Tài liệu Đồ án Thiết kế Máy Điện , Chương 1 pdf

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY ĐIỆN I. Nhiệm vụ thiết kế. 1. Đầu đề thiết kế: Chương 1:Thiết kế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc 2. Các số liệu ban đầu: - Công suất đinh mức: 3 kW - Điện áp định mức: 380/220 V đấu Y/∆ - Tần số: 50 Hz - S ố cực: 2p = 6 - Cosφ = 0.76 - Hiệu suất: η = 79,5% - Kiểu máy: Kín, tự làm lạnh bằng quạt gió, cách điện cấp B 3. Nội dung tính toán: - Tính toán kích thước chủ yếu. - Tính toán điện từ. - Tính toán nhiệt. - Bản vẽ tổng lắp ráp A 0 . II. Bài làm Máy điện KĐB do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử dụng bảo quản thuận tiện, giá thành rẻ nên được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân. Nhất là loại công suất dưới 100 kW. Động cơ điện KĐB roto lồng sóc cấu tạo đơn giản nhất l ên chiếm một số lượng khá lớn trong loại động cơ điện công suất nhỏ và trung bình. Vì thế trong nhiệm vụ tính toán và thiết kế môn học máy điện này em tính toán và thiết kế với động cơ điện KĐB roto lồng sóc. Với các thông số định mức như sau: - U đm = 380/220 V đấu Y/∆ - Công suất định mức: 3 kW - Tần số f 1 = 50 Hz - S ố đôi cực 2p = 6 hay tốc độc đồng bộ n đb = 1000 (Vòng/phút) - C ấp cách điện cấp B - Kiểu máy: Kiểu kín - Kiểu làm mát: Tự làm lạnh bằng quạt gió Nội dung thiết kế: A – Xác định kích thước chủ yếu. 1. Tốc độ đồng bộ của động cơ: )(Vòng/phút1000 2 60.50 p 60.f n 1 đb  2. Xác định đường kính ngoài của Stato: Với công suất định mức 3 kW theo phụ lục IV.1/Tr 601 – TKMĐ ta có chiều cao tâm trục h = 112 mm, theo bảng 10.3/Tr 230 – TKMĐ ta xác định được đường kính ngo ài của Stato tiêu chuẩn là D n = 19,1 cm (Theo tiêu chu ẩn 4A của Nga). 3. Đường kính trong của Stato: Theo bảng 10.2/Tr 230 – TKMĐ có với 2p = 6 thì k D = 0,7 ÷ 0,72. Ch ọn k D = 0,7 => D = k D .D n = 0,7.19,1 = 13,4 (cm) 4. Chi ều dài Stato: Chi ều dài của Stato được tính theo công thức (10-2)/Tr 230 – TKMĐ .n.D.A.B.k.kα 6,1.P'.10 l đb 2 δdsδ 7 S  Trong đó: P’: Công suất tính toán. Được xác định theo công thức (10- 3)/Tr 230 – TKMĐ: (kVA)4,6 0,795.0,76 0,93.3 η.Cos .Pk P' E   Với : k E = 0,93 : Lấy theo hình 10-2/Tr 231 - TKMĐ P = 3 kW η = 0,795 Cos φ = 0,76 α δ = π 2 = 0,64 : Hệ số xung cực từ k s = 1,11 22. π  : Hệ số dạng sóng k dq = 0,925 : Hệ số dây quấn (Chọn) Theo hình 10-3a-b/ Tr 232 - TKMĐ lấy A = 210A/cm và B δ = 0,85 T. D = 13,4 cm : Đường kính trong của Stato (tính toán ở phần 3 của quyển thiết kế này) n đb = 1000 V/ph : Tính toán ở phần 1 của quyển thiết kế này. V ậy ta thu được chiều dài của Stato là: cm13,32 .10000,85.13,40,925.210.0,64.1,11. 6,1.4,6.10 .n.D.A.B.k.kα 6,1.P'.10 l 2 7 đb 2 δdsδ 7 S  Lấy l S = 13,3 cm. Ch ọn chiều dài lõi sắt stato và roto bằng l 1 = l 2 = 13,3 cm 5. B ức cực: (cm)7,02 6 π.13,4 2p π.D τ  6. Xét hệ số chỉ từ thông tản: 1,89 7,02 13,3 l S    Theo hình 10-3b/Tr 235 -TKMĐ thì λ nằm trong phạm vi kinh tế cho phép do đó chọn phương án trên là hợp lý. 7. Dòng điện pha định mức: (A)7,52 5.0,763.220.0,79 3.10 Cos.3.U P.10 I 3 1 3 1   Tính toán Stato 8. Số rãnh của Stato: Ta có theo yêu cầu thiết kế có U đm : 380/220V đấu Y/∆ và theo phần 2 trong quyển thiết kế này ta đã có h = 112 mm. Vậy ta dùng dây quấn 1 lớp đồng tâm đặt vào ½ kín Ch ọn q 1 = 2 => S ố rãnh của Stato bằng Z 1 = 2m.p.q 1 = 2.3.3.2 = 36 (Rãnh). 9. Bước rãnh của Stato: (cm)1,17 36 π.13,4 Z π.D t 1 1  10. Số vòng dây tác dụng của một rãnh: 65,35 7,52 210.1,17.2 I .aA.t u 1 11 r1  Trong đó: A = 210 A/cm : Theo phần 4 của quyển thiết kế này t 1 = 1,17 cm: Theo phần 9 của quyển thiết kế này a 1 = 2: Số mạch nhánh song song (Chọn) I 1 = 7,52 A : Theo phần 7 của quyển thiết kế này. L ấy u r1 = 65 – Do đây là dây quấn 1 lớp đồng tâm. 11. S ố vòng dây nối tiếp của một pha: (Vòng)390 2 65 3.4. a u .p.qw 1 r1 11  12. Tiết diện và đường kính dây dẫn: Tra đồ thị 10 -4b/Tr 237 - TKMĐ ta thấy AJ = 1690 (A 2 /cm.mm 2 ) => M ật độ dòng điện là: )(A/mm8,04 210 1690 A AJ J 2 1  Tính toán thiết diện sơ bộ: Chọn số sợi là: n 1 = 2 => Ti ết diện dây sẽ là (Sơ bộ): )(mm0,23 2.2.8,04 7,52 .J.na I s 2 111 1 1  => Theo phụ lục VI bảng VI.1/Tr 619 chọn dây đồng tráng men PETV có đường kính d/d cđ = 0,55/0,605 và s 1 = 0,238 mm 2 13. Kiểu dây quấn: Chọn dây quấn bước ngắn có β = 5/6 = 0,833 Hay có y = 10. Do τ = 12 14. H ệ số dây quấn: + Hệ số bước ngắn: 0,966 2 π sinβk y  + Hệ số bước rải: 0,958 2 α q.Sin 2 α Sinq k r  Trong đó: 12 π 48 4 π Z 2 ππ. α 1  => Hệ số dây quấn k d1 = k y .k r = 0,966.0,958 = 0,925 15. T ừ thông qua khe hở không khí: (Wb) 0,00255 25.50.3904.1,11.0,9 0,93.220 .w.f.k4.k .Uk Φ 11dqS 1E  16. Mật độ từ thông qua khe hở không khí: (T)0,85 13,320,64.7,02. 0,00255.10 .ττ.α Φ.10 B 4 S δ 4 δ  => Phù hợp với B δ = 0,85 T đã chọn ở trên 17. Xác định sơ bộ chiều rộng của răng: (cm) 0,6244 1,75.0,91 0,85.1,17 .k.lB .t.lB b' c1Z1 11 δ Z1  Trong đó: B δ = 0,85 T – Đã xác định trong phần 16 quyển t.k này. t 1 = 1,17 – Bước rãnh của Stato. B Z1 = 1,75 – Tra bảng 10.5b/Tr 241 – TKMĐ k C = 0,91 – Hệ số ép chặt lõi chọn theo bảng 2.2/Tr 23 18. Xác định sơ bộ chiều cao của gông Stato: (cm) 0,72 3.0,912.1,45.13, 0,00255.10 .k.l2.B Φ.10 h' 4 C1g1 4 g1  Trong đó B g1 = 1,45 ÷ 1,60 T - Theo bảng 10.5a/Tr 240 – TKMĐ Ở đây ta chọn B g1 = 1,45 T. Φ = 0,00255 Wb – theo phần 15 quyển thiết kế này. l 1 = 13,3 cm – theo phần 4 quyển thiết kế này. 19. Kích thước rãnh và cách điện: Chọn các kích thước của rãnh Stato như sau: h 12 = 8.5 mm h r1 = 18.5 mm d 2 h r1 h 12 d 1 h 12 b d 1 = 6 mm b 41 = 3,0 mm d 2 = 9 mm h 41 = 0,5 mm Theo b ảng VIII-1 ở phục lục VIII/Tr 629 –TKMĐ chiều dày của cách điện r ãnh là 0,25mm – 0,25mm – 0,55mm Di ện tích rãnh trừ nêm: mm219) 2 9 -(18.5 2 911 8 )11π(9 ) 2 d -(h 2 dd 8 )d π(d S' 2 22 1 12 21 2 2 2 1 r           Chiều rộng của miếng cát tông nêm là 2 π.d 1 ; của tấp cách điện giữa 2 lớp là d 1 + d 2 Diện tích cách điện của rãnh là: mm37 .0,5 2 .9 .0,49)(112.18.5 2 .11 .0,5 2 .d .0,4)d(d2.h 2 .d S 2 1 2112 2 c đ                    Diện tích có ích của rãnh là: S r = S’ r - S cđ = 219 – 37 = 183 mm 2 Hệ số lấp đầy của rãnh theo công thức 3-27/Tr 66 – TKMĐ: S .d.nu k r 2 c đ1r đ  Trong đó: u r : Số dây dẫn trong 1 nhánh u r = 65 theo phần 10 trong quyển thiết kế này n 1 = 2 d cđ = 0,605 mm theo phần 12 trong quyển thiết kế này. 0,43 183 605,0.2.65 k đ  20. Bề rộng răng của Stato: Đối với r ãnh hình quả lê như đã chọn theo công thức 4-32/Tr 101 – TKMĐ ta có thể tính đc: cm0,435 0,9- 36 2.0,05)0,93,14.(13,4 d- Z )2.hd π.(D b' 1 1 411 Z1          cm0,47 1,1- 36 1,85)2(0,0513,4 d- Z )h2.(hD. b" 2 1 1241 Z1         cm0,90 2 b"b' b z1z1 z1    21. Chiều cao gông Stato: cm3,08.1,1 6 1 28,5- 2 13,4-19,1 d 6 1 h- 2 DD h 2r1 n g1    22. Khe hở không khí: Theo công thức 10-21/Tr 253 – TKMĐ: mm0,279 6 9 1 1200 134 2p 9 1 1200 D δ                  Theo máy đã chế tạo bảng 10-8/Tr 253 chọn δ = 0,3 mm = 0,03cm . 10 1 – TKMĐ ta có thể tính đc: cm 0,4 35 0,9 - 36 2. 0,0 5) 0,9 3 ,1 4. (1 3,4 d- Z )2.hd π.(D b' 1 1 411 Z1          cm 0,4 7 1, 1 - 36 1, 8 5)2( 0,0 51 3,4 . 2 1 12 41 Z1         cm 0,9 0 2 b"b' b z1z1 z1    21. Chiều cao gông Stato: cm 3,0 8. 1, 1 6 1 2 8,5 - 2 1 3,4 -1 9 ,1 d 6 1 h- 2 DD h 2r1 n