Thiết kế và tính toán động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc

Thông tin tài liệu

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế và tính toán động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc

Luận Án Tốt Nghiệp nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang-1 - PHẦN I. THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 4 CHƯƠNG 1. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KẾT CẤU MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ . 4 I. Đại cương về máy điện không đồng bộ . 4 II. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 5 III. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ 7 IV. Công dụng . 8 V. Kết cấu của máy điện . 9 CHƯƠNG 2. NHỮNG VẤN DỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO LỒNG SÓC . 11 I. Ưu diểm . 11 II. Khuyết điểm . 11 III. Biện pháp khắc phục 12 IV. Nhận xét 12 V. Tiêu chuẩn sản suất động cơ 12 VI. Phương pháp thiết kế 12 VII. Nội dung thiết kế 12 VIII. Các tiêu chuẩn đối với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc 12 IX. Trình tự thiết kế . 15 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ . 17 I. Xác định kích thước chủ yếu . 17 II. Thiết kế stato 19 III. Thiết kế lõi sắt rôto . 21 IV. Khe hở không khí 22 V. Tham số của động cơ điện không đồng bộ trong quá trình khởi động 23 PHẦN II. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA RÔTO LỒNG SÓC . 27 CHƯƠNG 1. KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 29 1. Số đôi cực . 29 2. Đường kính ngoài stato 29 CHƯƠNG 2. DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHÔNG KHÍ . 31 1. Mã hiệu thép và bề dầy lá thép . 31 2. Kết cấu stato của vỏ máy điện xoay chiều 31 4. Bước rãnh stato 31 5. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh ur1 31 6. Số vòng dây nối tiếp của một pha . 32 7. Tiết diện và đường kính dây dẫn 32 8. Kiểu dây quấn . 32 9. Hệ số dây quấn . 33 10. Từ thông khe hở không khí Ф . 34 11. Mật độ từ thông khe hở không khí Bδ và tải đường A 34 12. Sơ bộ định chiều rộng của răng b’z1 . 34 13. Sơ bộ chiều cao của gông stato hg1 34 14. Kích thước rãnh và cách điện . 34 15. Diện tích rãnh trừ nêmS’r . 35 16. Bề rộng răng stator bz1 . 35 17. Chiều cao gông stato 36 Lun n Tt Nghip nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang-2 - 18. Khe h khụng khớ 36 CHNG 3. DY QUN, RNH V GễNG RễTO 37 1. S rónh rụto Z2 . 37 2. ng kớnh ngoi rụto D 37 3. Bc rng rụto t2 37 4. S b nh chiu rng ca rng rụto bz2 . 37 5. ng kớnh trc rụto Dt . 37 6. Dũng in trong thanh dn rụto Itd 37 7. Dũng in trong vũng ngn mch Iv . 38 8. Tit din thanh dn vũng nhụm Std 38 9. S b chn mt dũng in trong vũng ngn mch Sv = 2,5 A/mm2 38 10. Kớch thc rónh rụto v vũng ngn mch 38 11. Chiu cao vnh ngn mch hv 38 12. ng kớnh trung bỡnh vnh ngn mch Dv . 38 13. B rng vnh ngn mch bv 38 14. Din tớch rónh rụto Sr2 38 15. B rng rng rụto 1/3 chiu cao rng . 38 16. Chiu cao gụng rụto hg2 39 17. Lm nghiờn rónh rụto bn . 39 CHNG 4. TNH TON MCH T . 40 1. H s khe h khụng khớ . 40 2. Dựng thộp KT cỏn nguụi 2211 . 40 3. Sc t ng khe h khụng khớ F 40 4. Mt t thụng rng stator Bz1 40 5. Sc t ng trờn rng stato 40 6. Mt t thụmg rng rụto Bz2 41 7. Sc t ng trờn rng rụto Fz2 . 41 8. H s bóo hũa rng kz . 41 9. Mt t thụng trờn gụng stator Bg1 . 41 10. Cng t trng gụng stator Hg1: theo Bng V-9 (Ph lc V, trang 611 TKM), ta chn 41 11. Chiu di mch t gụng stator Lg1 41 12. Sc t ng gụng stator Fg1 41 13. Mt t thụng trờn gụng rụto Bg2 41 14. Cng t trng gụng rụto Hg2: theo Bng V-9 (Ph lc V, trang 611 TKM), ta chn 41 15. Chiu di mch h gụng rụto Lg2 41 16. Sc t ng gụng rụto Fg2 . 42 17. Tng sc t ng ca mch t F . 42 18. H s bóo hũa ton mch kà . 42 19. Dũng in t húa Ià 42 20. Dũng in t húa phn trm 42 CHNG 5. THAM S NG C IN CH NH MC . 43 1. Chiu di phn u ni ca dõy qun stator L1 . 43 2. Chiu di trung bỡnh na vũng ca dõy qun stator ltb . 43 3. Chiu di dõy qun mt pha ca stator L1 . 43 Luận Án Tốt Nghiệp nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang-3 - 4. Điện trở tác dụng của dây quấn stator r1 . 43 5. Điện trở tác dụng của dây quấn rôto rtd . 43 6. Điện trở vòng ngắn mạch rv . 44 7. Điện trở rôto r2 . 44 8. Hệ số quy đổi γ . 44 9. Điện trở rôto đã quy đổi . 44 10. Hệ số từ dẫn tản rãnh stator λr1 . 44 11. Hệ số từ dẫn tản tạp stator . 45 12. Hệ số từ tản phần đầu nối λđ1 . 45 13. Hệ số từ dẫn tản của stator . 45 14. Điện kháng dây quấn stator x1 . 45 15. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto λr2 45 16. Hệ số từ dẫn tản tạp rôto 46 17. Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối . 46 18. Hệ sốtừ tản do rãnh nghiên 46 19. Hệ số từ tản rôto . 46 20. Điện kháng tản dây quấn rôto 46 21. Điện kháng rôto đã quy đổi 46 22. Điện kháng hổ cảm x12 46 23. Tính lai kE . 47 CHƯƠNG 6. TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ 48 1. . 48 2. Trọng lượng gông từ stato 48 3. Tổn hao sắt trong lõi sắt stato 48 4. Tổn hao bề mặt trên răng rôto . 49 5. Tổn hao đập mạch trên răng rôto . 49 6. Tổng tổn hao thép . 50 7. Tổn hao cơ 50 8. Tổn hao không tải . 50 CHƯƠNG 7. ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC . 51 1. Hệ số C1 51 2. Thành phần phản kháng của dòng điện ở chế độ đồng bộ . 51 3. Thành phần tác dụng của dòng điện ở chế độ đồng bộ 51 4. Sức điện động E1 . 51 5. Hệ số trượt định mức 52 6. Hệ số trượt tại momen cực đại . 52 7. Bội số momen cực đại . 52 CHƯƠNG 8. TÍNH TOÁN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG . 55 1. Tham số của động cơ điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1 55 2. Tham số của động cơ điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản khi s=1 56 4. Dòng điện khởi động 57 5. Bội số dòng điện khởi động 58 6. Bội số momen khởi động 58 CHƯƠNG 9 TÍNH TOÁN NHIỆT 59 1. Các nguồn nhiệt trên sơ đồ thay thế nhiệt bao gồm 59 Luận Án Tốt Nghiệp nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang-4 - 2. Nhiệt trở trên mặt lõi sắt stator 60 3. Nhiệt trở phần đầu nối dây quấn stator . 60 4. Nhiệt trở đặc trưng cho độ chênh lệch giữa khơng khí nóng bên trong máy và vỏ máy . 61 5. Nhiệt trở bề mặt ngồi vỏ máy . 61 6. Nhiệt trở trên lớp cách điện rãnh 62 7. Độ chênh nhiệt của vỏ máy với mơi trường . 63 8. Độ tăng nhiệt của dây quấn stato . 63 CHƯƠNG 10. TÍNH TỐN THƠNG GIĨ VÀ LÀM NGUỘI 64 I. Hệ thống thơng gió 64 II. Tính tốn thơng gió 65 1. Xác định lượng khơng khí cần thiết 65 III. Tính tốn quạt gió 66 1. Đặc điểm của quạt ly tâm . 66 2. Đặc tính của quạt ly tâm 66 1. Xác định lượng khơng khí cần thiết Q 66 2. Lượng khong khí tiêu hao cực đại 67 3. Tính tốn quạt ly tâm . 67 4. Chiều cao cánh quạt . 69 5. Số cánh quạt . 69 6. Kích thước quạt 69 7. Cơng suất quạt Pq . 70 CHƯƠNG 11. TÍNH TỐN CƠ . 71 I. Tính tốn trục 71 II. Chọn kích thước trục . 72 2. Kiểm tra độ bền trục . 72 3. Tính tốn gối trục ở bi 75 4. Chọn vỏ máy . 76 5. Chọn nắp máy . 76 6. Kích thước tổng qt và chân đế của máy theo phụ lục I trang 598 (TKMD) 77 7. Chọn móc treo 77 CHƯƠNG 12. TRONG LƯỢNG VẬT LIỆU TÁC DỤNG VÀ CHỈ TIÊU SỬ DỤNG . 78 1. Trọng lượng thép silic cầu chuẩn b 78 2. Trọng lượng dồng của dây quấn stato 78 3. Trọng lượng nhơm rơto (khơng kể cánh quạt ở vành ngắn mạch) . 78 PHẦN III TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐIỆN BẰNG CÁCH ĐIỀU KHIỂN HỆ SỐ CƠNG SUẤT…………………………………………………………………………………………83 1.Điều Khiển Hệ Số Cơng Suất- Mạch Chi Tiết Cơ Bản………………………83 2.Mạch Khuếch Đại Chế Độ Khơng Liên Tục Đến Với Chế Độ Liên Tục Cho Sư Điều Chỉnh Hệ Số Cơng Suất…………………………………………………………85 3.Sự Ổn Định Điện Áp ngõ Vào Trong Bộ Khuếch Đại Chế Độ Liên Tục… 88 4.Sự Ổn Định Ngõ Ra Trong Bộ Ổn Định Khuếch Đại Chế Độ Liên Tục ….89 PHẦN 1. THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ CHƯƠNG 1. NGUN LÝ LÀM VIỆC VÀ KẾT CẤU MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ I. Đại cương về máy điện khơng đồng bộ Luận Án Tốt Nghiệp nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang-5 - Máy in không ng b do kt cu n gin, làm vic chc chn, s dng và bo qun thun tin, giá thành r nên c s dng rng rãi trong nn kinh t quc dân, nht là loi công sut di 100 kW. ng c in không ng b rôto lng sóc cu to n gin nht nht là loi rôto lng sóc úc nhôm) nên chim mt s lng khá ln trong loi ng c công sut nh và trung bình. Nhc im ca ng c này là iu chnh tc  khó khn và dòng in khi ng ln thng bng 6-7 ln dòng in nh mc.  b khuyt cho nhc im này, ngi ta ch to ông c không ng b rôto lng sóc nhiu tc  và dùng rôto rãnh sâu, lng sóc kép  h dòng in khi ng, ng thi tng mômen khi ng lên. ng c in không ng b rôto dây qun có th iu chnh tc c tc  trong mt chng mc nht nh, có th to mt mômen khi ng ln mà dòng khi ng không ln lm, nhng ch to có khó hn so vi vi loi rôto lng sóc, do ó giá thành cao hn, bo qun cng khó hn. ng c in không ng b c sn xut theo kiu bo v IP23 và kiu kín IP44. Nhng ng c in theo cp bo v IP23 dùng qut gió hng tâm t  hai u rôto ng c in. Trong các ng c rôto lng sóc úc nhôm thì cánh qut nhôm c úc trc tip lên vành ngn mch. Loi ng c in theo cp bo v IP44 thng nh vào cánh qut t  ngoài v máy  thi gió  mt ngoài v máy, do ó tn nhit có kém hn do vi loi IP23 nhng bo dng máy d dàng hn. Hin nay các nc ã sn xut ng c in không ng b theo dãy tiêu chun. Dãy ng c không ng b công sut t 0,55-90 KW ký hiu là K theo tiêu chun Vit Nam 1987-1994 c ghi trong bng 10-1 (Trang 228 TKM). Theo tiêu chun này, các ng c in không ng b trong dãy iu ch to theo kiu IP44. Ngoài tiêu chun trên còn có tiêu chun TCVN 315-85, quy nh dãy công sut ng c in không ng b rôto lng sóc t 110 kW-1000 kW, gm có công sut sau: 110,160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 và 1000 kW. Ký hiu ca mt ng c in không ng b rôto lng sóc c ghi theo ký hiu v tên gi ca dãy ng c in, ký hiu v chiu cao tâm trc quay, ký hiu v kích thc lp t d trc và ký hiu v s trc. II. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ng c không ng b ba pha có hai phn chính: stato (phn tnh) và rôto (phn quay). Stato gm có lõi thép trên ó có cha dây qun ba pha. Khi u dây qun ba pha vào li in ba pha, trong dây qun s có các dòng in chy, h thng dòng in này tao ra t trng quay, quay vi tc : pfn11*60=Trong ó: -f1: tn s ngun in -p: s ôi cc t ca dây qun Phn quay, nm trên trc quay bao gm lõi thép rôto. Dây qun rôto bao gm mt s thanh dn t trong các rãnh ca mch t, hai u c ni bng hai vành ngn mch. Luận Án Tốt Nghiệp nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang-6 - 2nn2n11ns1N1dtFdtF Hình 1.1 T trng quay ca stato cm ng trong dây rôto sc in ng E, vì dây qun stato kín mch nên trong ó có dòng in cha. S tác dng tng h gia các thanh dn mang dòng in vi t trng ca máy to ra các lc in t Ft tác dng lên thanh dn có chiu xác nh theo quy tc bàn tay trái. Tp hp các lc tác dng lên thanh dn theo phng tip tuyn vi b mt rôto to ra mômen quay rôto. Nh vy, ta thy in nng ly t li in ã c bin thành c nng trên trc ng c. Nói cách khác, ng c không ng b là mt thit b in t, có kh nng bin in nng ly t li in thành c nng a ra trên trc ca nó. Chiu quay ca rôto là chiu quay ca t trng, vì vy ph thuc vào th t pha ca in áp li t trên dây qun stato. Tc  ca rôto n2 là tc  làm vic và luôn luôn nh hn tc  t trng và ch trong trng hp ó mi xy ra cm ng sc in ng trong dây qun rôto. Hiu s tc  quay ca t trng và rôto c c trng bng mt i lng gi là h s trt s: 121nnns−= Khi s=0 ngha là n1=n2, tc  rôto bng tc  t trng, ch  này gi là ch  không ti lý tng (không có bt c sc cn nào lên trc).  ch  không ti thc, s≈0 vì có mt ít sc cn gió, ma sát do  bi … Khi h s trt bng s=1, lúc ó rôto ng yên (n2=0), momen trên trc bng momen m máy. H s trt ng vi ti nh mc gi là h s trt nh mc. Tng ng vi h s trt này gi tc  ng c gi là tc  nh mc. Tc  ng c không ng b bng: )1(*12snn −= Mt c im quan trng ca ng c không ng b là dây qun stato không c ni trc tip vi li in, sc in ng và dòng in trong rôto có c là do cm ng, chính vì vy ngi ta cng gi ng c này là ng c cm ng. Tn s dòng in trong rôto rt nh, nó ph thuc vào tc  trt ca rôto so vi t trng: 11211212**60)(**60* fsnnnnpnnpf =−=−= Luận Án Tốt Nghiệp nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang-7 - ng c không ng b có th làm vic  ch  máy phát in nu ta dùng mt ng c khác quay nó vi tc  cao hn tc  ng b, trong khi các u ra ca nó c ni vi li n. Nó cng có th làm vic c lp nu trên u ra ca nó c kích bng các t in. ng c không ng b có th cu to thành ng c mt pha. ng c mt pha không th t m máy c, vì vy  khi ng ng c mt pha cn có các phn t khi ng nh t in, in tr … III. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ng c không ng b v cu to c chia làm hai loi: ng c không ng b ngn mch hay còn gi là rôto lng sóc và ng c dây qun. Stato có hai loi nh nhau.  phn lun vn này ch nghiên cu ng c không ng b rôto lng sóc. 1. Stato (phần tĩnh) Stato bao gm v máy, lõi thép và dây qun. - Vỏ máy V máy là ni c nh lõi st, dây qun và ng thi là ni ghép ni np hay gi  trc. V máy có th làm bng gang nhôm hay lõi thép.  ch to v máy ngi ta có th úc, hàn, rèn. V máy có hai kiu: v kiu kín và v kiu bo v. V máy kiu kín yêu cu phi có din tích tn nhit ln ngi ta làm nhiu gân tn nhit trên b mt v máy. V kiu bo v thng có b mt ngoài nhn, gió làm mát thi trc tip trên b mt ngoài lõi thép và trong v máy. Hp cc là ni  du in t li vào. i vi ng c kiu kín hp cc yêu cu phi kín, gia thân hp cc và v máy vi np hp cc phi có ging cao su. Trên v máy còn có bulon vòng  cu máy khi nâng h, vn chuyn và bulon tip mát. - Lõi sắt Lõi st là phn dn t. Vì t trng i qua lõi st là t trng quay, nên  gim tn hao lõi st c làm nhng lá thép k thut in dây 0,5mm ép li. Yêu cu lõi st là phi dn t tt, tn hao st nh và chc chn. Mi lá thép k thut in u có ph sn cách in trên b mt  gim tn hao do dòng in xoáy gây nên (hn ch dòng in phuco). - Dây quấn Dây qun stator c t vào rãnh ca lõi st và c cách in tt vi lõi st. Dây qun óng vai trò quan trng ca máy in vì nó trc tip tham gia các quá trình bin i nng lng in nng thành c nng hay ngc li, ng thi v mt kinh t thì giá thành ca dây qun cng chim mt phn khá cao trong toàn b giá thành máy. 2. Phần quay (Rôto) Rôto ca ng c không ng b gm lõi st, dây qun và trc (i vi ng c dây qun còn có vành trt). - Lõi sắt Luận Án Tốt Nghiệp nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang-8 - Lõi st ca rôto bao gm các lá thép k thut in nh ca stator, im khác bit  ây là không cn sn cách in gia các lá thép vì tn s làm vic trong rôto rt thp, ch vài Hz, nên tn hao do dòng phuco trong rôto rt thp. Lõi st c ép trc tip lên trc máy hoc lên mt giá rôto ca máy. Phía ngoài ca lõi thép có x rãnh  t dây qun rôto. - Dây quấn rôto Phân làm hai loi chính: loi rôto kiu dây qun va loi rôto kiu lng sóc - Loại rôto kiểu dây quấn Rôto có dây qun ging nh dây qun stato. Máy in kiu trung bình tr lên dùng dây qun kiu sóng hai lp, vì bt nhng dây u ni, kt cu dây qun trên rôto cht ch. Máy in c nh dùng dây qun ng tâm mt lp. Dây qun ba pha ca rôto thng u hình sao. c im ca loi ng c kiu dây qun là có th thông qua chi than a in tr ph hay sut in ng ph vào mch rôto  ci thin tính nng m máy ,iu chinh tc  hay ci thin h s công sut ca máy. - Loại rôto kiểu lồng sóc Kt cu ca loi dây qun rt khác vi dây qun stato. Trong mi rãnh ca lõi st rôto, t các thanh dn bng ng hay nhôm dài khi lõi st và c ni tt li  hai u bng hai vòng ngn mch bng ng hay nhôm. Nu là rôto úc nhôm thì trên vành ngn mch còn có các cánh khoáy gió. Rôto thanh ng c ch to t ng hp kim có in tr sut cao nhm mc ích nâng cao mômen m máy.  ci thin tính nng m máy, i vi máy có công sut ln, ngi ta làm rãnh rôto sâu hoc dùng lng sóc kép. i vi máy in c nh, rãnh rôto c làm chéo góc so vi tâm trc. Dây qun lng sóc không cn cách in vi lõi st. - Trục Trc máy in mang rôto quay trong lòng stato, vì vy nó cng là mt chi tit rt quan trng. Trc ca máy in tùy theo kích thc có th c ch to t thép Cacbon t 5 n 45. Trên trc ca rôto có lõi thép, dây qun, vành trt và qut gió. 3. Khe hở Vì rôto là mt khi tròn nên khe h u. Khe h trong máy in không ng b rt nh (0,2÷1 mm trong máy c nh và va)  hn ch dòng t hóa ly t li vào, nh ó h s công sut ca máy cao hn. IV. Công dụng Máy in không ng b là máy in ch yu dùng làm ng c in. Do kt cu n gin, làm vic chc chn, hiu qu cao, giá thành r, d bo qun … Nên ng c không ng b là loi máy in c s dng rng rãi nht trong các ngành kinh t quc dân vi công sut vài chc W n hàng chc kW. Trong công nghip thng dùng máy in không ng b làm ngun ng lc cho máy cán thép loi va và nh, ng lc cho các máy công c  các nhà máy công nghip nh… Trong hm m dùng làm máy ti hay qut gió. Trong nông nghip dùng làm máy bm hay máy gia công nông phm. Trong i sng hàng ngày, máy in không Luận Án Tốt Nghiệp nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang-9 - ng b cng ã chim mt v trí quan trng nh qut gió, quay a ng c trong t lnh, máy git, máy bm … nht là loi rôto lng sóc. Tóm li s phát trin ca nn sn sut in khí hóa, t ng hóa và sinh hot hng ngày, phm vi ca máy in không b ngày càng c rng rãi. Máy in không ng b có th dùng làm máy phát in, nhng c tính không tt so vi máy in ng b, nên ch trong vài trng hp nào ó (nh trong quá trình in khí hóa nông thôn) cn ngun in ph hay tm thi thì nó cng có mt ý ngha rt quan trng. V. Kết cấu của máy điện Mc dù kích thc ca các b phn vt liu tác dng và c tính ca máy ph thuc phn ln vào tính toán in t và tính toán thông gió tn nhit, nhng cng có phn liên quan n kt cu ca máy. Thit k kt cu phi m bo sao cho máy gn nh, thông gió tn nhit tt mà vn có  cng vng và  bn nht nh. Thng cn c vào iu kin làm vc ca máy  thit k ra mt kt cu thích hp, sau ó tính toán c các b phn  xác nh  cng và  bn ca các chi tit máy. Vì vy thit k kt cu là mt phn quan trng trong tòan b thit k máy in. Máy in có rt nhiu kiu kt cu khác nhau. S d nh vy vì nhng nguyên nhân chính sau: - Có nhiu loi máy in và công dng cng khác nhau nh máy mt chiu, máy ng b, máy không ng b v. v… cho nên yêu cu i vi kt cu máy cmg khác nhau. Công sut máy khác nhau nhiu.  nhng máy công sut nh thì giá  trc ng thi là np máy. i vi máy ln thì phi có trc  riêng. - Tc  quay khác nhau. Máy tc  cao thì rôto cn phi chc chn hn, máy tc  chm thì ng kính rôto thng ln. - S khác nhau ca ng c s cp kéo nó (i vi máy phát in) hay ti (i vi ng c in) nh tuabin nc, tuabin hi, máy diezen, bm nc hay máy công tác v. v…Phng thc truyn ng hay lp ghép cng khác nhau. - Cn c vào tính toán in t và tính toán thông gió có th a ra nhiu phng án khác nhau. Nhng phng án này v kích thc, trng lng, tính tin li khi s dng,  tin cy khi làm vic, tính gin n khi ch to và giá thành ca máy có th không ging nhau. Vì vy khi thit k cn chú ý  tt c các yu t ó. Nguyên tc chung  tit k kêt cu: - m bo ch to n gin, giá thành h - m bo bo dng máy thun tin - m bo  tin cy ca máy khi làm vic 1. Phân loại các kiểu kết cấu máy điện đã định hình Kt cu ca nhng máy in hin nay c nh hình theo cách bo v, cách lp ghép, thông gió, c tính ca môi trng bên ngoài… a) Phân loại theo phương pháp bảo vệ máy đối với môi trường bên ngoài Cp bo v máy có nh hng rt ln n kt cu ca máy. Cp bo v c ký hiu bng ch IP và hai ch s kèm theo, trong ó ch s th nht ch mc  bo v chng s tip xúc ca ngi và các vt khác ri vào máy, c chia làm 7 cp ánh s t 0 n 6, trong ó s 0 ch rng máy không c bo v (kiu h hoàn toàn) còn s 6 ch rng máy c bo v hoàn Luận Án Tốt Nghiệp nguyenvanbientbd47@gmail.com Trang-10 - toàn không cho ngi tip xúc , vt và bi không lt vào, ch s th hai ch mc  bo v chng nc vào máy gm cp ánh s t 0 n 8, trong ó s 0 ch rng máy không c bo v còn s 8 ch máy có th ngâm trong nc trong thi gian vô hn nh. Thng có thói quen chia cp bo v theo phng pháp làm ngui máy. Theo cách này máy in c chia thành các kiu kt cu sau: - Kiểu hở Loi này không có trang b bo v s tip xúc t nhiên các b phn quay và b phn mang in, cng không có trang b bo v các vt bên ngoài ri vào máy. Loi này c ch to theo kiu t làm ngui. Theo cp bo v thì ây là loi IP00. Loi này thng t trong nhà có ngi trông coi và không cho ngi ngoài n gn. - Kiểu bảo vệ Có trang b bo v chng s tip xúc ngu nhiên các b phn quay hay mang in, bo v các vt  ngoài hoc nc ri vào theo các góc  khác nhau. Loi này thng là t thông gió. Theo cp bo v thì kiu này thuc các cp bo v t IP11 n IP33 - Kiểu kín Là loi máy mà không gian bên trong máy và môi trng bên ngoài máy c cách ly. Tùy theo mc  kín mà cp bo v là t IP44 tr lên. Kiu kín thng là t thông gió bng cách thi gió  mt ngoài v máy hay thông gió c lp bng cách a gió vào trong máy bng ng ng. Thng dùng loi này  môi trng nhiu bi, m t … Kiu bo v c bit nh loi chng n, bo v chng môi trng hóa cht. b) Phân loại theo cách lắp đặt Theo cách lp t máy, ký hiu ch IM kèm theo 4 ch s tip theo.  ây, ch s th nht ch kiu kt cu gm 9 s ánh t 1 n 9 trong ó s 1 ch  bi c lp trên np máy và s 9 ch cách lp t bit. Ch s th hai và ba ch cách thc lp t và hng ca trc máy. S th t ch kt cu ca u trc gm 9 loi ánh s t 0 n 8 trong ó s 0 ch máy có mt u trc hình tr, s 8 ch u trc có các kiu c bit khác. 2. Kết cấu stato của máy điện xoay chiều a) Vỏ máy Khi thit k kt cu v stato phi kt hp vi yêu cu v truyn nhit và thông gió, ng thi phi có   cng và  bn, không nhng sau khi lp lõi st và c khi gia công v. Thng   cng thì   bn. V có th chia làm hai loi: loi có gân trong và loi không có gân trong. Loi không có gân trong thng dùng i vi máy in c nh hoc kiu kín, lúc ó lng lõi st áp sát vào mt trong ca v máy và truyn nhit trc tip lên v máy. Loi có gân trong có c im là trong lúc gia công, tc  ct gt chm nhng ph liu b i ít hn loi không có gân trong. Loi v bng thép tm hàn gm ít nht là hai vòng thép tm tr lên và nhng gân ngang làm thành khung. Nhng dng khác u xut phát t dng c bn ó. b) Lõi sắt stato Khi ng kính ngoài lõi st nh hn 1m thì dùng tm nguyên  làm lõi st. Lõi st sau khi ép vào v s có mt cht c nh vi v  khi b quay di tác ng ca momen in t [...]... xhủ yếu của máy Các chi tiết này khơng tham gia vào q trình biến đổi năng lượng VIII Các tiêu chuẩn đối với động cơ khơng đồng bộ rơto lồng sóc 1 Tiêu chuẩn về dãy cơng suất Hiện nay các nước đã sản xuất động cơ điện khơng đồng bộ theo dãy tiêu chuẩn Dãy động cơ điện khơng đồng bộ cơng suất từ 0,55 kW đến 90kW ký hiệu K theo tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994: Cơng suất (kW): 0, 55/ 0, 75/ 1, 1/ 1, 5/ 2, 2/... nguyenvanbientbd47@gmail.com Và hệ số cơng suất: cosϕ = 0,88 - Bội số momen cực đại: Tra bảng 10-10 (trang 268 TKMĐ) bội số momen cực đại mmax của dãy động cơ 3K ta chọn: mmax = M max = 2,2 M đm - Bội số momen khởi động: Theo bảng 10-11 (trang 271 TKMĐ) bội số momen khởi động dãy động cơ điện 3K ta chọn: mk = Mk = 1,4 M đm -Bội số dòng khởi động: Tra bảng 10-12 (trang 271 TKMĐ) bội số dòng khởi động dãy động cơ điện 3K... điện áp, thêm điện trở phụ vào mạch rơto hoặc nối cấp), hay dùng rơto có rãnh sâu, rơto lồng sóc kép để hạ dòng khởi động, đồng thời tăng momen mở máy - Chế tạo rơto có khe hở thật nhỏ để hạn chế dòng điện từ hóa và nâng cao hệ số cơng suất IV Nhận xét Mặt dù có nhiều khuyết điểm nhưng động cơ khơng đồng bộ rơto lồng sóc có những ưu điểm mà những động cơ khác khơng có được và quan trọng nhất là đơn... việc ngắn hạn lặp lại IX Trình tự thiết kế Trang-15 - Luận Án Tốt Nghiệp nguyenvanbientbd47@gmail.com Thôg sốban đầ n u λ Xá đò kích thướ cơ bả c nh c n Thiế kếStato t Thiế kếRô t to Tính toá mạ h từ n c Mmm Mđm KZ Tính toá thôg sốdâ n n y KE Tính toá tổ hao n n Đặ tính là việ c m c Imm Iđm Mmax Mđm Đặ tính mởmá c y Tính toá nhiệ n t Tính toá cơ n Tính toá thôg gió n n Tính toá vậ liệ n t u Trang-16 -... Đối với động cơ điện rơto dây quấn, khi khởi động có biến trở động Rk nối với mạch rơto nên dòng điện khởi động khơng vượt q(1 – 1,5)* Iđm, do đó khơng cần xét đến các hiện tượng trên và coi như tham số khơng đổi Đối với động cơ rơto lồng sóc, khi khởi động thường đóng trực tiếp động cơ vào lưới điện với , điện áp định mức, vì vậy dòng điện khởi động lớn (4 – 7)*Iđm làm cho điện kháng x1, x2 và , r2... PHẦN II THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA RƠTO LỒNG SĨC Các thơng số ban đầu - Cơng suất định mức: Pđm = 15 kW - Điện áp định mức: Uđm = 380/220V - Tần số định mức: fđm = 50Hz - Cách đấu dây: Y/∆ - Tốc độ đồng bộ: n1 = 1500 vòng/phút - Số cực từ: p= 60 f 60 * 50 = =2 n đm 1500 - Kiểu máy: Máy kiểu kín -Cấp bảo vệ: IP44 - Cấp cách điện: Cách điện cấp F - Chế độ làm việc: Liên tục - Kết cấu... thể hiện trình độ sản xuất, trang bị máy cơng cụ sản xuất - Khoảng cách chân đế (giữa các lổ bắc bulon) VI Phương pháp thiết kế - Thiết kế đơn chiết: một cấp cơng suất (trong phạm vi luận văn, chọn phương pháp thiết kế này) -Thiết kế dãy: nhiều cơng suất Mặt dù cùng một cở lõi sắt, nhưng chiều dài khác nhau nên cơng suất khác nhau VII Nội dung thiết kế Thiết kế điện từ: - Xác định kích thước chủ yếu... Dùng giá đỡ liền vành ép sẽ dể dàng cho việc đai đầu dây cho khỏi văng ra khi quay Rơto máy điện khơng đồng bộ thường có rãnh nữa kín và dùng nêm cố định dây trong rãnh CHƯƠNG 2 NHỮNG VẤN DỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ RƠTO LỒNG SĨC I Ưu diểm - Kết cấu đơn giản nên giá thành rẻ - Vận hành dể dàng, bảo quản thuận tiện - Sử dụng rộng rãi và phổ biến trong phạm vi cơng suất nhỏ và vừa - Sản xuất... giá thành rẻ Thực tế động cơ khơng đồng bộ rơto lồng sóc được áp dụng rộng rãi, chiếm số lượng 90%, về cơng suất chiếm 55% V Tiêu chuẩn sản suất động cơ - Tiêu chuẩn về dãy sản suất: Chuẩn hóa dãy cơng suất của động cơ phù hơp với trình độ sản xuất của từng nước Dãy cơng suất dược sắp xếp theo chiều tăng dần - Tiêu chuẩn về kích thước lắp đặt: - Độ cao tâm trục h: lắp đặc được đồng bộ, thể hiện trình... việc: Liên tục - Kết cấu rơto: Rơto lồng sóc - Chiều cao tâm trục: Tra Bảng IV 2, phụ lục IV (trang 602 TKMĐ) chiều cao tâm trục theo dãy cơng suất của động cơ điện KĐB rơto lồng sóc 4A (Nga) kiểu IP44 cấp cách điện F là: h = 160mm - Hiệu suất và hệ số cơng suất: Tra Bảng 10-1 (trang 228 TKMĐ) hiệu suất và cosϕ dãy động cơ điện KĐB 3K ứng với cơng suất Pđm=15 kW và tốc độ nđb=1500 vòng/phút ta chọn . động cơ điện không đồng bộ trong quá trình khởi động. ................................. 23 PHẦN II. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA RÔTO. thước cơ bảnλThông số ban đầuThiết kế StatoThiết kế RôtoTính toán mạch t Tính toán thông số dâyTính toán tổn haặc tính làm việcĐặc tính mở máyTính toán

Ngày đăng: 05/12/2012, 10:29

Xem thêm: Thiết kế và tính toán động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc, Thiết kế và tính toán động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc, Stato phần tĩnh Stato bao gồm vỏ máy, lõi thép và dây quấn., Ưu diểm - Kết cấu đơn giản nên giá thành rẻ. Biện pháp khắc phục - Hạn chế vận hành non tải. Nội dung thiết kế Thiết kế điện từ:, Cấp cách điện - Dãy A02: cấp E, B, Chế độ làm việc Gồm có các chế độ làm việc sau:, Thiết kế stato 1. Dây quấn stato, . THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA RƠTO LỒNG SĨC 1. KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 1. Số đơi cực, Kết cấu stato của vỏ máy điện xoay chiều a Vỏ máy Bước rãnh stato Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh u, Số vòng dây nối tiếp của một pha Tiết diện và đường kính dây dẫn - Theo hình 10-4 trang 237 TKMĐ chọn tích số:, Hệ số dây quấn Hệ số bước ngắn k Từ thơng khe hở khơng khí Ф Mật độ từ thơng khe hở khơng khí B Sơ bộ định chiều rộng của răng b’ Sơ bộ chiều cao của gơng stato h Kích thước rãnh và cách điện h Diện tích rãnh trừ nêmS’, Chiều cao gơng stato Khe hở khơng khí Đường kính ngồi rơto D’ D’ = D- 2δ = 18 – 20,05 = 17,9 cm Bước răng rơto t Sơ bộ định chiều rộng của răng rơto b’ Đường kính trục rơto D Dòng điện trong thanh dẫn rơto I Dòng điện trong vòng ngắn mạch I Tiết diện than, Kích thước rãnh rơto và vòng ngắn mạch Chiều cao vành ngắn mạch h Đường kính trung bình vành ngắn mạch D Bề rộng vành ngắn mạch b Diện tích rãnh rơto S Bề rộng răng rơto ở 13 chiều cao răng Làm nghiên rãnh ở rơto b Dùng thép KTĐ cán ngi 2211 3. Sức từ độn, Sức từ động trên răng stato F Mật độ từ thơmg ở răng rơto B Sức từ động trên răng rơto F Hệ số bão hòa răng k Mật độ từ thơng trên gơng stator B Cường độ từ trường ở gơng stator H Chiều dài mạch từ ở gơng stator L Sức từ động ở gơng stator F Mật độ từ th, Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stator L Chiều dài dây quấn một pha của stator L Điện trở tác dụng của dây quấn stator r Điện trở tác dụng của dây quấn rơto r Điện trở vòng ngắn mạch r Điện trở rơto r Hệ số quy đổi γ Điện trở rơto đã quy đổi r’ Hệ số, Hệ số từ tản phần đầu nối λ Hệ số từ dẫn tản của stator Σ Điện kháng dây quấn stator x Hệ số từ dẫn tản rãnh rơto λ Hệ số từ dẫn tản tạp rơto Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối Hệ sốtừ tản do rãnh nghiên Hệ số từ tản rơto Σ Điện kháng tản dây quấn rơto x Điện, Trọng lượng gông từ stato G Tổn hao đập mạch trên răng rôto Tổn hao cơ Tổn hao không tải P, Thành phần phản kháng của dòng điện ở chế độ đồng bộ I Thành phần tác dụng của dòng điện ở chế độ đồng bộ Sức điện động E Hệ số trượt định mức Hệ số trượt tại momen cực đại Bội số momen cực đại, Dòng điện khởi động Bội số momen khởi động, Nhiệt trở trên mặt lõi sắt stator Nhiệt trở phần đầu nối dây quấn stator Nhiệt trở bề mặt ngoài vỏ máy, Nhiệt trở trên lớp cách điện rãnh Độ chênh nhiệt của vỏ máy với môi trường θ Độ tăng nhiệt của dây quấn stato, Lượng khơng khí tiêu hao cực đại Q, Chọn kích thước trục a Đường kính trục