ĐỒ án máy điện thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Lời nói đầu Động điện khơng đồng ba pha máy điện quay biến đổi điện thành sử dụng rộng rãi sản xuất công nghiệp đời sống ngày nhân dân sử dụng rơng rãi cấu tạo đơn giản,làm việc chắn, giá thành lại rẻ… Cùng với phát triển mạnh mẽ kinh tế, q trình cơng nghiệp hố - đại hố, sản phẩm cơng nghệ yêu cầu phải tinh xáo, chất lượng, đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Để làm điều người kỹ sư thiết kế phải khơng ngừng nghiên cứu, tìm hiểu,nắm bắt phát triển xã hội để chế tạo loại máy điện phù hợp với xu phát triển thời đại Trong học kỳ em giao thiết kế động khơng đồng rơto lồng sóc thầy giáo NGƠ ĐỨC KIÊN hướng dẫn lần chưa có đầy đủ kinh nghiệm nên khơng tránh thiếu sót thiết kế mong thầy giáo sau xem xét đồ án có thiếu sót, sơ sài đóng góp ý kiến cho em Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo NGÔ ĐỨC KIÊN hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án Sinh viên Nguyễn Văn Ngọc SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN A LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN B LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN YÊU CẦU THIẾT KẾ Thiết kế động không đồng pha + Động rơto lồng sóc, kiếu kín IP44 , cách điện cấp B , dãy 3K theo TCVN 1987-1994 + Công suất định mức : 37 kw + Số đôi cực :2 + Điện áp định mức : 660/380Vđấu y/ + Tần số : 50Hz + Chiều cao tâm trục : 200mm NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Tính tốn kích thước yếu Tính tốn thơng số stato,rơto Tính tốn mạch từ Tính tốn tham số động chế độ định mức Tính tốn tổn hao Tính tốn đặc tính Tính toán nhiệt + Chỉ tiêu kỹ thuật theo TCVN 1987-1994 : + Hiệu suất : η = 91% + Hệ số công suất: Cos = 0,9 Ik =7 I dm M + Bội số mômen cực đại : mmax  max = 2,2 M dm M + Bội số mômen khởi động : mk  k = 1,4 M dm + Bội số dòng điện cực đại : ik  SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Ghi : Tất số liệu tra bảng lấy từ sách THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN (TKMĐ) TRẦN KHÁNH HÀ I TÍNH TỐN CÁC KÍCH THƯỚC CHÚ YẾU Những kích thước chủ yếu động điện khơng đồng đường kính stato D chiều dài lõi sắt l Mục đích việc chọn kích thước để chế tạo máy kinh tế hợp lý mà tính phù hợp với tiêu chuẩn nhà nước Tính kinh tế máy không vật liệu sử dụng để chế tạo máy mà cịn xét đến q trình chế tạo nhà máy, tính thơng dụng khn dập ,vật đúc, kích thước chi tiết tiêu chuẩn hoá … Xác định tốc độ quay đồng n1  60 f1 60.50   1500v / p p Trong : + f1 : Tần số lưới điện đưa vào + p : Số đôi cực Đường kính ngồi stato + Đường kính ngồi Dn có liên quan mật thiết với kết cấu động cơ, cấp cách điện chiều cao tâm trục h tiêu chuẩn hóa Vì thường chọn Dn theo h + Tra bảng 10.3 sách “TKMĐ” với chiều cao tâm trục h = 200mm đường kính stato theo tiêu chuẩn : Dn = 34,9 cm = 349 mm Đường kính stato Xác định đường kính stato theo cơng thức : D = kd.Dn Tra bảng 10.2 sách “TKMĐ” ta : Kd = 0,64 - 0,68 Dn = 34,9 cm  D = (0,64 - 0,68).34,9 = 22,34 - 23,73 cm Lấy Dn = 23,5 cm Trong kd hệ số tỉ lệ đường kính ngồi đường kính SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Cơng suất tính tốn P'  Trong : k E Pdm 0,98.37   44,27(kW )  dm cos  dm 0,91.0,9 + ke hệ số cơng suất định mức lấy theo hình 10-2 sách “TKMĐ” + η cos lấy theo TCVN 1987-1991 chều dài tính tốn lõi sắt stato 6,1.107.P’ Ltt = .k.kd.A.B.D2.n1 Trong : + p’ : Cơng suất tính tốn +  : Hệ số cung cực từ + Kd : Hệ số dây quấn + Ks : Hệ số sóng + A : Tải đường (Tải điện từ) + B : Mật độ từ thông khe hở khơng khí + D : Đường kính stato + n1 : Tốc độ đồng Sơ chọn : kd = 0,92  = 0,64 ks = 1,11 + Khi chọn A B phải lựa chọ cách thích hợp ảnh hưởng nhiều đến kích thước chủ yếu D l Đứng mặt tiết kiệm vật liệu nên chọn A B lớn, A B lớn tổn hao đồng sắt tăng lên, làm máy nóng, ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng máy Do chọn A B cần xét đến chất liệu vật liệu sử dụng Nếu sử dụng vật liệu sắt từ tốt (có tổn hao hay độ từ thẩm cao) chọn B lớn Dùng dây đồng có cấp cách điện cao chọn A lớn Ngoài tỷ số A B củng ảnh hưởng đến đặc tính làm việc khởi động động khơng đồng bộ, A đặc trưng cho mạch điện , B đặc trưng cho mạch từ Tra hình 10-3a sách “TKMĐ” ta : A = 370 A cm B = 0,77 T SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN 6,1.107.44,27 Vậy : Ltt = = 17,51 cm 0,64.0,92.1,11.370.23,52.1500 Lấy Ltt = 17,6 cm  chiều dài lõi sắt stato-roto : L1 = L2 = Ltt = 17,6 cm Bước cực τ= D .23,5 = = 18,46 cm 2p Trong : + D : Đường kính stato + p : Số đơi cực Lập phương án so sánh Hệ số hình dáng : = Ltt 17,6 = = 0,953 τ 18,46 Trong dãy động không đồng k(0,55-90kw) động công suất 37kw (p = 2) cơng suất 40kw (p=2) có đường kính ngồi ( tức chiều cao tâm trục h = 200mm) hệ số tăng công suất : = 40 = 1,081 37 Do hệ số từ thông tản máy 40kw : 40 = 37. = 0,953.1,081 = 1,03 Theo hình 10.3b sách “TKMĐ” ta thấy 37,40 nằm phạm vi kinh tế, việc chọn phương án hợp lý Dòng điện pha định mức Pđm.103 37.103 Ipđm = = = 39,63 A 3.Uđm.ηcos 3.380.0,91.0,9 SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN II TÍNH TỐN THƠNG SỐ STATO - RƠTO A TÍNH TỐN THÔNG SỐ STATO Số rãnh stato + Chọn q1 : Chọn q1 nhiều hay có ảnh hưởng đến số rãnh stato Z1 Số rãnh không nên nhiều q, diện tích cách điện rãnh chiếm chỗ so với số rãnh nhiều hơn, hệ số lợi dụng rãnh giảm Mặt khác phương diện độ bền mà nói yếu Ít làm cho dây quấn phân bố không bề mặt lõi sắt nên sức từ động phần ứng có nhiều sóng bật cao q1 nhỏ từ trường sóng bậc cao mạnh + Trị số q1 thường chọn theo số nguyên cải thiện đặc tính làm việc khả làm giảm tiếng kêu máy Còn q1 phân số phần làm giảm suất điện động bậc cao chọn số trường hợp cần thiết mà Lấy q1 =4 Z1 = m.2p.q1 = 3.2.2.4 = 48 rãnh Trong : + m : Số pha + p : Số đôi cực Bước rãnh stato t1 = .D .23,5 = = 1,538 cm Z1 48 Số cạnh tác dụng rãnh Chọn số mạch nhánh song song : a1 = Ur1 = A.t1.a1 370.1,538.4 = = 57,44 cạnh Ipđm 39,63 Lấy Ur1 = 57 cạnh SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Số vòng dây nối tiếp pha W1 = P.q1 Ur1 57 = 2.4 = 144 vòng a1 Trong : + q1 : Số rãnh pha cực + a1 : Số mạch nhánh song song 5.Tiết diện đường kính dây dẫn Chọn mật độ dòng điện J : 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 sách “TKMĐ” tích số AJ = 1880 + Mật độ dòng điện : J1 = A2 cm.mm2 AJ 1880 A = = 5,08 A 370 mm2 + Sơ tính tiết diện dây : s1 = Ipđm 39,63 = = 0,975 mm2 a1.n1.J1 4.2.5,08 Ở lấy n1 = sợi Theo phụ lục VI bảng VI.1 sách “TKMĐ” chọn dây đồng tráng Men PETV có đường kính d/dcđ = 1,12/1,20 mm , s = 0,985 mm2 Với: + d: Đường kính dây khơng kể cách điện (mm) + dcd: Đường kính dây kể cách điện (mm) + S: Tiết diện dây (mm2) SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN 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 chế tạo nên từ trường cần thiết cho biến đổi lượng điện có máy + ta chọn dây quấn bước ngắn lớp mục đích để khử từ trường sóng bậc cao, giảm lượng đồng sử dụng,khử sóng bậc cao, giảm từ trường tản phần bối dây rãnh stato, làm tăng cosφ, cải thiện đặc tính mở máy động cơ, giảm tiếng ồn điện từ lúc động vận hành Chọn dây quấn 2lớp bước ngắn : y = 10 = y 10 = = 0,833 τ 12 Trong : + y : khoảng cách hai cạnh tác dụng phần tử +  : hệ số bước ngắn Hệ số dây quấn 10    Hệ số bước ngắn : ky = sin = sin = 0,966 12 15  sin4 2 Hệ số bước rãi : kr = = = 0,958 15  4.sin q.sin 2 sinq  Trong :  góc lệch pha suất điện động hai cạnh tác dụng đặt hai rãnh kề = Hệ số dây quấn : p.360o 2.360 = = 15O Z1 48 kd = ky.kr = 0,966.0,958 = 0,925 SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Từ thông khe hở khơng khí kE.Up 4.ks.kd.f1.w1  = kE : Tra hình 10-2 sách “TKMĐ” ta : kE = 0,98  = 0,98.380 = 0,0159 wb 4.1,11.0,925.50.114 ks : hệ số dạng sóng Mật độ từ thơng khe hở khơng khí .104 0,0159.104 B = = = 0,765 T 0,64.17,6.18,46 .τ.L1 Trong : +  : Hệ số cung cực từ +  : Từ thông khe hở khơng khí + τ : Bước cực + L1 : Chiều dài lõi sắt stato 10 Sơ định chiều rộng bZ1 = B.L1.t1 0,765.17,6.1,538 = = 0,7 cm BZ1.L1.kc 1,8.17,6.0,93 Trong : + BZ1 = 1,8 T lấy theo bảng 10.5b sách “TKMĐ” + Hệ số ép chặt lõi thép : kc = 0,93 + B : Từ thơng khe hở khơng khí + t1 : Bước cực stato + L1 : Chiều dài tính tốn stato SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 10 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN  Bội số Mômen khởi động I’ r’ 263,9 0,337 mk = ( 2k )2 2ξ.sđm = ( ) .0,0198 = 1,85 I’2đm r’2 35,55 0,1978 Trong : + sđm : Tính bảng đặc tính làm việc + r'2: Điện trở quy đổi xét đến hiệu ứng mặt + r'2 : Điện trở quy đổi VII TÝNH TO¸N NHIƯT + Khi việc máy điện sinh tổn hao, lượng tiêu tốn biến thành nhiệt làm nóng bơ ph máy Khi trạng thái nhiệt máy ổn định tồn nhiệt lượng phát từ máy toả môi trường xung quanh nhờ chênh lệch nhiệt độ phận máy bị đốt nóng với mơi trường + Nguồn nhiệt yếu máy điện tổn hao dây quấn lõi sắt…… SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 42 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Sơ đồ thay nhiệt động sau : R Cu p Fe cd p Fe Cu Q cd R Q Q Fe Cu R Fe p r R d' Q d' p R  TÍNH TỐN CÁC THÔNG SỐ TRÊN SƠ ĐỒ : Các nguồn nhiệt sơ đồ thay 1.1 Tổn hao đồng stato Qcu1 = Pcu1 + 0,5Pf = 1205 + 0,5.197 = 1303,5 W Trong : Pcu1 : Tổn hao đồng dây quấn stato Pf : Tổn hao phụ Các giá trị tổn hao tính tốn phần đặc tính (s=sđm) 1.2 Tổn hao sắt stato QFe = P’Fe = 536 W 1.3 Tổn hao rôto QR = Pcu2 + 0,5Pf + Pcơ + Pbm + Pđm = 750 + 0,5.197 + 344 + 43 + 30 = 1265,5 W 1.4 Nhiệt trở mặt lõi sắt stato 1 ( + ) SD1 g1 g SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 43 RFe = RFeg + Rg = GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trong : SD1 = Dn.L1 = .34,9.17,6 = 1930 cm2 g1 = Fe 26.10-2 W = = 0,083 2o hg1 3,14 cm C Fe hệ số dẫn nhiệt lõi thép tra bảng 8.2 sách “TKMĐ” (chọn loại thép kỹ thuật điện có mật độ silic trung bình) g = 0,09 w hệ số truyền nhiệt kinh nghiệm thường lấy từ (0.09-0,1) cm2oC o 1 C -2  RFe = ( + ) = 1,2.10 1930 0,083 0,09 W 1.5 Nhiệt trở phần đầu nối dây quấn stato Rđ = c + c.Sđ đ.Sđ c = 0,02 cm (Cách điện đầu nối vải) Với cách điện cấp B tra bảng 8-1 sách “TKMĐ” ta tra : w c = 0,16.10-2 o C đ = (1 + 0,54VR2 ).10-3 Trong : VR tốc độ đường phần ứng VR = = .D.n .D.(1-sđm)nđm = 6000 6000 .23,5(1-0,0198)1500 m = 18,09 6000 s  đ = (1 + 0,54.18,092).10-3 = 0,178 Và : W cm2oC Sđ = 2Z1.Cb.lđ Trong : Cb chu vi bối dây Cb = C1 + C2 SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 44 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH C2 =  ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN d2 1,11 = = 1,744 cm 2 d2 = 1,1 cm đường kính lớn rãnh stato đặt : b’ = h12 c’ = d1 0,91 = 2,19 + = 2,645 cm 2 d1+d2 1,11+0,91 = = 1,01 cm 2 a’ = b’+c’ = 2,645+1,01 = 1,912 cm  C1 = d1 + 2.a’ = 0,91 + 2.1,912 = 4,734 cm  Cb = C1 + C2 = 4,734 + 1,744 = 6,478 cm lđ = 24,334 cm ( chiều dài phần đầu nối dây quấn)  Sđ = 2.48.6,478.24,334 = 15233 cm2 o 0,02 -4 C Vậy ta có : Rđ = + = 4,51.10 1,6.10-2.15233 0,178.15233 W 1.6 Nhiệt trở đặc trưng cho độ chênh nhiệt độ khơng khí nóng bên máy vỏ máy R’ = .S’ Trong :  = 0(1 + k0.vR)10-3 k0 : Hệ số tính đến dịch chuyển dịng khơng khí thường lấy k0 = 0,05-0,07 ta lấy k0 = 0,06 + 0 : hệ số bề mặt môi trường tĩnh theo bảng 8-3 ta Tra : 0 = 1,42.10-3 o W ( Mặt ngang thép có trát C.cm2 phủ chỗ gồ ghề sơn) VR = 18,09 m s   = 1,42(1 + 0,06.18,09).10-3 = 0,296.10-2 SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 45 W cm2oC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Và : S’ Là bề mặt bên máy bao gồm phần không tiếp xúc với bề mặt lõi sắt stato bề mặt hai nắp máy .D 2n S’ = (2f..Dn) + ( 2..Dn.2 + ) f = kf y + B Với : y = 17,12 cm : chiều rộng trung bình phần tử (III.1) B = , kf = 0,4 theo bảng 3-4 trang 69 sách “TKMĐ”  f = 0,4.17,12 + = 7,848 cm .34,92.2 Vậy S’ = (2.7,848..34,9) + (2.34,9.2 + ) = 4073 cm2  R’ = W = 0,81 2o -3 0,303.10 4073 cm C 1.7 Nhiệt trở bề mặt vỏ máy R = Ở : V.SV+’nS’n+’’n.S’’n v = Kg.’v ( hệ số tản nhiệt) Kg = c  b + g b+c ’v b+c Trong : c = 1,5-2 cm ( khoảng cách trung bình gân) + Chọn c = 1,5 cm + b  mm nhôm đúc + Chọn b = mm = 0,3 cm ’v = 3,6.d-0,2.v0,8.10-4 + với đường kính tương đương : d = 2,4 cm = 0,024 m SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 46 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN 2,5 cm 0,3 cm cm 1,5 cm + vv : tốc độ gió thổi ngồi vỏ máy tính đến suy giảm 50% theo chiều dài gân tản nhiệt Đường kính ngồi cánh quạt lấy bằng: Dn + 2cm Suy : vv = 0,5..(Dn+2)n = 6000 0,5..(34,9+2)1470 m = 14,2 6000 s 180 mm Suy : ’v = 3,6.0,024-0,2.14,20,8 10-4 = 6,34.10-3 W cm2oC + g = .th(h) W Trong : +  = 4.10-2 o ( Hệ số dẫn nhiệt) C + b = 0,3 cm + h = 2,5 cm ( chiều cao gân) SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 47 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH = 2’v = .b ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN 2.6,5.10-3 =1 0,3.4.10-2 sh(.h) e.h-e-.h th(.h) = = = 0,986 ch(.h) e.h+e-.h Vậy : g = 1.4.10-2.0,986 = 3,95.10-2  Kg = W cm2oC 1,5 3,95.10-2 0,3 + = 1,87 -3 1,5+0,3 6,34.10 0,3+1,5 v = kg.’v = 1,87.6,5.10-3 = 12,155.10-3 W cm2oC + Ở nắp sau tốc dộ gió cánh quạt không bị suy giảm nên hệ số tản nhiệt Trên nắp có gió thổi : ’n = 3,6.d-0,2.v0,8.10-4 = 3,6.0,024-2.270,8.10-4 = 10,5.10-3 W cm2oC  Hệ số tản nhiệt nắp khơng có gió thổi : ’’n = W cm2oC 3,6.d-0,2.10-4 = 3,6.0,024-2.10-4 = 1,42.10-3  Diện tích tản nhiệt nắp : .(Dn+2a)2 (34,9+2.1)2 S’n = S’’n = + Ln(Dn+2) = ln(34,9+2 ) 4 = 1128 cm2 + Ở chọn chiều dày vỏ : a = cm  Diện tích tản nhiệt vỏ máy : Sv = Lvỏ(b+c+h.Ngân ) + 2S’n + Trong : + Lvỏ = 30,5 cm tra theo bảng 1.1 phụ lục I + Ngân = .(D n+2.a) 85% = 56 gân b+c  Sv = 30,5(1,5+0,3+56.2,5) + 2.1128 = 6581 cm2 SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 48 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH Vậy R ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN = V.SV+’nS’n+’’n.S’’n = 12,155.10 6518+10,5.10-3.1128+1,42.10-3.1128 -3 o -2 = 1,1.10 C W 1.8 Nhiệt trở lớp cách điện rãnh Rc = Trong : c c.Sc c = 0,03 cm W c = 0,85 10-2 o ( Theo bảng 8.1 sách “TKMĐ” ) C Sc = Z1.Cb.L1 = 48.6,478.17,6 = 5701 cm2 Cb chu vi bối dây 0,03  Rc = = 0,62.10-2 -2 0,85.10 5701 o C W 1.9 Độ chênh nhiệt độ vỏ máy môi trường  = (Qcu1+QFe+QR)R = (1303,5+536+1265,5)1,1.10-2 = 34,15oC 1.10 Độ tăng nhiệt độ dây quấn stato R +R Qcu1(RFe+Rc)+QFe.RFe+QR.R’ Fe ’ c Rđ+R  1 = +  RFe+Rc 1+ Rđ+R’ o -2 -2 Trong : RFe + RC = 1,2.10 + 0,62.10 = 0,744.10 -2 C W Qcu1(RFe+Rc) = 1303,5.0,744.10-2 = 9,70 oC QFe.RFe = 536.1,2.10-2 = 6,432 oC SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 49 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH QR.R’ RFe+Rc 1,2.10-2+0,62.10-2 = 1265,5.0,81 = 23,02 4,51.10-4+0,81 Rđ+R’ 1,2.10-2+0,62.10-2 = 1+ = 1,0225 4,51.10-4+0,81 R +R + Fe ’ c Rđ+R  Vậy : 1 = ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN 9,7+6,432+23,02 + 34,37 = 73oC 1,0225 1.11 Độ tăng nhiệt độ lõi thép stato Fe = P’Fe.RFe+(1-) +  Rc 1+ RFe Trong : P’Fe = 536 W Là tổn hao sắt stato o -2 + RFe= 1,2.10 C Là nhiệt trở lõi sắt stato W o -2 + Rc = 0,62.10  Fe = C Là nhiệt trở lớp cách điện rãnh W 536.1,2.10-2+(73-34,15) + 34,15 = 64oC 0,62 1+ 1,2 SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 50 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN KẾT LUẬN Bản đồ án hoàn thành nhiệm vụ đặt cho việc tính tốn thiết kế động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc cơng suất 37kW; 2p = Kết đạt đồ án thỏa mãn tiêu chuẩn kỹ thuật như: - cos = 0,889 yêu cầu Cos = 0,9 -  = 92,1 % yêu cầu 91 % - Bội số mômen khởi động mk = 1,85 ; yêu cầu 1,4 - Bội số mômen max mmax = 2,26 ; yêu cầu 2,2 - Bội số dòng điện khởi động ik = 6,74 ; yêu cầu ik = Các tiêu vật liệu tác dụng đạt nằm phạm vi cho phép so với máy chế tạo Việt Nam SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 51 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN MỤC LỤC I TÍNH TỐN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU Xác định tốc độ quay đồng bộ…………………………………… Đường kính ngồi stato…………………………………………… Đường kính stato…………………………………………… 4 Cơng suất tính tốn………………………………………………… 5 Chiều dài tính tốn………………………………………………… Bước cực ………………………………………………………… Lập phương án so sánh …………………………………………… Dịng điện pha định mức………………………………………… II TÍNH TỐN THƠNG SỐ STATO-RƠTO A TÍNH TỐN THƠNG SỐ STATO Số rãnh stato……………………………………………………… Bước rãnh stato……………………………………………………… Số cạnh tác dụng rãnh…………………………………… Số vòng dây nối tiếp pha………………………………… Tiết diện đường kính dây dẫn…………………………………… Kiểu dây quấn……………………………………………………… Hệ số dây quấn…………………………………………………… Từ thơng khe hở khơng khí………………………………………… 10 Mật độ từ thơng khe hở khơng khí……………………………… 10 10 sơ định chiều rộng răng…………………………………… 10 11 sơ định chiều cao gơng stato…………………………………… 11 12 Kích thước rãnh cách điện…………………………………… 11 13 Bề rộng stato………………………………………………… 13 14 Chiều cao gông stato……………………………………………… 13 15 Khe hỏ không khí……………………………………………………13 B TÍNH TỐN THƠNG SỐ RƠTO Số rãnh rơto ……………………………………………………… 14 Đường kính ngồi rơto ……………………………………………… 14 Bước rôto ……………………………………………………… 14 Sơ định chiều rộng rôto ……………………………… 14 Đường kính trục rơto ……………………………………………… 15 Dịng điện dẫn rơto …………………………………… 15 Dịng điện vịng ngắn mạch ………………………………… 15 Tiết diện dẫn nhôm …………………………………… 15 SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 52 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Tiết diện vành ngắn mạch …………………………… 16 10 Kích thước rãnh rơto vành ngắn mạch ………………………… 16 11 Diện tích rãnh rơto ………………………………………………… 17 12 Diện tích vành ngắn mạch………………………………………… 17 13 Cánh quạt vành ngắn mạch…………………………………… 17 14 Bề rộng rôto 1/3 chiều cao …………………………… 17 15 Chiều cao gông rôto………………………………………………… 17 16 Làm nghiêng rãnh rơto……………………………………………… 17 III TÍNH TỐN MẠCH TỪ Hệ số khe hở khơng khí…………………………………………… 18 Chọ loại thép……………………………………………………… 18 Sức từ động khe hở khơng khí……………………………………… 18 Mật độ từ thông stato……………………………………… 18 Cường độ từ trường stato………………………………… 19 Sức từ động stato…………………………………………… 19 Mật độ từ thông rôto………………………………………… 19 Cường độ từ trường rôto………………………………… 19 Sức từ động rơto…………………………………………… 19 10 Hệ số bão hồ răng……………………………………………… 20 11 Mật độ từ thông gông stato……………………………………… 20 12 Cường độ từ trường gông stato………………………………… 20 13 Chiều dài mạch từ gông stato…………………………………… 20 14 Sức từ động gông stato………………………………………… 20 15 Mật độ từ thông gông rôto……………………………………… 21 16 Cường độ từ trường gông rôto………………………………… 21 17 Chiều dài mạch từ gông rôto……………………………………… 21 18 Sức từ động gông rôto…………………………………………… 21 19 Tổng sức từ động mạch từ…………………………………… 21 20 Hệ số bão hồ tồn mạch………………………………………… 22 21 Dịng điện từ hố ………………………………………………… 22 22 Dịng điện từ hố phần trăm……………………………………… 22 III THAM SỐ ĐỘNG CƠ Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC Chiều dài phần đầu nối dây quấn stato…………………………… Chiều dài trung bình nửa vịng dây dây quấn stato…………… Chiều dài dây quấn pha stato………………………………… Điện trở tác dụng dây quấn stato………………………………… Điện trở tác dụng dây quấn rôto………………………………… Điện trử vành ngắn mạch………………………………………… Điện trở rôto……………………………………………………… SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 53 23 23 23 24 24 24 24 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Hệ số quy đổi………………………………………………………… 25 Điện trơ rôto quy đổi…………………………………… ………… 25 10 Hệ số từ dẫn tản rãnh stato…………………………………………… 25 11 Hệ số từ dẫn tạp stato……………………………………… ………… 26 12 Hệ số từ tản phần đầu nối……………………………………………… 26 13 Hệ số từ dẫn tản stato………………………………………………… 26 14 Điện kháng dây quấn stato…………………………….……………… 26 15 Hệ số từ dẫn tản rôto…………………………………………….……… 27 16 Hệ số từ dẫn tạp rôto…………………………………………………… 27 17 Hệ số từ tản phần đầu nối………………………………………………… 28 18 Hệ số từ tản rãnhn ghiêng………………………………… 28 19 Hệ số từ tản rôto………………………………………………………… 28 20 Điện kháng tản dây quấn rôto…………………………………………… 28 21 Điện kháng rôto quy đổi……………………………………………… 28 22 Điện kháng hỗ cảm………………………………………………………… 28 30 Tính lại kE ………………………………………………………………… 28 V TÍNH TỐN TỔN HAO Khối lượng stato……………………………………………….………… 29 Khhối lượng gông từ stato…………………………………………………… 30 Tổn hao sắt lõi sắt stato………………………………………………….30 Tổn hao bề mặt rôto………………………………………………….31 Tổn hao đập mạch rôto………………………………………………31 Tổng tổn hao thép…………………………………………………………… 32 Tổn hao cơ…………………………………………………………………… 32 Tổn hao khơng tải…………………………………………………………… 32 VI TÍNH TỐN ĐẶC TÍNH A ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC Thành phần phản kháng tác dụng dòng điện tốc độ đồng bộ……… 33 Bảng dặc tính làm việc……………………………………………………… 34 Đồ thị đặc tính làm việc…………………………………………………… 35 B TÍNH TỐN ĐẶC TÍNH KHỞ ĐỘNG Tham số động xét đến hiệu ứng mặt với s =1………………… 36 Tham số động xét đến hiệu ứng mặt bão hoà mạch từ tản……………………………………………………………………………… 37 Các tham số ngắn mạch xét đến hiệu ứng mặt bão hoà mạch từ tản……… ……………………………………………………… … 40 SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 54 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN VII TÍNH TỐN NHIỆT Các nguồn nhiệt sơ đồ thay thế……………………………………… … 42 1.1 Tổng tổn hao đồng stato……………………………………… 43 1.2 Tổn hao sắt stato…………………………………………… … 43 1.3 Tổn hao rôto……………………………………………………… 43 1.4 Nhiệt trở mặt lõi sắt stato………………………………………… 43 1.5 Nhiệt trở phần đầu nối dâyquấn stato………………………………… 43 1.6 Nhiệt trở đặc trưng cho độ chênh nhiệt độ khơng khí nóng Bên máy vỏ máy ……….……………….………… 44 1.7 Nhiệt trở bề mặt vỏ máy ………… ……………………………… 45 1.8 Nhiệt trở lớp cách điện rãnh ……………………………………… 48 1.9 Độ chênh nhiệt độ vỏ máy môi trường ………………………… 48 1.10 Độ tăng nhiệt độ dây quấn stato…………………………………… 48 1.11 Độ tăng nhiệt độ lõi thép stato……………………………………… 49 SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 55 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh; Thiết kế máy điện; Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2006 Trần Khánh Hà; Động không đồng pha ba pha công suất nhỏ; Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 1993 Nguyễn Đức Sỹ; Công nghệ chế tạo máy điện máy biến áp; Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 1995 Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan tử thụ, Nguyễn Văn Sáu; Máy điện 1; Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2003 Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh; Kỹ Thuật Điện; Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2007 SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC 56 GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) ... KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN YÊU CẦU THIẾT KẾ Thiết kế động không đồng pha + Động rôto lồng sóc, kiếu kín IP44 , cách điện cấp B , dãy 3K theo TCVN 1987-1994 + Công suất định mức : 37 kw + Số đôi... PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN KẾT LUẬN Bản đồ án hoàn thành nhiệm vụ đặt cho việc tính tốn thiết kế động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc công suất 37 kW; 2p = Kết đạt đồ án thỏa mãn tiêu chuẩn... 39 , 63 = x2’ pđm = 1 ,31 77 = 0, 137 U1 U1 38 0 22 Điện kháng hỗ cảm x12 = U1-Iµ.x1 38 0-11.0,766 = = 33 ,79 Ω Iµ 11 Tính theo đơn vị tương đối : x12’ = x12 I1 I 39 , 63 = x12 pđm = 33 ,79 = 3, 52 U1 U1 38 0