạch điện thay thế ), đặc tính khởi động

7 Tính toán phát nóng thiết kế vỏ máy, kết cấu.

• Máy biến áp :

1 Cho Sđm , Uca, Uha, m,un% , Pn , P0 , , MBA dầu hay MBA khô.

2 Tính toán sơ bộ kích thớc mạch từ: d, l, b , chọn khoảng cách cách điện và kết cấu mạch từ

3 Tính toán lựa chọn dây quấn, cuộn điều khiển điện áp ( bên CA ) Chọn sơ đồ điều chỉnh ; cấp điều khiển ±25%, 0 ữ5% vòng dây của một cấp điều

Quá trình thiết kế : là quá trình xử lí thông tin từ mô hình tính toán ban đầu là nhiệm vụ thiết kế, hoàn thiện qua từng quá trình , chuyển giao cho nhà chế tạo

2 Các giai đoạn thiết kế đã trải qua:

- Giai đoạn đầu ( TK đơn chiếc ) : Bằng tay ( 1890 ); số lợng tiêu thụ nhỏ; chủng loại lớn nhng sớ lợng không lớn; lao động sáng tạo 70% - TK bằng tay theo tiêu chuẩn ( 40 – 60 ) dựa trên các tiêu chuẩn, tk theo nhóm, quy cách hoá, hợp thể Lao động sáng tạo 40%

Giá thành thiết kế trở nên nặng nề; năng suât thấp.

- Giai đoạn thiết kế trên máy tính ( phát triển từ năm 60 dến nay ) nhanh chính xác, lựa chọn đợc nhiều phơng án, áp dụng các phơng pháp tính, tính toán hiện tợng phức tạp, phơng trình vi phân bậc cao

2 Các luận điểm chủ yếu

Định nghĩa : Là ht ngời + máy đợc tạo ra bửi một tập hợp ngời thiết kế và tổ hợp thiết bị kĩ thuật và và các ct để tác động qua lại với nhau bằng cách truyền và xử lí thông tin để thực hiện từng phần hoặc đầy đủ quá trình thiết kế

Định hớng :

Các luận điểm :

+ Định hớng đối tợng ( nhằm cho một lớp sp nhất định ) Lớp sp càng lớn → HTTĐ càng lớn → cần xác định rõ mối quan hệ sp – ht tôn trọng sáng tạo của ngời thiết kế : Khi đặt nhiệm vụ thiết kế, phân tích nhiệm vụ thiết kế, phân tích kết quả thiết kế ( dựa vào giao diện )

1.3 Cấu trúc chức năng HTTKTĐ Định nghĩa :

Modun :

- Cấu trúc dực theo nguyên tắc modul

• Modul TK : là một phần của bài toán tk, giải quyết tơng đối trọn vẹn đối với thiết kế Đầu ra mỗi modul là các số liệu đa vào bản vẽ TKKT

Nếu η< η yêu cầu → phải tăng hiệu suất • Modul điều khiển :

- Modul đk thực hiện nhiệm vụ đk một phần các modul thiết kế ; đk qua lại các modul thiết kế với nhau hoặc giữa modul thiết kế với modul khác; nhận lệnh và thực hiện lệnh của ngời thiết kế

• Modul cơ sơ dữ liệu :

- CSDL tĩnh : Gồm thông tin ít thay đổi khi thiết kế từ các sản phẩm này đến các sản phẩm khác : tiêu chuẩn, tính chất của các loại vật liệu, bảng thiết kế

- CSDL động : Là thay đổi khi thiết kế và thay đổi rõ rệt từ sản

TK là quá trình lặp tiệm cận dần tới phơng án chấp nhận đợc Mỗi phơng án tổng hợp bởi ngời thiết kế phải trải qua phân tích tren các mô

1_ Chính xác : Kiểm nghiệm thực nghiệm sai số < sai số cho phép 2_ Tính tiết kiệm : Chiếm bộ nhớ không quá lớn, thời gian tính toán

Các hệ số đợc xác định nhờ khai triển talor các thông số đầu vào + Cùng một lúc có thể nghiên cứu đợc nhiều ảnh hởng của các thông số đầu vào lên một thông số đầu ra

+ Số lần thí nghiêm : min Độ chính xác của biểu thức cao

2. Nội dung của phơng pháp QHTN :

Hiện nay với yêu cầu càng cao số phơng án càng lớn Máy tính + phơng pháp tối u hoá

3.2. Những khái niệm cơ bản và định nghĩa cơ bản

1 Tiêu chuẩn thiết kế tối u :

- Tuỳ theo tính chất và mục đích sử dụng của đối tợng thiết kế để lựa chọn tiêu chuẩn thiết kế tối u

- Tiêu chuẩn tối u là 1 tập tính chất mà trong quá trình thiết kế cần phải cải thiện nó tôt nhất

ĐCKĐB thông dụng :

Tổng chi phí = CTK + CSX + CVH

- Cải thiện tiêu chuẩn thiết kế tối u để tốt nhất ( min/max ) nhiệm đồng thời thoả mãn các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật

VD : Chi phí vật liệu là min

Biến số độc lập : Tập hợp các thông số đầu vào xác định tiêu chuẩn thiết kế tối u ; các ràng buộc Các mối quan hệ phi tuyến :

- Bài toán quy hoạch phi tuyến

Trong không gian n chiều hàm f (x) là một giá trị vô hớng; do đó ta không thể xây dựng đờng mức trong không gian đó

+ So sánh giữa các phơng án → Chọn Ctd min + Kiểm tra các điều kiện ràng buộc

- Nếu các điều kiện thoả mãn :

- Khi tính chất và mục đích sử dụng của đối tơng thiết kế phụ thuộc vào 1 tiêu chuẩn → đơn mục tiêu

- Khi có tập hợp các tiêu chuẩn → bài toán đa mục tiêu Giải bài toán :

a ) Trong các tiêu chuẩn : chọn 1 hàm số là hàm mục tiêu và những cái

Ci – hệ số giá trị của các hàm tiêu chuẩn nó đợc đánh giá bởi

VD : R1 – dÔ vi ph¹m nhÊt : lo¹i phÇn lín

R2 - : c¸c ®iÓm ra khái miÒn xem xÐt.

- Giới hạn vùng trong khoảng P0≤ 1.1P0cp

- Kiểm tra điều kiện : i0, σ ∆k, , Un

Tìm hẹ số hình dáng β sao cho tổng chi phí vật liệu tác dụng MBA nhỏ nhất và thoả mãn các điều kiện P0, i0

b ) Phơng pháp thử nghiệm thiết kế độc lập : X0 - điểm bắt đầu

Phân bố xác suất của tất cả các giá trị tối u trong miền giứi hạn G là nh nhau

P = ? xác suất rơi vào giá trị cực trị sau mỗi lần thử (1− ∆) - xác suất rơi vào ∆ sau 1 lần thử

(1− ∆)n- xác suất rơi vào ∆ sau n lần thử.

Tính Ctd tại điểm chia so sánh các Ctd’ ta tìm đợc giá trị nhỏ nhất trong 10 giá trị đó đợc β* Lấy một miền giới hạn mới xung quanh β*có bán kính là h : (β*- h ; β* + h ) ; Lại chia khoảng mới đó thành 10 khoảng, tính giá trị tại các điểm chia mới C’

td min và β*mới

đúng

c ) Sử dụng thông tin tiên nghiệm về hàm mục tiêu duyệt lới đều – n lớn ( đk – Lipshits ) – duyệt lới không đều.

F (x) → min Xi≥ 0 ; i = 1, n

Rj≤ 0 ; j = 1, m

Tiêu chuẩn kết thúc 1 vợt ra khỏi G

2. Giá trị tơng đối của hàm mục tiêu ∆ <f ξ

Ưu điểm : đơn giản

Nhợc điểm : phụ thuộc vào hàm mục tiêu, nếu hàm mục tiêu kéo dài về 1 phía → khó xác định cực trị.

3 Các hớng vuông góc :

Sau một bớc lặp ta xoay lại trục toạ độ sao cho một trong những trục mới sẽ hớng theo chiều giảm nhanh nhất của hàm mục tiêu.

Là một vecto có toạ độ là đạo hàm riêng theo từng biến tơng ứng ý nghĩa : Chỉ ra hớng tăng nhanh nhất của F tại điểm x

vecto ∇F chỉ ra hớng giảm nhanh nhất của x.

⇒ Cùng quãng đờng đi nh nhau theo hớng (−∇F ) hàm mục tiên giảm nhanh nhất.

F(x) – giải tích

→ ∇F - dễ dàng xác định- dễ dàng xác định.

Trong những trờng hợp F(x) không có biểu thức toán học

→ sử dụng phơng pháp sai phân để tìm gradient

NghiÖm cã khèi l¬ng tÝnh to¸n nhiÒu h¬n.

Bµi to¸n tèi u ho¸ m¹ch tõ :

1 - Hµm môc tiªu : s.®.®/stator → min

- Kh«ng sö dông hÕt kh«ng gian m¸y ®iÖn

- D©y láng bÞ ¶nh hëng cña lùc tõ g©y háng c¸ch ®iÖn 4 - D÷ liÖu ®Çu vµo :

BZmin → brmax → br·nh min →hr max2

BZmax → brmin →br·nh max →hr min2

hrmin=min{hrmin1,hrmin 2}

hrmax=max{hrmax1,hrmax 2}

Drmin do công nghệ đúc nhôm nếu quá bé AC không vào đợc và rãnh bị rỗng làm trở rotor tăng lên, hiệu suất

- Kích thớc thông số dây quấn stator và rotor

+ Tính toán sơ đồ mạch điện thay thế

+ Tính toán kiểm tra

Trong động cơ không đồng bộ :

RR : + momen, không phụ thuộc Kà

+ nhiệt độ, công nghệ chế tạo

Xm : + đặc trng cho mối quan hệ điện từ giữa stator và rotor, không phụ thuộc vào nhiệt

Bài tập : Lập lu đồ thuật toán hr ( S.R )

* s/d phơng pháp quy hoạch thực nghiệm nhân ra đặc tình ra của ĐKĐB một pha có tụ

Quy hoạch thực nghiệm :

Mạng điện một pha đợc cấp từ nguồn một pha Trong máy có 2 pha :

Trong máy có 3 pha : ωA =ωB =ωC

Trong máy có 1 pha : ωA ≠ωB

Th«ng thêng lµ tæng chi phÝ nhá nhÊt

k k ,kzs, zr d,…chän trong kho¶ng biÕn thiªn cho tríc 3 Tèi u ho¸ th«ng sè d©y quÊn :

Trong nhiÖm vô thiÕt kÕ :

Cos ϕ cao do cã tô bï CSPK

KiÓm tra rµng buéc η → max cßn l¹i lµ c¸c hµm môc tiªu

X∈G – miền giới hạn ai≤ Xi≤ bi ; i = 1, n

Rj≤ 0 ; j = 1, m

-Bớc 2 : Tổng hợp dung sai

1 Tối u hóa : chọn dung sai tối u

2 Khác bài toán tối u hóa ; chọn dải dung sai trong đó các thông số biến thiên 3 dung sai là một đại lợng ngẫu nhiên.

2 Các điểm xác suất xác định giá trị của đặc tính làm việc có thể chầp nhận đợc mà nằm ngoài dung sai phải nhỏ hơn 1 giá trị nào đó cho trớc

P(X) ≤ Pδ

P(X∈δ) >1 - Pδ

Bài tập : Xác định tiết diện rãnh ĐCKĐB sao cho hiệu suất lớn nhất ( pcơ + p fụ = const)Xác định rãnh stato tối u sao cho tổng tổn hao trên stato nhỏ nhất.

xnmin , xnmax - do công nghệ chế tạo δ – chiều dầy khe hở không khí Є :

+ lắp đặt

+ CT dịch, CT quản lí, mẫu+ đối tợng thiết kế * Đảm bảo yêu cầu chơng trình :

1 Theo thuật toán 2 Theo nguyên lí modul.3 Dễ dàng với dữ liệu vào ra.

4 Các chơng trình cấn xem xét kn giao diện, đối thoại giữa ngời và máy

6.4 M« h×nh hãa c¸c gi¸ trÞ ngÉu nhiªn.

- Kú väng to¸n häc cña c¸c chØ sè ra sau N thö nghiÖm

Pw1, Pw2 có thể có trị số âm, vẫn phải lấy đúng dấu, có nghĩa đây là cộng đại số.* Nêu các bớc thử nghiệm xuất xởng MBA.

Gồm 7 bớc :

1 kiểm tra bên ngoài

2 kiểm tra cách điện, hấp thụ

3 kiểm tra điện trở 1 chiều với tất cả các mối nối

◊Tốn ít nguyên vật liệu, giá thành thấp-Vật liệu chế tạo : thờng là gang, thép, nhôm

Gang, nhôm tạo phôi đúcThép tạo phôi hàn

( trong trờng hợp đặc biệt có thể đúc nhng rất ít)Gang : sau khi đúc bao giờ cũng phải ủ hoặc thờng hóaThép : sau khi hàn phải ổn định bằng ủ

Nhôm : hợp kim nhôm phù hợp với các máy công suất nhỏ với pp đúc áp lực

* Trình bày các bớc CN cơ bản của gia công thân máy ? ( Đối với loại máy đúc gang ) 10 bớc

1 Tạo phôi đúc 2 Làm sạch

3 Thờng hóa hoặc ủ

4 Gia công thô ( tiện lòng trong hết vết )

5 Bào(phay) chân máy theo chiều cao tâm trục 6 Tiện tinh đờng kính trong, tiện thô gá lắp ráp

* Những vấn đề về gia công cơ khí ảnh hởng đến chất lợng của sản phẩm nh thế nào ?

Kiểm tra dây quấn ?

1 Tại sao cần kiểm tra dây quấn ?

2 kiểm tra dây quấn cần kiểm tra ntn ? Cách kiểm tra Answer:

1 Kiểm tra dây quấn đảm bảo các mối nối dây có thông nhau không, cách điện có đảm bảo các vòng dây, giữa các bin dây, giữa các pha dây quấn với nhau và với vỏ không! Nhằm toàn cho ngời sử dụng trong khi vận hành hoặc không bị xảy ra chạm chập, cháy nổ.

2 Kiểm tra.

a kiểm tra điện trở pha.

- Dùng : cầu wheston – cầu đơn

Nếu R lớn thì dễ có sai số hay sai số lớn do

b Kiểm tra cách điện.

Thử cao áp : nếu không chọc thủng ở 1 áp thử cho trớc coi là đạt yêu cầu + Bên hạ thế

Thử sau khi đấu : Uth= 2Uđm+1000v

Nếu hỏng cách điện chuyển về tổ lồng dây để sửa chữa+ Bên CA(3kv/6kv)

-Thử sau khi chế tạo xong bin dây Uth= 35Uđm

-Thử sau khi lồng xong bin dây vào máy :Uth=3Uđm

-Thử sau khi đấu nối xong : Uth=2Uđm+1000v Thời gian thử là 1 phút và dùng may biến áp tự ngẫu

Gia công cơ khí trong chế tạo máy điện1 Điều kiện khi gia công cơ khí trong chế tạo máy điện ?

- phải đảm bảo độ đồng tâm gỉũa các khu vựclắp ghép - Phải đảm bảo độ biến dạng trong phạm vi cho phép - Đảm bảo độ bền cơ khí

2 Thân máy là bộ phận ntn ? Có nhiệm vụ gì ? Với thân máy có yêu cầu gì ? và vật liệu chế tạo thân máy là vật liệu gì ? phơng pháp gia công với từng vật liêu ntn ?

- Thân máy thờng là giá đỗ stato, stato đợc trực tiếp vào thân - Các yêu cầu đối với thân máy :

+ Đảm bảo độ đồng tâm giữa đờng kính Dt với+ Dùng nêm (sắt) dàn đều dây quấn

+ Lồng lần lợt các bin dây cho đến khi hạ chờ→ bắt đầu lồng dây lớp trên.

+ Đặt cách điện lót lớp bằng cách uốn cong lớp cách điện rồi luồn vào rãnh ( có thể sau đó dùng nêm sẳt để nhấn)

+ Dùng que gạt đa 1 số sợi của cạnh chờ vào rãnh cho đến hết rồi dùng nêm sắt san bằng + Sau khi lồng hết dây rãnh nào thì lót úp trên rãnh đó rồi dùng nêm ( lót úp trên phải dùng kim mỏ nhọn để đẩy )

+ Sau khi úp trên vào đúng vị trí, dùng nêm sắt để nhấn xuống sau đó dùng nêm + Tiếp tục tiến hành cho đến hết

* Lu ý :

- lồng xong bin nào phải đập (phần đầu nối) bin đó- Khi lồng xong một bối phải lót cách điện pha

1 2 3 4

Đấu dây ?

1 Máy công suất nhỏ, dây dẫn tròn.- Thiết kế điểm đấu dây

- Quy định đầu ra dây- Quy định luật đấu dây- Quy định mối nối* Quy định thực hiện+ làm sạch đầu dây

+ lồng gen cách điện vào một đầu+ Xoắn hai đầu dây sao cho tiếp xúc tốt+ Hàn đầu dây :

o hàn thiếc : thiếc hàn, mỏ hàn, chất tẩyo Hàn đầu dây

Yêu câu hàn thiếc:mối hàn ngâu, chắc, thiếc bám đều+ lồng gen cách điện vào

B1 : Đa lõi thép tới vị trí

B2 : làm sạch, sửa lại lõi thép(sửa nhẹ nhàng ), làm sạch bằng khí nén, dẻ lauB3 : kê lõi thép cho vững chắc

B4 : lót cách điện rãnh

B5 : lồng dây( theo quy trình lồng ):+ sắp xếp dây quân theo đúng vị trí+ chà prafic lên dây quấn

+ đặt phễu lồng dây

+ hai tay cầm hai đầu bin dây , bóp bẹp nhẹ nhàng từ đầu rãnh đến cuối rãnh+ các sợi dây còn lại dùng que gạt đẻ vào rãnh

+ dùng nêm dàn đều dây quấnB6 : lồng dây theo quy trình

u điểm : bớc ngắn , tiết kiệm đồng Dễ vào dây

Nhợc điểm : nhiều đầu nối - Đồng tâm tập trung.

Với các máy công suát nhỏ, lá tôn stato đợc chia nhỏ thành các lá tôn segment.

Các lá tôn đợc xếp trực tiếp vào thân (vỏ máy) sau khi đợc gia công tính đờng kính lõi thép.

dây / bối phụ thuộc vào cách đấu dây hay số mạch nhánh song song a có giá trị bao nhiêu? và đảm bảo điều kiện

I*W = const

Chơng I : Công nghệ chế tạo mạch từ

1.Công nghệ là gì ?

Công nghệ là cách thức làm ra sản phẩm2 Thế nào là công nghệ tốt ?

Công nghệ tot là một quy trình các bớc sản xuất đạt đợc các yêu cầu :đòi hỏi với sản phẩm làm ra: phù hợp với năng lực sản xuất của đơn vị đó, sao cho giá thành sản xuất nhỏ nhất.

3 Xác định đờng trung tính hình học ntn ?( đọc lại Đổi chiều của MĐ 1 chiều )

-Với gia công cực từ ta gia công 10 mặt (hình vẽ) : đầu tiên gia công mặt đáy để làm mặt chuẩn gia công các mặt còn lại

-Làm thành cong giảm từ thông tản chạy từ cực từ này đến cực từ khác; nâng cao hiệu suất của máy

Xác định đờng trung tính hình học nh thế nào ?

100mm đợc sai lêch 0.1 mm

4 Tại sao cần có lá tôn đầu ?

Hàn hai lá tôn stato lại với nhau ( bằng cách hành điểm) →lá tôn đầu !( với máy công

6 Quy trình chế tạo lõi thép ( ghép các chi tiết thành lõi thép stato của động cơ KĐB )* Chuẩn bị : nguyên vật liệu :

- Các chi tiết đã kiểm tra chất lợng : lá tôn, lá tôn đầu, lá tôn thông gió, vành ép, …- Các dụng cụ : bảo hộ lao động, búa, búa cao su …

2 Đặt gá vào vị trí làm việc

3 Xếp lần lợt theo thứ tự : vành ép→ lá tôn đầu→ lá tôn stato →lá tôn thông

gió→ lá tôn stato→…→lá tôn đầu →vành ép

4 Đặt lắp gá lên, chuyển cả khối lên máy ép thủy lực …5 ép cho đến khi mặt trên nắp gá nằm dới đáy rãnh chốt côn6 Đóng chốt côn vào, bỏ lực ép Sau đó chuyển cả khối xuống bệ 7 Đặt nằm ngang, đóng các ke ép gông vào

8 Đóng tháo chốt côn, nắp gá, lại chuyển lên máy ép để ép thân máy ra khỏi lõi thép gá( thân gá )

9 Tiện lại đờng kính ngoài ( nếu cần )

Với các máy công suất lớn, lá tôn stato đợc chia nhỏ thành các lá tôn sesmentCác lá tôn đợc xếp trực tiếp vào thân (vỏ máy) sau khi dã gia công tinh đờng kính