Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn
MỤC LỤC
Thiết kế stato và khe hở không khí 1.Tỡm hiểu về dõy quấn và lừi sắt stato
Tớnh toỏn dõy quấn và lừi sắt stato
Ở hình này là ứng dụng cho động cơ không đồng bộ cấp cách điện cấp F , với cấp cách điện B hoặc E thì tích số AJ được lấy thấp hơn vào khoảng 25÷30%. Khi chọn khe hở không khí δ ta cố gắng lấy nhỏ để cho dòng điện không tải nhỏ và cosϕ cao, Nhưng khe hở không khí nhỏ sẽ khó khăn trong việc chế tạo và quá trình làm việc của máy: Stato rất dễ chạm với Rôto (sát cốt), làm tăng thêm tổn thất phụ, điện kháng tản tạp của động cơ cũng tăng lên.
Dây quấn , rãnh và gông rôto
Tính toán dây quấn, rãnh và gông rôto
Chọn dây quấn hai lớp dạng sóng kiểu thanh dẫn, quấn bước đủ Với hệ số rút ngắn bước dây rôto.
Tham số của động cơ điện ở chế độ định mức 1.Tìm hiểu về tham số của động cơ điện
Các loại tổn hao trong động cơ và đặc tính làm việc 1.Tìm hiểu các loại tổn hao trong động cơ điện
Tổn hao chính thép trong thép chính là vì từ trễ và dòng điện xoáy xuất hiện đồng thời.Nguyờn nhõn là do hiện tượng từ hoỏ lừi thộp bởi dũng điện xoay chiều gây nên. Tổn hao phụ trong thép sinh ra bởi dòng điện xoáy và hiện tượng từ trễ trong thép ở phần răng và trên bề mặt stato và rôto tạo nên bởi các sóng điều hoà bậc cao và sóng điều hoà răng (do công nghệ chế tạo không thể làm khe hở không khí giữa bề mặt stato và bề mặt rôto một cách đều tuyệt đối do phải làm răng rãnh ở stato và rôto để lồng dây quấn cho nên khi động cơ làm việc thì có sự tiếp xúc răng rãnh lẫn nhau làm cho khe hở không khí không đều nghĩa là từ trở khe hở không khí biến thiên làm cho từ trường khe hở không khí biến thiên liên tục không phải là hình sin mà sinh ra các sóng điều hoà bậc cao và sóng điều hoà răng). Động cơ điện lấy năng lượng điện từ lưới vào với công suất điện từ P1=m1.U1.I1.cosϕ1 .Một phần nhỏ của công suất này biến thành tổn hao đồng của dõy quấn stato Pcu1=m1.I12.r1 và tổn hao trong lừi sắt stato PFe=m1.I02.rm còn lại phần lớn công suất đưa vào chuyển thành công suất điện từ Pđt truyền qua rôto(Pđt=P1-Pcu1-PFe=m1.I’22.
Pbm2- suất tổn hao bề mặt trung bình trên một đơn vị bề mặt rôto(.
Tính toán nhiệt
Tìm hiểu về phát nóng máy điện
Nguồn nhiệt chủ yếu trong mỏy điện là tổn hao trong dõy quấn và lừi sắt. Một số bộ phận khỏc cũng phỏt núng (mặt cực từ mỏy điện đồng bộ , vành ộp lừi sắt .). Động cơ thiết kế sử dụng hệ thống thông gió dọc trục, dùng quạt gió hướng tõm đặt ở hai đầu của động cơ điện, giú thổi trực tiếp trờn bề mặt lừi sắt và phần đầu nối của dây quấn.
KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN CƠ CÁC BỘ PHẬN CHỦ YẾU CỦA MÁY ĐIỆN
Đại cương về kết cấu của máy điện
Với đường kớnh ngoài của lừi sắt mỏy đang tớnh toỏn Dn=43,7 cm thỡ ta dựng tấm nguyờn để làm lừi sắt.Lừi sắt sau khi ộp vào vỏ cú một chốt cố định với vỏ máy để khỏi bị quay dưới tác dụng của mômen điện từ. Với đường kớnh rụto nhở hơn 350 mm thỡ lừi sắt rụto thường được ộp trực tiếp lờn trục Khi đường kớnh rụto khụng lớn, phần trong lừi thộp cắt ra không được dùng vào mục đích gì có giá trị kính tế lớn mà kết cấu rôto của lại được đơn giản hoá.như vậy thì với động cơ không đồng bộ rôto dây quấn.
Tính toán trục
Dựa vào phụ lục XII sách ‘TKMĐ”của Trần Khánh Hà và Nguyễn Hồng Thanh ta chọn loại ổ bi loại trung bình với các kích thước sau. Ta có thể dựa vào kích thước của chổi than theo tiêu chuẩn ở phụ lục X sách “TKMĐ” để xác định kích thước vành trượt.Với kích thước chổi than đã được chọn ở mục 97 là 16x25 cm thì ta chọn kích thước vành trượt có chiều rộng lớn hơn chiều kích thước hướng trục của chổi than mà cụ thể như sau. Tra bảng 9.1a các thông số của then bằng ( sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển) (trang173) ta chọn được các kích thước sau đây ứng với đường kính đầu trục d = 65 mm.
Dựa vào hình vẽ tính toán trục ở trên ta có thể tính B như sau Tổng mômen dây ra ở ổ bi A là bằng không. Từ hình vẽ tính toán trục ở trên ta có thể xác đinh A thông qua việc tìm tổng các mômen do các lực tác động lên gối trục là ở ổ bi B.
Tính trọng lượng vật liệu tác dụng và chỉ tiêu sử dụng a.Trọng lượng thép silic cần chuẩn bị
Mạch từ của máy điện quay gồm hai phần : mạch từ phần tĩnh và mạch từ phần quay(rôto).Đối với máy điện một chiều và một số máy phát điện đồng bộ phần quay là phần ứng.Đối với máy điện không đồng bộ và một số máy đồng bộ khác, mạch từ phần tĩnh là mạch từ phần ứng.Trong máy điện không đồng bộ thỡ rụto là phần cảm và lừi thộp của nú được chế tạo như đối với lừi sắt của phần ứng, chỉ có điều là không cần cách điện giữa các lá, vì tần số của từ thông trong nó rất bé f2=s.f1=2÷ 3Hz.Mạch từ phần ứng phần ứng dẫn từ thông xoay chiều. Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện (thép hợp kim silíc)dày 0,5 mm phủ cách điện mỏng ở hai mép rồi ép chặt lại đêr giảm hao tổn do dòng điện xoáy gây nên.Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để khi ép lại thì đặt dây quấn vào.Với máy cỡ trung trở lên người ta còn dập các lỗ thông gió dọc trục.Với các máy nhỏ thỡ lừi được ộp trực tiếp lờn trục. Cổ góp điện dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều.Kết cấu của cổ góp gồm nhiều phiến góp bằng đồng có đuôi nhạn cách điện với nhau vằng lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm và hợp thành một hình trụ tròn.
Ở cỏc mỏy lớn thỡ lừi thộp được hỡnh thành bởi cỏc tấm thép dày 1 đến 6 mm, được dập hoặc đúc định hình sẵn để ghép thành các khối lăng trụ và lừi thộp này thường khụng trực tiếp lồng vào trục mỏy mà được đặt trờn giỏ đỡ của rụto. Dây quấn ba pha được đấu sao ở ba đầu, còn ba đầu kia được nối vào vành trượt thường làm bằng đồng đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài như là đấu với điện trở phụ hoặc sức điện động phụ vào mạch điện rôto để nâng cao tính năng mở máy điện, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy.
Công nghệ và thiết bị chế tạo mạch từ rôto dây quấn máy điện quay Các bước cụng nghệ chế tạo lừi sắt phần ứng của mỏy điện quay gồm cú
Rụto mỏy điện đồng bộ cực lồi cụng suất nhỏ và trung bỡnh cú lừi thộp được chế tạo bằng thép đức và gia công thành khối lăng trụ hoặc khối hình trụ trờn mặt cú đặt cỏc cực từ. Nếu khuôn không đủ sắc thì sẽ tạo lòng mo trên sản phẩm làm giảm hệ số ép chặt lừi sắt, phạm vi mà tớnh dẫn từ của lỏ tụn sẽ giảm đi sẽ tăng lờn làm cho chất lượng mạch từ giảm đi. Trong sản suất loạt lớn và sản lượng ổn định việc dập các lá tôn máy điện được thực hiện trên các dây truyền tự động, khâu dập là khâu đầu tiên.Trong nghiên cứu, chế tạo đơn chiếc thì người ta còn áp dụng kiểu dập xoay, tức là dập từng rãnh một.
Chính vì thế người ta chấp nhận có bavia và thêm vào qui trình công nghệ một thiết bị mài bavia.Trong qui trình mài bavia nguời ta áp dụng hai phương pháp mài đó là mài bavia bằng đá mài và mài bavia bằng băng nhám. Cỏc lỏ tụn sau khi được sắp xếp trên đồ gá thì được ép chặt lại với áp suất từ 5 kg/cm2 đối với máy cỡ trung, đến 10 kg/cm2 đối với máy cỡ nhỏ và phải có những vòng ép để đảm bảo giữ ỏp suất đú.
Công nghệ chế tạo và thiết bị chế tạo dây quấn rôto máy điện quay Dây quấn của máy điện phải đảm bảo được các yêu cầu chính sau
Đầu ra của mỗi bối dây được bọc tăng cường tối thiểu 3 đến 6 lớp băng cách điện(chất liệu băng tuỳ theo cấp cách điện)hoặc đút ống ghen cách điện đến sát miệng rãnh. Nhìn chung thì ở rôto của máy điện quay người ta sử dụng hai kiểu loại dây để chế tạo dây quấn rôto là loại dây dẫn tròn và dây dẫn tiết diện chữ nhật.Với dây dẫn tròn thì thường áp dụng cho những máy công suất nhỏ. Nếu tiết diện thanh dẫn nhỏ hơn 30 mm2 có thể dùng dây dẫn đã có cách điện để chế tạo còn nếu tiết diện lớn thì việc cách điện được tiến hành sau khi uốn thanh dẫn Có hai kiểu dây quấn kiểu thanh: Có thể để cả vòng hoặc hai nửa vòng.
Việc cơ khí hoá và tự động hoá khây này rất khó và chỉ nghiện cứu áp dụng cho matý điện công suất nhỏ như quạt mát, các loại động cơ xoay chiều cổ góp(vạn năng), các động cơ công suát nhỏ khác. Nếu rãnh kín việc đặt thanh dẫn phức tạp hơn chút ít là người ta đút thanh dẫn vào từ một đầu, dùng đồ gá như khuôn uốn để uốn đầu thanh dẫn theo kích thước cho trước rồi hàn.