MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 PHẦN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 2 CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU. 2 CHƯƠNG II. DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHÔNG KHÍ 6 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN MẠCH TỪ 13 CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN THAM SỐ 17 CHƯƠNG V. TÍNH TOÁN TỔN HAO. 22 CHƯƠNG VI. ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC. 26 CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU. 1. Xác định chiều dài đường kính D,chiều dài lδ : Yêu cầu có kích thước để máy được chế tạo tinh tế nhất và tính năng phù hợp với tiêu chuẩn. Theo công thức: ⇒2p=10 Với P = 75 (Kw) và 2p = 10 ta chọn Kd = 0,74 ÷ 0,77 + Dn:là đường kính ngoài của lõi sắt Stato.Dn có quan hệ mật thiết với kết cấu máy, cấp cách điện và chiều cao tâm trục h đã chuẩn hoá.Vì vậy thường chọn Dn theo h và từ đó tính ngược lại D. Với công suất cho Pđm=75(kw)tra bảng IV.1(tr601)sách thiếtkế máy điện .Dãy công suất chiều cao tâm trục của động cơ điện không đồng bộ Rôto dây quân kiểu IP23 theo TCVN-1987-94 cấp cách điện B ta có: h=320(mm) Với chiều cao h=320(mm) qua bảng 10.3 chọn : Dn = 60(cm) + D: đường kính trong của lõi sắt Stato, giữa hai đường kính trong và ngoài của lõi sắt Stato có một quan hệ nhất định: KD= D Dn 0,77 Tra bảng 10.2(tr230) trong sách“TKMĐ” ta có: kD = 0,74 ÷ ⇒D=kD.Dn=(0,74÷0,77).60 = 44,4÷46,2(cm) Chọn D=44,4(cm) Với Pđm=75(kw),từ bảng 10.1(tr228)Sách thiết kế máy điện máy điện ta có η=92%;cosϕ=0,8 ;theo hình 10.2 (tr 231) trong ” TKMĐ” ta có trị số kE=0,95. Vậy P’= 0,95.75 =96,8(kw) 0,92.0,8 +Chọn A và Bδ:A là tải đường đặc trưng cho mạch điện; Bδ là mật độ từ thông δ khe hở không khí đặc trưng cho mạch từ.Việc chọn A và Bδ ảnh hưởng rất nhiều đến kích thước chủ yếu D và l . A, Bδ được chọn phụ thuộc nhiều vào vật liệu. Nếu dùng vật liệu sắttừ tốt (tổn hao thấp hay độ từ thẩm cao), thì chọn Bδ lớn.Trong máyđiện không đồng bộ thì tỉ sốảnh hưởng rất lớn đến kích thướcmáy điện, đặc tính khởi động cũng như đặc tính làm việc của máyđiện. Dùng dây đồng có cấp cách điện cao cấp B nhiệt độ cho phép là 1300 có thể chọn A lớn. Với h=320(mm); Dn = 60 (cm); 2p = 10 và kiểu bảo vệ IP23 từ bảng 10.3(tr234)sách “TKMĐ” ta chọn A = 405 (A/cm) và Bδ = 0,85 (T) . 3. Lập phương án so sánh : λ = lδ = τ 22 =1,65 13.9 Theo hình 10.3b (tr235)sách “TKMĐ” thì để thiết kế chế tạo máy có tính năng tốt và tính kinh tế cao thì λ nằm trong phạm vi cho phép. Với 2p = 10, h ≥ 250 (mm),kiểu bảo vệ IP23 ;đối chiếu với Hình 10-3b(tr235Sách TKMĐ) ta chọn phương án này là hợp lý . 4. Dòng điện định mức: I1đm =P.103= 75.1000=154,4(A) m1.U1.η.cosϕ 3.220.0,92.0,8
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 1 PHẦN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU. 1. Xác định chiều dài đường kính D,chiều dài l δ : Yêu cầu có kích thước để máy được chế tạo tinh tế nhất và tính năng phù hợp với tiêu chuẩn. Theo công thức: C A = ' 2 p nlD δ = δ α BAKKs dq 10.1,6 0 7 ( Hằng số máy điện) + p:số đôi cực với n=1000v/p: p= n f 1 60 = 600 50.60 =5 ⇒2p=10 Với P = 75 (Kw) và 2p = 10 ta chọn K d = 0,74 ÷ 0,77 + D n :là đường kính ngoài của lõi sắt Stato.D n có quan hệ mật thiết với kết cấu máy, cấp cách điện và chiều cao tâm trục h đã chuẩn hoá.Vì vậy thường chọn D n theo h và từ đó tính ngược lại D. Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 2 Với công suất cho P đm =75(kw)tra bảng IV.1(tr601)sách thiết kế máy điện .Dãy công suất chiều cao tâm trục của động cơ điện không đồng bộ Rôto dây quân kiểu IP23 theo TCVN-1987-94 cấp cách điện B ta có: h=320(mm) Với chiều cao h=320(mm) qua bảng 10.3 chọn : Dn = 60(cm) + D: đường kính trong của lõi sắt Stato, giữa hai đường kính trong và ngoài của lõi sắt Stato có một quan hệ nhất định: K D = n D D Tra bảng 10.2(tr230) trong sách“TKMĐ” ta có: k D = 0,74 ÷ 0,77 ⇒D=k D .D n =(0,74÷0,77).60 = 44,4÷46,2(cm) Chọn D=44,4(cm) + P’ công suất tính toán:P’= ϕη cos. . mE Pk ® Với P đm =75(kw),từ bảng 10.1(tr228)Sách thiết kế máy điện máy điện ta có η=92%;cosϕ=0,8 ;theo hình 10.2 (tr 231) trong ” TKMĐ” ta có trị số k E =0,95. Vậy P’= 8,0.92,0 75.95,0 =96,8(kw) Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 3 +Chọn A và B δ :A là tải đường đặc trưng cho mạch điện; B δ là mật độ từ thông δ khe hở không khí đặc trưng cho mạch từ.Việc chọn A và B δ ảnh hưởng rất nhiều đến kích thước chủ yếu D và l . A, B δ được chọn phụ thuộc nhiều vào vật liệu. Nếu dùng vật liệu sắt từ tốt (tổn hao thấp hay độ từ thẩm cao), thì chọn B δ lớn.Trong máy điện không đồng bộ thì tỉ số δ B A ảnh hưởng rất lớn đến kích thước máy điện, đặc tính khởi động cũng như đặc tính làm việc của máy điện. Dùng dây đồng có cấp cách điện cao cấp B nhiệt độ cho phép là 130 0 có thể chọn A lớn. Với h=320(mm); Dn = 60 (cm); 2p = 10 và kiểu bảo vệ IP23 từ bảng 10.3(tr234)sách “TKMĐ” ta chọn A = 405 (A/cm) và B δ = 0,85 (T) . Với a 5 là hệ số cụm cực từ lấy 64,0 2 5 = π =α ; k δ là hệ số sóng lấy 1,1 22 K s = π = ;chọn D=44,4(cm). +Vậy chiều dài lõi sắt là: l δ = nDBAkka P ds 10 1,6 2 7' δδ = 600.4,44.85,0.405.95,0.1,1.64,0 10.8,96.1,6 2 7 =21,6(cm) . Lay l’ δ = l 1 =22(cm) 2. Bước cực :τ = p D 2 . π = 10 4,44. π =13,9(cm) Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 4 3. Lập phương án so sánh : λ = τ δ l = 9.13 22 =1,65 Theo hình 10.3b (tr235)sách “TKMĐ” thì để thiết kế chế tạo máy có tính năng tốt và tính kinh tế cao thì λ nằm trong phạm vi cho phép. Với 2p = 10, h ≥ 250 (mm),kiểu bảo vệ IP23 ;đối chiếu với Hình 10-3b(tr235Sách TKMĐ) ta chọn phương án này là hợp lý . 4. Dòng điện định mức: I 1đm = ϕη cos 10. 11 3 Um P = 8,0.92,0.220.3 1000.75 =154,4(A) Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 5 CHƯƠNG II. DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHÔNG KHÍ. Theo đâu bài :máy có P=75Kw ,tốc độ n=600v/p, ta chọn số cực q =3 ; số rãnh Z1=2.m.p.q=2.3.5.3=90 rãnh. 6.Bước rãnh Stato: t 1 = 1 . Z D π = 90 4,44. π =1,55(cm) 7. Số thanh dẫn tác dụng trong một rãnh: Chọn số mạch nhánh song song là: a = 5(do a là ươc của số cực) Ta có : u r1 = dm I atA 1 11 = 4.154 5.55,1.405 =20,35 Lấy u r1 =20vòng (lấy số nguyên chẵn do ta chọn dây quấn 2 lơp 8. Số vòng dây nối tiếp của 1 pha: W 1 = ma Zu r 2 . 1 11 = 3.5.2 90.20 =60(vòng) 9. Kiểu dây quấn :h=320>280 nên dùng dây quân 2lớp phần tử cứng đăt vào 1/2 rãnh. chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y=12 Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 6 β = τ y = 9,13 12 =0,86(Với τ tra bảng 10.4 tr239 sách “TKMĐ”) 10. Hệ số dây quấn: Ta tính : k y1 =sinβ 2 π =sin 2.94,13 .12 π =0,976 k r1 = 2 sin. 2 sin 1 1 α α q q = 2 20 sin.3 2 20 .3sin =0,96 Trong đó α= 1 360. Z P = 90 360.5 =20 Vậy ta có: k d1 =k y1 .k r1 =0,976.0,96 =0,937 11. Từ thông khe hở không khí: φ = 1 1 4 . wfKK UK d E δ = 60.50.937,0.1,1.4 220.95,0 =0,016(Wb) 12. Mật độ từ thông khe hở không khí: B δ = 22.9,13.64,0 10.016,0 10. 4 1 4 = l τα φ δ =0,8175(T) 13. Chiều rộng của răng Stato nơi nhỏ nhất: b z1min = cZm klB ltB 1· 1 δδ = 95,0.22.9,1 22.55,1.8175,0 =0,7(cm) Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 7 Trong đó theo bảng 10-5c trang 241 sách “TKMĐ” lấy B z1max =1,9(T).Chọn loĩ săt stato làm bằng thép KTĐ dày 0,5mm, chọn tôn silic 2312 không phủ sơn ,hệ số ép chặt k c =0,95. 14.Chiều rộng rãnh hìng chữ nhật(sơ bộ): b r1 =t 1 - b z1min =1,55 - 0,7=0,85(cm) 15. Tiết diện dây (sơ bộ): Theo hình 10-4e(tr237 sách “TKMĐ”)ta có trị số: AJ =1950(A 2 /cm.mm 2 ) Ta tính được : J 1 = A AJ = 450 2000 =4,44(A 2 /mm 2 ) Chọn bốn sợi ghép song song n 1 =4.Vậy tiết diện mỗi sợi dây : s’ 1 = 111 1 Jan I = 81,4.5.4 4,154 =1,6(mm 2 ) s =1,6 , đường kính dây d=1,4<1.8mm => thoả mãn Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 8 16. Kích thước rãnh stato và sự điền đầy rãnh như hình và bảng sau: Các mục Kích thước rãnh,mm Chiều rộng Chiều cao - Dây dẫn KSDKT của Nga cỡ: 2,26.4=9,04 1,12.20=22,4 2 626,1 26,2.12,1 2.9,0 mm (tra bảng VI.2 trang 620 và bảng VII.b) -Cách điện rãnh(bảng VIII.5) 2,2 4,5 không kể dung sai. -Kích thước rãnh trừ nêm 11,24 31,9 Chiều cao miệng rãnh 1mm; chiều cao nêm=3mm;chiều cao cách điện lót giữa nêm và dây=1mm ta có: + tổng chiều sâu rãnh:4,5+22.4+3+1+1=31,9mm + h =26,9+0,3+3+1=31,2mm Rãnh Stato Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 9 17.Mật độ dòng điện dây quấn stato: Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 10 J 1 = 111 1 san I = 626,1.5.4 4,154 =4,75.10 6 (A/mm 2 ) 18. Khe hở không khí : do p=75kw >20kw nên : δ = ) 2 9 1( 1200 p D + = ) 10 9 1( 1200 4,44 + =0,703(mm) Chọn δ =0,7 mm 19.Đường kính ngoài của Rôto: D’ =D - 2δ = 44,4 – 2.0,7 =44,26(cm) 20.Chiều dài lõi sắt Rôto: l 2 = l 1 + 0,5 =22 + 0,5 =22,5(cm) 21.Số rãnh của Rôto: Z 2 =2p.m.q 2 =12.3.4 =120 rãnh để giảm điện kháng roto chọn Z2>Z1=>q2>q1lấy q 2 =4 22. Bước răng Rôto: t 2 = 2 ' . z D π = 120 26,44. π =1,158(cm) 23. Dùng dây quấn kiểu thanh dẫn : Số vòng dây của một pha Rôto; [...]... 74,403 0,9 0,93 0,93 0,92 0,89 0,87 18 - η = 1− ∑P P2 28 Đồ án môn học h quấ ấn - Thiết kế động cơ không đ ế ơ đồng bộ roto dây 29 Đồ án môn học quấn Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây MỤC LỤC tr LỜI MỞ ĐẦU 1 PHẦN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 2 CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 2 CHƯƠNG II DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHÔNG KHÍ 6 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN MẠCH TỪ 13 CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN THAM SỐ 17 CHƯƠNG... của dây quấn Stato: ld1=kd1τy+2B=1,9.19,895+2.1=39,8(cm) trong đố :τy= π ( D + hr1 ) y = π (44,4 + 3 ,12) 12 = 19,895 90 Z1 tra bảng (3.4) ta có :kd1=1,9;kf1 = 0,72;B=1(cm) 45.Chiều dài trung bình nửa vòng dây của dây quấn Stato: ltb=l1+ld1=22+39,8 = 61,8(cm) 46.Chiều dài dây quấn một pha của Stato: L1=2l1tbW110-2=2.61,8.60.10-2 = 74,16(m) - 17 Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn. .. x’2*=x’2 61.Điện kháng từ hoá : x12= U 1 − I μ x1 Iμ x12*=x12 = 220 − 41,95.0,198 = 4,7 41,95 I1 154,4 = 4,7 = 3,3 U1 220 62 Điện trở từ hoá: r12= PFE m.I μ 2 r12*=r12 - = 577 = 0,1(Ω) 3.41,952 I1 U1 = 0,1154,4 = 0,07 220 21 Đồ án môn học quấn Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây CHƯƠNG V TÍNH TOÁN TỔN HAO 63.Tổn hao sắt chính: β f PFe= p ⎛ 1 ⎞ (k g Bg12Gg1 + k z Bz12Gz1 )10− 3 = ⎜ ⎟ 1 = 1,75⎛ ⎜ 50... ⎠ ⎝ 100 ⎠ ⎝ 1000 ⎠ ⎝ 100 ⎠ Pcơ=kcơ ⎛ ⎜ vpí Kcơ= ( ng+11) chọn ng=0 - 23 Đồ án môn học quấn Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây 68.Tổn hao ma sát trên vành trược : Pms=9,81.kmsρmsρvvv= =9,81.0,16 17.57,6.6,28=96,52(w) trong đó lấy kms=0,16;ρms=0,17(kg/cm2) Lấy mật độ dòng điện trong chổi than Jt =12( A/cm2) thì tiết diện chổi than là : St’= I 2 Jt = 192,53 = 16,04(cm 2 ) 12 Theo phụ lục vẽ chổi than... 69.Tổn hao không tải: P0=PFe+PFèf+Pcơ+Pms = 577+378,5169+347+96,52=1399(W) - 24 Đồ án môn học quấn Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây 70 Tổn hao phụ: Pf= 0,005 P2 η = 0,005 75 = 0,4(kW ) 0,92 71 Dòng điện không tải : I0 = 2 2 I 0 r + I 0 x = 2,32 2 + 41,952 = 42,5( A) Trong đó:I0r= 2 P0 + 3I μ r1 3U1 127 2,036 + 3.41,952.0,0495 = = 2,32( A) 3.220 I0x=Iμ=41,95(A) 72 Hệ số công suất lúc không tải... làm việc của động cơ Rôto dây quấn với - P2=75KW,U1=220/380V,2p=10 26 Đồ án môn học quấn STT S Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây Đơn 0,005 0,01 0,02 0,03 0,035 0,04 vị 1 ⎛r r' ⎞ 2 rnS = C1 ⎜ 1 + 2 ⎟ ⎜C ⎟ ⎝ 1 S ⎠ Ω 10,3 5,2 2,62 1,77 1,52 1,34 2 2 X X nS = C1 ( 1 + X' 2 ) C1 Ω 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 3 2 Z nS = rnS + X 2 nS Ω 10,31 5,22 2,64 1,806 1,562 1,39 A 21,3 42,14 83,3 122 ,22 140,85... 0,87 0,88 0,88 I 1 = I 12r + I 12x cos ϕ = I 1r I1 11 P1=3U1.I1r 10-3 Kw 15 28,1 53,8 77,4 88,33 98,2 12 PCu1=3.r1.I21.10-3 Kw 0,346 0,565 1,403 2,67 3,45 4,27 13 PCu2=3.r’2.I2’2 10-3 Kw 0,065 0,253 0,987 2 ,12 2,82 3,56 14 Po=PFe+Pcơ Kw 0,797 0,797 0,797 0,797 0,797 0,797 15 Pf=0,005.p1 Kw 0,075 0,14 0,27 0,387 0,44 0,491 - 27 Đồ án môn học quấn Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây 16 ΣP = PCu1+PCu2+Pf+P0... 0,7) 36 Sức từ động trên răng Stato: Fz1=2hz1Hz1=2.3 ,12. 20,27 =126 ,48(A) 1 6 ở đây: Hz1= (Hz1max+Hz1min+4Hz1tb) 1 6 = (41,6+10+4.17,5)=20,27(A/cm) Với Bz1max=1,9(T);Bz1tb=1,675(T);Bz1min=1,45(T).do chọn tôn silic2 312 nên: Theo phụ lục V-6(tr608 sách “TKMD”)ta có: - 15 Đồ án môn học quấn Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây Hz1max=41,6(A/cm);Hz1tb=17,5(A/cm);Hz1min=10(A/cm) 37 Sức từ động trên răng...Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn W2=2p.q2 =10.4 =40 24.Điện áp trên vành trược lúc không tải: U2 = 3.U1 W2 W1 = 3.220 40 =254,03(V) 60 25 Dòng điện trong thanh dẫn roto: I2 =k1.I1.ν1=0,85.154,4.1,467=192,53(A) Trong đó: + K1 là hệ số phụ thuộc vào cosϕ của máy, qua hình 10-5(tr244 sách “TKMĐ”) ta có K1= 0,85 + Kd1: hệ số dây quấn Stato, Kd1= 0,937 kđ2 = kr2=... 3.60.0,937 =1,467 m2 w2 k d 2 3.40.0,958 26 Tiết diện thanh dẫn Rôto; s’2 = I 2 = 314,5 =33,78(mm2) J2 5,7 Trong đó ta chọn kiểu dây quấn xếp 2 lơp J2=5,7(mm2) 27.Kích thước rãnh Rôto: Sơ bộ lấy chiều rộng rãnh = (0,4~0,45)t - 11 Đồ án môn học quấn Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây br2 =0,4.t2 =0,4.11,58 =4,632(mm) Chọn thanh dẫn : a = 3,55(mm) , b =9,5(mm) với tiết diện s2=33,18(mm2)(tra bảng VI.2 . Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn - 1 PHẦN THIẾT KẾ ĐỘNG. đăt vào 1/2 rãnh. chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y =12 Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn -