Nội dung

Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay đất nước ta đang tiến lên thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá với mục đích tiến kịp và hội nhập vào nền kinh tế của các nước trong khu vực và trên thế giới. Như ta đã biết ngành công nghiệp năng lượng chiếm một vị trí rất quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế đất nước. Do đó ngành chế tạo máy điện đòi hỏi phải luôn đi trước một bước về công nghiệp và chất lượng nhằm đảm bảo tốc độ phát triển chung của toàn ngành và yêu cầu của nền kinh tế. Ngành chế tạo máy điện sản xuất ra các thiết bị điện phục vụ cho nền kinh tế như máy biến áp, động cơ điện dùng làm nguồn động lực cho các loại thiết bị, công suất từ vài (W) đến hàng trăm (KW). Với các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật trong bảng số liệu qua tính toán đã đạt được các yêu cầu của đề ra. Trong quá trình thiết kế em đã được thầy Nguyễn Trung Cư chỉ dẫn tận tình, em xin chân thành cảm ơn thầy. Trong thời gian ngắn, với kiến thức học được trên lóp trong đồ án này không tránh khỏi những sai sót, em mong sự thông cảm và ý kiến đánh giá của thầy và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 04 tháng 05 năm 2009 Sinh Viên : Nguyễn Đăng Lưu Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 1 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn Chương I: Tính toán kích thước chủ yếu. 1. Xác định chiều dài đường kính D,chiều dài l : Yêu cầu có kích thước để máy được chế tạo tinh tế nhất và tính năng phù hợp với tiêu chuẩn. Theo công thức: CA D2 .lδ .n = p' 6,1.10 7 = α . Ks . K . A . B 0 dq δ ( Hằng số máy điện) + p:số đôi cực với n=750v/p: p= 60 f1 60.50 = 750 =4 n 2p=8 Với P = 45 (Kw) và 2p = 8 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=45(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 quấn kiểu IP23 theo TCVN-1987-94 cấp cách điện B ta có: h =280(mm) Với chiều cao h=280(mm) qua bảng 10.3 (tr230) chọn : Dn = 52(cm) Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 2 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn + 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: D KD= D n Tra bảng 10.2(tr230) trong sách “TKMĐ” ta có: KD = 0,74  0,77 D=KD.Dn=(0,740,77).52 = 38,4840,04 (cm) Chọn D=40,04 (cm) + P’ công suất tính toán: P’= k E . Pđm η . cos  Với Pđm=45(kw),từ bảng 10.1(tr228)Sách thiết kế máy điện máy điện ta có =91,5;cos=0,84 ;theo hình 10.2 (tr 231) trong ” TKMĐ” ta có trị số kE=0,967. Vậy 0,967.45 P’= 0,915.0,84 = 56,62 (kw) +Chọn A và B: A là tải đường đặc trưng cho mạch điện; B  là mật độ từ thông  khe hở không khí đặc trưng cho mạch từ.Việc chọn A và B  ảnh hưởng rất nhiều đến kích thước chủ yếu D và l . A, B  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 lớn. Trong máy điện không đồng bộ thì tỉ số A Bδ 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=280(mm); Dn = 52(cm); 2p = 8 và kiểu bảo vệ IP23 từ bảng 10.3 (tr234)sách “TKMĐ” ta chọn A = 430 (A/cm) và B = 0,82(T) . Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 3 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn Với αδ là hệ số cụm cực từ lấy   Ks = π 2 2 = 1,1; 2  0,64 ; π k là hệ số sóng lấy chọn D=40,04 (cm). +Vậy chiều dài lõi sắt là: 6,1. p ' .10 7 l= α δ . k s . k d . Α . Βδ . D 2 . n 6,1.56,62.10 7 = 0,64.1,11.0,92.430.0,82.40,04 2.750 =12,46(cm) Lấy l’ = l1= 12(cm) 2. Bước cực: τ π . D π .40,04  15,7(cm) 2p 8 3. Lập phương án so sánh : = lδ τ = 12 15,7 = 0,76 Theo hình 10.3b (tr235) sách “TKMĐ” thì để thiết kế chế tạo máy có tính năng tốt và tính kinh tế cao thì  nằm trong phạm vi cho phép. Với 2p = 8, 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 .10 3 m1 . U 1 . η . cos  = 45.1000 3.220.0,915.0,84 = 88,71(A) Chương II. Dây quấn, rãnh Stato và khe hở không khí. 5. Bước rãnh Stato: Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 4 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học t1 = Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn π.D Z1 = π .40,04 96 = 1,3(cm) mà Z1 = 2m.p.q1 với q1 = 4, m = 3 ( vì mạch 3 pha), p = 4 nên Z1 = 2.3.4.3 = 96 6. Số thanh dẫn tác dụng trong một rãnh: Chọn số mạch nhánh song song là: a = 4 Ta có : ur1 = A . t1 .a1 I1 dm = 430.1,3.4 88,71 = 25,2 Lấy ur1 = 25 vòng 7. Số vòng dây nối tiếp của 1 pha: u r 1 . Z1 W1 = 2. a . m = 1 25.96 2.4.3 = 100 (vòng) 8. Kiểu dây quấn : Chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y = 10 = y τ = 10 12 = sách “TKMĐ”) 9. Hệ số dây quấn: 0,833(Với  tra bảng 10.4 tr239 Ta tính : ky1 = sin π 2 10. π = sin 12.2 = 0,966 α 15 sin 4. 2 2 kr1 = 15 = 0,958 α = 4. sin q 1 . sin 2 2 sinq 1 Trong đó:  = P .360 Z1 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT = 4.360 96 5 = 15 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn Vậy ta có: kd1 = ky1.kr1 = 0,966.0,958 = 0,925 10. Từ thông khe hở không khí:  = K E . U1 4. K s . K d . f . w 1 = 0,967.220 4.1,11.0,92.50.100 = 0,01 (Wb) 11. Mật độ từ thông khe hở không khí: B =  .10 4 α δ . τ . l1  0,01.10 4 0,64.15,7.12 = 0,829 (T) 12. Chiều rộng của răng Stato nơi nhỏ nhất: Bδ . t1 .l δ 0,829.1,3.12 2.12.0,95 bz1min = B . l . k = Zm· 1 c = 0,567 (cm) Trong đó theo bảng 10-5c trang 241 sách “TKMĐ” lấy B z1max = 2(T). Chọn tôn silic 2312, hệ số ép chặt kc = 0,95. 13. Chiều rộng rãnh hìng chữ nhật(sơ bộ): br1 = t1- bz1min = 1,3 – 0,567 = 0,733 (cm) 14. Tiết diện dây (sơ bộ): Theo hình 10-4e (tr237 sách “TKMĐ”) ta có trị số: AJ = 2000 (A2/mm2) Ta tính được J1 = AJ A = 2000 430 = 5,1 (A2/mm2) Chọn hai sợi ghép song song n1 = 2.Vậy tiết diện mỗi sợi dây : I1 s’1 = n . a .J = 1 1 1 88,71 2.4.5,1 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT = 2,17 6 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 15. Kích thước rãnh stato và sự điền đầy rãnh như hình và bả ng sau: Kích thước rãnh ( mm) Các mục Chiều rộng Chiều cao 2,76.2 = 5,52 1,17.25 = 29,25 2,2 4,5 7,72 33,75 - Dây dẫn KSDKT của Nga cỡ: 0,95.2,5 2,181 mm 2 1,17.2,76 ( tra bảng VI.2 trang 620 và bảng VII.b) - Cách điện rãnh ( bảng VII.b) không kể dung sai - Kích thước rãnh trừ nêm Rãnh Stato 2,83 1 3 38,05 34,05 7 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 7,33 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 16. Mật độ dòng điện dây quấn stato: I1 J1 = n . a . s = 1 1 1 88,71 2.4.2,181 = 5,08 (A/cm2) 17. Khe hở không khí : = D 9 (1  ) 1200 2p = 40,04 9 (1  ) 1200 8 = 0,071 (cm) Chọn  = 0,7 mm = 0,07 cm 18. Đường kính ngoài của Rôto: D’ = D - 2 = 40,04 – 2.0,07 = 39,9(cm) 19. Chiều dài lõi sắt Rôto: l2 = l1 + 0,5 = 12 + 0,5 = 12,5(cm) 20. Số rãnh của Rôto: Z2 = 2p.m.q2 = 8.3.3 = 72 Trong đó lấy q2 = 3 21. Bước răng Rôto: t2 = π.D' Z2 = π .39,9 72 = 1,7 (cm) = 17 (mm) 22. Dùng dây quấn kiểu thanh dẫn : Số vòng dây của một pha Rôto: Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 8 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn W2 = 2p.q2 = 8.3 = 24 23. Điện áp trên vành trượt lúc không tải: W 2 U2 = 3. U 1 W = 1 24 3.220  100 = 91,5 (V) 24. Dòng điện trong thanh dẫn roto: I2 = k1.I1dm.1 = 0,88.88,71.4,01 = 313 (A) Trong đó: + K1 là hệ số phụ thuộc vào cos của máy, qua hình 10-5 (tr244 sách “TKMĐ”) ta có K1 = 0,88. + Kd1: hệ số dây quấn Stato, Kd1 = 0,925 π π sin 2.3 2m  kđ2 = kr2 = π π = 0,96 N .sin 3.sin 2. m . N 2.3.3 sin (Với N = 3, ở đây q = 3) m1 . w 1 . k d 1 Vậy ta có : V1 = m . w . k = 2 2 d2 3.100.0,925 3.24.0,96 = 4,01 25. Tiết diện thanh dẫn Rôto: I2 s’2 = J = 2 313 5,5 = 56,9 (mm2) Trong đó ta chọn: J2 = 5,5 (mm2) 26. Kích thước rãnh Rôto: Sơ bộ lấy chiều rộng rãnh : Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 9 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn br2 = 0,4.t2 = 0,4.17 = 6,8 (mm) Chọn thanh dẫn: a = 3,55 (mm), b = 16 (mm) với tiết diện s2 = 56,25 (mm2) (tra bảng VI.2 tr622,623- “TKMĐ”) 27. Mật độ dòng điện Rôto: I2 J2 = s = 2 313 5,56(mm 2 ) 56,25 28. Kích thước rãnh Rôto và sự điền đầy rãnh như bảng và hình vẽ sau: Kích thước rãnh ( mm) Các mục Chiều rộng Chiều cao 3,55 16.2 = 32 - Cách điện rãnh: 1,7 4,0 - Kích thước rãnh trừ nêm và dung sai 5,25 36 - Thanh dẫn bằng đồng: 3,55.16 mm 2 Rãnh Rôto 39,8 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 10 GVHD: Nguyễn Trung Cư 1,7 1 36,3 2,5 Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 5, 55 29. Đường kính trong Rôto: D2  0,3.40,04 = 12,01 (cm) Lấy D2 = 12 (cm) Trong gông Rôto có một dãy lỗ thông gió dọc trục có đường kính lỗ dg2 =30(mm) Chương III: Tính toán mạch từ. 30. Mật độ từ thông trên răng stato: B . t .l 0,829.1,3.12,46 B . t .l 0,829.1,3.12,46 δ 1 δ Bz1max = b . l k  0,567.12,46.0,95 2(T) zlmin 1 c δ 1 δ  1,39(T) Bz1min = b 0,814.12,46.0,95 zlmax . l1 . k c Bz1tb = B zlmax  B zlmin 2  1,39  1,7(T) 2 2 Trong đó: bz1min = t1 – br1 =1,3 – 0,733 = 0,567 (cm) bz1max = t 1 (1  2 h r1 2.3,805 )  b r 1 1,3(1  )  0,733 0,814(cm) D 40,04 31. Mật độ từ thông trên răng Rôto: 11 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn B . t .l 0,829.1,7.12 B . t .l 0,829.1,7.12 δ 2 δ  1,7(T) Bz2max = b 0,84.12,5.0,95 z 2 min . l 2 . k c δ 2 δ  1,233(T) Bz2min = b 1,155.12,5.0,95 z 2 max . l 2 . k c Bz2tb = B z 2 max  B z 2 min 1,7  1,233  1,47(T) 2 2 π(D' 2 h r 2 ) π(39,9  2.3,98)  br 2   0,555 0,84(cm) Z2 72 ở đây : bz2min = b z 2 max  π[D' 2(h 42  h n )] π[39,9  2(0,1  0,25)]  br 2   0,555 1,155(cm) Z2 72 32. Mật độ từ thông trên gông Stato:  .10 4 Bg1= 2. h' g1 Trongđó: h’g1= . l1 . k c  0,01.104 1,9 (T) 2.2,175.12,46.0,95 Dn  D 52  40,04 2  3,805 2,175 (cm)  h r 1  d g1 . m g1  2 2 3 33. Mật độ từ thông gông Rôto:  .10 4 Bg2= 2h' g2 .λ2 .κχ  0,01.10 4 0,53 (T) 2.7,97.12,5.0,95 Trong đó: h’g2 = 39,9  12 2 D'  D2 2  3,98  3 7,97 (cm)  h r 2  dg 2 .mg 2  2 3 2 3 34. Sức từ động khe hở không khí: F=1,6 . B.k .  . 104 = 1,6 . 0,829 . 1,143 . 0,07 . 104 = 1061(A) Trong đó : k = k1.k2 = 1,11 . 1,03 = 1,143 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 12 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn t 13 1 k1 = t  γ δ 13  1,81.0,7 1,11 1 1 (b 41 /δ 2 ) (2,83 / 0,7) 2  1,81 1 = 5  (b 41 /δ  5  (2,83 / 0,7) t 17 2 k2 = t  γ δ 17  0,64.0,7 1,03 2 2 2 = (1,5 / 0,7) 2 0,64 5  (1,5 / 0,7) 35. Sức từ động trên răng Stato: Fz1 = 2hz1Hz1 = 2.3,805.25,38 = 193,14(A) 1 ở đây: Hz1= 6 (Hz1max+Hz1min+4Hz1tb) 1 = 6 (67,5 + 8,79 + 4.19)=25,38(A/cm) Với Bz1max = 2(T); Bz1tb = 1,7(T); Bz1min = 1,39(T) Theo phụ lục V-6(tr608 sách “TKMD”) ta có: Hz1max = 67,5(A/cm); Hz1tb = 19(A/cm); Hz1min = 8,79(A/cm) 36. Sức từ động trên răng Rôto: Fz2 = 2hz2Hz2 = 2.3,98.11,14 = 88,67(A) với ở đây: Hz2 = 1 6 (Hz2max+Hz2min+4Hz2tb) = 1 6 (19 + 6,26 + 4.10,4)= 11,14 (A/cm) Bz2max = 1,7 (T); Bz2tb = 1,47 (T); Bz2min = 1,233 (T) Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 13 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn Theo phụ lục V-6(tr608) ta có: Hz2max = 19 (A/cm); Hz2tb = 10,4 (A/cm); Hz2min = 6,26 (A/cm) 37. Hệ số bão hoà răng: kz = Fδ  Fz1  Fz 2 1061  193,14  88,67  1,27 Fδ 1061 38. Sức từ động trên gông Rôto: Fg1 = Lg1Hg1 = 19,55.52,2 = 1020,5 (A) ở đây: Lg1 = π(D n  h g 1) 2p  π(52  3,175) 19,55 (cm) 8 với Bg1 = 1,9 (T),theo phụ lục V-9(tr611 sách “TKMĐ”) ta có: Hg1 = 52,2 (A/cm) 39. Sức từ động trên gông Rôto: Fg2 = Lg2Hg2 = 8,62.1,15 = 9,91 (cm) ở đây : Lg2 = π(D 2  h g 2 ) 2p  π(12  9,97) 8,62 (cm) 8 Với Bg2 = 0,53 (T), theo phụ lục V-9(tr611 sách”TKMĐ”) Ta có: Hg2 = 1,15 (A/cm) 40. Tổng sức từ động toàn mạch: F = F + Fz1 + Fz2 + Fg1 + Fg2 =1061 + 193,14 + 88,67 + 1020,5 + 9,91 = 2373,22 (A) Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 14 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 41. Hệ số bão hoà toàn mạch: k = F 2373,22  2,24 Fδ 1061 42. Dòng điện từ hoá: I = 0,9. m I* = Iμ I1 pF 4.2373,22  38(A) 0,9.3.100.0,925 1 . w 1 . k d1  38 0,43 88,71 43. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn Stato: ld1 = kd1y1 + 2B = 1,9.14,34 + 2.1 = 29,246(cm) trong đó :y = π(D h r1 ) β π(40,04  3,805)0,833  14,34 2p 8 tra bảng (3.4) ta có: kd1 = 1,9; kf1 = 0,72; B = 1 (cm) 44. Chiều dài trung bình nửa vòng dây của dây quấn Stato: ltb1 = l1 + ld1 = 12 + 29,246 = 41,246 (cm) 45. Chiều dài dây quấn một pha của Stato: L1 = 2 . 1tb1 . W1 . 10-2 = 2 . 41,246 . 100 . 10-2 = 82,49 (m) 46. Chiều dài phần đầu nối với dây quấn phần tử mền của Stato: f1 = kf1y + B = 0,72 . 14,34 + 1 = 11,325 (cm) 47. Điện trở Stato: L1  1  82,49 0,103 n . s . a r1 = 75 1 1 1 46 2.2,181.4 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 15 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn I1 r1* = r1. U = 0,103 . 1 88,71 = 220 0,042 48. Chiều dài trung bình nửa vòng dây Rôto: ltb2 = l2 + ld2 = 12,5 + 18,22 = 30,72 (cm) trong đó : ld2 = kd2.y2 + 2B = 1,15 . 14,1 + 2 . 1 = 18,22 (cm) với τy2  π(D' h r 2 ) π(39,9  3,98)  14,1 2p 8 tra bảng (3.5): kd2 = 1,15; B = 1(cm) 49. Điện trở Rôto: L2 1 14,75 r2 ρ 75    0,0057 n 2 . s 2 . a 2 46 1.56,25.1 trong đó: L2 = 2 . ltb2 . w2 . 10-2 = 2 . 30,72 . 24 . 10-2 = 14,75 (m) 50. Điện trở Rôto đã qui đổi : r2’ =  . r2 = 16,12 . 0,0057 = 0,092 2 trong đó: hệ số qui đổi: γ  2 m1  W1 . k d1  3100.0,925  16,12 2 2 m 2  W2 k d 2  3 24.0,96 I 88,71 r2'* r2'  1 0,092  0,037 U1 220 51. Hệ số từ tản rãnh Stato: λ r1  h h1  h 5 3h3 h h  k β   2   4  k β ' 5 3br 4 br  br br  2 b4 b4  33,25  1,4 3.3 1  1,4  0,7 0,906     2,345  0,875  3.7,33 4.7,33  7,33 7,33  2.2,83 2,83   Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 16 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn trong đó theo phụ lục VIII-5 về cách điện rãnh : h 5 1  0,2  0,6 1,4(mm) 2 h3 = 3 (mm); h 2 0,5  0,2  0,6 0,7(mm) 4 h1 = 34,05 – 2.0,4 = 33,25 (mm) h41=1 (mm), b41 = 2,83 (mm) 1  3 β 1  3.0,833 k'β   0,875 4 4 kβ  1 1 1  3 k'β  1  3.0,875 0,906 4 4   52. Hệ số từ tản phần đầu nối Stato: d 1 0,34 q1  l d1  0,64 βτ  0,34. 4  29,246  0,64.0,833.15,7  2,365 l1 12 53. Từ tản tập Stato: 2 2 0,9 t 1  q1k d1  ρ t 1 . k t 1 0,9.13. 4.0,925 .1.0,971 λ t1  σ t1  0,0062 1,025 δ.k δ 0,7.1,143 2 trong đó: k t 1 1  0,033 b 41 2,832 1  0,033. 0,971 t 1δ 13.0,7 54. Điện kháng Stato: 2 f w  l x 1 0,158  1  1   1  λ r 1  λ d1  λ t 1  100  100  p1q1 2 50  100  12 0,158    2,345  2,365  1,205  0,35()   100  100  4.4 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 17 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn I 88,71 x1* x1  1 0,352  0,142 U1 220 55. Từ tản rãnh Rôto: λr2  h h1  h 5 3h3 h h  k β   2   4  k'β  5 3br 4 br  br br  2 b4 b4   trong đó: 33,9  1,6  1,2 3.2,5 1  1,6    3,78  3.5,55  5,55 5,55  2.1,5 1,5  4.5,55 h 5 0,5  h 2 0,5  2,2 1,6(mm) (theo 2 2,2  0,15 1,2(mm) , 4 cách điện ở phụ lục VIII-10) h3 = 2,5(mm) h1 = 36,3 - 2.1,2 = 33,9 (mm); h4 = 1(mm); b4 = 1,5 (mm); br = 5,55 (mm); k=k’ =1 56. Từ tản đầu nối Rôto: λ d 2 0,34 q2  l d 2  0,64.β 2 . τ  0,34 3 18,22  0,64.1.15,7  0,67 l2 12,5 57. Từ tản tạp Rôto: 2 λt2  2 0,9. t 2  q 2 k d 2  ρ t 2 k t 2 0,9.17 3.0,96 .1.1 σt 2  0,0104 1,65 δ.k δ 0,7.1,143 2 ở đây: k t 2 b 1,52 1  0,033 42 1  0,033 1 t 2 .δ 17.0,7 58. Điện kháng tản Rôto: 2 f w  l2  λr 2  λd2  λ t 2  x 2 0,158 1  2  100  100  p 2 . q 2 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 18 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 2 50  24  12,5 0,158    3,78  0,67  1,65 0,029()   100  100  4.3 59. Điện kháng tản Rôto đã qui đổi : x2’ =  . x2 = 16,12.0,029= 0,467() I 88,71 x '2 x'2  1 0,467  0,188 U1 220 60. Điện kháng từ hoá : x 12  U1  I μ x 1 Iμ  220  38.0,35 5,44   38 I 185 * x12  x12  1 5,44  2,194 U1 220 61. Điện trở từ hoá: r12  PFe 510  0,12   2 3.382 m . Iμ I 88,71 r12* r12  1 0,12  0,048 U1 220 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 19 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn Chương IV: Tính toán tổn hao 62. Tổn hao sắt chính: β f  PFe= p 1  1   k g . Bg21 . G g1  k z . B 2z1 . G z1  10  3 50  50   50  1,75    50  1,4 1,6.1,9 2.30,26  1,8.1,72.22,44.10  3 0,51(kw) 510(w) ở đây: p1/50 = 1,75 (W/kg) ;  = 1,4 ; kg = 1,6 ; kz = 1,8 Gg1 = (Dn-hg1) . hg1 . l1 . kc . Fe . 10-3 = (52-2,175) . 2,175 . 12 . 0,95 . 7,8 . 10-3 = 30,26 (kg) Gz1 = hz1 . bz1tb . Z1 . l1 . kc . Fe . 10-3 = 3,805 . 0,691 . 96 . 12 . 0,95 . 7,8 . 10-3=22,44 (kg) trong đó: bz1tb = 63. Tổn hao bề mặt : Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT b z1 max  b z1 min 8,14  5,67  6,91(mm) 2 2 20 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn Pbm = pbm2 . (t2 - b42) . Z2 . l2 .10-7 = 155,45 . (1,7-0,15) . 72 . 12,5 . 10-7 = 0,02169 (kw) =21,69 +(w) ở đây : p bm 2  Zn  0,5 k z  1   10000  1,5  B 0 . t 1   96.750  0,5.1,8    10000  2 1,5 2  0,23.10.1,3 155,45(W/m 2 ) B0 = 02 . k . B = 0,244.1,143.0,829 = 0,23 Khi b 41 2,83  4,04  β 02 0,244 δ 0,7 64. Tổn hao đập mạch: 2  Zn  Pđm 0,11  1 Bdm 2  G z 2 10000   2  96.750  0,11  0,055  26,49 0,4569(W )  10000  ở đây: b z 2 tb  Bđm 2  b z 2 max  b z 2 min 1,155  0,84  0,998(mm) 2 2 γ1δ 1,81.0,07 B z 2 tb  1,47 0,055 T 2. t 2 2.1,7 Gz2 = hz2 .bz2tb . Z2 . l2 . kc . Fe .10-3 = 3,98.0,998.72.12,5.0,95.7,8.10-3 = 26,49 (kg) 65. Tổn hao sắt phụ: PFef = Pđm + Pbm = 0,4569 + 21,69 = 22,1469 (w) 66. Tổn hao cơ: Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 21 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học n 3 2 3  D   750   400,4  3 3   .10 7.    .10 0,2528(kW)   100   1000   100  Pcơ=kcơ.  1000   2 Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 67. Tổn hao ma sát trên vành trượt : Pms = 9,81.kms.v.Sv.Vv.10-3 = 9,81.0,16.0,17.76,8.7,85.10-3 = 0,16087 (kw) trong đó lấy kms = 0,16; v=0,15~0,25kg/cm2; ms = 0,17 (kg/cm2) Lấy mật độ dòng điện trong chổi than Jt = 12 (A/cm2) thì tiết diện chổi than là : S' t  I 2 313  26,08(cm 2 ) Jt 12 Theo phụ lục vẽ chổi than với lt = 20 (mm); bt = 32 (mm) thì số chổi than s' 26,08 t trên một vành trượt bằng: n t  b l  3,2.2 4,08 , chọn nt = 4 t t Mật độ dòng điện trên chổi than: Jt  313 12,23(A/cm 2 ) 2.3,2.4 Tiết diện tiếp xúc trên cả 3 vành trượt : St=bt.lt.nt.m2 = 2.3,2.4.3 = 76,8 (cm2) Với đường kính vành trượt là D v = 20(cm) thì tốc độ đường bề mặt rãnh trượt bằng : Vv  πD v n π .20.750  7,85(m/s) 6000 6000 68. Tổn hao không tải: P0 = PFe + PFef + Pcơ + Pms Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 22 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học = Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 510 + 22,1469 + 252,8 + 160,87 = 945,8169 (W)  0,9458(kw) 69. Tổn hao phụ: Pf 0,005 P2 45 0,005 0,2459(kW) η 0,915 70. Dòng điện không tải : 2 2 I 0  I 0 r  I 0 x  2,1092  382 38,06(A) 2 Trong đó: I0 r  P0  3 I μ r1 3 U1  945,8169  3.38 2.0,103 2,109(A) 3.220 I0x = I = 38 (A) 71. Hệ số công suất lúc không tải : cos   I 0 r 2,109  0,056 I0 38 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 23 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn Chương V: Đặc tính làm việc r1 = 0,103  x1 = 0,35  r2’= 0,092  x2’= 0,467  C1 1  x1 0,35 1  1,06 x12 5,44 2 I 02  Sm  PFe  PFef  3 Iμ r1 3. U1 r'2 x1  x'2 C1  x12 = 5,44   510  22,1469  3.382.0,103 1,48(A) 3.220 0,092 0,12 0,35  0,467 1,06 E1 = U – I.x1 = 220 - 38.0,35 = 206,7 (V) I '2  I 2 313  78,05(A) ν1 4,01 Sđm  I'2 r'2 78,05.0,092  0,035 E1 206,7 Với sm = 0,12 ta có: r'   0,103 0,092  2 r rns C1  1  2  1,062    0,97(Ω, 0,12   1,06  C1 s m    0,35  2 x X ns C1  1  x'2  1,062   0,467  0,895(Ω,  1,06   C1  Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 24 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn I 2 m C1 I m max  2 m  I'2 dm U1 2 rns  x ns 2 1,06 2 220 2 0,97  0,8952 176,7(A) 2  s dm  176,7  0,033  .  s  63,72  . 0,12 2,115 m  Ở đây: P2 = 45 (KW); I1= 88,71 (A);  = 91,5%; cos = 0,84 Bảng đặc tính làm việc của động cơ Rôto dây quấn với P2 = 45 KW; U1 = 220/380 V; 2p = 8 TT 1 S  r r'  2 rnS = C1  C1  S2   1  X1  X 2' ) C1 Đơn 0,005 0,01 0,02 0,035 0,05 0,12  20,78 10,45 5,28 3,55 2,18 0,97  0,895 0,895 0,895 0,895 0,895 0,895 vị 2 X nS C12 ( 3 2 ZnS  rnS  X 2nS  20,8 10,49 5,36 3,66 2,36 1,32 4 U I '2 C1  1 Z nS A 11,21 22,23 43,5 63,72 98,81 176,7 5 cos  2'  rnS Z nS 0,999 0,996 0,985 0,969 0,924 0,735 6 sin  2'  X nS Z nS 0,043 0,085 0,167 0,245 0,379 0,678 7 I '2 I1r I 0 r  . cos  '2 C1 A 12,67 23 42,53 60,36 88,24 124,63 8 I1X I 0 x  I '2 . sin  '2 C1 A 38,45 39,78 44,85 52,73 73,33 9 I1  I12r  I12x A 40,48 45,95 61,81 80,15 114,73 195,79 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 25 GVHD: Nguyễn Trung Cư 151 Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn I1r I1 0,31 0,5 0,69 0,75 0,77 0,64 11 P1 = 3U1 . I1r . 10-3 Kw 8,36 15,18 28,07 39,84 58,24 82,26 12 PCu1 = 3 r1 .I 12 .10  3 Kw 0,51 0,65 1,18 1,99 4,07 11,85 13 PCu2 = 3 r2' .I 2'2 .10  3 Kw 0,035 0,136 0,52 1,12 2,69 8,62 14 Ptx = 3.Uch.I'2.V1.10-3 Kw 0,081 0,16 0,314 0,46 0,713 1,275 15 Pf = 0,005. p1 Kw 0,0418 0,0759 0,1404 0,1992 0,2912 0,4113 16 P0 Kw 0,9458 0,9458 0,9458 0,9458 0,9458 0,9458 17 P=PCu1+PCu2+Ptx+Pf +P0 Kw 1,6136 1,9677 3,1002 18 P2 = P1 - P Kw 19 η 1  P 8,71 23,102 6,746 13,212 24,969 35,125 49,53 59,158 0,76 I2 I1 P2 4,715 0,85 s 0,88 0,87 0,82 5 0 cos   P2 (K W ) 10 0,61 co s 4 0 3 0 2 0  1 0 (A) 0 10 0 50 26 GVHD: Nguyễn Trung Cư 0, 5 I1 I2 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 0 1  co s 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 s Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn TÀI LIỆU THAM KHẢO - Thiết kế Máy điện – Trần Khánh Hà & Nguyễn Hồng Thanh Nxb KHKT năm 2001 - Máy điện I – Vũ Gia Hạnh , Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ & Nguyễn Văn Sáu Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 27 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn Nxb KHKT năm 2003. MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................1 Chương I: Tính toán kích thước chủ yếu...................................................2 1.Xác định chiều dài đường kính D,chiều dài l :..................................2 2.Bước cực:...............................................................................................4 28 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu GVHD: Nguyễn Trung Cư Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 3.Lập phương án so sánh :......................................................................4 4. Dòng điện định mức:............................................................................4 Chương II......................................................................................................5 5. Bước rãnh Stato:..................................................................................5 6. Số thanh dẫn tác dụng trong một rãnh:............................................5 7. Số vòng dây nối tiếp của 1 pha:..........................................................5 8. Kiểu dây quấn :...................................................................................5 9. Hệ số dây quấn: .................................................................................5 10. Từ thông khe hở không khí:.............................................................6 11. Mật độ từ thông khe hở không khí:.................................................6 12. Chiều rộng của răng Stato nơi nhỏ nhất:.........................................6 13. Chiều rộng rãnh hìng chữ nhật(sơ bộ):............................................6 14. Tiết diện dây (sơ bộ):........................................................................7 15. Kích thước rãnh stato và sự điền đầy rãnh như hình và bảng sau: ....................................................................................................................7 16. Mật độ dòng điện dây quấn stato:....................................................8 17. Khe hở không khí :.............................................................................8 18. Đường kính ngoài của Rôto:.............................................................8 19. Chiều dài lõi sắt Rôto:........................................................................9 20. Số rãnh của Rôto:...............................................................................9 21. Bước răng Rôto:.................................................................................9 22. Dùng dây quấn kiểu thanh dẫn :......................................................9 23. Điện áp trên vành trượt lúc không tải:............................................9 24. Dòng điện trong thanh dẫn roto:......................................................9 25. Tiết diện thanh dẫn Rôto:................................................................10 26. Kích thước rãnh Rôto:.....................................................................10 27. Mật độ dòng điện Rôto:...................................................................10 28. Kích thước rãnh Rôto và sự điền đầy rãnh như bảng và hình vẽ sau:...........................................................................................................10 29. Đường kính trong Rôto:..................................................................11 Chương III: Tính toán mạch từ.................................................................12 30. Mật độ từ thông trên răng stato:....................................................12 31. Mật độ từ thông trên răng Rôto:....................................................12 32. Mật độ từ thông trên gông Stato:...................................................13 33. Mật độ từ thông gông Rôto:............................................................13 34. Sức từ động khe hở không khí:.......................................................13 35. Sức từ động trên răng Stato:...........................................................14 36. Sức từ động trên răng Rôto:............................................................14 37. Hệ số bão hoà răng:..........................................................................15 Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 29 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 38. Sức từ động trên gông Rôto:...........................................................15 39. Sức từ động trên gông Rôto:...........................................................15 40. Tổng sức từ động toàn mạch:..........................................................15 41. Hệ số bão hoà toàn mạch:................................................................16 42. Dòng điện từ hoá:.............................................................................16 43. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn Stato:................................16 44. Chiều dài trung bình nửa vòng dây của dây quấn Stato:.............16 45. Chiều dài dây quấn một pha của Stato:.........................................16 46. Chiều dài phần đầu nối với dây quấn phần tử mền của Stato:...16 47. Điện trở Stato:..................................................................................16 48. Chiều dài trung bình nửa vòng dây Rôto:.....................................17 49. Điện trở Rôto:...................................................................................17 50. Điện trở Rôto đã qui đổi :................................................................17 51. Hệ số từ tản rãnh Stato:..................................................................17 52. Hệ số từ tản phần đầu nối Stato:....................................................18 53. Từ tản tập Stato:..............................................................................18 54. Điện kháng Stato:.............................................................................19 55. Từ tản rãnh Rôto:............................................................................19 56. Từ tản đầu nối Rôto:........................................................................19 57. Từ tản tạp Rôto:...............................................................................20 58. Điện kháng tản Rôto:.......................................................................20 59. Điện kháng tản Rôto đã qui đổi :....................................................20 60. Điện kháng từ hoá :..........................................................................20 61. Điện trở từ hoá:................................................................................21 Chương IV: Tính toán tổn hao.................................................................22 62. Tổn hao sắt chính:............................................................................22 63. Tổn hao bề mặt :...............................................................................22 64. Tổn hao đập mạch:...........................................................................23 65. Tổn hao sắt phụ:...............................................................................23 66. Tổn hao cơ:.......................................................................................23 67. Tổn hao ma sát trên vành trượt :....................................................23 68. Tổn hao không tải:...........................................................................24 69. Tổn hao phụ:.....................................................................................24 70. Dòng điện không tải :.......................................................................25 71. Hệ số công suất lúc không tải :........................................................25 Chương V: Đặc tính làm việc....................................................................26 TÀI LIỆU THAM KHẢO:.............................Error! Bookmark not defined. Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT 30 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 31 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 32 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 33 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 34 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 35 GVHD: Nguyễn Trung Cư Đồ án môn học Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu Lớp : K17-B2-TBĐ- ĐT Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 36 GVHD: Nguyễn Trung Cư