Đồ án máy điện Thiết kế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc.

Bao gồm file: Báo cáo Bản vẽ AutoCad Đồ án máy điện Thiết kế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc. Đồ án máy điện Thiết kế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc. Đồ án máy điện Thiết kế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc. Đồ án máy điện Thiết kế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc.

ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA RƠTO LỒNG SĨC Các thơng số ban đầu - Cơng suất định mức: Pđm = 2,2 kW (3hp) - Điện áp định mức: Uđm = 220/110V - Tần số định mức: fđm = 50Hz - Hệ số: = 0.99 - Hiệu suất: = 78% - Dòng điện định mức: Iđm = 13A - Tốc độ: n = 2850 vòng/phút - Tụ điện khởi động: 80/400 /VAC - Cấp bảo vệ: IP44 - Khối lượng 25kg ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha không đồng rôto lồng sóc MỤC LỤC Phần I : Những vấn đề chung động không đồng Phần II : Thiết kế động điện không đồng xoay chiều pha rơto lồng sóc…………………………………………………………… Chương I : Tính tốn kích thước dây quấn động cơ………………………………………………………………… I.1 Số đôi cực………………………………………………………………… 21 I.2 Đường kính ngồi stato…………………………………………………….21 I.3 Đường kính stato……………………………………………………….21 I.4 Cơng suất tính tốn…………………………………………………… … 21 I.5 Bước cực…………………………………………………………………….21 I.6 Chiều dài tính tốn lõi sắt Stato(lδ)………………………………… 22 I.7 Lập phương án so sánh……………………………………………… …… 22 I.8 Dòng điện pha định mức……………………………………………… … 22 Chương II : Tính tốn kích thước vùng rãnh dây stato…………… II.1 Số rãnh Stato…………………………………………………… ……… 23 II.2 Bước rãnh stato……………………………………………… ………… 23 II.3 Số dẫn tác dụng rãnh……………………………… ………… 23 II.4 Số vòng dây nối tiếp pha dây quấn stato………………….…….…… 23 II.5 Tiết diện đường kính dây………………………………………….……… 23 II.6 Kiểu dây quấn……………………………………………………….………… 24 II.7 Hệ số dây quấn……………………………………………………… …………25 II.8 Từ thơng khe hở khơng khí……………………………………………… …….25 II.9 Mật độ từ thơng khe hở khơng khí……………………………………… …… 25 II.10 Sơ định chiều rộng răng………………………………………… …….26 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc II.11 Sơ chiều cao gông stato……………………………………………… ……26 II.12 Sơ định chiều rộng răng……………………………………… ……….26 II.13 Bề rộng stato……………………………………………………… …… 28 II.14 Chiều cao gông từ Stato……………………………………………… ………28 Chương III : Tính tốn khe hở khơng khí…………………………… III.1 Khe khơng khí…………………………………………………… ………….29 Chương IV : Tính tốn rơto……………………………………………………… IV.1 Số rãnh Rơto…………………………………………………….…………… 29 IV.2 Đường kính ngồi Rơto……………………………………………………… 29 IV.3 Bước Rôto……………………………………………………………… 29 IV.4 Xác định sơ chiều rộng Rơto………………………………….……….30 IV.5 Đường kính trục Rơto………………………………………………….…….…30 IV.6 Dịng điện dẫn Rơto……………………………………….……….30 IV.7 Dịng điện vành ngắn mạch………………………………………….… 31 IV.8 Tiết diện dẫn nhôm………………………………………….…… 31 IV.9 Tiết diện vành ngắn mạch………………………………………………….… 31 IV.10 Kích thước rãnh rơto vành ngắn mạch………………………………….….31 IV.11 Diện tích rãnh rơto……………………………………………………….……33 IV.12 Diện tích vành ngắn mạch…………………………………………………….33 IV.13 Bề rộng rôto 1/3 chiều cao 33 IV.14 Chiều cao gông Rôto .34 IV.15 Làm nghiêng rãnh Rôto…………………………………………………… 34 Chương V : Tính tốn mạch từ…………………………………………… …… V.1 Hệ số khe hở khơng khí…………………………………………….……………34 V.2 Sức từ động khe hở khơng khí…………………………………………… 35 V.3 Mật độ từ thơng stato…………………………………………………… 36 V.4 Cường độ từ trường stato…………………………………………… 36 V.5 Sức từ động stato………………………………………………… ….36 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc V.6 Mật độ từ thông rôto…………………………………………………… 36 V.7 Cường độ từ trường rôto………………………………………… ….36 V.8 Sức từ động rơ to……………………………………………………37 V.9 Hệ số bão hịa răng……………………………………………… .……… 37 V.10 Mật độ từ thông gông stato……………………………….….………….37 V.11 Cường độ từ trường gông stato…………………………………….………37 V.12 Chiều dài mạch từ gông stato……………………………… …………… 37 V.13 Sức từ động gông stato……………………………………… ……………37 V.14 Mật độ từ thông gông rô to………………………………… ………….37 V.15 Cường độ từ trường gông rô to…………………………………… …… 38 V.16 Chiều dài mạch từ gông rô to……………………………………… …… 38 V.17 Sức từ động gông rô to……………………………………… …………38 V.18 Tổng sức từ động mạch từ S…………………………………… ………38 V.19 Hệ số bão hịa tồn mạch……………………………………………… ……38 V.20 Dịng điện từ hóa………………………………………………………………39 Chương VI : Tính tốn tham số làm việc động cơ……………… VI.1 Chiều dài phần đầu nối dây quấn stato……………………………………39 VI.2 Chiều dài trung bình vịng dây dây quấn stato……………………….40 VI.3 Chiều dài dây quấn pha stato .40 VI.4 Điện trở tác dụng dây quấn stato………………………………………….40 VI.5 Điện trở tác dụng dây quấn rô to………………………………………….41 VI.6 Điện trở vành ngắn mạch…………………………………………………… 42 VI.7 Điện trở rô to………………………………………………………………… 42 VI.8 Hệ số quy đổi…………………………………………………………….…….42 VI.9 Điện trở rô to quy đổi………………………………………………………42 VI.10 Hệ số từ dẫn tản rãnh stato…………………………………………….… 42 VI.11 Hệ số từ dẫn tản tạp stato…………………………………………….……….43 VI.12 Hệ số từ tản phần đầu nối…………………………………………………….44 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc VI.13 Hệ số từ dẫn tản stato…………………………………………………………44 VI.14 Điện kháng dây quấn stato……………………………………………………44 VI.15 Hệ số từ dẫn tản rãnh rô to…………………………………………… ……44 VI.16 Hệ số từ dẫn tản tạp rô to………………………………………………… 45 VI.17 Hệ số từ tản phần đầu nối………………………………………………… 45 VI.18 Hệ số từ tản rãnh nghiêng……………………………………………….46 VI.19 Hệ sô từ dẫn rôto……………………………………………………………46 VI.20 Hệ số từ tản rô to……………………………………………………………46 VI.21 Điện kháng rô to quy đổi……………………………………………… 46 VI.22 Tinh theo đơn vị tương đối………………………………………………….47 VI.23 Điện trở hổ cảm…………………………………………………………… 47 VI.24 Tính lại KE………………………………………………………………… 47 Chương VII : Tính tốn tổn thất động cơ……………………… VII.1 Trọng lượng stato………………………………………………………48 VII.2 Trọng lượng gông stato…………………………………………………… 48 VII.3 Tổn hao thép…………………………………………………….48 VII.4 Tổn hao phụ thép stato rô to……………………………………… 49 VII.5 Tổn hao bề mặt stato……………………………………………….49 VII.6 Tổn hao rôto……………………………………………………… 50 VII.7 Tổn hao đập mạch stato………………………………… ……….50 VII.8 Tổn hao đập mạch rôto………………………………………… …50 VII.9 Tổn hao thép lúc không tải…………………………………………….52 VII.10 Tổn hao cơ……………………………………………………………… …52 VII.11 Tổn hao không tải……………………………………………………… …52 VII.12 Hiệu suất động cơ………………………………………………………52 Chương VIII:Đặc tính làm việc………………… VIII.1 Bội số mômen cực đại……………………………………………………….55 ĐỒ ÁN MƠN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc Chương IX : T ính tốn đặc tính làm việc động cơ………… IX.1 Tham số động điện xét đến hiệu ứng mặt s=1…………… 57 IX.2 Tham số động điện xét đến hiệu ứng mặt ngoài………………… ….59 IX Những tham số ngắn mạch………………………………………………… 62 IX.4 Dòng điện khởi động…………………………………………………………63 IX Bội số mômen khơi động ……………………………………………….….63 IX.6 Bội số mơmen cựcđại……………………………………………….……….63 Chương X: Tính tốn q trình tổn hao cho động cơ…………… X.1.1 Các nguồn nhiêt……………………………………………………….…… 64 X.2.1 Nhiệt trở mặt lõi sắt stato………………………………………………65 X.2.2 Nhiệt trở phần đầu nối dây quấn stato………………………………………66 X.2.3 Nhiệt độ đặc trưng cho độ chênh nhiệt khơng khí nóng máy……66 X.2.4 Nhiêt trở bè mặt vỏ máy ………………………………………………… …… 67 X.2.5 Nhiệt trở lớp cách điện………………………….……………… ……………68 X.2.6 Độ tăng nhiệt vỏ máy vơi môi trường………………………… ………69 X.2.7 Đọ tăng nhiệt dây quấn stato……………………………………………69 X.2.8 Độ tăng nhiệt lõi stato………………………………………………… 70 Chương XI: Tính tốn tụ điện khởi động …………………………… XI.1 Tính tốn tự khởi động……………………………………….………………… 70 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha không đồng rôto lồng sóc Những vấn đề chung động khơng đồng I Đại cương máy điện không đồng : Máy điện không đồng kết cấu đơn giản, làm việc chắn, sử dụng bảo quản thuận tiện, giá thành rẽ nên sử dụng rộng rãi kinh tế quốc dân, loại công suất 100 kW Động điện không đồng rơto lồng sóc cấu tạo đơn giản (nhất loại rơto lồng sóc đúc nhơm) nên chiếm số lượng lớn loại động công suất nhỏ trung bình Nhược điểm động điều chỉnh tốc độ khó khăn dịng điện khởi động lớn thường 6-7 lần dòng điện định mức Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo đông không đồng rôto lồng sóc nhiều tốc độ dùng rơto rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dịng điện khởi động, đồng thời tăng mômen khởi động lên Động điện không đồng rơto dây quấn điều chỉnh tốc tốc độ chừng mực định, tạo mơmen khởi động lớn mà dịng khởi động ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc khơng lớn lắm, chế tạo có khó so với với loại rơto lồng sóc, giá thành cao hơn, bảo quản khó Động điện khơng đồng sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 kiểu kín IP44 Những động điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt hai đầu rôto động điện Trong động rôto lồng sóc đúc nhơm cánh quạt nhơm đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch Loại động điện theo cấp bảo vệ IP44 thường nhờ vào cánh quạt đặt ngồi vỏ máy để thổi gió mặt ngồi vỏ máy, tản nhiệt có với loại IP23 bảo dưỡng máy dễ dàng Hiện nước sản xuất động điện không đồng theo dãy tiêu chuẩn Dãy động không đồng công suất từ 0,55-90 kW ký hiệu K theo tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994 ghi bảng 10-1 (Trang 228 TKMĐ) Theo tiêu chuẩn này, động điện không đồng dãy chế tạo theo kiểu IP44 Ngoài tiêu chuẩn cịn có tiêu chuẩn TCVN 315-85, quy định dãy cơng suất động điện khơng đồng rơto lồng sóc từ 110 kW-1000 kW, gồm có cơng suất sau: 110,160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 1000 kW Ký hiệu động điện không đồng rơto lồng sóc ghi theo ký hiệu tên gọi dãy động điện, ký hiệu chiều cao tâm trục quay, ký hiệu kích thước lắp đặt dọ trục ký hiệu số trục II Cấu tạo động không đồng : Động không đồng cấu tạo chia làm hai loại:động khơng đồng ngắn mạch hạy cịn gọi động không đồng rô to lồng sóc động dây quấn Stato (phần tĩnh) : Stato bao gồm vỏ máy, lõi thép dây quấn - Vỏ máy : ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha không đồng rơto lồng sóc Vỏ máy nơi cố định lõi sắt, dây quấn đồng thời nơi ghép nối nắp hay gối đỡ trục Vỏ máy làm gang nhôm hay lõi thép Để chế tạo vỏ máy người ta đúc, hàn, rèn Vỏ máy có hai kiểu: vỏ kiểu kín vỏ kiểu bảo vệ Vỏ máy kiểu kín u cầu phải có diện tích tản nhiệt lớn người ta làm nhiều gân tản nhiệt bề mặt vỏ máy Vỏ kiểu bảo vệ thường có bề mặt ngồi nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp bề mặt lõi thép vỏ máy Hộp cực nơi để dấu điện từ lưới vào Đối với động kiểu kín hộp cực yêu cầu phải kín, thân hộp cực vỏ máy với nắp hộp cực phải có giăng cao su Trên vỏ máy cịn có bulon vịng để cẩu máy nâng hạ, vận chuyển bulon tiếp mát - Lõi sắt : Lõi sắt phần dẫn từ Vì từ trường qua lõi sắt từ trường quay, nên để giảm tổn hao lõi sắt làm thép kỹ thuật điện dây 0,5mm ép lại Yêu cầu lõi sắt phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ chắn Mỗi thép kỹ thuật điện có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên (hạn chế dòng điện phuco) - Dây quấn : Dây quấn stator đặt vào rãnh lõi sắt cách điện tốt với lõi sắt Dây quấn đóng vai trị quan trọng máy điện trực tiếp tham gia trình biến đổi lượng điện thành hay ngược lại, đồng thời mặt kinh tế giá thành dây quấn chiếm phần cao toàn giá thành máy Phần quay (Rôto) : Rôto động không đồng gồm lõi sắt, dây quấn trục (đối với động dây quấn cịn có vành trượt) - Lõi sắt : Lõi sắt rôto bao gồm thép kỹ thuật điện stator, điểm khác biệt không cần sơn cách điện thép tần số làm việc rôto thấp, vài ĐỒ ÁN MƠN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc Hz, nên tổn hao dịng phuco rơto thấp Lõi sắt ép trực tiếp lên trục máy lên giá rôto máy Phía ngồi lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn rôto - Dây quấn rôto : Phân làm hai loại chính: loại rơto kiểu dây quấn va loại rơto kiểu lồng sóc + Loại rơto kiểu dây quấn : Rơto có dây quấn giống dây quấn stato Máy điện kiểu trung bình trở lên dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp, bớt dây đầu nối, kết cấu dây quấn rôto chặt chẽ Máy điện cỡ nhỏ dùng dây quấn đồng tâm lớp Dây quấn ba pha rơto thường đấu hình Đặc điểm loại động kiểu dây quấn thơng qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch rôto để cải thiện tính mở máy ,điều chinh tốc độ hay cải thiện hệ số công suất máy + Loại rơto kiểu lồng sóc : Kết cấu loại dây quấn khác với dây quấn stato Trong rãnh lõi sắt rôto, đặt dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt nối tắt lại hai đầu hai vòng ngắn mạch đồng hay nhơm Nếu rơto đúc nhơm vành ngắn mạch cịn có cánh khốy gió Rôto đồng chế tạo từ đồng hợp kim có điện trở suất cao nhằm mục đích nâng cao mơmen mở máy Để cải thiện tính mở máy, máy có cơng suất lớn, người ta làm rãnh rơto sâu dùng lồng sóc kép Đối với máy điện cỡ nhỏ, rãnh rơto làm chéo góc so với tâm trục Dây quấn lồng sóc khơng cần cách điện với lõi sắt - Trục : 10 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc Frbh = 0,7 I nbhξ U r1  Z   k β + k y k d  a1 Z2   Trong đó:Z1=24 rảnh ; với β=0,83 co kβ=0,87 theo hình 10-14TKMĐ) Z2=40 rãnh Kd=0,925 β=0,833 Ur1=51 rãnh a1=1 ky=0,965 Frbh = 0,7 138,425.51 24 (0,87 + 0,965.0,925 ) = 6646( A) 40 *.Sự biến đổi tương đương rãnh hở tinh tốn từ thơng tản kkhi xét bảo hịa khe hở khơng khí: Theo cơng thức 10-38 TKMĐ Cbh = 0,64 + 2,5 δ 0,04 = 0,64 + 2,5 = 0,825 t1 + t 1,04 + 6,2 Với t1=1,1775(cm); t2=1,4(cm) bước rãnh stato rôto *.Mật độ từ thơng quy đổi khe hở khơng khí : Frtd 10 −4 6646.10 −4 BφS = = = 12,5(T ) 1,6.Cbh δ 1,6.0,825.0,04 -theo hình 10-15TKMĐ tra ta được:χδ=0,42 -sự biến đổi tương đương miệng rãnh stato,tính theo cơng thức 10-39 TKMĐ: C1=(t1-b41)(1-χδ)=(10,4-3,2)(1-0,42)=4,176(mm)=0,4176(cm) 67 ĐỒ ÁN MƠN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc *.vì stato rãnh 1/2 kín nên giảm nhỏ hệ số từ dẫn từ thơng tản bảo hịa xác định công thức 10-42 TKMĐ: ∆λ1bh = h41 + 0,58.h3 C1 b41 C1 + 1,5.b41 h3=d2/2=0,9/2=0,45(cm) h41=0,5(mm)=0,05(cm) b41=0,32(cm) C1=0,4176(cm) ∆λ1bh = 0,05 + 0,58.0,45 0,4176 = 0,452 0,32 0,4176 + 1,5.0,32 *.Hệ số từ dẫn tản rãnh stato xét ssến bảo hịa từ tản: Λr1bh=λr1-∆λ1bh=1,211-0,452=0,759 Trong đó:λr1=1,211 ∆λbh=0,452 *.Hệ số từ tản tạp stato xét đến bão hòa mạch từ tản: λt1bh=λt1.χδ=1,24.0,42=0,5208 với λt1=1,24 χδ=0,42 *.Tổng hệ số từ tản stato xét đến bão hòa từ tản: Σλ1bh=λ1rbh+λt1bh+λđ1=0,7171+0,5208+1,451=2,6889 với λđ1=1,451 λt1bh=0,5208 λr1bh=0,7171 *.Điện kháng stato xét đến bão hòa mạch từ tản: 68 ĐỒ ÁN MƠN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc x1bh = x1 ∑ λ1bh 2,689 = 0,879 = 0,606(Ω) ∑ λ1 3,902 với Σλ1=3,902 λ1bh=2,689 x1=0,879(Ω) *.Sự biến đổi tương đương miệng rãnh rơto lồng sóc thường tính theo cơng thức 10-46 TKMĐ: C2=(t2-b42)(1-χδ)=(1,4-0,1)(1-0,42)=0,754 Trong đó:b42=0,1cm χδ=0,42 t2=1,4cm *.Sự giảm nhỏ hệ số từ dẫn tản rãnh rơto bảo hịa với rãnh 1/2 kín.ta áp dụng cơng thức 10-47 TKMĐ: ∆λ r 2bh = h42 C2 0,05 0,754 ( )= ( ) = 0,442 b42 C + b42 0,1 0,754 + 0,1 Trong đó:h42=0,5mm=0,05cm b42=1mm=0,1cm C2=0,754 *.Hệ số từ tản rãnh rơto xét đến bão hịa mạch từ tản hiệu ứng mặt ngồi: Theo cơng thức 10-49 TKMĐ: λr2ξbh=λr2ξ-∆λ2bh=1,612-0,422=1,17 đó:λr2ξ=1,162 ∆λ2bh=0,442 69 ĐỒ ÁN MƠN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha không đồng rôto lồng sóc *.Hệ số từ tản tạp rơto xét đến bảo hịa mạch từ tản :theo cơng thức 10-50 ta có: λt2bh=λt2.χδ=1,907.0,42=0,8009 đó:χδ=0,42 λt2=1,907 *.Hệ số từ tản rãnh nghiêng rơto xét đến bảo hịa mạch: λrnbh=λrn.χδ=0,675.0,42=0,284 với λrn=0,675 χδ=0,42 *.Tổng hệ số tù tản rôto xét đến bảo hòa mạch từ hiệu ứng mặt ngồi: Σλ2ξbh=λr2ξbh+λt2bh+λđ1+λrnbh=1,17+0,8009+0,7504,0,284=3,0053 Trong đó:λr2ξbh=1,17 λrnbh=0,284 λđ2=0,7504 λt2bh=0,8009 *.Điện kháng rơto xét đến hiệu ứng mặt bão hòa mạch từ tản: x 2' ξbh = x 2' ∑ λr 2ξbh ∑ λ2 = 1,161 3,0053 = 0,695(Ω) 5,0204 Trong đó:x'2=1,161(Ω) Σλ2=5,0204 IX.3.Những tham số ngắn mạch xét đến hiệu ứng mặt nga dịng điện bão hòa từ tản: *.Tổng trở ngắn mạch: rnξbh=rnξ=r1+r'2ξ=0,537+0,3916=0,9286(Ω) đó:r1=0,537(Ω) r'2ξ=0,3916(Ω) 70 Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng ĐỒ ÁN MƠN MÁY ĐIỆN sóc xnξbh=x1bh+x'2ξbh=0,606+0,695=1,301(Ω) Z nξbh = rn2ξ + x n2ξbh = 0,9286 + 1,3012 = 1,5(Ω) IX.4.Dòng điện khởi động(mở máy)khi s=1: I k = I nξbh = U1 220 = = 146,7( A) Z nξbh 1,5 Sự sai khác so với trị số dòng điện ngắ mạch xết bão hòa là: I nbhξ − I nξbh ∆I nξbh % = I nbhξ = 146,7 − 138,425 138,425 = 6% < 15% trị số Inbh sai khác so với giá trị ban đầu không 15% nên khơng cần tính lại IX.5.Bội số dịng điện khởi động s=1: ik = Ik 146,7 = = 6,7 I dm 21,9 *.Điện kháng hỗ cảm xét đến bão hòa mạch từ tản: x12 n = x12 F∑ = x12 k µ = 37,92.1,45 = 50,136(Ω) Fδ Trong đó:x12=37,92(Ω) C 2ξbh = + x 2' ξbh x12n = 1+ 0,695 = 1,04 50,136 kμ=1,454 *.Dòng điện rôto khởi động quy đổi stato: 71 Thiết kế động pha không đồng rôto lồng ĐỒ ÁN MƠN MÁY ĐIỆN sóc I 2' m = I 2' k = Ik 146,7 = = 141,5( A) C 2ξbh 1,04 IX.6.Bội số mômen khởi động: 2 '  I  r2ξ  146,7  0,39 mk =  ' k  ' S dm =  0,0285 = 1,7  18 , 4035 , 313 I r    dm  Trong đó:I'2k=146,7(A) I'2dm=18,4035(A), Sđm=0,0285 r'2ξ=0,3916(Ω) , r'2=0,313(Ω); Chương X:Tính tốn nhiệt Động điện khơng đồng kiểu kín IP44 tính tốn nhiệt theo sơ đồ thay hình 8-7 Máy có quạt thổi ngồi vỏ máy qua cánh tản nhiệt đồng thời có gió thổi tuần hoàn vỏ máy nhờ cánh quạt đặt vành ngắn mạch rơto lồng sóc.Tâm máy cao h=160mm chiều dài lắp đặt vỏ máy M 1.Tính tốn nhiệt sơ đồ thay thế: 1.1.Các nguồn nhiệt sơ đồ thay thế: -Ta có sơ đồ nhiệt đơn giản dùng cho động PFe Rcd Qcd khơng đồng QCu kiểu kín.Trong dó: PFe VFe RCu PCu:là tổn hao đồng PR QFe PFe:là tổn hao sắt 72 Q'α R'α ΣP Vα Rα Vg Thiết kế động pha không đồng rôto lồng ĐỒ ÁN MƠN MÁY ĐIỆN sóc PR:là tổn hao rơto RFe RFe:nhiệt trở chỗ tiếp giáp lõi sắt stato với vỏ gông stato Rcd:nhiệt trở cách điện rãnh R'α:nhiệt trở đặc trưng cho độ chênh lệch nhiệt với khơng khí nóng bên máy vỏ máy Rα:nhiệt trở đặc trưng cho độ chênh nhiệt độ bề mặt vỏ khơng khí làm mát *.Tổn hao đồng stato: QCu1=PCu1+0,5Pƒ1=657,29+0,5.88,078=686,329(W) Trong giá trị PCu1 Pƒ tra bảng đặc tính làm việc động chế độ định mức *.Tổn hao sắt stato(bỏ qua tổn hao bề mặt): QFe=PFe=P'Fe=0,187(kW)=187W *.Tổn hao rơto: QR=PCu2+0,5.Pƒ+Pco+Pbm2+Pdm2=309+44,039+123,2+2,4+4,16=482,8(W) Trong đó:PCu2=309W 0,5Pƒ=44,039W Pco=123,2W Pbm2=2,4W Pdm2=4,16W 2.Tính nhiệt trở: 2.1.Nhiệt trở mặt lõi sắt stato theo công thức 8-28 8-26 TKMĐ RFe = R Feg + Rδg = RFeg = S Dn hg λ Fe S g1  1  + α  g α δg = α g S g1     Trong đó: 73 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc RFeg:là nhiệt trở khe phụ khe hở khơng khí cơng nghệ giủa lõi sắt stato vỏ mays công nghệ chế tạo gây với Sg1=SDn=π.Dn.l1=π.27,2.11=940cm2 Dn đường kính ngồi stato,l1 chiều dài lõi sắt stato λ Fe 30.10 −2 αg = = = 0,1225(W / C.cm ) hg1 2,45 Chọn λFe=30.10-2 theo bảng 8-2 TKMĐ hg1=2,45cm chiều cao gông stato αδg=(0,08-0,1)(W/cm2.0c) chọn αδg=0,09(W/cm2.0C) hệ số truyền nhiệt kinh nghiệm thay vào ta : R Fe = S Dn  1   1   + = +   = 0,0205( C / W ) α  α 940 , 1225 , 09   δg   g 2.2.nhiệt trở phần đầu nối dây quấn stato: Theo cơng thức 8-29 TKMĐ ta có: Rd = δC + λC S d α d S d Trong đó:δC=0,02cm ;chiều dày cách điện dùng băng vải λC=0,16.10-2(W/0C) tra bảng 8-1 TKMĐ cấp cách điện F 74 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc Sđ=2.Z1.Cb.lđ=2.48.19,277.2,35=4348,89(cm2) với Cb:chu vi bối dây.được lấy gần chu vi rãnh stato d − d1 C b = π (d1 + d ) + (h12 − d ) + ( ) = 4 0,9 − 0,73 π (0,73 + 0,9) + (1,8 − 0,73) + ( ) = 2,35cm 4 αđ=(1+0,54.V2R).10-3=(1+0,54.13,7342).10-3=0,1029(W/cm2.0C) VR=π.D.n/6000=π.18.1457,25/6000=13,734(m/s) với n=n1-Sđm.n1=1500-0,0285.1500=1457,25(vịng/phút) thay số vào cơng thức ta được: Rd = δc 0,02 + = + = 5,1089.10 −3 ( C / W ) −2 λc S d α d S d 0,16.10 4348,89 0,1029.4348,89 2.3.Nhiệt độ đặc trưng cho độ chênh nhiệt giũa khơng khí nóng bên máy vỏ máy : Rα' = α S α' với α=α0.(1+k0.VR).10-3 α0=1,42.10-3(W/0C.cm2) hệ số tản nhiệt bề mặt môi trường tỉnh k0=(0,05-0,07)ta chọn k0=0,06 hệ số tính đến hồn hảo dịch chuyển dịng khơng khí bề mặt phần đầu nối dây quấn α=1,42.10-3(1+0,06.13,734)=2,59.10-3(W/0C.cm2) thay vào ta được: 75 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc Rα' = 1 = = 0,129( C / W ) ' α S α 2,59.10 −3.3000 với S'α=3000(cm2) bề mặt bên vỏ máy bao gồm phần tử không tiếp xúc với bề mặt nắp máy,được xác định theo kết cấu máy 2.4.Nhiệt trở bề mặt ngồi vỏ máy: Theo cơng thức 8-34 TKMĐ: Rα = α V SV + α S n' + α V" S n" ' V Trong đó:-hệ số tản nhiệt cánh tản nhiệt αV=kg.α'V (theo công thức 8-32 TKMĐ) Kg = αg b c 1,5 0,905.0,3 + ' = + = 30,88 b + c α V b + c 0,3 + 1,5 5,02.10 −3.1,8 b,c kích thước cánh rãnh tản nhiệt:b=0,3cm; c=1,5cm α'V xác định theo công thức 8-23 TKMĐ α'V=3,6.d-0,2.v0,8.10-4 với đường kính rãnh thơng gió: d= 2.h.c 2.2,5.1,5 = = 1,875(cm) h + c 2,5 + 1,5 u ?c cánh t?n nhi?t thân máy với h=2,5(cm) tốc độ gió thổi mặt ngồi vỏ máy tính đến giảm 50% theo chiều dài gân tản nhiệt 76 ĐỒ ÁN MƠN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc v= 0,5.π Dn n 0,5.π 27,2.1457 = = 10,38(m / s ) 6000 6000 α'v=3,6.(0,01875)-0,2.(10,38)0,8.10-4=5,18.10-3(W/cm2.0C) αV=kg.α'V=30,88.5,18.10-3=0,16 mà αg=βλth(β.h) λ=4.10-2(w/0C.cm2) hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm gân (lá thép kỹ thuật ,cách điện sơn)tra bảng 8-2 TKMĐ β= 2.α V' = λ b 2.5,05.10 −3 ≈ 0,91 4.10 −2.0,3 →αg=0,91.4.10-2th(0,91.2,5)=0,036 α'n=3,6.d-0,2.v0,8.10-4 *.Hệ số tản nhiệt nắp G lấy hệ số G: α"n=α0=1,42.10-3(w/0C.cm2) -SC:Diện tích tản nhiệt vỏ máy (kể gân) chọn chiều dài vỏ máy L lần lõi sắt stato:L=2.l1=2.11=22cm SV=(π(Dn+2q)-ng.b+ng(2h+b))L=(π(27,2+2.0,5)với ng số gân tản nhiệt ng = π ( Dn + 2.a ) π (27,2 + 2.0,5) 0,8 = 0,8 = 40( gan) b+c 0,3 + 1,5 với a=0,5cm chiều dày phần vỏ gân -Diện tích nắp:S'n=S"n=1000(cm2) 77 40.0,3+40(2.2,5+0,3)).22=6340cm2 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc Rα = 1 = = 9,8.10 −4 ( C / W ) ' " " −3 α V SV + α S n + α V S n 0,16.6340 + 5,18.10 1000 + 1,42.10 −3.1000 ' V Thay số vào công thức ta có: 2.5.Nhiệt trở lớp cách điện: Theo công thức 8-25 TKMĐ RC = δC λC S C với δC=C=0,04(cm) chiều dày cách điện rãnh tiết diện truyền nhiệt lớp cách điện (cm2) SC=Z1.Cb.l1=48.2,35.11=1240,8(cm2) Cb=2,35cm; chu vi rãnh stato λc=0,1.10-2(W/0C) →α'n=3,6.(0,01875)-0,2.(0,5.10,38)0,8.10-4=2,98.10-3(W/0C.cm2) RC = δC 0,04 = = 0,0208 = 20,8.10 −3 ( C / W ) λC S C 0,16.10 − 2.1204,8 2.6.Độ tăng nhiệt vỏ máy với mơi trường: θα=(QCu1+PFe+PR)Rα=(686,33+187+482,8).9,8.10-4=1,133(0C) đó:Rα=9,8.10-4 (0C/W) QCu1=686,329W PFe=187W QR=PR=482,8W 2.7.Độ tăng nhiệt độ dây quấn stato với môi trường: Theo công thức 8-36 TKMĐ: 78 Thiết kế động pha không đồng rôto lồng ĐỒ ÁN MƠN MÁY ĐIỆN sóc θ1 = QCu1 ( R Fe + RC ) + QFe R Fe + QR Rα' R + RC + Fe Rd + Rα' R Fe + RC Rd + Rα' + θα Trong đó: RFe=0,0205(0C/W) Rđ=5,12.10-3(0C/W) RC=20,8.10-3(0C/W) R'α=0,129(0C/W) QFe=187 W QR=482,8 W 686,33( 20,5.10 θ1 = −3 20,5.10 −3 + 20,8.10 −3 + 20,8.10 ) + 187.20,5.10 + 482,8.0,129 5,12.10 −3 + 0,129 + 1,133 20,5.10 −3 + 20,8.10 −3 1+ 5,12.10 −3 + 0,129 −3 −3 = 44,173( C ) 2.8.ĐỘ tăng nhiệt lõi sắt stato: Theo công thức 8-37 TKMĐ: θ Fe QFe R Fe + (θ1 − θ α 187.20,5.10 −3 + (44,173 − 1,133) = + θα = + 1,133 = 24,5( C ) −3 R 20,8.10 1+ C 1+ R Fe 20,5.10 −3 →Tóm lại độ tăng nhiệt độ đạt yêu cầu cho phép phát nóng động 79 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc Chương XI: Tính tốn tụ điện khởi động XI.1 Tính tốn tự khởi động Ban đầu động pha cần lực đẩy rôto để quay rơto tốc độ vịng quay định mức Lựa chọn tụ điện phù hợp cho động pha thực khó khăn, dẫn đến việc khởi động động không Công thức tính giá trị tụ điện là: C ( uF ) = Pw η 1000 2200.78.1000 = = 79( µF ) Vv Vv f 220.220.50 80 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha không đồng rơto lồng sóc Các tài liệu sử dụng tham khảo: - THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN Tác giả:TRẦN KHÁNH HÀ-NGUYỄN HỒNG THANH Nhà xuất khoa học kỹ thuật hà nội 81 ...ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc MỤC LỤC Phần I : Những vấn đề chung động không đồng Phần II : Thiết kế động điện không đồng xoay chiều pha rôto lồng sóc? ??…………………………………………………………... mặt rôto tạo mômen quay rôto 12 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động pha khơng đồng rơto lồng sóc Như vây thấy điện lấy từ lưới điện biến thành trục động cơ. Nói cách khác ,động khơng đồng thiết bị điện. .. tiết máy Vì thiết kế kết cấu phần quan trọng toàn thiết kế máy điện Máy điện có nhiều kiểu kết cấu khác Sở dĩ ngun nhân sau: - Có nhiều loại máy điện cơng dụng khác máy điện chiều, máy đồng bộ, máy