Đồ án thiết kế động cơ điện một chiều_Nhóm 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN ====o0o==== ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực : Lớp TS : Hà nội, 2020 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN Số : 04 Họ tên SV/Nhóm SV : Nhóm 04 TT HỌ VÀ TÊN MÃ SINH VIÊN LỚP Lớp: ……… Khoá : …K14…… Khoa : Điện Giáo viên hướng dẫn : TS NỘI DUNG Đề tài: Thiết kế động điện chiều có thơng số sau: , Tốc độ quay ; kích từ song song có dây quấn ổn định tốc độ Chiều cao tâm trục h = 160 mm Chế độ làm việc liên tục, kiểu bảo vệ IP22, cách điện cấp B PHẦN THUYẾT MINH Tính tốn kích thước chủ yếu Tính tốn Stato, roto Xây dựng đặc tính mở máy tính tốn tham số khơng tải Tính tốn nhiệt Thiết kế kết cấu động Ngày giao đề tài: 05/07/2020 BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN TS TS Ngày hoàn thành: ……… GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp: Đồ án Thiết kế thiết bị điện (2…………………….) Khóa 14 Họ tên nhóm sinh viên : STT Họ tên Mã sinh viên II Nội dung học tập Tên chủ đề: Thiết kế động điện chiều có thơng số sau: , Tốc độ quay ; kích từ song song có dây quấn ổn định tốc độ Chiều cao tâm trục h = 160 mm Chế độ làm việc liên tục, kiểu bảo vệ IP22, cách điện cấp B Hoạt động sinh viên - Nội dung 1: Mục đích, yêu cầu phương pháp nghiên cứu - Nội dung 2: Xác định đề tài nội dung nghiên cứu - Nội dung 3: Xây dựng đề cương đồ án - Nội dung 4: Xây dựng kế hoạch thực - Nội dung 5: Xây dựng tổng quan nghiên cứu theo chủ đề - Nội dung 6: Xây dựng sở lý thuyết đề tài nghiên cứu Chuẩn đầu học phần: Trình bày quy trình, tiêu chuẩn thiết kế động điện chiều Xác định vấn đề cốt lõi đề tài thiết kế động điện chiều Lập quy trình phương pháp thiết kế động điện chiều - Nội dung 7: Tính tốn, phân tích xử lý số liệu đề tài Chuẩn đầu học phần: Tính tốn thơng số động điện chiềutheo yêu cầu Xác định vấn đề cốt lõi đề tài thiết kế động điện chiều Lập quy trình phương pháp thiết kế động điện chiều - Nội dung 8: Xây dựng vẽ, kết mô Chuẩn đầu học phần: xây dựng vẽ sau tính tốn - Nội dung 9: Biên soạn báo đồ án Thiết kế động điện chiều theo yêu cầu đồ án Xác định vấn đề cốt lõi đề tài thiết kế động điện chiều Sản phẩm nghiên cứu (xác định cụ thể sản phẩm chủ đề nghiên cứu cần đạt được, ví dụ: Bản thuyết minh, thu hoạch, mơ hình, sơ đồ, vẽ kỹ thuật, trang website, báo khoa học, ) Bài báo cáo đồ án môn học III Nhiệm vụ học tập Hoàn thành Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án theo thời gian quy định (từ ngà 08/ 07/ 2020 đến ngày 23/ 08 / 2020) Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề giao trước giảng viên sinh viên khác IV Học liệu thực Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án Tài liệu học tập: - Sách, giáo trình chính: - [1] Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh, “Thiết kế máy điện”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 Sách tài liệu tham khảo: [2].Phan Tử Thụ, “Thiết kế máy biến áp điện lưc”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 [3].Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh, “ Thiết kế máy biến áp”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 [4].Nguyễn Đức Sỹ, “Công nghệ chế tạo thiết bị điện”, NXB Giáo dục 2007 [5].Hướng dẫn lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC, NXB Khoa Học Kỹ Thuật [6].Nguyễn Hữu Khái, “Thiết kế máy điện trạm biến áp”, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Phương tiện, nguyên liệu thực Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án (nếu có): LỜI NÓI ĐẦU Máy điện chiều dùng rộng rãi công nghiệp , giao thông vận tải , giá thành cao máy điện xoay chiều , Nếu phương diện nguồn điện chiều , ngày kỹ thuật bán dẫn chỉnh lưu phần thay máy phát điện chiều , ngược lại lĩnh vực động lực kỹ thuật tự động , động điện chiều tỏ ưu việt thay với đặc tính làm việc tốt mặt điều chỉnh tốc độ phạm vi rộng , chí từ tốc độ khơng , khởi động , đổi chiều quay chịu tải cao , ưu điểm quan trọng người ta không ngần ngại đầu tư cao chế tạo bảo dưỡng máy khó khăn Để tiện chế tạo sử dụng , người ta thiết kế , chế tạo máy điên nột chiều thành dãy náy , sử dụng phổ biến dãy máy chiều thơng dụng Ngồi dãy máy cịn có dãy náy chun dụng khác dãy động điện luyện kim , động điện ) cần trục , đầu tàu kéo v.v Nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật máy điện chiều gồm có : Loại điện : máy phát điện hay động điện Công suất định mức P kW : Dối với máy phát điện cơng suất điện đưa : động điện , cơng suất đầu trục Điện áp định mức Udm ,V Theo tiêu chuẩn , điện áp định mức máy điện chiều có cấp sau : - với máy phát : 115 , 230 , 460 V , với động : 110 220 , 440 V , Tốc độ quay định mức Ndm Giới hạn tốc độ quay định mức có quan hệ với cơng suất định mức với phạm vi cơng suất có giới hạn tốc độ quay tối ưu mà với tốc độ sử dụng vật liệu tác dụng kết cấu hợp lý Với máy điện cỡ nhỏ trung bình , Cơng suất đến 200 - 250 kW , tốc độ đường phần ứng thường không vượt 35 m / s , với máy 250 kW đến 45 - 50 m / s máy làm việc với chế độ đặc biệt máy kich từ máy phát tuabin , tốc độ đường đạt đến 60 + ) n / s Cách kích từ : độc lập , song song , nối tiếp hay hỗn hợp Kiểu kết cấu : nấm , đứng , bảo vệ IP22 ) hay kín ( IP44 ) Chế độ làm việc : liên tục , ngắn hạn , ngắn hạn lập lại Các yêu cầu đặc biệt ; điều chỉnh điện áp , điều chỉnh tốc độ Vấn đề đặt cho lĩnh vực thiết kế chế tạo động điện không ngừng nghiên cứu, thiết kế để tạo sản phẩm đạt tiêu kinh tế - kỹ thuật nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế quốc dân Chính chúng em Khoa Bộ mơn giao nhiệm vụ thực đề tài : “ Thiết kế động điện một” Nội dung đồ án gồm chương: Chương 1: Tính tốn kích thước chủ yếu Chương 2: Tính tốn Stato, roto Chương 3:Xây dựng đặc tính mở máy tính tốn tham số khơng tải Chương 4: Tính tốn nhiệt Chương 5: Thiết kế kết cấu động Trong thời gian làm đồ án vừa qua , với cố gắng nỗ lực thân với giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo mơn Thiết bị điện, đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn , chúng em hồn thành xong thiết kế Trong trình thiết kế đồ án, với kiến thức cịn hạn chế nên đồ án khó tránh khỏi khiếm khuyết Chúng em mong nhận nhận xét,góp ý thầy giáo để thiết kế chúng em hoàn chỉnh Chúng em xin chân thành cảm ơn Sinh viên Nhóm CHƯƠNG I: TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU I VÍ DỤ TÍNH TỐN , Tốc độ quay ; kích từ song song có dây quấn ổn định tốc độ Chiều cao tâm trục h = 160 mm Chế độ làm việc liên tục, kiểu bảo vệ IP22, cách điện cấp B TÍNH TỐN THIẾT KẾ PHẦN ỨNG 1.1 Chọn kích thước chủ yếu 1.1.1 Xác định hiệu suất máy η Theo ( hình 3-1 ) tham khảo ( bảng 3.3 ), với Pđm = 7,5 kW lấy η=92% 1.1.2 Sơ xác định dòng điện động điện I Theo ( 3-2 ): I = = = 37 ( A ) 1.1.3 Dòng điện phần ứng I2 Theo ( 3-3 ): I2 = I = 37 ( A ) 1.1.4 Công suất điện từ P ’ Theo công thức ( 3-1 ): ’ P = kĐ Với: KĐ – Tra ( bảng 2-3 ) ứng với Pđm = 7.5kW lấy: kĐ = 0,95 Thay số ta được: ’ P = = 4,75( kW ) 1.1.5 Đường kính ngồi phần ứng D Pđm = 7.5 kW, nđm = 1500 vg/ph lấy đường kính ngồi rôto chuẩn là: D = 49,3 ( cm ) 1.1.6 Hệ số cung cực từ αδ ứng với D = 49,3 ( cm ) lấy: αδ = 0,68 ’ 1.1.7 Tải điện từ A Bδ Theo ( hình 3-4 ) tham khảo ( bảng 3.3 ) ứng với D = 49,3 ( cm ), Pđm = 200 kW lấy: ’ Tải đường tính tốn: A = 400 ( A/cm ) Mật độ từ thông khe hở khơng khí: Bδ = 0,8 ( T ) ’ 1.1.8 Chiều dài tính tốn phần ứng lδ =6,1.P,.107 Thay số được: lδ = = 31,76 ( cm ) 1.1.9 Nghiệm lại hệ số λ λ = = = 0,64 trị số nằm vùng kinh tế 1.1.10 Chiều cao tâm trục h ứng với D = 49,3; 2p = 4; lấy h = 45 ( cm ) 1.2 Kiểu số liệu dây quấn 1.2.1 Kiểu dây quấn Iư = I2 = 395 ( A ), kết hợp với điều kiện làm việc đặc biệt động điện kéo là: chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại Chọn kiểu dây quấn hỗn hợp có dây quấn xếp xếp đơn mx = 1, dây quấn sóng sóng phức có ms = a Các bước dây quấn * Dây quấn xếp đơn đặt lớp trên, có mx = Bước tổng hợp: yx = yGx = mx = Bước thứ nhất: yx1 = ± ε = = 52 ( ε = ) Bước thứ hai: yx2 = yx1 - yx = 52 – = 51 * Dây quấn sóng phức đặt lớp dưới, có ms = Bước tổng hợp: ys = yGs = ± ε = = 103 ( ε = ) Bước thứ hai: ys1= ± ε = = 52 ( ε = ) Ở Bước thứ hai: ys2 = ys - ys1 = 103 – 52 = 51 đây: yx2 = ys2 thoả mãn 1.2.2 Dòng điện mạch nhánh song song i2 ( inh ) i2 = Ở đây: a – Là số đôi mạch nhánh song song Vì kiểu dây quấn kiểu hỗn hợp, mà số đôi cực p = Nên theo ( 3-12 ), ( 3-15 ), có: a = as + ax = ms + mx.p = + 1.2 = Thay số được: i2 = = 49,375 ( A ) 1.2.3 Số dẫn tính tốn dây quấn N ’ N’ == ≈ 1254 1.2.4 Số rãnh phần ứng Z Z= ứng với h = 45 cm được: t2min = 1,8 → Zmax = = 86 t2max = → Zmin = = 38,7 Chọn Z = 52 → Bước rãnh t2 = = 2,977 ( cm ) 1.2.5 Số dẫn tác dụng rãnh Nr Nr = = = 24,115 Lấy Nr = 24, lúc đó: Số dẫn dây quấn thực N: N = Nr.Z = 24.52 = 1248 1.2.6 Tải đường A Theo ( 3-24 ): A = = = 398 ( A/cm ) 1.2.7 Hiệu chỉnh lại chiều dài lõi sắt phần ứng thực lδ ’ lδ = lδ = 31,76 = 31,92 ( cm ) Ở ta khơng cần rãnh thơng gió hướng kính nên, chiều dài toàn lõi sắt phần ứng là: l2 = lδ = 31,92 ( cm ) 1.2.8 Chiều dài phần sắt phần ứng lFe lFe = lδ.kc Ở đây: kc hệ số ép chặt tra ( bảng 2.1 ) lấy kc = 0,95 Thay số được: lFe = 31,92.0,95 = 30,324 ( cm ) 1.2.9 Dòng điện rãnh Ir = i2Nr = 49,375.24 = 1185 ( A ) ’ 1.2.10 Mật độ dòng điện sơ dây dẫn phần ứng J2 ’ J2 = với động tự làm nguội (quạt gió) cách điện cấp B chọn: AJ = 1900 ’ Thay số được: J2 = = 4,77 ( A/mm ) 1.2.11 Tiết diện dây dẫn tính tốn S2 ’ = = = 10,35 ( mm ) Tra ( phụ lục ) Chọn dây dẫn hình chữ nhật có kích thước chuẩn dây dẫn theo chiều rộng b = ( mm ), theo chiều hẹp a = 1,4 ( mm ), có tiết diện dây S = 6,785 ( mm ) 1.2.12 Tiết diện dây dẫn thực tế S2 S2 = S = 6,785 ( mm ) 1.2.13 Mật độ dòng điện dây dẫn phần ứng J2 = = = 7,28 ( A/mm ) 1.2.14 Góc nghiêng α phần đầu nối dây s+x sinα = t2, Ở đây: s = a + b = 0,14 + 0,04 = 0,18( cm ) Chọn x = 0,08 ( cm ) t2’ = = = 2,562 ( cm ) Thay số được: sinα = = 0,1015 → α = 5,825 = 0,032π 1.2.15 Chiều dài phần đầu nối dây quấn lđ lđ = 2[t+a+(r1+ )( - α)+(r2+ )( - α)+ + d ]đây: ứng với Uđm = 550 ( V ) chọn: t + a = 1,5 ( cm ) Chọn: r1 = r2 = ( cm ) b = k tgα k = l1k – ( r1 + r2 + s )( - sinα ) l1k = 2πR y z 2Z Với: yz = = = 13 R1 – Bán kính đến tâm bối dây nằm ( cm ) ( hình 3-6 ) -1 R1 = + 0,2.2.10 + 1,5 [( b + b)wp +0,2.2.(ne+1)+0,15.2 ].10 -1 ... Nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật máy điện chiều gồm có : Loại điện : máy phát điện hay động điện Công suất định mức P kW : Dối với máy phát điện cơng suất điện đưa : động điện , cơng suất đầu trục Điện. .. phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN Số : 04 Họ tên SV/Nhóm SV : Nhóm 04 TT HỌ VÀ TÊN MÃ SINH VIÊN LỚP Lớp: ……… Khoá : …K 14? ??… Khoa : Điện Giáo viên hướng dẫn : TS NỘI DUNG Đề tài: Thiết kế động. .. tài thiết kế động điện chiều Lập quy trình phương pháp thiết kế động điện chiều - Nội dung 8: Xây dựng vẽ, kết mô Chuẩn đầu học phần: xây dựng vẽ sau tính tốn - Nội dung 9: Biên soạn báo đồ án Thiết