Tài liệu Đại cương về thiết kế máy điện pptx

CHƯƠNG I: đại cương về thiết kế máy điện 1.1. Vị trí của ngành chế tạo máy điện và môn học: 1.2. Tình hình phát triển của ngành: 1.3. Nhiệm vụ của ngành thiết kế máy điện: Xác định kiểm tra máy điện sao cho đảm bảo được yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật đã đề ra và trong những điều kiện làm việc khác nhau Yêu cầu về kỹ thuật :P,U n ,k mm ,k max Yêu cầu về kinh tế : η ,cos ϕ ,giá Điều kiện khác: tiêu chuẩn nhà nước .Điều kiện khí hậu , áp suất độ ẩm ,trong nhà, ngoài trời. Chiến lược phát triển kinh tế .Nhịp điệu phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung. 1.4. Phương pháp thiết kế: P đt =m*E*I*10^-3[kvA] m là số pha E=4.44*m*f* ω *k dq * φ = φ B δ * δ α * τ * δ l δ = δ l p Dpi * *2 * B δ :mật độ từ thông trong khe hở không khí A= Dpi i * ∑ Hệ số máy điện : dt P nlD ** 2 δ = 7^10*1.6 − : δ α hệ số mặt cực (hệ số cung cựctừ) k s :hệ số sóng (độ sin của sóng phát ra hay đI vào) k dq :hệ số dây quấn=k n *k r → ý nghĩa: dt P lD δ ⋅ 2 :thể tích trên một đơn vị công suất ≡ 1/n nP lD dt / 2 δ ⋅ :thểtích trên một đơn vị mômen AB δ ≈ const, δ B A biến đổi → m kđ biến đổi → mômen khởi động cũng biến đổi 1.5. Công cụ thiết kế: 1.6. Thiết kế dây: -thiết kế đơn chiếc :có thể thả nổi một số điều kiện không cần thiết mômen mở máy -thiết kế dây: Dây công suất:kW 1.1 1.7 2.8 4.5 1 1.5 3 4 5.5 kvA 20 ,50,110,180,320, 20,30,50,100,160,250,400 Hai máy đồng dạng :D A /D B =l SA /l SB =h rA /h rB P đt =mEI= ω * φ *J*s ≡ ω *B δ *s Fe *J*s ≡ s Fe *s Cu ≡ l 4 ∑ = 3 lp S làm mát /p ≡ l 2 1.7. Các kiểu kết cấu: IM xxxx X1 kiểu lắp đặt gồm 9 kiểu X2 phương pháp lắp đặt X4 kết cấu đồng trục ,ngõng trục 8 kiểu X9 hướng trục IM1001 IM1011 IM2001 1.8. Môi trường làm việc: -khí hậu ôn đới:Y Khí hậu ôn đới ẩm/nhiệtđới ẩm:T 1.9. Cấp bảo vệ: IPxx + X 1 :bảo vệ vật rắn 7 cấp :(0 ,1,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ) Cấp 0 : không bảo vệ Cấp 1;bảo vệ được những vật lớn có kích thước 50 mm tránh không cho đưa tay người vào Cấp 2: không được cho ngón tay vào không có vật dài quá 80 mm các cạnh khác nhau không quá 12 mm Cấp3: bảo vệ không cho dụng cụ sợi vào được độ dày  2.5 mm các cạnh khác nhau không quá 1 mm Cấp 4 : bảo vệ tránh vật thể bán kính 〈 1 mm Cấp 5 : không cho bụi vào Cấp 6 :kín hoàn toàn + X 2 :bảo vệ nước 9 cấp (0.8) Cấp 0 : không bảo vệgì cả Cấp 1 :bảo vệ những giọt mưa Cấp 2 :bảo vệ được nước rơI chếch rơI chếch 15 0 so với phương thẳng đứng Cấp 3 :bảo vệ mưa rơI ở góc 60 0 Cấp 4 :bảo vệ theo mọi hướng Cấp 5 :bảo vệ nước dưới dạng tia ( nước bắn có áp lực ) Cấp 6:bảo vệ sóng Cấp 7 : bảo vệ khi nhúng vào trong nước Cấp 8 : bảo vệ khi ngập trong nước có áp suất 1.10. Nhiệm vụ thiết kế: Cho công suất , điện áp , tốc độ ,số cực ,cos ϕ , η , m min , m max cấp bảo vệ nơI làm việc cấp cách điện tính :xác định kt chủ yếu ( chọn phương án ) tính toán điện, từ tính nhiệt ( xác định nhiệt độ các phần của máy) tính làm mát tính kết cấu tính kinh tế 1.11. Trình tự thiêt kế: 1.12. Thu thập thông tin: vở ghi giáo trình : thiết kế máy điện - cô thanh và thầy hà thiết kế máy biến áp thầy phan tử thụ thiết kế máy biến áp và cuộn kháng thầy phạm văn bình và lê văn doanh 1.13. Phương pháp nghiên cứu và thi: CHƯƠNG II: Vật liệu dùng trong máy điện Phân loại :theo vật liệu tác dụng :theo cách điện :theo kết cấu Vật liệu tác dụng là vật liệu trong đó thực hiện quá trình biến đổi năng lượng Kết cấu: là vật liệu mà trong đó không thực hiện quá trình trao đổi năng lượng(vỏ máy nắp máy trục máy)để giữ cố định các vật liệu Theo cách điện :cách ly phần mang điện khác nhau (ví dụ cách điện giữa các vòng dây)có thể già hoá theo thời gians 2.1. Vật liệu dẫn từ Gồm mạch từ xoay chiều và mạch từ một chiều Mạch từ một chiều dẫn từ thông không đổi Mạch từ xoay chiều dẫn từ thông thay đổi biến thiên với tần số f cảm ứng trong mạch từ các dòng phucô sinh ra tổn hao .Để hạn chế tăng điện trở suất bằng tăng lượng silic hoặc trên đường đI đặt các điện trở bằng cách đưa các tấm mỏng phủ sơn cách điện Hai loại tôn :tôn cán nóng dẫn từ đẳng hướng Tôn cán nguội dẫn từ đẳng hướng hoặc một hướng Đặc điểm: giòn Khi bẻ gãy theo hình răng cưa ít ảnh hưởng bởi tác động cơ khí Phạm vi sử dụng :chế tạo máy quay Khả năng dẫn từ kém hơn so với tôn chỉ làm tôn tấm dẫn đến ít dùng đặc điểm :gồm hai loại +đẳng hướng dùng cho máy điệnquay mật độtừ trường tốt hơn loại (3) +không đẳng hướng chỉ dẫn từ tốt theo chiều cán dùng chế tạo máy biến áp chịu ảnh hưởng của các lực cơ khí → thép đúc cán rèn không chịu nhiệt của dòng phucô các thông số kỹ thuật đặc tính B(H) B H B= S Φ E=4.44*f* dq k** ω Φ Suất tổn hao :w/kg 2.2. Vật liệu dẫn điện p Fe ≈ B 2 ton ∆ ( min =0.77 ) f đồng (M 0 ÷ M 9 ) (0 ÷ 9 thể hiện lượngtạp chất dùng phổ biến làM 1 ,dẫn đến tổn hao tăng p Cu =R*I 2 điện trở suất của đồng là 0.0178 ( Ω mm 2 /m) Bền dẻo ( phụ thuộc công nghệ ) dễ hàn Cu γ =8.9 (Kg/dm 3 ) Nhôm : A 0 Al γ =2.7 (Kg/dm 3 ) rẻ cơ tính kém đồng , khó hàn 2.3. Vật liệu cách điện Cấp :Y A E B F H C 90 105 120 135 155 180 Y:vảI giấy cách điện không tấm sơn cách điện A:vảI giấy cách điện có tấm sơn cách điện E:sợi gốc xenlulô tơ tằm sợi vô cơ tổng hợp B:amiăng ,sợi thuỷ tinh , mica F: amiăng ,sợi thuỷ tinh , mica tẩm sơn gôcsilic H: amiăng ,sợi thuỷ tinh , mica sứ sợi tổng hợp C:vật liệu đặc biệt Tính chất : + độ bền cơ cao + ít hút ẩm + chịu hoá chất côn trùng vi khuẩn + chịu nhiệt + cường độ cách điện cao + chịu độ bền cách điện cao 2.4. Vật liệu kết cấu - Gang:dẫn từ kém,độ cứng cao ,giòn dễ vỡ tính đúc cao rẻ dễ kiếm +cơ tính không ổn định +dùng làm vỏ máy nắp máy bệ máy - Nhôm :cơ tính kém đắt hơn nhẹ +dùng làm vỏ lắp cho máy điện nhỏ công suất nhỏ hơn 70(kW ) - Thép (CT 3 ÷ CT 47 );dùng làm trục FeCrNi dùng làm rôt or củatuốc bin hơI - Nhựa :làm cánh quạt gió Dây quấn xoay chiều Dây quấn một pha động cơ một pha có một pha dây quấn :từ trường của nó là từ trường đập mạch Dây quấn 2 pha hay 1 pha lưới Dây quấn 3 pha 1lớp :đồng tâm phân tán ,đồng khuôn phân tán 2 lớp :sóng và xếp Sự phân bố các rãnh trong các pha 2 cực 6 rãnh 3 pha quấn tập trung kích thước bối dây theo công thức trong tài liệu trên thực tế ta có thể tính như sau l làchiều dài lõi thép c nhô ra ngoài c lớn thì dễ lồng dây an toàn tốn dây có thể dây quấn chạm nắp d tăng tốn dây dễ chạm nắp dễ lồng dây a:cung nối giữa 2 tâm rãnh ảnh hưởng đến giá thành ảnh hưởng đến năng suất lồng dây ảnh hưởng đến độ tin cậy Các thông số dây quấn máy điện xoay chiều y2 y1 CHƯƠNG III: Dây quấn máy điện 3.1.Với máy điện một chiều Y 1 :khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng của 1 phần tử Y 2 :khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng thứ nhất của phần tử này và thứ 2 của phần tử kia Ylà khoảng cách giữa 2 cạnh tương ứng của 2 phần tử kề nhau Y G khoảng cách trên vành góp tính bằng số phiến góp giữa 2 đầu của 1 phần tử Phần tử bao gồm :2 cạnh tác dụng trong đó chứa một số vòng dây 1 vòng dây chứa 2 cạnh tác dụng 1 bối dây có thể chứa µ phần tử 3.1.1. Xếp đơn 2phần tử kề nhau được nối nối tiếp y g =y=1 1 2 3 4 5 6 3.1.2. Xếp phức Hai đầu của một phần tử nối 2 phiến cách nhau ≥ 1 phiến Y g =y=m Trong một bối dây có nhiều phần tử ta đếm số phiến góp và số rãnh thực:Z nt =S=G 3.1.3. Dây quấn sóng Hai đầu của một phần tử được nối với 2 phiến góp rất xa bằng 1/2 chu vi phần ứng Sau khi đi hết 1 vòng phần ứng trở về phiến ngay trước phiến xuất phát → sóng đơn Còn trước m phiến → sóng phức(m=2+4) ⇒ điều kiện đối xứng S/2*a nguyên điều kiện không có dòng cân bằng Số phần tử hay số thanh dẫn trong mỗi rãnhđều như nhau Z Z Z S nt nt = nguyên (đối xứng về cơ ) ⇒ vị trí chổi than :chổi than được đặt trên đường trung tính hình học có nghĩalà phảI đặt ở chỗ mà khi nối ngắn mạch1 phần tử thì phần tử đó có 2 cạnh tác dụng đang nằm trên đường trung tính hình học ⇒ quan hệ giữa số đôI cực và số đôI mạch nhánh Xếp đơn a=p Xếp phức a=m Sóng đơn a=1 Sóng phức a=m 3.2. Dây quấn xoay chiều 3.2.1. Dây quấn một pha Động cơ một pha có một pha dây quấn :từ trường của nó là từ trường đập mạch Dây quấn 2 pha hay 1 pha lưới F q =F m *sin( ) αω ± t = αωαω sin*cos*cos*sin* tFtF mm ± F q = ( ) ( ) 2/cos*2/sin*cos*sin* παπωαω −−± tFtF mm Dây quấn 3 pha 1lớp :đồng tâm phân tán ,đồng khuôn phân tán 2 lớp :sóng và xếp 3.2.2. Sự phân bố các rãnh trong các pha Y A z b X c 2 cực 6 rãnh 3 pha quấn tập trung pm Z q **2 = Dây quấn 1 lớp a z b x c y Dây quấn 2 lớp a x b z c y Lớp dưới theo bước dây y hoặc trượt A-Z đI n rãnh về phía trước Aazzbbxxccyy azzbbxxccyya 3.2.3. Kích thước bối dây theo công thức trong tài liệu trên thực tế ta có thể tính như sau a d l l làchiều dài lõi thép c nhô ra ngoài c lớn thì dễ lồng dây an toàn tốn dây có thể dây quấn chạm nắp d tăng tốn dây dễ chạm nắp dễ lồng dây a:cung nối giữa 2 tâm rãnh ảnh hưởng đến giá thành ảnh hưởng đến năng suất lồng dây ảnh hưởng đến độ tin cậy 3.2.4. Các thông số dây quấn máy điện xoay chiều Số pha biết trước Số cực cho 2p , n 1 =60*f/p Bước dây y 1 =Z/2*p= τ (dây quấn 1 lớp) y 1 = τβ * = p Z *2 * β (dây quấn 2 lớp ) Cách chọn dây quấn một lớp(2 lớp) Dây quấn một lớp dùng chomáy điện nhỏ p=0.50 15 ÷ kW vì yêu cầu sóng điều hoà hình sin không quan trọng như dây quấn 2 lớp.Ưu điểm đơn giản dễ lồng dây Nhược điểm :k n =1 không cảI thiện sóng bằngbước ngắn được +dây quấn 2 lớp:dùng cho máy điện lớn tốc độ lớn(ví dụ 2p=2 , n=1500(vòng/phút) Số mạch nhánh song song (a) Số mạch chập song song (n) Chọn a,n /đường kính dây ≤ 2.1(mm) 1 3 ÷ kW d 〈 1.1 1 ÷ 10 kW d 〈 1.3 11 ÷ 30 kW d 〈 1.55 Kiểu dây quấn [...]... lýthanh dn ni ngn mch ca dũng in sinh ra mụmen to kh nng ng b n nh chn cỏch in : +theo cp chu nhit +theo chiu dy s lp cỏch in cấp E bìa cách điện mặt bóng :bền về cơ đàn hồi lụa mềm kém ,cơ tính +thuỷ tinh hoặc mica giòn, amiăng độc không dẫn nhiệt bìa cách điện S pha cho bit trc S cc cho 2*p Cỏch chn dõy qun mt lp(2 lp) Dõy qun mt lp dựng chomỏy in nh p=0.50 ữ15 kW vỡ yờu cu súng iu ho hỡnh sin khụng... :h ỏp mỏy ln Hai u A ,X trờn v dicun dõy Thay dõy qun vũng chp t12 si 50mm2 qun 12 si qun 9 vũng 50 mm2 Nu li U 35kV khụng c chia u s vũng dõy phõn on Thit k vũng in dung vòng điện dung vành chắn dẫn điện tránh phóng điện giữa đầu dây và gông từ cuộn dây Dõy qun xon c Qun t dõy dt Qun theo hng kớnh vũng sau ố lờn vũng trc Cú nhiu bỏnh a galet ni tip nhau liờn tc Do ú cun li hai cun ta c 5 đến 7... rónh u ngang Cú th chp t nhiu si theo hng kớnh phI hoỏn v Cú th cun ng thi nhiu ng ng dng cho h ỏp mỏy ln Tn nhit tt Dựng cho mỏy ln in nng thp dũng in ln CHNG IV: tớnh toỏn mch t cực từ gông từ phần ứng máy một chiều stator rotor khụng ng b Mc ớch Xỏc nh sc t ng cn thit a lng t thụng cn thit sinh ra sc t ng cho trc Mt chiu E= p* N *n* = Ce * * n 60 * a Xoay chiu E=4.44* k dq * * f *w M F=I*W=H*l Phng . I: đại cương về thiết kế máy điện 1.1. Vị trí của ngành chế tạo máy điện và môn học: 1.2. Tình hình phát triển của ngành: 1.3. Nhiệm vụ của ngành thiết kế. đổi 1.5. Công cụ thiết kế: 1.6. Thiết kế dây: -thiết kế đơn chiếc :có thể thả nổi một số điều kiện không cần thiết mômen mở máy -thiết kế dây: Dây công