máy điện, đồ án máy điện, động cơ ba pha không đồng bộCông suất định mức: Pđm =22 kW Điện áp định mức: Uđm =380220 V Tổ đấu dây: YΔ Tần số làm việc: f =50 Hz Số đôi cực: 2p = 6 Hệ số cosφđm = 0,90 Cấp bảo vệ: IP44 Hiệu suất của động cơ ƞdm = 0,90 Kiểu máy: kín, tự làm mát bằng quạt gió Chế độ làm việc liên tục Cấp cách điện: cấp B
Mục lục PHẦN I : CÁC THÔNG SỐ ĐỊNH MỨC Tốc độ đồng Dòng điện định mức (pha) PHẦN II: KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU Cơng suất tính tốn Đường kính Stato 5 Bước cực 6 Chiều dài tính tốn lõi sắt Stato(lδ) Chiều dài thực Stato Lập phương án kinh tế Số rãnh Stato 10 Bước rãnh Stato 11 Số dẫn tác dụng rãnh 12 Số vòng dây nối tiếp pha dây quấn Stato 13 Tiết diện đường kính dây 14 Kiểu dây quấn 15 Từ thông khe hở không khí 16 Mật độ từ thông khe hở khơng khí 17 Xác định sơ chiều rộng Stato 18 Xác định sơ chiều cao gông 19 Kích thước răng, rãnh cách điện rãnh 20 Chiều rộng Stato 11 21 Chiều cao gông từ Stato 12 22 Khe hở khơng khí 12 PHẦN III : THIẾT KẾ DÂY QUẤN RÃNH VÀ GÔNG RÔTO 13 23 Số rãnh Rôto 13 24 Đường kính ngồi Rơto 13 25 Đường kính trục Rơto 13 26 Bước Rôto 13 27 Xác định sơ chiều rộng Rôto 13 28 Dòng điện dẫn Rôto 14 29 Dòng điện vành ngắn mạch 14 30 Tiết diện dẫn 14 31 Tiết diện vành ngắn mạch 14 32 Kích thước răng, rãnh Rôto 14 33 Vành ngắn mạch 16 34 Diện tích rãnh Rơto 16 35 Tính kích thước thực tế 16 PHẦN IV : TÍNH TỐN MẠCH TỪ 17 38 Hệ số khe hở khơng khí 17 39 Sức từ động khe hở khơng khí 18 40 Mật độ từ thông Stato 18 41 Cường độ từ trường Stato 18 42 Sức từ động Stato 19 43 Mật độ từ thông Rôto Theo công thức : 19 44 Cường độ từ trường trung bình Rơto 19 45 Sức từ động Rôto 19 46 Hệ số bão hoà 19 47 Mật độ từ thông gông Stato 20 48 Cường độ từ trường gông Stato 20 51 Mật độ từ thông gông Rôto 20 52 Cường độ từ trường gông Rôto 21 53 Chiều dài mạch từ gông Rôto 21 54 Sức từ động gông Stato 21 55 Sức từ động tổng toàn mạch 21 56 Hệ số bão hoà toàn mạch 22 57 Dịng điện từ hố 22 CHƯƠNG V: THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 22 58 Chiều dài phần đầu nối dây quấn Stato 22 59 Chiều dài phần đầu nối dây quấn Stato khỏi lõi sắt 23 60 Chiều dài trung bình 12 vịng dây dây quán Stato 23 61 Chiều dài dây quấn pha Stato 23 62 Điện trở tác dụng dây quấn Stato 23 63 Điện trở tác dụng dây quấn Rôto 24 64 Hệ số quy đổi điện trở Rôto Stato 25 65 Điện trở Rôto sau quy đổi Stato 25 66 Hệ số từ tản Stato 25 67 Điện kháng tản dây quấn Stato 27 68 Hệ số từ dẫn tản Rôto 28 69 Điện kháng tản dây quấn Rôto 29 70 Điện kháng tản Rôto quy đổi Stato 29 71 Điện kháng hỗ cảm (Khi không xét rãnh nghiêng) 29 72 Điện kháng tản khí xét đến rãnh nghiêng 30 PHẦN VI : TỔN HAO TRONG THÉP VÀ TỔN HAO CƠ 30 73 Trọng lượng Stato 30 74 Trọng lượng gông từ Stato 31 75 Tổn hao lõi sắt Stato 31 76 Tổn hao bề mặt Rôto 32 77 Tổn hao đập mạch Rôto 33 78 Tổng tổn hao thép lúc không tải 34 79 Tổn hao đồng dây quấn Stato 35 80 Tổn hao 35 81 Tổng tổn hao tồn máy khơng tải 36 82 Hiệu suất động 36 Đồ án :THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA RÔTO LỒNG SĨC PHẦN I : CÁC THƠNG SỐ ĐỊNH MỨC - Công suất định mức: Pđm =22 kW - Điện áp định mức: Uđm =380/220 V - Tổ đấu dây: Y/Δ - Tần số làm việc: f =50 Hz - Số đôi cực: 2p = - Hệ số cosφđm = 0,90 - Cấp bảo vệ: IP44 - Hiệu suất động ƞdm = 0,90 - Kiểu máy: kín, tự làm mát quạt gió - Chế độ làm việc liên tục - Cấp cách điện: cấp B Tốc độ đồng Từ công thức: 𝑝 = 60.𝑓 𝑛𝑡𝑏 => 𝑛𝑡𝑏 = 60.𝑓 𝑝 = 60.50 = 1000 𝑣/𝑓 Dòng điện định mức (pha) I𝑑𝑚 𝑃𝑑𝑚 103 = 𝑚1 𝑈1𝑓 𝜂𝑑𝑚 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑑𝑚 Trong đó: Hiệu suất động : ηđm = 0,90 tra bảng 10.1 trang 228 Hệ số công suất => I𝑑𝑚 = 𝑃𝑑𝑚 : cosφđm = 0,90 tra bảng 10.1 trang 228 103 𝑚1 𝑈1𝑓 𝜂𝑑𝑚 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑑𝑚 = 22.103 3.220.0,90.0,90 = 41,15 (𝐴) đó: - P: Cơng suất định mức (kW) - U1: điện áp định mức - ηđm: hiệu suất - cosφđm: hệ số công suất PHẦN II: KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU Cơng suất tính toán 𝑃′ = 𝐾𝑒 𝑃𝑑𝑚 𝜂𝑑𝑚 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑑𝑚 = 1.22 0,9.0,9 = 27,16(𝑘𝑊) Trong đó: KE =f(p) tra hình 10-2 trang 231 TKMĐ- Trần Khánh Hà Với p=3 ta tra kE =1 Đường kính Stato Ta có: D = Kd Dn Đường kính Stato phụ thuộc vào cơng suất tính tốn P’ Với chiều cao tâm trục h=180 mm(h theo phụ lục hình thày cho) Tra bảng 10-3 trang 230 có đường kính ngồi stato theo tiêu chuẩn Nga (4A) ta : Dn = 31,3 cm máy có số đơi cực 2p =6 tra bảng 10.2 trang 230 Ta chọn Kd = 0,7 – 0,72 D = (0,7 – 0,72)Dn = (0,7–0,72).31,3 =( 21,91 – 22,536) (cm) ⇒ta chọn D = 22 cm Bước cực 𝜋 𝐷 𝜋 22 = = 11,5 (𝑐𝑚) 2𝑝 2.3 Chiều dài tính tốn lõi sắt Stato(lδ) 𝜏= - Sơ chọn : 0, 64 :hệ số cung cực từ kS = 2 = 1,11 : hệ số dạng sóng kdq =0,95 : chọn dây quấn lớp, bước đủ - Theo hình 10-3a trang 233 TKMĐ- Trần Khánh Hà, Với Dn=31,3 cm ta tra được: A=320 A/cm Mật độ tự cảm khe hở không khí: Bδ =0,80 T 6,1.107.P' 6,1.107.27,16 ⇒ lδ = = αδ.ks kdq.A.Bδ.D2.n = 19,81 (cm) 0,64.1,11.0,95.320.0.8.222 1000 lấy chuẩn lδ =18 cm Chiều dài thực Stato l1 = lδ=18 (cm) Do lõi sắt ngắn nên làm thành khối Chiều dài lõi sắt stato, Rôto bằng: l1=l2= lδ=18 (cm) Lập phương án kinh tế 𝐻ệ 𝑠ố: 𝜆 = 𝑙𝛿 𝜏 = 18 11,5 = 1,57 Số rãnh Stato Z1 = 2.m1.p.q1 =2.3.3.3 =54 (rãnh) Trong đó: m1 =3 : số pha dây quấn Stato 2p = : số đôi cực ⇒ p = q1: số rãnh pha bước cực, tốc độ động 1000 vịng/phút nên ta chọn q1 =3 10 Bước rãnh Stato 𝜋 𝐷 𝜋 22 = = 1,28(𝑐𝑚) 𝑍1 54 11 Số dẫn tác dụng rãnh 𝑡1 = A.t1.a1 320.1,28.4 ur = = = 39,8 (thanh dẫn) Idm 41,15 Trong đó: Lấy ur =40 a1 : số nhánh song song, chọn a1 = A =320 (A/cm) I1đm =41,15 (A) 12 Số vòng dây nối tiếp pha dây quấn Stato 𝑊1 = 𝑝 𝑞1 𝑈𝑟 𝑎1 = 3.3 40 = 90 (𝑣ò𝑛𝑔) 13 Tiết diện đường kính dây 𝑆1 = 𝐼đ𝑚 𝑎1 𝑛1 𝐽1 Trong đó: a1 = số nhánh song song n1: số sợi dây ghép song song, chọn n1 = J1: mật độ dịng điện dây quấn Stato Theo hình 10-4 trang 237 TKMĐ- Trần Khánh Hà từ thông số Công suất P= 22 (kW), số đôi cực 2p = h = 180 (mm) Từ ta tra trị số: AJ=2000 (A2/cm,mm2) ⇒ mật độ dòng điện:𝐽1 = 𝐴𝐽 𝐴 = 2000 320 = 6,25(𝐴/𝑚𝑚2 ) I1dm ⇒ S1 = 41,15 = = 0,823(𝑚𝑚2 ) a1.J1.n1 4.6,25.2 Theo phụ lục VI trang 618 ,bảng VI-1 chọn dây quấn tráng men PETV có đường kính (d/dcd= 0,95/1,015 ) có tiết diện S1= 0,709 mm2 14 Kiểu dây quấn Chọn dây quấn lớp bước đủ: 𝜏 = 𝑍 2𝑝 = 54 =9 Chọn y = 12, từ rãnh ÷ 11, 𝜏 = ⇒ hệ số bước ngắn : 𝛽 = 𝑦 𝜏 = 12 = 0,75 - Hệ số dây quấn bước ngắn: Ky1 =sin (𝜋2 𝛽) = 0,92 - Hệ số quấn tải: 𝑘𝑟 = Trong sin(𝑞.𝛼/2) q.sin(𝛼/2) =0,6 q= 𝛼 = 𝑝 360/𝑍1 = 3.360/54 = 20 Hệ số dây quấn Stato: Kd1 = Ky1.Kr = 0,92.0,6 = 0,552 15 Từ thơng khe hở khơng khí ∅= 𝐾𝑒 𝑈đ𝑚 4.𝐾𝑠 𝑓.𝑊1 𝑘𝑑1 = 1.220 4.1,11.50.90.0,552 = 0,0199(𝑊𝑏) Trong đó: kE = ks= 1,11 w1 = 90 kd1 = 0,552 16 Mật độ từ thông khe hở không khí ∅.104 𝑠 𝜏.𝑙𝛿 𝐵𝛿 = 𝛼 0,0199.104 = 0,64.11,5.18 = 1,5(𝑇) 17 Xác định sơ chiều rộng Stato ′ 𝑏𝑧1 = 𝐵𝛿 𝑙𝛿 𝑡1 = ′ 𝑙 𝐾𝐶 𝐵𝑧1 1 1,5.18.1,28 1,85.18.0,95 = 1,09(𝑐𝑚) Trong đó: lδ = l1 = 18 (cm) t1 = 1,28 (cm) Bδ = 1,5 (T) B’z1: mật độ từ thông Stato, theo bảng 10.5b , với có cạnh song song Bz1=1,75 ÷1,95 (T), ta chọn sơ B’z1 =1,85 (T) Kc1: hệ số ép chặt lõi sắt Stato, ta chọn Kc1 =0,95 18 Xác định sơ chiều cao gông ′ ℎ𝑔1 = ∅.104 2𝐵𝑔1 𝑙1 𝐾𝑐1 = 0,0199.104 2.1,55.18.0.95 = 3,75(cm) Trong đó: Bg1: mật độ từ thông gông Stato, Bg1=1,45 - 1,6 (T) Ta chọn Bg1 = 1,55 (T) 19 Kích thước răng, rãnh cách điện rãnh - Diện tích có ích rãnh (tính sơ bộ) là: 𝑆𝑟′ = 𝑛1 𝑢𝑟 𝑑𝑐𝑑 𝑘𝑑 n1 = số sợi dây ghép song song ur = 40 dcđ = 0,805 (mm) - Chọn kiểu rãnh hình thang (răng có cạnh song song) hình vẽ Chiều cao rãnh Stato: * 1 2 ′ ℎ𝑟1 = (𝐷𝑛 − 𝐷 ) − ℎ𝑔1 = (31,3 − 22) − 3,75 = 0,9(cm)=9(mm) Dn = 31,3 (cm) đường kính ngồi Stato D = 22 (cm) đường kính Stato ∗ Chiều cao thực Stato: hZ1 = hr1 – h41 = – 0,5 =8,5 (mm) ∗ Bề rộng rãnh Stato: Chọn bề rộng miệng rãnh Stato là: b41 =2,5 (mm) =0,25 (cm) h41 =0,5 (mm) =0,05 (cm) Chiều rộng rãnh Stato phía đáy trịn nhỏ: 𝑑1=𝜋(𝐷+2ℎ41)−𝑏𝑧1 𝑍1 =𝜋(22+2.0,05)−1,09.54 =0,208(𝑐𝑚) 𝑍1 −𝜋 54−𝜋 Chiều rộng rãnh Stato phía đáy trịn lớn: 𝑑 2= 𝜋(𝐷𝑛−2ℎ𝑔1 )−𝑏𝑧1 𝑍1 𝜋(31,3−2.3,75)−1,09.54 = =0,278(𝑐𝑚) 𝑍1 + 𝜋 54 + 𝜋 Trong đó: 10 a1 = số nhánh song song S1 = 0,823 (mm2) tiết diện dây dẫn điện trở dây dẫn đồng 𝑟1 = 𝜌(750 ) 𝑙1 𝑛1 𝑎1 𝑆1 = 70,488 46 2.4.0,823 Tính theo đơn vị tương đối:𝑟1∗ = 𝑟1 𝐼1𝑑𝑚 𝑈1 = = 0,23(Ω) 0,23.41,15 220 = 0,043Ω 63 Điện trở tác dụng dây quấn Rôto Điện trở dẫn: ∗ 𝑟𝑡𝑑 = 𝜌𝐴𝑙 𝑙2 10−2 18 10−2 = = 10,5 10−5 (Ω) 𝑆𝑟2 23 73,9 Trong đó: l2 = 18 (cm) chiều dài lõi sắt Rơto Sr2 = 73,9 (mm2) diện tích rãnh Rơto ∗ Điện trở vành ngắn mạch: 𝑟𝑣 = 𝜌𝐴𝑙 𝜋𝐷𝑣 10−2 𝑍2 𝑆𝑣 Trong đó: DV = D’- aV =14,84 - 5,3 = 9,54 (cm) đường kính trung bình vành ngắn mạch D’ = 14,84 (cm) đường kính ngồi Rơto aV = 5,3 (cm) kích thước vành ngắn mạch SV = 795 (mm2) diện tích vành ngắn mạch Do đó: 𝑟𝑣 = 𝜌𝐴𝑙 𝜋𝐷𝑣 10−2 𝑍2 𝑆𝑣 = 23 𝜋.9,54.10−2 24.795 = 6,83 10−7 Ω * Điện trở Rơto: Theo cơng thức Giáo trình TKMĐ ta có 𝑟2 = 𝑟𝑡𝑑 + 2𝑟𝑣 ∆2 = 5,13 10−5 + 2.6,83.10−7 𝜋 (2.𝑠𝑖𝑛 ) = 7,13 10−5 (Ω) 24 Trong đó: rtd =5,13.10-5 (Ω) điện trở dẫn rV =6,83.10-7 (Ω) Điện trở vành ngắn mạch π.p Δ= 2.sin π.1 = 2.sin π = 2.sin Z2 24 24 64 Hệ số quy đổi điện trở Rôto Stato Theo cơng thức 5- 16 Tr77 Giáo trình TKMĐ ta có: 𝛾= 4.𝑚1 (𝑊1 𝑘𝑑𝑞1 ) = 𝑍2 4.3.(100.0,91)2 24 = 4140,5 65 Điện trở Rôto sau quy đổi Stato r’2 =γ.r2 = 4140,5.7,13.10-5 = 0,3229 (Ω) Tính theo đơn vị tương đối: 𝑟2∗ = 𝑟2 𝐼1𝑑𝑚 𝑈1 = 0,295.28,23 220 = 0,038 Ω 66 Hệ số từ tản Stato ∗ Hệ số từ dẫn tản rãnh Stato: Theo cơng thức Giáo trình TKMĐ Đối với rãnh nửa kín, hình lê, dây quấn lớp bước ngắn: 𝜆𝑟1 = ℎ𝑟1 −ℎ5 3.𝑏𝑟1 ℎ12𝑠 𝑘𝛽 + ( 𝑏𝑟 + 3.ℎ31 𝑏𝑟 +2.𝑏41 + ℎ41 𝑏41 ℎ ) 𝑘′𝛽 + 4.𝑏𝑠 𝑟 Trong đó: br1 = 10,44 (mm) bề rộng rãnh Stato phía miệng rãnh h2 = (mm) chiều cao nêm h31 =C + C’= 0,6 + 0,4 =1 (mm) h41 = 0,5 (mm) h12S = hr1- h41- h31 = 23,3 - 0,5 -1 = 21,8 (mm) h5 = 0,5 (mm) 25 b41 = 𝛽= Với 12 + 𝛽 + 3.0857 = 0,857 => 𝑘′𝛽 = = = 0,89275 14 4 ' => 𝑘𝛽 = 1+3.𝑘𝛽 = 1+3.0857 = 0,89275 Thay số vào ta được: 23,3− 0,5 ⎛ 21,8 3.1 0,5⎞ 0,5 λr1 = 0,9197 +⎜ + + ⎟.0,89275+ =1,1853 3.10,44 ⎝10,44 10,44 + 2.2,5 2,5⎠ 4.10,44 ∗ Hệ số từ dẫn tạp Stato: theo công thức Giáo trình TKMĐ ta có 𝜆𝑟1 𝑡1 (𝑞1 𝑘𝑑𝑞1 ) 𝜌𝑡1 𝑘41 = 0,9 𝜎1 𝛿 𝑘𝛿 Trong đó: + t1 =15,7 (mm) bước rãnh Stato + q1 =5 + kdq1 =0,91 + σt1: Tra bảng với q1 =5; bước rút ngắn dây quấn theo bước rãnh 14 -12 =2 ta tra giá trị 100σt1 =0,44 ⇒ σt1 =0,0044 + ρt1: Tra theo Giáo trình TKMĐ với loại rãnh làm nghiêng: q1=3 26 + σt1: Tra bảng với q1 =3; bước rút ngắn dây quấn theo bước rãnh 14 -12 =2 ta tra giá trị 100σt1 =0,44 ⇒ σt1 =0,0044 + ρt1: Tra theo Giáo trình TKMĐ với loại rãnh làm nghiêng: q1=3 Tỉ số : với: 𝑍2 𝑝 = 24 = Ta tra 𝜌𝑡1 = 0,67 b41 = 2,5 (cm) t1 = 15,7 (mm) δ = 0,8 (cm) Thay số vào ta được: λt1 = 0,9 0,0044 = 0,9676 ∗ Hệ số từ tản đầu nối: dây quấn lớp 𝜆𝑡1 = 0,34 𝑞1 (𝑙đ1 − 0,64 𝛽 𝜏) = 0,34 (28,316 − 0,64.0,58.7,85) = 3,197 𝑙𝛿 9,6 Trong đó: lđ1 = 28,136 (cm) chiều dài phần đầu nối dây quấn Stato β =0,833 ∗ τ =23,56(cm) Hệ số từ dẫn tản: Σλ1 =λr1 + λt1 + λđ1 = 1,1853 + 0,9676 + 3,197 = 5,3499 67 Điện kháng tản dây quấn Stato Theo cơng thức Giáo trình TKMĐ ta có: 27 𝑓 𝑤1 𝑙𝛿 50 100 9,6 ) ) 𝑥1 = 0,158 .( Σ𝜆1 = 0,158 .( 5,3499 100 100 𝑝 𝑞1 100 100 1.5 = 0,9307 (Ω) Tính theo đơn vị tương đối: 𝑥1∗ = 𝑥1 𝐼1𝑑𝑚 𝑈1 = 0,9307.21,052 220 = 0,0891 68 Hệ số từ dẫn tản Rôto ∗ Hệ số từ dẫn tản rãnh Rôto: Theo cơng thức ta có: 𝜆𝑟2 = [ Trong đó: ℎ12𝑟 3.𝑏 (1 − 𝜋.𝑏 8.𝑠𝑟2 ) + 0,66 − 𝑏42 2.𝑏 ]+ ℎ42 𝑏42 Sr2 = 81,34 (mm ) diện tích rãnh Rơto b = 6,19 (mm) bề rộng rãnh Rơto phía miệng rãnh hr2 = 16,2 (mm) chiều cao rãnh Rơto h12R =1,21 (mm) (theo hình vẽ rãnh Rơto hình lê) b42 =1,0 (mm) Thay số: 𝜆𝑟2 = 1,2986 ∗ Hệ số từ tản tạp Rôto: Theo công thức 5- 40 Tr 83 Thay số ta được: λt = 0,9 .0,002059 =1,165 ∗ Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối: Trong đó: DV = 9,54 (cm) đường kính trung bình vành ngắn mạch lδ’’ ≈ l2 =9,6 (cm) Rơto lồng sóc khơng có rãnh thơng gió ∆= 𝑠𝑖𝑛 𝜋.𝑝 𝑍2 = 𝑠𝑖𝑛 𝜋 24 28 aV =5,3 (cm) bV =1,464 (cm) kích thước vành ngắn mạch Thay số: 𝜆𝑟2 = 2,3.𝐷𝑣 𝑍2 𝑙𝛿 ∆2 𝑙𝑜𝑔 4,7.𝐷𝑣 𝑎+2𝑏 = 2,4876 ∗ Hệ số từ dẫn Rôto: Σλ2 = λr2 + λt2 + λđ2 = 1,2986 + 1,0525 + 2,4876 = 4,8387 69 Điện kháng tản dây quấn Rôto Theo cơng thức với Rơto lồng sóc: x2 =7,9.f1.l2.Σλ2.10-8 =7,9 50.9,6.4,8387.10-8 = 1,8157.10-4 (Ω) 70 Điện kháng tản Rôto quy đổi Stato x’2 =γ.x2 =4140,5.1,8157.10-4 = 0,5737 (Ω) 4.m1.(W1.kdq1 )2 Trong đó: γ= = 4140,5 hệ số quy đổi Z2 ' Tính theo đơn vị tương đối: 𝑥2∗ = 𝑥2 𝐼1𝑑𝑚 𝑈1 = 0,5737.28,23 220 = 0,0549 71 Điện kháng hỗ cảm (Khi không xét rãnh nghiêng) Trong đó: U1 = 220 (V) điện áp pha đặt vào dây quấn Stato Iμ = 7,47 (A) dòng điện từ hoá X1 = 0,9307 (Ω) Điện kháng tản dây quấn Stato 29 ∗ Tính theo đơn vị tương đối: 𝑥12 = 𝑥12 𝐼1𝑑𝑚 𝑈1 = 39,8402.28,23 220 = 3,8123 72 Điện kháng tản khí xét đến rãnh nghiêng - Xét góc rãnh nghiêng: Trong đó: bc =1,18 (cm): bC 3600.1 = = = ⇒γc = = 9,01352 (điện) n π.D π.15 39,94 39,94 1,18 U1 ε= 220 = = 43,81 Iμ.X 7,47.0,9307 Tra bảng 5- Tr91, Giáo trình TKMĐ ta xác định trị số σn =1,05 (σn: hệ số rãnh nghiêng) X’1n = σn.X1, =1,05.0,9307 = 0,9772 (Ω) X’2n =σn.X’2 = 1,05.0,5737 = 0,6024 (Ω) Tính lại trị số kE: kE = PHẦN VI : TỔN HAO TRONG THÉP VÀ TỔN HAO CƠ 73 Trọng lượng Stato GZ1 = Trong đó: Fe.Z1.hZ1.bZ1.l1.kC1.10-3 Fe = 7,8 (kg/m3) trọng lượng riêng thép làm Stato hZ1 = 2,28 (cm) chiều cao Stato bZ1 = 0,6 (cm) bề rộng Stato l1 = 9,6 (cm) chiều dài lõi sắt Stato kC1 = 0,95 hệ số ép chặt lõi sắt Stato ⇒ GZ1 = 7,8.30.2,28.0,6.9,6.0,95.10-3 = 2,92 (kg) 30 74 Trọng lượng gơng từ Stato Gg1 = Fe.l1.Lg1.hg1.2p.kC1.10-3 Trong đó: lg1 = 36,47 (cm) chiều dài mạch từ gông từ Stato hg1 = 3,98 (cm) chiều cao gông từ Stato ⇒ Gg1 =7,8.9,6.36,47.3,98.2.0,95.10-3 = 20,65 (kg) 75 Tổn hao lõi sắt Stato ∗ Tổn hao răng: Theo cơng thức ta có: PFeZ1 =kgiacơng Z1.pFeZ1.B2Z1.GZ1.10-3 Trong đó: • kgiacông Z1 =1,8 hệ số gia công Stato, động có P ≤ 250 (KW) • GZ1 = 2,92 (kg) trọng lượng Stato • pFeZ1 = 2,5 suất tổn hao thép ,tra bảng V–14 phụ lục V Thay số vào ta được: PFeZ1 =1,8.2.5.(2,038)2.2,92.10-3 = 0,055 (kW) ∗ Tổn hao gông Stato PFeg1 =kgiacơng g1.pFeg1.Bg1.Gg1.10-3 Trong đó: Gg1 = 20,65 (kg) trọng lượng gông từ Stato kgiacông g1 =1,6 hệ số gia công gông Stato, với Pđộng ≤ 250 (kW) pFeg1 = 2,5 Bg1 = 1,5 (T) Thay số vào ta được: PFeg1 = 1,6.2,5.(1,5)2.20,65.10-3 = 0,186 (kW) ∗ Tổn hao lõi sắt Stato: P’Fe =PFeZ1 + PFeg1 = 0,055 + 0,186 = 0,241 (kW) 31 76 Tổn hao bề mặt Rôto Ở máy điện không đồng tổn hao bề mặt lớn khe hở khơng khí nhỏ, Tổn hao chủ yếu tập trung mặt Rơto cịn mặt Stato nói chung miệng rãnh Rơto bé, Theo cơng thức ta có: 𝑃𝑏𝑚 = 2𝑝𝜏 𝑡2 − 𝑏42 𝐼2 𝑝𝑏𝑚 10−7 𝑡2 Trong đó: 23,56 (cm) bước cực Stato t2 = 1,94(cm) bước Rôto b42 = (mm) = 0,1 (cm) bề rộng miệng rãnh Rôto l2 = 9,6 (cm) ∗ Tính pbm : Suất tổn hao bề mặt trung bình đơn vị (1m2) bề mặt Rôto Theo công thức : 𝑃𝑏𝑚 𝑍1 𝑛 1,5 = 0,5 𝑘0 ( ) (10 𝐵𝑜 𝑡1 )2 10 Trong đó: Z1 = 30 số Stato n = n1 =3000 (vòng/phút) tốc độ quay Rôto t1 = 1,57 (cm) bước rãnh Stato k0: hệ số kinh nghiệm, theo bảng 6-1 loại thép theo phương pháp gia cơng mài k0 =2 32 B0: biên độ dao động mật độ từ thơng khe hở khơng khí, Theo cơng thức : 0: B0 =β0.k hệ số tra theo đường cong hình 6-1 𝑏41 với tỉ số 𝛿 ta tra = 2,5 0,8 = 3,125 = 0,19 k = 1,076 hệ số khe hở khơng khí B = 0,74 (T) mật độ từ thơng khe hở khơng khí ⇒ B0 = 0,19.1,076.0,74 = 0,15 (T) Thay vào công thức tính pbm ta được: 𝑃𝑏𝑚 = 0,5.2 ( 30.3000 1,5 104 ) (10.0,15.1,57))2 = 150 Thay số vào công thức tính Pbm ta được: Pbm = 2.23,56 .9,6.150.10−7 = 0,00644 (kW) 77 Tổn hao đập mạch Rôto Theo cơng thức ta có: 𝑃đậ𝑝𝑚ạ𝑐ℎ = 0,11 ( 𝑍1 𝑛 ) 10 𝐵 𝐺𝑍2 10−3 𝑑𝑚 10 Trong đó: Z1 =30 số rãnh Stato n = n1 = 3000 (Vòng/phút) tốc độ đồng GZ2 Trọng lượng sắt Rơto, tính theo cơng thức: GZ2 = Trong đó: Fe -3 Fe.Z2.hZ2.bZ2.l2.kC2.10 = 7,8 (kg/m3) trọng lượng riêng thép làm Stato 33 hZ2 = 1,46 (cm) chiều cao Rôto bZ2 = 0,385 (cm) bề rộng Rôto l2 = 9,6 (cm) chiều dài lõi sắt Rôto kC2 = 0,95 hệ số ép chặt lõi sắt Rôto Z2 = 24 số rãnh Stato ⇒ GZ2 =7,8.24.1,46.0,9385.9,6.0,95.10-3 = 2,34 (kg) Tính Bđm: biên độ dao động từ trường vùng liên thơng (rãnh) Stato Rơto theo vị trí tương đối rãnh Stato Rôto, Theo công thức ta có: V1.δ Bdm = BZ 2.t2 Trong đó: v1 = 1,202 δ = 0,8 (mm) khe hở không khí t2 = 1,94(cm) bước rãnh Stato BZ2 = 1,610 (T) Mật độ từ thông Rôto ⇒ Bdm = 1,61= 0,04 (T) Thay số vào ta tổn hao đập mạch Rôto là: 𝑃đậ𝑝𝑚ạ𝑐ℎ = 0,0034 (𝑘𝑊) 78 Tổng tổn hao thép lúc không tải Theo cơng thức ta có PΣFe = P’Fe + Pbm + Pđm Trong đó: = 0,241 + 0,0064 + 0,0034 = 0,2508 (kW) P’Fe : tổn hao lõi sắt Pbm : tổn hao bề mặt Rôto Pđm : tổn hao đập mạch Rôto 34 79 Tổn hao đồng dây quấn Stato Theo công thức ta có: PCu1 = m1.I12 R1.10−3 Trong đó: m1 =3 số pha dây quấn Stato I1 = 28,23 (A) dòng điện dây quấn Stato R1 = 0,48 (Ω) điện trở tác dụng dây quấn Stato Trong đó: 𝑅1 = 𝜌(750 ) 𝑙1 𝑛1 𝑎1 𝑆1 l1 = 96 (m) chiều dài dây quấn pha Stato n1 =2 số sợi dây ghép song song a1 = số nhánh song song S’1= 0,430(mm2) tiết diện dây dẫn điện trở dây dẫn đồng 𝑅1 = 𝜌(750 ) 𝑙1 = 0,42 (Ω) 𝑛1 𝑎1 𝑆1 Thay số vào ta được: PCu1 = m1.I12.R1.10−3 = 3.(28,23)2.0,42.10−3 =1.004(kW) 80 Tổn hao Tổn hao hay tổn hao ma sát phụ thuộc vào áp suất bề mặt ma sát, hệ số ma sát tốc độ chuyển động tương đối bề mặt ma sát Đối với loại động khơng có rãnh thơng gió hướng kính có quạt thổi ngồi vỏ ta có: 𝑃𝑐ơ = 𝐾𝑟 ( Trong đó: 𝑛1 𝐷 ( 𝑛 ) 10−3 ) 1000 10 Dn = 27,2 (cm) đường kính ngồi Stato n1 = 3000 (Vịng/phút) tốc độ quay động 35 KT: hệ số, với động có 2p=2 ta có 𝐾𝑟 = 0,9464 Do đó: 𝑃𝑐ơ = 0,466(𝑘𝑊) 81 Tổng tổn hao toàn máy không tải P0 = PΣFe + PCu1 + Pcơ = 0,2508 + 1,004 + 0,466 = 1,7208 (kW) 82 Hiệu suất động Tổn hao tải định mức: Pf = 0,005.Pđm = 0,005.15 = 0,075 (kW) Tổng tổn hao không tải định mức: ΣP = P0 + Pf = 1,7208 + 0,075 = 1,7958 (kW) Hiệu suất động là: 𝜂 = (1 − Σ𝑃 𝑃𝑑𝑚 ) 100% = (1 − 1,7958 15 ) 100% = 88% 36 Bảng 01 37 bảng 02 38 ... quấn Stato 35 80 Tổn hao 35 81 Tổng tổn hao tồn máy khơng tải 36 82 Hiệu suất động 36 Đồ án :THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA RÔTO LỒNG SĨC PHẦN I :... khí FZ1 = 132 , 43 (A) Sức từ động Stato FZ2 = 39 ,94 (A) Sức từ động Rôto Fg1 = 144 (A) Sức từ động gông Stato Fg2 = 20,7 (A) Sức từ động gông Rôto Thay số vào ta được: F∑ = 637 ,6+ 132 , 43+ 39,94+144+20,7=974,67... KẾ DÂY QUẤN RÃNH VÀ GƠNG RƠTO 23 Số rãnh Rơto Thiết kế Rơto lồng sóc đúc nhơm, chọn số rãnh Rơto theo bảng 10 - trang 246, Giáo trình Động không đồng bộ- phối hợp số rãnh Stato số rãnh Rôto máy