Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44, Thiết kế động cơ không đòng bộ ba pha rôto lòng sóc kiểu kín IP44
1 I - NHIM V THIT K Thit k ng c khụng ũng b ba pha rụto lũng súc kiu kớn IP44 ,cỏch in cp B ,ch lm vic lien tc , ch tiờu k thut theo TCVN 1987 94 , vi cỏc thong s ban u nh sau : Cụng sut nh mc : Pm = 3,0 KW in ỏp nh mc : Um Y/ = 380/220 V Tc ng b : nm = 1000 vũng/phỳt Tn s fm = 50 HZ Hiu sut = 0.81 Kớ hiu chiu di ca dõy : M S dõy qun stator Y/ H s cụng sut : cos = 0.76 S ụi cc t : p = 60f/nm = 60*50/ 1000 = II: XáC ĐịNH KíCH THƯớC CHủ YếU Đối với động điện không đồng đờng kính (D) chiều dài lõi thép (l) stato kích thớc chủ yếu Những kích thớc đợc tính chọn sở đảm bảo cho động đợc chế tạo có tính kinh tế cao, đồng thời có tính phù hợp thoả mãn tiêu kỹ thuật mà nhà nớc qui định Tính kinh tế động không vật liệu sử dụng để chế tạo mà xét đến trình chế tạo nhà máy Chọn kích thớc chủ yếu phải phù hợp với điều kiện công nghệ nh khuôn dập, vật đúc, chi tiết gia công khí, chi tiết tiêu chuẩn hoá Tuy nhiên phạm vi thiết kế mụn hc, công việc tính chọn kích thớc chủ yếu động dựa sở đảm bảo thoả mãn tiêu chuẩn kỹ thuật mà nhà nớc qui định Khi tính toán D l phải dựa vào số đợc gọi số máy điện (hằng số Arnold) đợc biểu diễn công thức sau: CA = D l n 6,1.10 = k S k d A.B p D l tỉ lệ định trọng lợng giá thành, đặc tính kinh tế kỹ thuật nh độ tin cậy làm việc động Vì việc xác định kích thớc chủ yếu D l khâu việc thiết kế Từ số máy điện ta thấy D l phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: tốc độ đồng bộ, công suất điện từ, tải điện từ vật liệu tác dụng Để xác định D l trớc tiên ta cần xác định yếu tố Số đôi cực từ (p) - Ta có hệ số kD phụ thuộc vào số đôi cực Vì để chọn k D ta phải tính số đôi cực - Số đôi cực từ: p= 60.f1 n1 = 60.50 1000 = Trong đó: f1: Tần số định mức n1: Tốc độ đồng - Số cực máy : 2p = x =6 (cực) Xác định đờng kính lõi thép stato (Dn): -Khi xác định kết cấu động không đồng đờng kính D Dn stato có mối quan hệ định theo hệ số KD = D Dn Quan hệ phụ thuộc vào số đôi cực Mặt khác, đờng kính Dn có liên quan đến chiều rộng cuộn tôn kỹ thuật điện chiều cao tâm trục máy h đợc tiêu chuẩn hóa - Trớc hết ta xác định đờng kính Dn theo chiều cao h - Theo bảng IV.1 phụ lục IV dãy công suất, chiều cao tâm trục động roto lồng sóc kiểu IP44 theo tiêu chuẩn TCVN - 1987- 1994 TL[1], Với P = 3(kW), 2p = ta chọn h = 112 (mm) - Với h = 112 (mm) theo bảng 10.3 TL[1], ta chọn đờng kính stato tiêu chuẩn Dn = 19,1 (cm) Đờng kính stato (D) Đờng kính stato xác định theo công thức : D = kD.Dn Theo bảng 10.2 TL[1] , với 2p =6, chọn kD = 0,7 +Với Dn = 19,1 (cm) D = k D ì Dn = ( 0,7 ữ 0,72 )x 19,1 Chọn D = 13,5 (cm) = (13,37ữ13,752) (cm) Công suất điện từ tính toán (P) ữ 0,72 P' = k E Pdm cos kE hệ số quan hệ điện áp đặt vào sức điện động sinh động cơ, ứng với Dn = 19,1cm 2p = theo hình 10 -2 TL[1] tra đợc kE = 0,957 ,cos ,n hiệu suất,hệ số công suất tốc độ đồng Với Dn =19,1 Tra bảng 10.1,TL [1] ta đợc : = 81% , cos = 0,76 Suy ra: P/ = k E P cos = 0,957 ì 0,81 ì 0,76 = 4,6637 (KW) Chiều dài tính toán lỏi sắt ( l ): l = Với : 6,1.10 7.P / k s k d A.B D n : hệ số xung cực từ k s : hệ số sóng kd : Hệ số dây quấn A: Tải đờng B : Mật độ từ cm khe hở không khí + Mà ks phụ thuộc vào mức độ bão hoà k Z mạch từ + Sơ chọn : kd=0,92.Ly = 0,85 kS = 1,11; kZ =1,24 (Theo hình 10-2a TL[1].) + A B phụ thuộc vào Dn , 2p Việc chọn A , B có ảnh hởng lớn đến kích thớc chủ yếu D , l máy điện Đứng mặt tiết kiệm vật liệu nên cho A B lớn, A B lớn tổn hao đồng thép tăng lên làm động nóng, ảnh hởng đến tuổi thọ máy.Do chọn A B cần xét đến chất liệu vật liệu sử dụng, sử dụng vật liệu sắt từ tốt ( có tổn hao hay độ từ thẩm cao ) chọn A lớn Ngoài ra, tỉ số A B ảnh hởng đặc tính làm việc khởi động động A đặc trng cho mạch điện B đặc trng cho mạch từ Với 2p=6 , Dn =19,1 theo hình 10.3a TL[1] tra đợc: B = 0,86 (T) A = 265 (A/cm) n : Tốc độ đồng n =1000 (vòng / phút): tốc độ đồng động - Do chiều dài lõi sắt stato là: l = 6,1 ì 107 ì 4,6637 0,85 ì 1,11 ì 0,95 ì 265 ì 0,86 ì 13,52 ì 1000 = 7,6416 (cm) Lấy l = 7,6 (cm) Bớc cực ( ) Bớc cực đợc xác định theo công thức : = .D 2p = 3,14 ì 13,5 = 7,065 (cm) Vì l = 7,6cm) chiều dài lõi sắt ngắn, việc tản nhiệt không khó khăn nên lõi sắt ép thành khối, chiều dài tính toán lõi sắt phần ứng khe hở không khí chiều dài lõi sắt Vậy chiều dài lõi sắt stato rôto là: l1 = l2 = l = 7,6(cm) Cũng giống nh động khác, nên việc chọn kích thớc chủ yếu D l cho động nhóm trị số Vì thiết kế phảI ăn vào tình trạng sản xuất mà tiến hành so sánh phơng án cách toàn diện để đợc phơng án kinh tế hợp lý Quan hệ D l đợc biểu thị quan hệ: - Hệ số kinh tế: = l = l = 7,6 7,065 = 1,075 Trong dãy động không đồng roto lồng sóc kiểu IP44 cấp cách điện B, với động P = 3kW, 2p = có đờng kính Dn (nghĩa chiều cao tâm trục h) có động P = 2,2 kW, 2p = Ta có hệ số tăng công suất máy Do 2, = l = = 1,364 2,2 máy có công suất P = 2,2kw, 2p = là: 2, = = 1,364.1,075 = 1,4663 Theo hình 10 3a TL[1] 2,2 nằm phạm vi kinh tế nên ta chọn thông số hợp lý Dòng điện pha định mức (I1) Dòng điện pha định mức máy đợc xác định theo công thức sau: I1 = P.10 3.U cos U1: điện áp pha lới U1= 220 (V) P, , cos : công suất , hiệu suất hệ số công suất máy P = (kW) = 81 % Cos = 0,76 Thay vào: I1 = 3.103 3.220.0,81.0,76 = 7,384 (A) Túm li cỏc thụng s c bn ca ng c gm: ng kớnh : D= 13,5 cm ng kớnh ngoi : Dn = 19,1 cm Cụng sut tớnh toỏn ca lừi st : l = 7,6 (cm) Bc cc : = 7,065 (cm) Dũng in pha nh mc : I1 = 7,384 (A) III : XáC ĐịNH DÂY Quấn, RãNH STATO Và KHE Hở,KHÔNG KHí *Chọn rãnh stato thiết kế dây quấn stato cần phải xác định số rãnh pha dới cực từ (q1), thờng ta lấy q1 = ữ động có công suất nhỏ Chọn q1 nhiều hay ảnh hởng đến số rãnh stato (Z1) Số rãnh không nên nhiều, nh diện tích cách điện chiếm chỗ so với rãnh nhiều hơn, hệ số lợi dụng rãnh đi, mặc khác phơng diện độ bền yếu làm dây quấn phân bố không bề mặt lõi thép, nên sức từ động phần ứng có nhiều sóng bậc cao, khó chọn hệ số dây quấn thích hợp để triệt tiêu sóng bậc cao Trị số q1 nói chung nên chọn số nguyên nh cải thiện đặc tính làm việc có khả giảm đợc tiếng kêu động Trong thiết kế dãy động điện, thờng ta muốn lợi dụng số khuôn dập rãnh để dập tôn dùng đợc cho nhiều máy khác Vì muốn có trị số q1 phù hợp với động khác nhau, ta chọn q1 tuỳ ý đợc số rãnh stato(Z1): - số rãnh pha dới bớc cực q1 Chọn q1 = - m số pha, m = - Số rãnh stator: Z1 = 2m.p.q1 = 2.3.3.2 = 36(rãnh) Bớc rng stato (t1) t1 = D Z1 = 3,14 ì 13,5 = 1,1775( cm ) 36 Số dẫn tác dụng rãnh (ur1) Số dẫn rãnh xác định theo công thức: u r1 = A.t1 a1 I1 = 265 ì 1,1775 ì = 42 7,384 Chọn a1 = 1: số mạch nhánh song song Lấy ur1 = 42 (vòng) Số vòng dây nối tiếp pha (w1) Số vòng dây nối tiếp pha xác định nh sau: W1 = p.q1.ur1 ì ì 42 = = 252 a1 (vòng) Chọn kích thớc dây dẫn: - Muốn chọn kích thớc dây dẫn trớc hết ta phải chọn mật độ dòng điện J dây dẫn, vào dòng định mức để ta tính tiết diện cần thiết Dựa vào h = 112 (mm), Dn =19,1 (cm), 2p = ta chọn tỉ lệ suất tải nhiệt máy AJ = 1860 A2/cm.mm , theo hình 10.4 TL[1] - Mật độ dòng điện: AJ 1860 = = 7,02( A / mm ) A 265 J1 = - Tiết diện dây sơ bộ: S1/ = I1 7,384 = = 1,052( mm ) a1.n1 J 1 ì ì 7,02 n1 : số sợi ghép song song, chọn n1 = Theo phụ lục VI, bảng VI.1 TL[1] Chọn dây đồng tráng men PET-155 có kích thớc sau đây: + Tiết diện dây: 1,057 (mm2) + Đờng kính dây cha kể cách điện: d = 1,16 (mm) + Đờng kính dây kể cách điện: dcđ = 1,24 (mm) Động có h = 112cm, ta chọn dây quấn lớp bớc đủ đặt vào rãnh kín - Bớc cực : khoảng cách hai cực kế tiếp, tính số rãnh Z1 y1 = = p = -bc ngn dõy qun: = =1 - h s bc ngn = sin =1 - Góc độ điện hai rãnh kề nhau: 36 =6 10 = - Hệ số bớc rãi: p.360 2.360 = = 20 Z1 36 20 sin 2 = = 0,985 kr = 20 q1 sin sin 2 sin q1 - Hệ số dây quấn: kd = kr = 0,985 Từ thông qua khe hở không khí - Từ thông khe hở không khí xác định theo công thức sau: = k E U1 0,957 ì 220 = = 0,00382(Wb) 4.k s k d f1.W1 ì 1,11 ì 0,985 ì 50 ì 252 Mật độ từ thông khe hở không khí ( B ) - Mật độ từ thông khe hở không khí xác định theo công thức: B = .10 0,00382.104 = = 0,83(T ) .l 0,85.7,065.7,6 Sơ định chiều rộng :b'Z - Sơ chiều rộng stato xác định theo công thức sau: bZ/ = B l t1 0,83 ì 7,6 ì 1,1775 = = 0,58( cm ) 1,77 ì 7,6 ì 0,95 B z1 l1 k c Do lõi thép ngắn nên việc tản nhiệt không khó khăn, lõi thép rãnh thông gió hớng kính, chiều dài tính toán lõi thép l chiều dài thực lõi thép stato l1 Bz1: mật độ từ thông stato, ứng với động có chiều cao tâm trục h = ( 50 ữ 132) mm số cực 2p = B Z = (1,75 ữ 1,95)T , ta chọn BZ1 = 1,77T theo bang 10-5b kC: Hệ số ép chặt Hệ số ép chặt lõi cực từ quan hệ chiều dài phần thép với chiều dài thực lõi thép Hệ số phụ 49 k0 = ( 0.05 ữ 0.07 ) : Là hệ số tính đến hoàn hảo chuyển dịch dòng không khí, ta chọn k0 = 0,06 S/ : Diện tich bề mặt bên vỏ máy, bao gồm phần không tiếp xúc với bề mặt lõi thép stato S / = S n + S v = 2. ( Dn / 2) + Dn l ' Dn l (cm ) S = 2.3,14(19,1 / 2) + 3,14.19,1.15,4 3,14019,1.7 = 1076,53(cm ) 9.2.4 Nhiệt trở bề mặt vỏ máy: v S v + S n/ + n// S n// R = / n R = 3 8,35.10 ì 2848 + 4,14.10 ì 336,36 + 1,42.10 3.336,36 R = 0,0389( C / W ) Trong đó: v = k g v' = 2,017.4,14.10 = 8,35.10 g b c 1,2 2,52.10 0,3 kg = + / = + = 2,017 b + c v b + c 0,3 + 1,2 4,14.10 0,3 + 1,2 g = .th( h) = 0,83 ì 4.10 2.th(0,83.1,2) = 2,52.10 = v/ ì 4,14.10 = = 0,83 .b 4.10 ì 0,3 v/ = 3,6 ì d 0, ì Vv0,8 10 v/ = 3,6 ì 0,0133 0, ì 7,19 0,8.10 = 4,14.10 (W / cm C ) Với d : Đờng kính rãnh thông gió 2.h.c 2.1,5.1,2 d= = = 1,33( cm ) h+c 1,5 + 1,2 V V: Tốc độ gió thổi mặt vỏ máy tính đến suy giảm 50% theo chiều dài gân tản nhiệt Đờng kính cánh quạt lấy Dn Vv = 0,5 Dn n 3,14 ì 19,1 ì 1440 = 0,5 = 7,19(m / s ) 6000 6000 n/ = 3,6.d 0, v 0,8 10 = ' = 4,14.10 (W / cm C ) + Hệ số tản nhiệt nắp 'n' lấy hệ số : 50 //n = = 1,42.10 ( W / cm C) + Sv: Diện tích tản nhiệt vỏ máy(kể gân) ( S v = S v' + S g = Dn' l1' + 2.l1' h.n g = 3,14.20,7.15,4 + 2.15,4.40 = 2848 cm ) Dn' = Dn + D = 20,7( cm ) l ' = l1' = l1 + l = 15,4( cm ) ng = 40 : Tổng số gân + Diện tích nắp Sn = Sn"= ( Dn / 2) = 3,14.(31,3 / 2) = 769,05(cm ) b h B54 bb c hhh Hình 9.2 Kích thớc cánh tản nhiệt thân máy + b = (mm) + h = 15 (mm) + c = 12 (mm) 9.2.5 Nhiệt trở lớp cách điện rãnh: Rc = cS = c c : chiều dày c = 0,025(cm) c 0,025 = 0,0211( o C / W ) 1,6.10 2.739,62 lớp cách điện.: Tiết diện truyền nhiệt lớp cách điện Sc = Z1.Cb.l1 = 36 ì 2,935 ì = 739,62(cm ) 51 c = 0,16.10 (W / C) : Hệ số dẫn nhiệt vật liệu cách điện rãnh theo bảng 8.1,TL[1] 9.3 Tính toán nhiệt 9.3.1 Độ chênh nhiệt vỏ máy với môi trờng xung quanh: = (QCu1 + PFe + PR ).R = (323,5 + 72 + 223,4).0,0389 = 24,07( C ) 9.3.2 Độ tăng nhiệt dây quấn stato: R + Rc Qcu1 ( R Fe + Rc ) + PFe R Fe + PR R/ Fe / = R + Rc + Fe Rd + R/ Rd + R + 0,0409 + 0,0211 323,5(0,0409 + 0,0211) + 72 ì 0,0409 + 223,4 ì 0,4222 0,0194 + 0,4222 = + 24,07 0,0409 + 0,0211 1+ 0,0194 + 0,4222 = 55,86( C ) + Độ tăng nhiệt độ lõi thép stato p Fe R Fe + ( ) FE = Fe = R 1+ c R Fe + 72.0,0409 + ( 55,86 24,07 ) + 24,07 = 46,93 o C 0,0211 1+ 0,0409 ( ) *Kết luận : Độ chênh nhiệt vỏ máy với môi trờng xung quanh , độ tăng nhiệt dây quấn stato thoã mãn yêu cầu cho phép theo trang 104,TL[1] độ chênh nhiệt cho phép 750C ứng với cấp cách điện B 52 CHƯƠNG 10 : TíNH TOáN CƠ 10.1 Đại cơng Ngoài việc phải chịu toàn trọng lợng roto, trục phải chịu momen xoắn mômen uốn tính chất truyền động tải Trục chịu lực hớng trục thờng lực kéo nh động kiểu trục đứng Ngoài tải phải ý đến lực từ phía khe hở không sinh Cuối trục phải chịu lực sụ cân động sinh ra, vợt tốc độ giới hạn +Việc tính toán động không đồng tính toán trục +Khi thiết kế trục cần phải đảm bảo yêu cầu sau: - Phải có đủ độ cứng vững để tránh sinh độ võng lớn làm chạm roto với stato - Tốc độ giới hạn trục phải khác nhiều với tốc độ lúc máy làm việc bình thờng - Phải có đủ độ bền tất tiết diện trục máy làm việc, kể lúc cố ngắn mạch 10.2 Kích thớc trục mặt cắt b-b' mặt cắt c-c' mặt cắt a-a' 53 Hình 10.1 kích thớc trục roto 10.2.1 Tính độ võng trục: - Trên trục, lực tác dụng trọng lợng G thân lõi sắt dẫn roto sinh có lực tác dụng phận khác Và lực tác dụng chổ khác nhng để đơn giản hoá tính toán ta coi nh lực tác dụng lên vị trí lõi sắt roto - Tổng trọng lợng roto: G = 6,3.D / l 10 = 6,3 ì 12,24 ì 7.10 = 6,6(kg ) - Mômen xoắn đầu trục định mức: M x = 97500 - Lực kéo đầu trục: P2 = 97500 = 195( kg.cm) n 1500 Mx 195 = 1,8 = 70,2( Kg ) R0 10 / P = k2 + k2 = 1,8: Hệ số truyền động bánh đai hình thang , ta chọn bánh đai kiểu k4.2 theo bảng XI-4, TL[1] + R = D/2: Bán kính bánh đai + Tính Sa, Sb, S0 theo bảng sau: Phần bên trái trục Tiết dI điện (cm) 1b 2b 3,7 jI (cm ) 3,97 9,19 yI y I3 y I3 y I31 (cm) (cm ) (cm ) 0,8 0,512 9,7 912,6 73 0,512 y I3 y I31 y I2 JI (cm ) (cm ) y I2 y I21 (cm ) y I2 y I21 JI (cm ) ,0128 0,64 0,64 0,161 912,67 99,20 94,0 93,45 10,16 Phần bên phải trục Tiết diện d I (cm) j I (cm ) x I (cm) 1a 2a 3,7 3,974 9,195 0,8 9,7 x I3 (cm ) xI3 xI3 (cm3 ) 0,512 0,512 912,673 912,161 y I y I = 10,324 So = JI (cm-1) x 3I x 3I1 (cm ) JI 0,128 99,201 54 Sa= x I x I = 99,329 (cm-1) i Với Sb= y I y I = 99,329 (cm-1) JI JI = ì d I4 64 - Độ võng trục fG trọng lợng roto gây nên tiết diện 1-1: ( ) G S b a + S a b 2 3E.l 6,6 fG = 99,329.10,5 + 99,329.10,5 3.2,1.10 6.19,4 f G = 0,00006(cm) fG = ( ) E = 2,1.10 (kg / cm ) :Môđun đàn tính thép - Độ võng fP lực đầu trục P gây nên tiết diện 1-1 : P.l dt fP = [ (1,5.l.S S b ).a + b.S a ] 3E.l fP = 70,2.9,4 [ (1,5 ì 19,4 ì 10,324 99,329).10,5 + 10,5 ì 99,329] ì 2,1.10 19,4 = 0,00087(cm) - Độ lệch tâm ban đầu: e0 = 0,1 + f G + f P = 0,1 ì 0,03 + 0,00006 + 0,00087 = 0,00393(cm) - Lực từ phía ban đầu: Q0 = 3D ' l e0 0,00393 = ì 12,3 ì = 33,8(kg ) 0,03 - Độ võng fM lực từ phía gây tiết diện 1-1 : fM = f0 0,0003 = = 0,00032(cm) m 0,076 fo = fG m= Q0 0,00006.33,8 = = 0,0003 (cm) G 6,6 f0 0,0003 = = 0,076(cm) eo 0,00393 - Độ võng tổng tiết diện 1-1 : f = f G + f P + f M = 0,00006 + 0,00087 + 0,00032(cm) = 0,00125(cm) 55 * Nhận xét: Độ võng 4,16% < 10% nên cho phép (đối với động điện không đồng bộ) 10.2.2 Tốc độ giới hạn: n gh = 300 m 0,076 = 300 = 37229 (vòng/phút) fG 0,00006 *Nhận xét: Tốc độ cao hẳn tốc độ định mức máy nên độ cứng trục đạt yêu cầu 10.2.3 Tính độ bền trục: * Kiểm nghiệm tiết diện đoạn c - Kiểm nghiệm tiết diện đoạn 1-c: + Mômen uốn: M 1c = k P.l1c = 2,5.70,2.7,2 = 1263(kg.cm) Với k = 2,5: Hệ số tải động làm viẹc đièu kiện nặng nề l1c = z1= 7,2 (cm): Chiều dài bánh đai hình thang + Mômen kháng uốn: 3 W1c = 0,1( d 1c ) = 0,1.( 2,5) = 1,5625(cm ) d1c = 2,5(cm): Đờng kính tiết diện 1- c trừ chiều sâu lổ then + ứng suất kéo trục tiết diện 1- c: = = M 12c + ( k M x ) W1c 1263 + ( 0,8.2,5.195) 1,5625 = 823,6(kg / cm ) Với = 0,8 : Hệ số ứng suất uốn ứng suất xoắn cho phép động quay thuận nghịch * Kiểm nghiệm tiết diện đoạn b trục: - Phản lực B ổ trục B: a c B = ( G + Q) + p l l 10,5 70,2 ì 5,2 B = ( 6,6 + 36,58) + = 39(kg ) 21 21 Với: Q= Q0 33,8 = = 36,58(kg ) m 0,076 - Kiểm nghiệm tiết diện 1-b: 56 + Mômen uốn: M 1b = k P.l p + B.l b = 2,5.70,2.6 + 39.0,8 = 1084(kg.cm) +lp :Chiều dài từ điểm tác dụng lực P đến tiết diện - b: lp = z3 + y1 = 5,2 + 0,8 = (cm) + Mômen kháng uốn: 3 W1b = 0,1( d 1b ) = 0,1.( 3) = 2,7(cm ) + ứng suất tiết diện 1-b: = M 12b + k M x W1b 1084 + 2,5.0,8.195 = = 414(kg / cm ) 2,7 * Kiểm nghiệm tiết diện đoạn A trục: - Phản lực A ổ trục A : b c A = ( G + Q) + p l l 10,5 5,2 A = ( 6,6 + 36,58) + 70,2 = 39(kg ) 21 21 - Kiểm nghiệm tiết diện 1-a : + Mômen uốn: M 1a = A.l1a = 39.0,8 = 31,2(kg.cm) +l1a :Chiều dài từ điểm tác dụng lực A đến tiết diện - a : l1a = x1 = 0,8 (cm) + Mômen kháng uốn: 3 W1a = 0,1( d 1a ) = 0,1.( 3) = 2,7(cm ) + ứng suất tiết diện 1-a : = M 1a 31,2 = = 11,55(kg / cm ) W1a 2,7 - Kiểm nghiệm tiết diện 2-a : + Mômen uốn: M a = A.l a = 39.10,5 = 409,5(kg.cm) +l2a :Chiều dài từ điểm tác dụng lực A đến tiết diện - a: l2a = x2 = 10,5 (cm) + Mômen kháng uốn: 3 W2 a = 0,1( d a ) = 0,1.( 3,7 ) = 5,0653(cm ) 57 + ứng suất tiết diện 2-a: = M 2a 409,5 = = 80,84(kg / cm ) W2 a 5,0653 * Nhận xét: Thép dùng để chế tạo trục đợc chọn thép CT45 có ứng suất cho phép cp = 12(kg / mm ) Mà theo tính toán ứng suất tiết diện nhỏ cp Nên ứng suất tiết diện đạt yêu cầu cho phép 10.3.Quy trình gia công trục 10.3.1.Yêu cầu qui trình gia công trục + Đảm bảo kích thớc ghi vẽ + Tất mặt trục bậc đồng tâm song song với đờng tâm trục + Trong trình gia công, chỗ phối hợp trục vào ổ bi, trục lõi thép, trục chi tiết khác phải đạt độ bóng tiêu chuẩn 10.3.2 Phơng pháp gia công trục Gia công trục đợc tiến hành theo bớc sau: +Bớc 1: +Nhận phôi trục + Khoan lỗ định tâm + Bớc 2: + Định vị trí trục máy tiện nhờ lỗ định tâm hai đầu trục + Tiến hành gia công bậc thang theo yêu cầu thiết kế + Dùng phơng pháp mài để đảm bảo độ bóng mặt trụ theo yêu cầu + Bớc 3: + Dùng phay gia công rãnh theo yêu cầu thiết kế 10.4 ổ bi Đối với động loại vừa nhỏ dùng gối trục ổ bi ổ bi có đặc điểm sau: Kích thớc nhỏ gọn, độ mòn không lớn, đảm bảo khe hở động điện, bảo dỡng đơn giản, tổn hao ma sát nhỏ, rẻ tiền Để giữ mỡ bôi trơn ổ bi, để mỡ khỏi chảy ra, ta dùng ổ bi có nắp chặn mỡ hai đầu 58 - Tra phụ lục XII sách hớng dẫn thiết kế máy điện Ta chọn ổ bi ký hiệu 206 có số lực làm việc C = 22000 n = 13000 vòng/phút Kích thớc ổ bi : d / D / B / r = 30 / 52 / 16 / 1,5 (mm) - Để đơn giản, ta chọn ổ bi đầu trục tải cuối trục tải giống CHƯƠNG 11 : KếT CấU Động không đồng roto lồng sóc Mặc dù kích thớc phận vật liệu tác dụng đặc tính động phụ thuộc phần lớn vào tính toán điện từ tính toán thông gió giải nhiệt nhng có phần liên quan đến kết động Thiết kế cấu phải đảm bảo cho động gọn nhẹ, thông gió tản nhiệt tốt mà có độ cứng vững tốt có độ bền định Thờng vào điều kiện làm việc động để thiết kế kết cấu thích hợp, sau tính toán phận để xác định độ cứng vững độ bền chi tiết động Vì thiết kết cấu phần quan trọng thiết kế động điện + Động điện có nhiều kết cấu khác nhau, sỡ dĩ nh nhiều nguyên nhân sau: + Các động có công dụng khác nên yêu cầu kết cấu khác nhau: - Công suất động - Tốc độ quay động - Cách thức thông gió bảo vệ - Vật liệu kết cấu công nghệ chế tạo + Các nguyên tắc chung để thiết kế kết cấu: - Đảm bảo độ tin cậy động lúc làm việc - Đảm bảo bảo dỡng máy thuận tiện - Đảm bảo chế tạo đơn giản + Kết cấu động gồm chi tiết sau: 11.1 vỏ máy Là chi tiết kết cấu máy điện Trên vỏ có lõi sắt stato Hai đầu dùng để cố định nắp máy.Vì yêu cầu thiết kế vỏ máy có đủ độ bền cứng để gia công chế tạo vận hành không bị biến dạng Đối với động không đồng yêu cầu quan trọng khe hở không khí nhỏ, cần biến dạng 59 chất lợng máy giảm, có gây nên tợng stato chạm vào roto Tuy vậy, vỏ máy khó tính xác nên thờng dựa vào kinh nghiệm sản xuất để thiết kế Chiều dày vỏ đợc chọn theo kinh nghiệm sản xuất ,ta chọn chiều dày vỏ mm Để thoã mãn độ cứng, độ bền giảm rung ta dùng gang để đúc vỏ Để lực uốn nắp động bị giãn nỡ nhiệt ta chọn kiểu phối hợp gờ miệng nắp gờ miệng thân Việc gia công thân máy phải thoã mãn yêu cầu gia công công nghệ( phải đảm bảo kích thớc tiêu chuẩn) Các lỗ chân bắt bulong phải vị trí để đảm bảo tính xác lắp động cơ, đồng thời phải bố trí thuận tiện để việc tháo lắp sửa chữa đợc tiến hành cách dễ dàng Hai gờ miệng thân hai đầu đờng kính thân phải đồng tâm Độ ôvan đờng kính thân phải nằm phạm vi cho phép khe hở không khí Mặt phẳng chân phải song song với trục máy Việc gia công thân tiến hành theo phơng pháp : Lấy đờng kính làm chuẩn Lấy mặt phẳng chân làm chuẩn Trong thực tế , xuất phát từ độ đồng tâm cao, chiều dày vỏ máy đều, ta thờng lấy đờng kính làm chuẩn 11.2 nắp máy Tác dụng nắp máy bảo vệ đầu dây quấn đỡ ổ trục Vì nắp phải có độ bền cứng chắn đợc rung làm việc Tuy khó dùng công thức để xác định chiều dày nắp chủ yếu dựa vào kinh nghiệm sản xuất Đối với động thiết kế, ta chọn chiều dày nắp mm Vật liệu nắp làm từ gang Hai nắp trớc sau giống Nắp đợc cố định vỏ bulong Để việc gia công thuận tiện ta đúc gờ công nghệ vỏ Những yêu cầu công nghệ gia công nắp : - Đảm bảo độ đồng tâm rôto stato lắp ghép,vì gia công phải đảm bảo gờ miệng nắp đờng kính buồng ổ bi phải đồng tâm - Đảm bảo độ song song, độ vuông góc gờ miệng nắp với trục - Đảm bảo độ đồng tâm buồng ổ bi - Gờ miệng nắp phải phối hợp với thân buồng ổ bi - Mặt bên gờ nắp phải phẳng để lắp vào thân không bị gập ghềnh Phơng pháp gia công nắp tiến hành phơng pháp lần cặp Do động có khe hở không khí bé nên yêu cầu độ 60 đồng tâm cao Nắp đợc gia công máy tiện , mâm cặp máy tiện đợc cặp vào gờ công nghệ Quy trình gia công nắp: - Dùng mâm cặp cặp vào gờ công nghệ - Gia công thô miệng nắp, buồng chứa ổ bi mặt đầu nắp - Gia công miệng gờ nắp - Các lổ nắp đợc khoan xác phối hợp lỗ vỏ máy - Sau gia công xong, nắp đợc cân động tĩnh để đảm bảo máy đối xứng 11.3 Lõi thép stato roto Để xác định kích thớc chuẩn ta dùng phơng pháp cân khối lợng, phơng pháp đơn giản nhng xác Để ép lõi thép stato ta dùng đờng kính làm chuẩn, có rảnh định vị Sau ép lõi thép xong lõi thép đợc đai gông thép dày 2,5mm, rộng10mm dập hình V để tăng độ cứng Hai đầu gông đợc gập vào hai đầu mép hai thép đầu Đối với roto, sau cân xác số lợng thép cần ép, dùng máy ép thuỷ lực ép thép đến đạt chiều dài theo yêu cầu, đem nung nóng đến nhiệt độ yêu cầu, đem đúc nhôm bàng phơng pháp áp lực, sau ép trục vào roto CHƯƠNG 12 : TRọNG LƯợNG VậT LIệU TáC DụNG Và CHỉ TIÊU Sử DụNG 12.1 Trọng lợng vật liệu +Trọng lợng thép silic cần chuẩn bị GFe = (Dn + ) l1.kc Fe 10 GFe = (19,1 + 0,445) ì 0,95 ì 7,8.10 GFe = 19,814 (kg) +Trọng lợng dồng dây quấn stato - Khi không tính cách điện: GCu = Z1 ur1.n1.ltb.S1 Cu 10 GCu = 36 ì 40 ì ì 0,9027 ì 23,04 ì 8,9.10 GCu = 2,665 (kg) - Khi kể cách điện: GCu = d cd .G 'Cu 0,867 + 0,124 ì d 61 GCu = 1,16 ì 2,665 0,867 + 0,124 ì 1,08 GCu = 2,715 (kg) +Trọng lợng nhôm dẫn: Gtd = Z S td l Al 10 Gtd = 28 ì 81,85 ì ì 2,6.10 Gtd = 0,417 (kg) +Trọng lợng nhôm vành ngắn mạch: Gv = Dv S v Al 10 Gv = ì 3,14 ì 9,94 ì 230 ì 2,6.10 Gv = 0,373 (kg) +Trọng lợng nhôm rôto: GAl = Gtd + Gv = 0,417 + 0,373= 0,79 (kg) 12.1.Tính toán tiêu kinh tế vật liệu tác dụng - Thép kỹ thuật điện: gFe = G Fe = 19,814 = 6,604 (kg/kW) P - Đồng: gCu = GCu = 2,715 = 0,905 (kg/kW) P - nhôm: gAl = G Al 3,79 = = 0,263 P (kg/kW) 62 CHƯƠNG 13 : tính chọn bulong treo 13.1 Tổng trọng lợng máy Với: G = G Fe + GCu + G Al + GGang G Fe = 19,814kg GCu = 2,715kg G Al = 0,79kg GGang: Trọng lợng gang chế tạo vỏ, nắp chi tiết phụ Sơ chọn: GGang = 35%( GFe + GCu + GAl ) = 35%( 19,814 + 2,715 + 0,79 ) = 8,161 (kg) Trọng lợng máy sơ bộ: G = 19,814 + 2,715 + 0,79 + 8,161 =31,48(kg) 13.2 Chọn bulong 63 Ta chọn bulong treo có sức nâng cho phép: Kantoàn.G = 3.31,48 = 94,44(kg) Dựa vào phu lục XI,Tl[1], ta chọn bulong M8 có sức nâng cho phép 120kg [...]... loại có tính chất riêng của mình trong việc xác định các đặc tính làm việc và các đặc tính khác của động cơ Dựa vào các điện trở ta có thể xác định các trị số tổn hao của dây quấn của động cơ điện ở chế độ làm việc ổn định cũng nh trong quá trình quá độ Trong thiết kế động cơ điện không đồng bộ roto lồng sóc, việc tính toán điện trở và điện kháng của dây quấn là một vấn đề khó khăn và là một vấn đề quan...11 thuộc vào áp suất ép chặt lõi thép, độ không đồng đều của bề dày lá thép, chiều dày lớp sơn cách điện và chiều dày lõi thép Khi chiều dày lõi thép không quá (14 ữ 15) cm thì không cần phủ sơn Lõi thép stato của động cơ không đồng bộ đợc làm bằng thép kỹ thuật điện dày 0,5mm Ta chọn kC = 0,95 9 Sơ bộ định chiều cao của gông stato (hg1) - Sơ bộ chiều cao của gông xác định nh sau: hg/ 1 = .10... từ hoá phần trăm: Ià 0 0 = Ià I dm 100 = 2,32 100 = 34,43 0 0 6,68 26 CHƯƠNG 5: THAM Số CủA ĐộNG CƠ ĐIệN ở CHế Độ ĐịNH MứC Điện trở và điện kháng là những tham số của động cơ điện không đồng bộ roto lồng sóc Điện kháng đợc xác định bởi từ thông móc vòng với đơn vị dòng điện và tần số Từ thông móc vòng của động cơ trên có thể chia làm hai loại: Từ thông móc vòng cảm ứng tơng hỗ(từ thông chính) và từ thông... xét đến tổn hao năng lợng trong một đơn vị thời gian tức tổn hao công suất Trong tính toán động cơ điện, tổn hao công suất không chỉ dùng để xác định hiệu suất mà còn xác định độ chênh lệch nhiệt độ ở các bộ phận của máy Với động cơ không đồng bộ có các loại tổn hao chính nh sau: + Tổn hao thép trong stato và roto bao gồm tổn hao do từ trễ và dòng xoáy do từ trờng chính sinh ra trong lõi thép Ngoài ra,... động cơ điện không đồng bộ kiểu kín IP44, để đơn giản ta tính toán tổn hao cơ dựa vào công thức kinh nghiệm sau: 2 4 n D Pco = k c 1 n 10 3 1000 10 2 4 1500 19,1 3 Pco = 1. 10 = 0,0299( KW ) 1000 10 Trong đó kc = 1 khi 2p = 4, theo trang 132,TL[1] 6.4 Tổn hao không tải (P0) Tổn hao không tải bao gồm tổn hao sắt và tổn hao cơ, đợc tính nh sau : P0 = PFe + Pcơ = 0,0781 + 0,0299 =... phụ Kết quả của việc nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho phép chọn Z 2 thích hợp có thể hạn chế đợc các mômen phụ, cũng nh mômen gây rung và tiếng ồn Trong những động cơ công suất nhỏ, ta chọn Z2 ... = 7,6 7,065 = 1,075 Trong dãy động không đồng roto lồng sóc kiểu IP44 cấp cách điện B, với động P = 3kW, 2p = có đờng kính Dn (nghĩa chiều cao tâm trục h) có động P = 2,2 kW, 2p = 6 Ta có hệ... làm việc đặc tính khác động Dựa vào điện trở ta xác định trị số tổn hao dây quấn động điện chế độ làm việc ổn định nh trình độ Trong thiết kế động điện không đồng roto lồng sóc, việc tính toán điện... đốt nóng với môi trờng Động không đồng kiểu kín IP44 đợc tính toán nhiệt theo sơ đồ thay hình 9.1 Động có quạt gió thổi vỏ máy qua cánh tản nhiệt đồng thời có gió tuần hoàn động nhờ cánh quạt đặt