Thiết kế động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc (kèm file autocad)

Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rơto lồng LỜI NĨI ĐẦU Động khơng đồng (KĐB) ba pha rơto lồng sóc dùng phổ biến cơng nghiệp (vì có ưu điểm độ tin cậy tốt, giá thấp, trọng lượng nhẹ, kết cấu chắn dễ bảo dưỡng), với dải công suất từ hàng trăm Watts đến vài Megawatts phận hệ truyền động Ngày nay, hiệu suất động dần trở thành tiêu chí áp dụng công nghiệp 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 em Khoa Bộ môn giao nhiệm vụ thực đề tài : “ Thiết kế động điện không đồng ba pha rơto lồng sóc” cho đồ án tốt nghiệp cuối khố Nơi dung đồ án gồm chương: Chương 1: Đại cương động điện không đồng Chương 2: Xác định kích thước chủ yếu Chương 3: Thiết kế stato Chương 4: Thiết kế rơto Chương 5: Tính tốn mạch từ xác định tham số động chế độ định mức Chương 6: Đặc tính làm việc khởi động Chương 7: Trọng lượng vật liệu tác dụng tiêu sử dụng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rơto lồng MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 1.1.1 Phân loại .10 1.1.2 Cấu tạo động không đồng 10 1.1.3 Khe hở .12 1.1.4 Nguyên lý làm việc động điện không đồng xoay chiều pha 12 1.1.5 Công dụng 14 1.2 YÊU CẦU CỦA THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB PHA RÔ TO LỒNG SÓC .14 1.2.1 Nhiệm vụ phạm vi thiết kế 14 1.2.2 Các bước thiết kế gồm có 15 1.2.3 Vật liệu thường dùng thiết kế 16 1.3 CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU 18 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 2.1 Số đôi cực .20 2.2 Đường kính stato 20 2.3 Đường kính stato 20 2.4 Cơng suất tính tốn (P’) 21 2.5 Chiều dài tính tốn lõi sắt stato (l1) .21 2.6 Bước cực (τ)………………………………………………………22 2.7 Dòng điện pha định mức …………………………………… 23 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng CHƯƠNG THIẾT KẾ STATO 3.1 Mã hiệu thép bề dầy thép .24 3.2 Số rãnh stato Z1 24 3.3 Bước rãnh stato 25 3.4 Số dẫn tác dụng rãnh ur1 .25 3.5 Số vòng dây nối tiếp pha 25 3.6 Tiết diện đường kính dây dẫn 25 3.7 Kiểu dây quấn 26 3.8 Hệ số dây quấn .27 3.9 Từ thông khe hở khơng khí Ф 29 3.10 Mật độ từ thơng khe hở khơng khí Bδ 29 3.11 Sơ định chiều rộng bz1 29 3.12 Sơ chiều cao gông stato hg1 .29 3.13 Kích thước rãnh cách điện .30 3.14 Diện tích rãnh trừ nêm S’r 31 3.15 Bề rộng stato bz1 31 3.16 Chiều cao gông stato 32 3.17 Khe hở khơng khí .32 CHƯƠNG THIẾT KẾ RƠTO 4.1 Số rãnh rơto Z2 .33 4.2 Đường kính ngồi rơto D’ 33 4.3 Bước rôto t2 34 4.4 Sơ định chiều rộng rôto b’z2 34 4.5 Đường kính trục rơto Dt .34 4.6 Dòng điện dẫn rôto Itd .34 4.7 Dòng điện vòng ngắn mạch Iv .35 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng 4.8 Tiết diện dẫn vịng nhơm S’td .35 4.9 Mật độ dòng điện vòng ngắn mạch .35 4.10 Chiều cao gông rôto sơ 35 4.11 Kích thước rãnh rơto vịng ngắn mạch 35 4.12 Chiều cao vành ngắn mạch hv 37 4.13 Đường kính trung bình vành ngắn mạch Dv .37 4.14 Bề rộng vành ngắn mạch bv 37 4.15 Diện tích rãnh rơto Sr2 37 4.16 Bề rộng rôto bz2 37 4.17 Chiều cao gông rôto hg2 38 4.18 Làm nghiêng rãnh rôto bn 38 CHƯƠNG TÍNH TOÁN MẠCH TỪ VÀ XÁC ĐỊNH THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 5.1 TÍNH TỐN MẠCH TỪ .39 5.1.1 Hệ số khe hở khơng khí 39 5.1.2 Dùng thép KTĐ cán nguội 2211 .40 5.1.3 Sức từ động khe hở khơng khí Fδ 40 5.1.4 Mật độ từ thông stato Bz1 .40 5.1.5 Sức từ động stato .41 5.1.6 Mật độ từ thông rôto Bz2 41 5.1.7 Sức từ động rôto Fz2 41 5.1.8 Hệ số bão hòa kz 41 5.1.9 Mật độ từ thông gông stato Bg1 42 5.1.10 Cường độ từ trường gông stato Hg1 .42 5.1.11 Chiều dài mạch từ gông stato Lg1 42 5.1.12 Sức từ động gông stato Fg1 42 5.1.13 Mật độ từ thông gông rôto Bg2 42 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng 5.1.14 Cường độ từ trường gông rôto Hg2 .43 5.1.15 Chiều dài mạch từ gông rôto Lg2 .43 5.1.16 Sức từ động gông rôto Fg2 43 5.1.17 Tổng sức từ động mạch từ F .43 5.1.18 Hệ số bão hòa toàn mạch kμ 43 5.1.19 Dịng điện từ hóa Iμ 43 5.1.20 Dịng điện từ hóa phần trăm 44 5.2 THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 5.2.1.Chiều dài phần đầu nối dây quấn stato Lđ1 ……………… 44 5.2.2 Chiều dài trung bình nửa vịng dây quấn stato ltb 44 5.2.3 Chiều dài dây quấn pha stato L1 45 5.2.4 Điện trở tác dụng dây quấn stato r1 .45 5.2.5 Điện trở tác dụng dây quấn rôto rtd .45 5.2.6 Điện trở vòng ngắn mạch rv 46 5.2.7 Điện trở rôto r2 46 5.2.8 Hệ số quy đổi γ 46 5.2.9 Điện trở rôto quy đổi 47 5.2.10 Hệ số từ dẫn tản rãnh stato λr1 47 5.2.11 Hệ số từ dẫn tản tạp stato 48 5.2.12 Hệ số từ tản phần đầu nối λđ1 dẫn tản stato .48 5.2.13 Điện kháng dây q 49 5.2.14 Tổng hệ số từ uấn stato x1 .49 5.2.15 Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto λr2 49 5.2.16 Hệ số từ dẫn tản tạp rôto 50 5.2.17 Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối 50 5.2.18 Hệ số từ tản rãnh nghiên 51 5.2.19 Tổng hệ số từ tản rôto .51 5.2.20 Điện kháng tản dây quấn rôto 51 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rôto lồng 5.2.21 Điện kháng rôto quy đổi .51 5.2.22 Điện kháng hổ cảm x12 52 5.2.23 Tính lai kE 52 5.3 TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ 5.3.1 Trọng lượng stato: ………………………….… ……… 53 5.3.2.Trọng lượng gông từ stato 53 5.3.3 Tổn hao sắt lõi sắt stato 54 5.3.4 Tổn hao bề mặt rôto 54 5.3.5 Tổn hao đập mạch rôto 55 5.3.6 Tổng tổn hao sắt 56 5.3.7 Tổn hao 56 5.3.8 Tổn hao không tải .56 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC VÀ KHỞI ĐỘNG 6.1 ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC 57 6.1.1 Hệ số C1 .57 6.1.2 Thành phần phản kháng dòng điện chế độ đồng 57 6.1.3 Thành phần tác dụng dòng điện chế độ đồng .57 6.1.4 Sức điện động E1 .57 6.1.5 Hệ số trượt momen cực đại…………………………………….57 6.1.6 Hệ số trượt định mức 58 6.1.7 Bội số momen cực đại .60 6.2 TÍNH TỐN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG 60 6.2.1 Tham số động xét đến hiệu ứng mặt 61 6.2.2 Tham số động điện xét đến hiệu ứng mặt bão hòa mạch từ tản s = 62 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rơto lồng 6.2.3 Dịng điện khởi động 65 6.2.4 Bội số dòng điện khởi động 66 6.2.5 Bội số momen khởi động 66 CHƯƠNG TRỌNG LƯỢNG VẬT LIỆU VÀ CHỈ TIÊU SỬ DỤNG 7.1 Trọng lượng thép silic cần chuẩn bị .67 7.2 Trọng lượng đồng dây quấn stato 67 7.3 Trọng lượng nhôm rôto 68 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rôto lồng CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ Máy điện khơng đồng kết cấu đơn giản, làm việc chắn, sử dụng bảo quản thuận tiện, giá thành rẻ nên sử dụng rộng rãi kinh tế quốc dân, loại công suất 100 kW Động điện khơng đồng rơto lồng sóc cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy chiếm số lượng lớn loại động công suất nhỏ trung bình Nhược điểm động điều chỉnh tốc độ khó khăn dịng điện khởi động lớn thường 5-7 lần dòng điện định mức Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo đơng khơng đồng rơto lồng sóc nhiều tốc độ dùng rơto rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dịng điện khởi động, đồng thời tăng mơmen khởi động lên Động điện không đồng rôto dây quấn điều chỉnh tốc độ phạm vi định, tạo mơmen khởi động lớn mà dịng khởi động khơng lớn lắm, chế tạo có khó so với với loại rơto lồng sóc, giá thành cao hơn, bảo quản khó Động điện khơng đồng sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 kiểu kín IP44 Những động điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt hai đầu rơto động điện Trong động rơto lồng sóc đúc nhơm cánh quạt nhơm đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch Loại động điện theo cấp bảo vệ IP44 thường nhờ vào cánh quạt đặt vỏ máy để thổi gió mặt ngồi vỏ máy, tản nhiệt có với loại IP23 bảo dưỡng máy dễ dàng Hiện nước sản xuất động điện không đồng theo dãy tiêu chuẩn Dãy động không đồng công suất từ 0,55 - 90 KW ký hiệu K theo tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994 ghi bảng 10-1 [3] Theo Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng tiêu chuẩn này, động điện không đồng dãy điều chế tạo theo kiểu IP44 Ngoài tiêu chuẩn cịn có tiêu chuẩn TCVN 315-85, quy định dãy công suất động điện không đồng rôto lồng sóc từ 110 kW-1000 kW, gồm có cơng suất sau: 110,160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 1000 kW Ký hiệu động điện không đồng rơto lồng sóc ghi theo ký hiệu tên gọi dãy động điện, ký hiệu chiều cao tâm trục quay, ký hiệu kích thước lắp đặt 1.1.1 Phân loại: Theo kết cấu vỏ, máy điện khơng đồng chia làm kiểu sau: Kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phịng nổ Theo kết cấu rơto, máy điện khơng đồng chia làm hai loại: rôto kiểu lồng sóc rơto kiểu dây quấn Theo số pha dây quấn stato chia làm loại: pha, pha ba pha 1.1.2 Cấu tạo động không đồng Động không đồng cấu tạo chia làm hai loại: Động khơng đồng rơto lồng sóc động rơto dây quấn a Stato (phần tĩnh) Stato bao gồm vỏ máy, lõi thép dây quấn - Vỏ máy Vỏ máy nơi cố định lõi sắt, dây quấn đồng thời nơi ghép nối nắp hay gối đỡ trục Vỏ máy làm gang, nhơm hay thép Để chế tạo vỏ máy người ta đúc, hàn, rèn Vỏ máy có hai kiểu: vỏ kiểu kín vỏ kiểu bảo vệ Vỏ máy kiểu kín yêu cầu phải có diện tích tản nhiệt lớn người ta làm nhiều gân tản nhiệt bề mặt vỏ máy Vỏ kiểu bảo vệ thường có bề Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng mặt ngồi nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp bề mặt lõi thép vỏ máy Hộp cực nơi để dấu điện từ lưới vào Đối với động kiểu kín hộp cực yêu cầu phải kín, thân hộp cực vỏ máy với nắp hộp cực phải có giăng cao su Trên vỏ máy cịn có bulon vịng để cẩu máy nâng hạ, vận chuyển bulon tiếp mát - Lõi sắt Lõi sắt phần dẫn từ Vì từ trường qua lõi sắt từ trường quay, nên để giảm tổn hao lõi sắt làm từ thép kỹ thuật điện dày 0,5mm bề mặt thép có phủ lớp sơn cách điện mỏng để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên, thép ép lại thành khối Yêu cầu lõi sắt phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ chắn - Dây quấn Dây quấn stato đặt vào rãnh lõi sắt cách điện tốt với lõi sắt Dây quấn đóng vai trị quan trọng máy điện trực tiếp tham gia trình biến đổi lượng điện thành hay ngược lại, đồng thời mặt kinh tế giá thành dây quấn chiếm phần cao toàn giá thành máy b Phần quay (Rôto) Rôto động không đồng gồm lõi sắt, dây quấn trục (đối với động rơto dây quấn cịn có vành trượt) - Lõi sắt Lõi sắt rôto bao gồm thép kỹ thuật điện stato, điểm khác biệt không cần sơn cách điện thép tần số làm việc rơto thấp, vài Hz, nên tổn hao dòng phu co rôto thấp Lõi sắt ép trực tiếp lên trục máy lên giá rơto máy Phía ngồi lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn rôto Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 10 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rôto lồng liệu sử dụng Nếu sử dụng vật liệu sắt từ tốt (có tổn hao hay độ từ thẩm cao) chọn Bδ lớn Dùng dây đồng có cấp cách điện cao chọn A lớn Ngồi tỷ số A Bδ củng ảnh hưởng đến đặt tính làm việc khởi động động không đồng , A đặt trưng cho mạch điện , B δ đặt trưng cho mạch từ Tra bảng 10-3a [3], chọn: A = 240 (A/cm); Bδ = 0,8 (T) Thay giá trị vào biểu thức: 6,1.10 7.P ' l1 = α δ k s k d A.Bδ D n 6,1.107.5, 47 0, 64.1,11.0,96.240.0,8.12, 62.1500 = 10, (cm) = Lấy lδ = 10,7 cm Do lõi sắt ngắn nên làm thành khối Chiều dài lõi sắt stato, rôto là: l1 = l2 = lδ = 10,7 cm 2.6 Bước cực (τ): τ= π D π 12, = = 9,89 (cm) p 2.2 - Lập phương án so sánh: Hệ số hình dáng λ: Trong quan hệ đường kính stato chiều dài lõi sắt stato phải nằm phạm vi kinh tế Quan hệ biểu thị qua quan hệ chiều dài lõi sắt stato với bước cực hệ số λ : λ= lδ 10, = = 1,08 9,89 τ Theo hình 10-3b trang 235 [3] λ = 1, 08 nằm đường kinh tế h ≤ 250(mm) 2p=4 phương án chọn hợp lý Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 21 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rơto lồng 2.7 Dịng điện pha định mức: P.10 4.103 I1 = = = 8,59 (A) 3.U η cos ϕ 3.220.0,84.0,84 đó: - P: Cơng suất định mức (kW) - U1: điện áp định mức - η: hiệu suất - cosϕ : hệ số công suất Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 22 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng CHƯƠNG THIẾT KẾ STATO Khi đường kính ngồi lõi sắt nhỏ 1m dùng nguyên để làm lõi sắt Lõi sắt sau ép vào vỏ có chốt cố định với vỏ để khỏi bị quay tác động momen điện từ Nếu đường kính ngồi lõi sắt lớn 1m dùng hình rẽ quạt ghép lại Khi để ghép lõi sắt, thường dùng hai thép dầy ép hai đầu Để tránh lực hướng tâm lực hút tấm, thường làm cánh nhạn hình rẽ quạt để ghép vào gân vỏ máy 3.1 Mã hiệu thép bề dầy thép Ta chọn thép kỹ thuật điện cán nguội đẳng hướng làm lõi thép stato, chọn loại thép có mã hiệu 2211 bề dầy thép 0,5 mm, hệ số ghép chặt k c= 0,95 3.2 Số rãnh stato Z1 Khi thiết kế dây quấn stato cần phải xác định số rãnh pha cực q1 Với máy công suất nhỏ thường lấy q1 = Máy tốc độ cao, công suất lớn chọn q1 = Thường lấy q1 = - Khi q1 tăng Z1 tăng dẫn đến diện tích rãnh tăng làm cho hệ số lợi dụng rãnh giảm, yếu mảnh, trình làm lõi stato tốn Khi q1 giảm Z1 giảm, dây quấn phân bố không bề mặt lõi thép nên sức từ động có nhiều sóng bậc cao Trị số q1 nguyên cải thiện đặc tính làm việc giảm tiếng ồn máy Z1 = 2.m p.q1 đó: - q1 : số rãnh pha cực Lấy q1 = - p : số đôi cực từ, p = Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 23 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rôto lồng - m số pha thay vào ta được: Z1 = p.q1 = 6.2.3 = 36 (raõnh) 3.3 Bước rãnh stato t1 = π D π 12, = = 1,1 (cm) Z1 36 3.4 Số dẫn tác dụng rãnh ur1 ur1 = Lấy: A.t1 a1 240.1,1.2 = = 61,46 I1 8,59 ur1 = 62 đó: - a1 số mạch nhánh song song, chọn a1 = - I1 : Dịng điện định mức, tính 2.7 3.5 Số vòng dây nối tiếp pha w1 = p.q1 u r1 62 = 2.3 = 186 (vòng) a1 3.6 Tiết diện đường kính dây dẫn Muốn chọn kích thước dây trước hết phải chọn mật độ dịng điện J dây dẫn Căn vào dòng điện định mức để tính tiết diện cần thiết Việc chọn mật độ dòng điện ảnh hưởng đến hiệu suất phát nóng máy mà phát nóng chủ yếu phụ thuộc vào tích số AJ Tích số tỷ lệ với suất tải nhiệt máy Do theo kinh nghiệm thiết kế chế tạo, người ta vào cấp cách điện để xác định AJ - Theo hình 10-4 [3] chọn tích số: AJ = 1560 ( A cm.mm2 ) - Mật độ dòng điện: J1’ = AJ 1560 = = 6,5 A 260 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng ( A mm ) 24 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng - Tiết diện dây: s1' = I1 8,59 = = 0,330 (mm2) a1 n1 J '1 2.2.6,5 đó: n1 số sợi chập, chọn n1 = sợi Theo Phụ lục VI, bảng VI.1 [3] chọn dây đồng tráng men PETV có đường kính d/dcđ = 0,67/0,73 mm, s = 0,353 mm2 Với: + d: đường kính dây khơng kể cách điện + dcd: đường kính dây kể cách điện + s: tiết diện dây 3.7 Kiểu dây quấn Dây quấn stato đặt vào rãnh lõi thép stato cách điện với lõi thép Dây quấn có nhiệm vụ cảm ứng sức điện động định, đồng thời tham gia vào việc tạo nên từ trường cần thiết cho biến đổi lượng điện có máy - Các yêu cầu dây quấn: + Đối với dây quấn ba pha điện trở điện kháng pha mạch nhánh song song + Dây quấn thực cho đấu thành mạch nhánh song song cách dễ dàng Dây quấn chế tạo thiết kế cho tiết kiệm lượng đồng, dễ chế tạo, sữa chữa, kết cấu chắn, chịu ứng lực máy bị ngắn mạch đột ngột - Việc chọn dây quấn stato phải thỏa mãn tính kinh tế kỹ thuật: + Tính kinh tế: Tiết kiệm vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, thời gian lồng dây + Tính kỹ thuật: Dễ thi công, hạn chế ảnh hưởng xấu đến đặc tính điện động Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 25 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng - Việc chọn kiểu dây quấn theo cách sau: Với điện áp ≤ 660 V, chiều cao tâm trục h ≤ 160 mm chọn dây quấn lớp đồng tâm đặt vào rãnh 1/2 kín Với h = 160 – 250 mm dùng dây quấn hai lớp đặt vào rãnh 1/2 kín Với h≥ 280 mm, dùng dây quấn hai lớp phần tử cứng đặt vào rãnh 1/2 hở Z1 36 = =9 p 2.2 y Hệ số rút ngắn : β = τ = = r - Bước rãnh : - τr = 3.8 Hệ số dây quấn - Hệ số bước ngắn ky: ky = sin π β π = sin = 2 - Hệ số bước rãi kr: q.α 3.20 sin 2 kr = = = 0,96 20 α sin q sin 2 sin với α = p.360 2.360 = = 200 Z1 36 - Hệ số dây quấn kd: kd = ky.kr = 1.0,96 = 0,96 Chọn dây quấn đồng khuông, lớp bước đủ co y = (với y bước rãnh) Sơ đồ dây quấn hình vẽ : Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 26 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rôto lồng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 27 X τ τ τ DÂY QUẤN BA PHA ĐỒNG KHUÔN Z = 36; 2p = 4; q = Thiết kế động không đồng ba pha rơto lồng τ Đồ án tốt nghiệp: sóc Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 28 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rơto lồng 3.9 Từ thơng khe hở khơng khí Ф ϕ= = k E U1 4.k s kd f w1 0,965.220 4.1,11.0,96.50.186 = 5,36.10-3 (Wb) w1 = 186: Số vòng dây nối tiếp pha, xác đinh mục 3.7 3.10 Mật độ từ thông khe hở không khí Bδ φ 10 5,36.10−3.104 Bδ = = = 0,79 (T) α δ τ l1 0, 64.9,89.10, đó: - αδ : hệ số cung cực từ, chọn 2.5 - τ : bước cực, tính 2.6 Ta thấy sai số mật độ từ thông khe hở khơng khí nhỏ giá trị B δ chọn ban đầu tải đường tương đương với giá trị ban đầu nên ta không cần chọn lại 3.11 Sơ định chiều rộng bz1 bz1 = Bδ l1.t1 0, 79.10, 7.1,1 = = 0,51 (cm) Bz1.l1.kc 1,8.10, 7.0,95 đó: - Bz1: mật độ từ thơng stato, theo bảng 10.5b [3] chọn B Z1=1,8( T) - kc : hệ số ép chặt lõi sắt, kc = 0,95 - t1 : bước rãnh stato tính mục 3.3, t1 = 1,1(cm) 3.12 Sơ chiều cao gông stato hg1 φ 10 hg1 = 2.B g1 l1 k c Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 29 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng 5,36.10−3.10 = ≈ 1,68 (cm) 2.1,55.10,7.0,95 đó: - Bg1: mật độ từ thông gông stato, theo bảng 10.5a [3] chọn Bg1=1,55 - φ: từ thơng khe hở khơng khí, tính 3.9 3.13 Kích thước rãnh cách điện Chiều cao rãnh stato: Dn − D 19,1 − 12.6 - hg1 = - 1,68 2 hr1 = = 1,57 (cm) d1 = = d2 = = π ( D + 2h41 ) − bZ Z1 Z1 − π π (12, + 2.0, 05) − 0,51.36 ≈ 0,65 (cm) 36 − π π ( D + 2hr1 ) − bZ Z1 Z1 + π π (12, + 2.1,57) − 0,51.36 ≈ 0,79 (cm) 36 + π h12 = hr1- d2 0, 79 − h41 = 1,57− 0, 05 = 1,18 (cm) 2 Kích thước rãnh hình vẽ: h r1 = 1,57(cm) d2 h12 = 11,8(mm) b 41 = 2, 23(mm) h12 d1 = 6,5(mm) hr1 d1 d = 7,9(mm) h 41 = 0,5(mm) b41 h41 Hình 3.2 : Dạng rãnh Stato Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 30 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rơto lồng 3.14 Diện tích rãnh trừ nêm S’r d π (d1 + d ) d1 + d + (h12- ) S = 2 2 ' r 6,5 π (6,52 + 7,92 ) 6,5 + 7,9 = + (11,8) 2 = 102,02 (mm2) - Diện tích cách điện rãnh: Scđ = [ =[ π d π d1 +2.h12].c+ c’ 2 π 6,5 π 7,9 +2.11,8].0,25+ 0,35 2 = 12,57 (mm2) Trong : c = 0,25(mm) bề dày cách điện rãnh; c , = 0,35(mm) bề dày cách điện miệng rãnh lấy theo bảng VIII-1 phụ lục VIII kiểu dây quấn lớp, cách điện cấp B cách điện sử dụng màng mỏng thủy tinh - Diện tích có ích rãnh: Sr = S’r-Scđ = 102,02 – 12,57 = 89,45 (mm2) -Hệ số lắp đầy rãnh: u r1 n1 d cđ kđ = Sr 62.2.0, 732 = = 0,739 89, 45 Ta thấy hệ số lắp đầy rãnh = 0,739 nằm phạm vi cho phép lồng dây vào rãnh stato nên khơng cần tính lại 3.15 Bề rộng stato bz1 bz1” = π ( D + 2.h41 + d1 ) -d1 Z1 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 31 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng = π (12, + 2.0, 05 + 0, 65) - 0,65 36 = 0,514 (cm) bz1’ = = π ( D + 2.(h41 + h12 ) -d2 Z1 π (12, + 2.(0, 05 + 1,18)) -0,79 36 = 0,524 (cm) bz1 = 0,51 + 0,524 bz1 "+bz1 ' = = 0,52 (cm) 2 3.16 Chiều cao gông stato hg1 = = Dn − D - hr1+ d2 19,1 − 12, - 1,57+ 0,79 = 1,81 (cm) 3.17 Khe hở khơng khí Theo máy chế tạo bảng 10-8 [3] khe hở khơng khí δ dãy động 4A, h = 112(mm) 2p = ta chọn δ = 0,3 mm Tải FULL (File word 70 trang): bit.ly/39Ob7aH Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 32 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng CHƯƠNG THIẾT KẾ RƠTO Sự khác kiểu máy khơng đồng rơto, tính máy tốt xấu rôto Để thoả mãn yêu cầu khác chế tạo thành rơto dây quấn, rơto lồng sóc đơn, rơto lồng sóc sâu, rơto lồng sóc kép… Loại rơto dây quấn khơng có u cầu khởi động mà thoả mãn tiêu chuẩn nhà nước hiệu suất, cosϕ, bội số mômen cực đại điều kiện làm việc định mức Đối với loại rơto lồng sóc, tính máy cịn phải thoả mãn tiêu chuẩn khởi động bội số mơmen khởi động bội số dịng khởi động Khi rơto chọn 1/2 kín hình ơvan hay lê với miệng rãnh b 42 = (1,5 – 2) mm Ta chọn rãnh rơto hình lê với miệng rãnh b42 = (1,5 – 2) mm 4.1 Số rãnh rôto Z2 Việc chọn số rãnh rơto lồng sóc Z2 vấn đề quan trọng khe hở khơng khí máy nhỏ, mở máy momen phụ từ thơng sóng bậc cao gây nên ảnh hưởng đến q trình mở máy ảnh hưởng đến đặc tính làm Tải FULL (File word 70 trang): bit.ly/39Ob7aH việc Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net - Để loại trừ momen phụ đồng mở máy, cần chọn: Z2 ≠ Z1; Z2 ≠ 0,5.Z1; Z2 ≠ 2.Z1; Z2 ≠ 6.p.g với g = 1,2,3… - Để tránh momen đồng quay, ta chọn: Z2 ≠ 6.p ± 2.p.g; Z2 ≠ Z1 ± 2.p; Z2 ≠ 2.Z1 ± 2.p; Z2 ≠ 0,5±p; Z2 ≠ Z1 ± p Dựa vào điều kiện bảng 10-6 [3] Chọn Z2 = 28 rãnh 4.2 Đường kính ngồi rơto D’ D’ = D- 2δ = 12,6 – 2.0,03 = 12,54 (cm) đó: - D: đường kính stato, tính 2.3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 33 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rơto lồng - δ: khe hở khơng khí, tính 3.18 4.3 Bước rôto t2 π D ' t2 = Z = π 12,54 = 1,384 (cm) 28 4.4 Sơ định chiều rộng rôto b’z2 Bδ l t B z l k c bz' = = 0, 79.1,384 = 0,657 (cm) 1, 75.0, 95 : - BZ2: mật độ từ thông rôto, theo bảng 10.5b [3] chọn BZ2 = 75T - kc : hệ số ép chặt lõi sắt, kc = 0,95 - Bδ : mật độ từ thơng khe hở khơng khí, tính 3.10 - t2 : bước rơto, tính 4.3 - l2 : chiều dài lõi sắt rơto 4.5 Đường kính trục rôto Dt Dt = 0,3.D = 0,3.12,6 = 3,78 (cm) 4.6 Dịng điện dẫn rơto Itd Itd = I2 = kI.I1 = 6.w1.kd Z2 0,89.8,59.6.186.0,96 = 293 (A) 28 đó: - Hệ số kI lấy theo hình 10-5 [3] : kI = 0,89 - kd : hệ số dây quấn stato, tính 3.8 - Z2 : số rãnh rôto Tải FULL (File word 70 trang): bit.ly/39Ob7aH Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 34 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng 4.7 Dòng điện vòng ngắn mạch Iv Iv = I td 2.sin π.p = Z2 293 180.2 = 658,4 (A) 2.sin 28 4.8 Tiết diện dẫn vịng nhơm S’td Đối với động khơng đồng rơto lồng sóc, tiết diện rãnh rơto đồng thời tiết diện dẫn rơto, phải cho mật độ dịng điện dẫn rơto thích hợp S’td = I td 293 = = 98 (mm2) J2 : J2 mật độ dịng điện dẫn rôto, lấy J2 = A/mm2 4.9 Tiết diện vành ngắn mạch - Chọn sơ mật độ dòng điện vành ngắn mạch theo J td JV = 2,5( A \ mm ) Tiết diện vòng ngắn mạch Sv: Sv = Iv 658, = = 263,4 (mm2) Jv 2,5 4.10 Sơ chiều cao gông rôto (hg2): Φ.10 0, 00536.104 hg2= = = 1,88 (cm) 2.Bg L2 k c 2.1, 4.10, 7.0,95 đó: - Bg2: mật độ từ thơng gơng rôto, theo bảng 10.5a [3] chọn Bg2 = 1,4 - φ: từ thơng khe hở khơng khí, tính 3.9 4.11 Kích thước rãnh rơto vịng ngắn mạch D ' − Dt hr2 = − hg 2 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 35 3852181 ... án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rôto lồng CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ Máy điện khơng đồng kết cấu đơn giản, làm...Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động khơng đồng ba pha rơto lồng MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 1.1.1 Phân loại... QUẤN BA PHA ĐỒNG KHUÔN Z = 36; 2p = 4; q = Thiết kế động không đồng ba pha rôto lồng τ Đồ án tốt nghiệp: sóc Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hồng 28 Đồ án tốt nghiệp: sóc Thiết kế động không đồng