Tài liệu Đồ án Thiết kế Máy Điện , Chương 2 pdf

Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT Trang 1 Chương 2:Tính toán Roto 23. Số rãnh của Roto: Theo bảng 10.6/Tr 246 – TKMĐ ta có số rãnh của Roto là Z 2 = 26 rãnh 24. Đường kính ngoài của Roto: D R = D - 2δ = 13,4 – 2.0,03 = 13,34 cm 25.Bước răng của Roto: (cm) 1,611 26 .13,34 Z .D t 2 R 2    26. Xác định sơ bộ chiều rộng của răng Roto: cm0,88 1,70.0,91 0,85.1,611 .k.lB .t.lB b' C2Z2 22 δ Z2  27. Đường kính trục Roto: D tr = 0,3D = 0,3.13,4 = 4,02 (cm) Lấy D tr = 4cm 28. Dòng điện qua thanh dẫn Roto: Theo công thức 10-17/Tr 149 – TKMĐ: Z .k6.w IkII 2 d11 112td  Trong đó: k 1 = 0,83 – Tra hình 10.5/Tr 244 – TKMĐ với cosφ = 0,76 I 1 = 7,52 A w 1 = 390 Vòng Z 2 = 38 => I 2 = 241,5 (A) 29. Dòng trong vành ng ắn mạch: Theo công thức 10-18/Tr 249 – TKMĐ: (A) 1916,67 26 3 π 2.Sin 1 241,5 Z πp 2Sin 1 II 2 tdv  30. Tiết diện thanh dẫn bằng Nhôm Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT Trang 2 )(mm 80,5 3 241,5 J I S 2 2 td td  Ở đây ta chọn J 2 = 3 A/mm 2 31.Tiết diện vòng Ngắn mạch: Chọn sơ bộ mật độ dòng trong vành là J v = 2,5 A/mm 2 mm766,0 2,5 1916,67 J I S 2 v v v  32. Kích thước rãnh Roto và vành ngắn mạch: Với chiều cao tâm trục h = 112mm ta chọn rãnh roto hình ôvan như hình vẽ bên. Trong đó các thông số như sau: b 42 = 1,5 mm h 42 = 0,5 mm d 1 = d 2 = 7 mm h r2 = 31 mm h 12 = 24 mm a x b = 32x24 Đường kính vành: D v = D – (a + 1) = 134 – (32 + 1) = 101 mm 33. Di ện tích rãnh roto: mm206,524.7.7 4 π .dhd 4 π S 22 12 2 z2  34. Diện tính vành ngắn mạch: a.b = 32.24 = 768 mm 2 35. Bề rộng của răng Roto ở 1/3 chiều cao răng:     cm0,876 38 724 3 4 -2.0,5-23,26 π d- Z dh 3 4 -2h-D π b 2 1242R 3 1 z2                   36.Chiều cao gông của Roto: cm 5,26.0,7 6 1 3,1 2 723,26 d 6 1 h 2 DD h 2r2 trR g2      b 42 h 42 a b D v Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT Trang 3 37. Độ nghiêng của rãnh ở Roto: Để giảm lực kí sinh tiếp tuyến và hướng tâm v à triệt tiêu sóng điều hòa răng người ta thường l àm rãnh nghiêng ở Roto hoặc Stato. Trong quyển thiết kế này ta làm rãnh nghiêng trên Roto. Theo công th ức 10-16b/Tr 245 – TKMĐ: cm1,53 t Z D b 1 1 n   B – Tính toán điện từ. 38. Hệ số khe hở không khí: Thực tế do mặt Stato và Roto đều có răng nên đường sức từ phân bố không đều ở khe hở không khí , chúng tập chung nhiều ở răng c òn ở rãnh thì thưa. Vì vậy có thể coi khe hở không khí thực tế bằng δ’ = k δ .δ Trong đó k δ > 1 là hệ số khe hở không khí. Trị số của nó được tính theo công thức 4-17/Tr 97 – TKMĐ k δ = k δ1 .k δ2 Với k δ1 và k δ2 lần lượt là khe hở do răng rãnh của Stato và Roto gây nên: Theo công th ức 4-16a/ Tr 96 – TKMĐ .δγt t k 11 1 δ1   Với : 98,1 0,7 3 5 0,7 3 δ b 5 δ b γ 2 41 2 41 1                  t 1 = 1,531 cm δ = 0,07 cm 1,10 1,98.0,7-1,531 1,531 k 1   .δγt t k 22 2 δ2   Với : t 2 = 1,923 cm Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT Trang 4 δ = 0,07 cm 64,0 0,7 1,5 5 0,7 1,5 δ b 5 δ b γ 2 42 2 42 2                  1,02 0,643.0,07-1,923 1,923 k 2   Vậy k δ = 1,10.1,02 = 1,13 39. V ật liệu dùng thép cán nguội loại 2211 40. Sức từ động qua khe hở không khí: Theo công thức 4-18/Tr 97 – TKMĐ F δ = 1,6.B δ k δ δ.10 4 = 1,6.0,75.1,13.0,07.10 4 = 945,66 A 41. M ật độ từ thông ở răng Stato: T 1,72 0,70.0,95 0,75.1,531 .k.lb .t.lB B C1z1 11 δ z1  42. Cường độ từ trường trên răng của Stato: Theo bảng V-6 phụ lục V/Tr 608 – TKMĐ H z1 = 19 A/cm 43. S ức từ động trên răng của Stato: Theo công thức 4-19/Tr 98 – TKMĐ F z1 = 2h z1 H z1 Trong đó: h z1 = h r1 - 3 1 d 2 = 28,5 – 11/3 = 24,83 cm A 94,372.2,483.19F z1  44. Mật độ từ thông ở răng Roto: T 1,74 0,87.0,95 0,75.1,923 .k.lb .t.lB B C2z2 22 δ z2  45. Cường độ từ trường trên răng của roto: Theo bảng V-6 phụ lục V/Tr 608 – TKMĐ Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT Trang 5 H z2 = 19 A/cm 46. S ức từ động trên răng của Rôto: Theo công thức 4-19/Tr 98 – TKMĐ F z2 = 2h z2 H z2 Trong đó: h z2 = h r2 - 3 1 d 2 = 31 – 7/3 = 28,67 mm A 108,932.2,967.19F z2  47. Hệ số điều hòa răng: Do sự bão hòa thép ở mạch từ nên đường cong từ trường ở khe hở không khí khác dạng hình sin và có dạng bằng đầu, thường dùng hệ số bão hòa răng để biểu thị (k z ). Theo công th ức 4-10/Tr 93 – TKMĐ 1,2 945,66 93,10837,9466,945 F FFF k z2z1 z        48. Mật độ từ thông trên gông của Stato: T 1,48 8.0,952.3,08.17, 0,0154.10 .k.l2h Φ.10 B 4 C1g1 4 g1  49. Cường độ từ trường ở gông Stato: Theo bảng V.9 phụ lục V/ Tr 611 – TKMĐ H g1 = 7,40 A/cm 50. Chi ều dài mạch từ ở gông Stato cm25 4 3,08)-(34,9 2p )h-(D L g1n g1    51. Sức từ động ở gông Stato: F g1 = L g1 .H g1 = 25.7,40 = 184,82 A 52. M ật độ từ thông trên gông của Rôto: T 0,87 8.0,952.5,26.17, 0,0154.10 .k.l2h Φ.10 B 4 C2g2 4 g2  53. Cường độ từ trường ở gông Rôto: Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT Trang 6 Theo bảng V.9 phụ lục V/ Tr 611 – TKMĐ H g1 = 2,65 A/cm 54. Chi ều dài mạch từ ở gông Rôto: cm9,63 4 5,26)(7 2p )h(D L g2tr g2        55. Sức từ động trên gông Rôto: F g2 = L g2 .H g2 = 9,63.2,65 = 25,5 A 56. T ổng sức từ động của mạch từ: F = F δ + F z1 + F z2 + F g1 + F g2 = = 945,66 + 94,37 + 108,93 + 184,82 + 25,5 ~ 1359,30 A 57. H ệ số bão hòa toàn mạch: 1,44 933,043 1350,2 F F k δ μ  58. Dòng từ hóa: Theo công thức 4-83/Tr 114 - TKMĐ A 16 252,7.68.0,9 2.1350,20 k.w0,9.m p.F I d111   Trong đó: k d1 = 0,925 – Theo phần 14 trong quyển thiết kế này Dòng t ừ hóa phầm trăm: 23,38%.100% 68,45 15,9 .100% I I %I đm μ μ  59. Chiều dài trung bình của ½ vòng dây Stato: Theo công th ức 3-28/Tr 68 – TKMĐ: l tb = l 1 + l đ Trong đó: l 1 = 13,3 cm l đ – chiều dài phần đầu nối . Theo công thức 3-29/Tr 68 – TKMĐ l đ = K d1 .τ y + 2B τ y – Chiều rộng trung bình của phần tử: Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT Trang 7 cm17,17 4 32,85).0,83 π.(23,4 2p ). βhπ(D τ r1 y      Các hệ số K d1 và B được tra theo bảng 3.4/Tr 69 – TKMĐ. Với 2p=4 ta chọn K d1 = 1,3 và B = 1 cm => l tb = 17,8 + 1,3.17,17 + 2.1 = 42,123 cm 60. Chi ều dài dây quấn của 1 pha Stato: L 1 = 2.l tb .w 1 = 2.0,42123.68 = 57,29 m 61. Điện trở tác dụng của dây quấn tác dụng Stato: Theo công thức 5-6/Tr 118 – TKMĐ: r 1 = k r .ρ.  0,092 3.4.1,131 57,2867 . 46 1 1. .s.an L 111 1 Trong đó: ρ – Điện trở suất của dây quấn Stato (ở đây ta chọn dây đồng) với nhiệt độ làm việc tính toán là 75 0 C vì máy làm việc với cấp cách điện B. Theo bảng 5.1/Tr 117 – TKMĐ /mΩ.mm 46 1 ρ 2  s 1 – tiết diện của dây quấn Stato theo phần 12 quyển thiết kế này ta có s 1 = 1,131 mm 2 a 1 – Số mạch nhánh song song n 1 – Số sợi Theo đơn vị tương đối: 0,029 220 68,45 0,092. U I .rr 1 1 1 * 1  62. Điện trở tác dụng của dây quấn Roto (Thanh dẫn): r td = 0,37.10 206,5 0,178 . 23 1 S l . ρ 4- r2 2 Al  63. Điện trở vành ngắn mạch: r v =   0,94.10 38.768 π.0,201 . 23 1 .SZ π.D .ρ 6 v2 v Al Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT Trang 8 64. Điện trở Roto: Theo công thức 5-14/Tr 121 – TKMĐ 0,055.10 0,329 2.0,94.10 0,37.10 2r rr 3- 2 -6 4- 2 v td2    Trong đó: 0,329 38 π.2 2.Sin Z πp 2.SinΔ 2  65. Điện trở Roto đã quy đổi: Theo công thức 5-17/Tr 121 –TKMĐ r’ 2 = γ.r 2 Trong đó: γ – Hệ số quy đổi được tính theo công thức 5-16/Tr 121 – TKMĐ 1250,55 38 925)4.3.(68.0, Z ).k(w4m γ 2 2 2 d111  => r’ 2 = 1250,55.0,055.10 -3 = 0,0686 Ω Tính theo đơn vị tương đối: 0,0213 220 68,45 0,0686. U I r'r' 1 1 2 * 2  66. Hệ số từ tản rãnh Stato: Đối với rãnh hình quả lê ta tính theo công thức 5-27/Tr 125 – TKMĐ: 1,25).0,875 3 0,5 9 3,2 2.9 3 (0,7850,9063 3.6 26,1 ).k' b h b h 2b b -(0,785k 3b h λ β 41 41241 β 1 r1   Trong đó: Với β = 0,833 nên theo công thức 5-25 và 5-24/Tr 125 –TKMĐ => k’ β = 0,875 và k β = 0,9063 h 1 = h rs – 0,1.d 2 – 2c – c’ = 28,5 – 0,1.11 – 2.0,4 – 0,5 = 26,1 mm h 2 = - mm3,2-0,5)-2.0,4-(4,5- )c'-2c- 2 d ( 1  67. Hệ số từ dẫn tản tạp Stato: Theo công thức 5-39/Tr 130 – TKMĐ Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT Trang 9 .σ .δk .k ρ).k.(qt 0,9. λ t1 δ 41t1 2 d111 t1  Trong đó : t 1 = 1,531 cm q 1 = Z 1 /2mp = 48/12 = 4 k d1 = 0,925 ρ t1 – Theo bảng 5.3/Tr 137 – TKMĐ ρ t1 = 0,754 .4 5 0,75-0,77 -0,77  σ t1 – Theo bảng 5.2a/Tr 134-TKMĐ σ t1 = 0,0062 0,9723 07,0.531,1 0,3 0,033.-1 .t b 0,033.-1k 2 1 2 41 41   k δ = 1,13 – Theo phần 38 của quyển thiết kế này 1,089.0,0062 1,13.0,07 723.0,754.0,9,925)1,531.(4.0 0,9. λ 2 t1  68. Hệ số từ tản phần đầu nối: Với dây quấn 2 lớp hệ số từ tản tạp ở phần đầu nối dây quấn stato được tính theo công thức 5-45/Tr 131 – TKMĐ 1,1099.18,4)0,64.0,833-(24,23 17,8 4 0,34.). τ0,64β-(l l q 0,34 λ 1đl δ 1 đl  69. Hệ số từ tản của Stato: 3,4511,10991,0891,25λλλλ đlt1r11   70. Điện kháng dây quấn Stato: Theo công th ức 5-47/Tr 132 – TKMĐ 0,28.3,451 2.4 17,8 .) 100 68 ( 100 50 0,158. . p.q l .) 100 w ( 100 f 0,158.x 2 1 1 2 11 1      Tính theo đơn vị tương đối Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT Trang 10 0,087 220 68,45 0,28. U I . xx 1 1 1 * 1  71. Hệ số từ dẫn tản rãnh Roto: Theo công th ức 5-30/Tr 126 TKMĐ ta xét rãnh roto hình ôvan 1,91 1,5 0,5 .1 2.7 1,5 0,66 8.206,5 π.7 1 3.7 26,1 b h .k 2d b -0,66 8.S π.d -1 3.d h λ 2 2 42 4242 2 z2 2 12 r2                                     72. Hệ số từ dẫn tạp Roto: .σ .δk .k ρ).k.(qt 0,9. λ t2 δ 42t2 2 d222 t2  Trong đó: t 2 = 1,923 cm q 2 = Z 2 /2mp = 38/12 k d2 = 1 ρ t2 = 1;k 42 = 1 Theo b ảng 5.2c/Tr 136 – TKMĐ ta có σ t2 = 0,0092 2,03.0,0092 1,13.0,07 .1.1) 12 38 1,923.( 0,9.λ 2 t2  73. Hệ số từ tản ở phần đầu nối (vành) Roto: Theo công th ức 5-46a/Tr 131 – TKMĐ 0,68 2.2,43,2 4,7.20,1 .lg 32938.17,8.0, 2,3.20,1 2ba 4,7D .lg . Δ.lZ 2,3D λ 2 V 2 22 V đ2      74. Hệ số từ tản do rãnh nghiêng: 0,640 1,923 1,531 0,5.2,03. t b 0,5. λλ 2 2 2 n t2rn                  75. Hệ số từ tản của Roto: 5,250,640,682,031,91λλλλλ nVt2r22   [...].. .Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT 76 Điện kháng tản của dây quấn Roto: x 2  7,9 .f1 l 2  λ 2 10 -8  7,9 .50.1 7,8 . 5 ,2 5.10 -8  3,7 .10 -4 Ω Quy đổi điện kháng của Roto về phía stato: x '2 = γ.x2 = 125 0,5 5. 3,7 .10-4 = 0,4 6 Ω Tính theo đơn vị tương đối: x *  x '2 2 I 6 8,4 5  0,4 5  0,1 437 U 22 0 77 Điện kháng hỗ cảm: x 12  U1  I μ x 1 Iμ  22 0 - 16. 0 ,2 8  1 3,4 7 1 5,9 Ω Tính... 0,4 5  0,1 437 U 22 0 77 Điện kháng hỗ cảm: x 12  U1  I μ x 1 Iμ  22 0 - 16. 0 ,2 8  1 3,4 7 1 5,9 Ω Tính theo đơn vị tương đối: x *  x 12 2 I 6 8,4 5  1 3,4 7  4,1 9 U 22 0 78 Tính lại kE: kE  U1 - x 1 I  U1  22 0 - 0 ,2 8.16  0,9 8 22 0 Trị số này chấp nhận được so với kE = 0,9 8 ban đầu Trang 11 . TKMĐ 0,6 8 2. 2, 4 3 ,2 4,7 .2 0,1 .lg 329 38.1 7,8 . 0, 2, 3 .2 0,1 2ba 4,7 D .lg . Δ.lZ 2, 3 D λ 2 V 2 22 V 2      74. Hệ số từ tản do rãnh nghiêng: 0,6 40 1,9 23 1,5 31. 5-30/Tr 126 TKMĐ ta xét rãnh roto hình ôvan 1,9 1 1,5 0,5 .1 2. 7 1,5 0,6 6 8 .20 6,5 π.7 1 3.7 2 6,1 b h .k 2d b - 0,6 6 8.S π.d -1 3.d h λ 2 2 42 424 2 2 z2 2 12 r2