Thiết kế động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc và nguyên lý làm việc

Khe hở

Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (0,2÷1 mm trong máy cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế dòng từ hóa, nhờ đó hệ số công suất của máy cao hơn.

Nguyên lý làm việc của động cơ điện không đồng bộ xoay chiều ba pha

Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường quay của máy với thanh dẫn mang dòng điện rôto, kéo rôto quay cùng chiều quay từ trường với tốc độ n. Để minh họa, trên hình vẽ a vẽ từ trường quay tốc độ n1, chiều sức điện động và dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn rôto ,chiều các lực điện từ Fdt. Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo qui tắc bàn tay phải, ta căn cứ vào chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn và từ trường .Nếu coi từ trường đứng yên, thì chiều chuyển động tương đối các thanh dẫn ngược với Chiều n1, từ đó áp dụng qui tắc bàn tay phải, xác định chiều sức điện động như hình vẽ (dấu ⊗ chỉ chiều đi từ ngoài vào trang giấy).

Tốc độ n của máy nhỏ hơn tốc độ của từ trường quay n1 vì nếu tốc độ bằng nhau thì không có sự chuyển động tương đối, trong dây quấn rôto không có sức điện động và dòng điện cảm ứng, lực điện từ bằng không. Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc độ trượt n .2.

Công dụng

YÊU CẦU CỦA THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔ TO LỒNG SểC

XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

Đứng về mặt tiết kiệm vật liệu thì nên chọn A và Bδ lớn, nhưng nếu A và Bδ quá lớn thì tổn hao đồng và sắt tăng lên, làm máy quá nóng, ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng máy. Nếu sử dụng vật liệu sắt từ tốt (có tổn hao ít hay độ từ thẩm cao) thì có thể chọn Bδ lớn. Dùng dây đồng có cấp cách điện cao thì có thể chọn A lớn .Ngoài ra tỷ số giữa A và Bδ củng ảnh hưởng đến đặt tính làm việc và khởi động của động cơ không đồng bộ , vì A đặt trưng cho mạch điện , Bδ đặt trưng cho mạch từ.

Trong quan hệ giữa đường kớnh của stato và chiều dài lừi sắt stato phải nằm trong phạm vi kinh tế.

THIẾT KẾ STATO

Việc chọn ra mật độ dòng điện ảnh hưởng đến hiệu suất và sự phát nóng của máy mà sự phát nóng này chủ yếu phụ thuộc vào tích số AJ. Do đó theo kinh nghiệm thiết kế chế tạo, người ta căn cứ vào cấp cách điện để xác định AJ. Với: + d: đường kính dây không kể cách điện + dcd: đường kính dây kể cả cách điện + s: tiết diện dây.

Dõy quấn stato đặt vào rónh của lừi thộp stato và được cỏch điện với lừi thép. Dây quấn có nhiệm vụ cảm ứng được sức điện động nhất định, đồng thời cũng tham gia vào việc tạo nên từ trường cần thiết cho sự biến đổi năng lượng điện có trong máy. + Đối với dây quấn ba pha điện trở và điện kháng của các pha bằng nhau và của mạch nhánh song song cũng bằng nhau.

+ Dây quấn được thực hiện sao cho có thể đấu thành mạch nhánh song song một cách dễ dàng. Dây quấn được chế tạo và thiết kế sao cho tiết kiệm được lượng đồng, dễ chế tạo, sữa chữa, kết cấu chắc chắn, chịu được ứng lực khi máy bị ngắn mạch đột ngột. + Tính kinh tế: Tiết kiệm vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, thời gian lồng dây.

+ Tính kỹ thuật: Dễ thi công, hạn chế những ảnh hưởng xấu đến đặc tính điện của động cơ. Ta thấy sai số mật độ từ thông khe hở không khí nhỏ hơn giá trị Bδ chọn ban đầu và tải đường tương đương với giá trị ban đầu nên ta không cần chọn lại. Ta thấy hệ số lắp đầy rãnh = 0,739 nằm trong phạm vi cho phép lồng dây được vào rãnh stato nên không cần tính lại.

THIẾT KẾ RÔTO

Đối với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc, tiết diện rãnh rôto đồng thời là tiết diện thanh dẫn rôto, vì vậy phải làm sao cho mật độ dòng điện trong thanh dẫn rôto thích hợp.

TÍNH TOÁN MẠCH TỪ VÀ XÁC ĐỊNH THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC

ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC VÀ KHỞI ĐỘNG

• ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC
• TÍNH TOÁN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG

Tất cả các động cơ không đồng bộ phải tự mở máy được, tức là tự lấy đà được từ trạng thái đứng yên lên tốc độ gần đồng bộ, sau khi thắng momen cản của tải. Thứ nhất, khi mở máy thì hệ số trượt s = 1 (rôto đứng yên) nên bị ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài xảy ra ở thanh dẫn rôto, dòng điện trong các dây quấn lúc mở máy tăng lên rất nhiều so với bình thường nên mạch từ sẽ bão hòa mạch. Thứ hai, khi dòng mở máy lớn mà các momen điện từ không lớn sẽ làm cho quá trình mở máy kéo dài, nhiệt độ dây quấn có thể vượt quá giới hạn cho phép.

Việc tính chính xác đối với hiện tượng hiệu ứng mặt ngoài và bảo hòa rất phức tạp cho việc xác định đặc tính khởi động, do đó thường chỉ tính đặc tính mở máy lúc khởi động (s = 1). Tham số của động cơ điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản khi s = 1. - Các tham số ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản.