Đồ án môn học Đặng Tuấn Dũng Thiết kế Động không đồng pha rôto lồng sóc Phần i : Các thông số định mức - Công suất định mức: Pđm =15 kW - Điện áp định mức: Uđm =380/220 V - Tổ đấu dây: Y/ - Tần số làm việc: f =50 Hz - Số đôi cực: 2p = - Hệ số cosđm = 0,92 - Hiệu suất động dm = 0,875 - Kiểu máy: kín, tự làm mát quạt gió - Chế độ làm việc liên tục - Cấp cách điện: cấp B Tốc độ đồng Từ công thức: p = 60.f 60 f 60.50 ndb = = = 3000 v / f n db p Dòng điện định mức (pha) I 1dm Pdm 10 = m1 U f dm cos dm Trong đó: Hiệu suất động : đm = 0,875 Hệ số công suất I 1dm : cosđm = 0,92 Pdm 10 2,210 = = = 28,23 ( A) m1 U f dm cos dm 3.220.0,875.0,92 Phần II: Kích thớc chủ yếu Thiết kế động không đồng Rôto lồng sóc Đồ án môn học Đặng Tuấn Dũng Công suất tính toán P' = k E Pdm 0,98.15 = = 18,26(kW ) dm cos dm 0,875.0,92 Trong đó: KE =f(p) đợc tra hình 10-2 trang TKMĐ- Trần Khánh Hà Với p=1 ta tra đợc kE =0,98 Đờng kính Stato Đờng kính Stato phụ thuộc vào công suất tính toán P Với chiều cao tâm trục h=160 mm theo bảng 10-3có đờng kính stato theo tiêu chuẩn Dn = 27,2 cm máy có số đôi cực 2p =2 ta có: D = (0,52 - 0,57)Dn Ta chọn Kd = 0,52 0,57 D =14,14 15,504 cm , ta chọn D = 15 cm Bớc cực = 2.Dp = 215 = 23,56(cm) Chiều dài tính toán lõi sắt Stato(l ) - Sơ chọn : =0,64 :hệ số cung cực từ ks =1,11: hệ số dạng sóng kdq =0,95 : chọn dây quấn lớp, bớc đủ - Theo hình 10-3a trang 234 TKMĐ- Tần Khánh Hà, Với Dn=27,2 cm ta tra đợc: A=360 A/cm Mật độ tự cảm khe hở không khí: B =0,84 T l = 6,1.10 P' 6,1.10 7.18,26 = = 9,58 (cm) k s k dq A.B D n 0,64.1,11.0,91.360.0.84.15 2.3000 lấy chuẩn l =9,6 cm Chiều dài thực Stato l1 = l=9,6 (cm) Do lõi sắt ngắn nên làm thành khối Chiều dài lõi sắt stato, Rôto bằng: l1=l2= l=9,6 (cm) Thiết kế động không đồng Rôto lồng sóc Đồ án môn học Đặng Tuấn Dũng Lập phơng án kinh tế Hệ số : = l 9,6 = = 0,41 23,56 Trong dãy động không đồng công suất 15 kW , 2p = có đờng kính (nghĩa chiều cao tâm trục h =160 mm) với máy công suất 18,5 kW , 2p = Hệ số tăng công suất máy là: = 18,5 = 1,23 15 Do máy 18,5 kW 37 = 30 = 1,23.0,41 = 0,5043 Theo hình 10-3b ,hai hệ số 37 30 nằm phạm vi kinh tế, việc chọn phơng án hợp lý Số rãnh Stato Trong đó: Z1 = 2.m1.p.q1 =2.3.1.5 =30 (rãnh) m1 =3 : số pha dây quấn Stato 2p = : số đôi cực p = q1: số rãnh pha dới bớc cực, tốc độ động 3000 vòng/phút nên ta chọn q1 =5, Bớc rãnh Stato t1 = D 15 = = 1,57(cm) Z1 30 Số dẫn tác dụng rãnh ur = Trong đó: A.t1 a1 360.1,75.4 = = 80(thanhdẫn) I 1dm 28,23 a1 : số nhánh song song, chọn a1 = A =360 (A/cm) I1đm =28,23 (A) Số vòng dây nối tiếp pha dây quấn Stato W1 = p.q1 ur 80 = 1.5 = 100 (vòng) a1 Tiết diện đờng kính dây S1 = I 1dm a1 J n1 Trong đó: a1 = số nhánh song song Thiết kế động không đồng Rôto lồng sóc Đồ án môn học Đặng Tuấn Dũng n1: số sợi dây ghép song song, chọn n1 = J1: mật độ dòng điện dây quấn Stato Theo phụ lục IV, Bảng IV-1 Dãy công suất chiều cao tâm trục động không đồng Rôto lồng sóc, kiểu kín TCVN-1987-94- cách điện cấp B Công suất P= 15 (kW), số đôi cực 2p = h = 160 (mm) Từ ta tra đợc trị số: AJ=1820 (A2/cm,mm2) mật độ dòng điện: J = I AJ 1820 = = 5,1 (A/mm ) A 360 28,23 1dm S1 = a J n = 4.5,1.2 = 0,691(mm ) 1 Theo phụ lục VI ,bảng VI-1 chọn dây quấn tráng men PETV có đờng kính (d/dcd= 0,74/0,805 ) có tiết diện S1= 0,430 mm2 Kiểu dây quấn Chọn dây quấn lớp bớc đủ, = 30 = = 15 2p Chọn y = 12, từ rãnh ữ 11, = 15 hệ số bớc ngắn : = y 10 = = 0,8 12 - Hệ số dây quấn bớc ngắn: Ky1 = Sin = Sin 0.8 = 0,95 Hệ số quấn rải: kr= sin( q. / 2) sin(5.12 / 2) = = 0,956 q sin( / 2) sin(12 / 2) Trong q= =p.360/Z1=1.360/30=12 - Hệ số dây quấn Stato: Kd1 = Ky1.Kr = 0,8.0,956 = 0,91 Từ thông khe hở không khí = K E U 1dm 0,98.220 = = 0,01067 (Wb) 4.Ks f W1 Kdq1 4.1,11.50.100.0,91 Trong đó: kE = 0,98 ks = 1,11 w1 = 100 kd1 = 0,91 (do P >= 15, 2p = 2) Thiết kế động không đồng Rôto lồng sóc Đồ án môn học Đặng Tuấn Dũng Mật độ từ thông khe hở không khí B = 10 0,01067.10 = = 0,84(T ) S l 0,64.23,56.9,6 Trong đó: =0,01067 (T) = 0,64 = 23,56 (cm) l = 9,6 (cm) Xác định sơ chiều rộng Stato bZ' = B l t1 0,84.9,6.1,57 = = 0,66(cm) ' BZ l1 Kc1 1,85.9,6.0,95 Trong đó: l = l1 = 9,6 (cm) t1 = 1,57 (cm) B = 0,84 (T) Bz1: mật độ từ thông Stato, theo bảng 10.5b , với có cạnh song song Bz1=1,75 ữ1,95 (T), ta chọn sơ Bz1 =1,85 (T) Kc1: hệ số ép chặt lõi sắt Stato, ta chọn Kc1 =0,95 10 Xác định sơ chiều cao gông h' g1 = 10 0,01067.10 = = 3,77( cm ) 2.B g1 l1 K C1 2.1,55.9,6.0,95 Trong đó: Bg1: mật độ từ thông gông Stato, Bg1=1,45 - 1,6 (T) Ta chọn Bg1 = 1,55 (T) 11 Kích thớc răng, rãnh cách điện rãnh n1 u r d cd2 - Diện tích có ích rãnh (tính sơ bộ) là: S = kd ' r n1 = số sợi dây ghép song song ur = 80 dcđ = 0,805 (mm) - Chọn kiểu rãnh hình thang (răng có cạnh song song) nh hình vẽ Thiết kế động không đồng Rôto lồng sóc Đồ án môn học * Đặng Tuấn Dũng Chiều cao rãnh Stato: hr1 = ( Dn D ) h ' g1 = ( 27,2 15) 3,77 = 2,33 (cm) = 23,3(mm) 2 hgS = 3,77 (cm) chiều cao gông Stato Dn = 27,2 (cm) đờng kính Stato D = 15 (cm) đờng kính Stato Chiều cao thực Stato: hZ1 = hr1 h41 = 23,3 0,5 = 22,8 (mm) Bề rộng rãnh Stato: Chọn bề rộng miệng rãnh Stato b41 =2,5 (mm) =0,25 (cm) h41 =0,5 (mm) =0,05 (cm) Chiều rộng rãnh Stato phía đáy tròn nhỏ: d1 = ( D + 2.h41 ) bz1 Z (15 + 2.0,05) 0,66.30 = = 1,029(cm) 30 Z1 Chiều rộng rãnh Stato phía đáy tròn lớn: Thiết kế động không đồng Rôto lồng sóc Đồ án môn học Đặng Tuấn Dũng d2 = ( Dn 2.hg1 ) bz1 Z Z1 + = (27,2 2.3,77) 0,66.30 = 1,27(cm) 30 + D = 15 (cm) đờng kính Stato Dn = 27,2 (cm) đờng kính Stato hg1 = 3,77 (cm) chiều cao gông Stato bZ1 = 0,66 (cm) chiều rộng Stato Z1 = 30 (rãnh) Theo bảng VIII-1 phụ lục VIII chiều dày cách điện rãnh c = 0,4 mm nêm c= 0,5 mm Trong đó: Tính hệ số lấp đầy kđ: Diện tích rãnh (trừ nêm): S 'r = ( d12 + d 22 ) d1 + d d (10,3 + 12,7 ) 10,3 + 12,7 10.3 + (h12 ) = + (10,95 ) = 172mm 2 2 h12 = hr1 d1 d h41 = 23,3 10,3 12,7 0,5 = 10,95(mm) 2 2 Diện tích lớp cách điện: d d S cd = + 2.h12 + (d1 + d ).c + c ' 10,3 12,7 = + 2.10,95 + (10,3 + 12,7 ) .0,4 + 0,5 ( = 34 mm ) Diện tích có ích rãnh: Sr =Sr - Scđ = 172 34 = 138(mm ) n1 u r d cd2 2.80.( 0,805) Hệ số lấp đầy rãnh Stato: kđ = = = 0,75 Sr 138 12 Chiều rộng Stato Chiều rông Stato phía đáy rãnh phẳng: bZ' = ( D + 2.h41 + d1 ) (15 + 2.0,05 + 1,03) d1 = 1,03 = 0,66( cm ) Z1 30 Chiều rông Stato phía đáy rãnh tròn: bZ'' = [ D + 2( h 41 + h12 ) ] (15 + 2.(0,05 + 1.095) ) d2 = 1,27 = 0,54 ( cm ) Z1 30 Chiều rộng Stato trung bình: bZ = bZ + bZ = 0,06 + 0,54 = 0,6 ( cm ) ' '' Thiết kế động không đồng Rôto lồng sóc Đồ án môn học 13 hg1 = Đặng Tuấn Dũng Chiều cao gông từ Stato Dn D 27,2 15 hr1 + d = 2,33 + 1,27= 3,98( cm ) 6 Trong đó: 14 Dn = 27,2 (cm) D = 15 (cm) hr1 =2,33 (cm) d2 = 1,27 (cm) Khe hở không khí Khí chọn khe hở không khí ta cố gắng lấy nhỏ dòng điện không tải nhỏ cos cao, Nhng khe hở không khí nhỏ khó khăn việc chế tạo trình làm việc máy: Stato dễ chạm với Rôto (sát cốt), làm tăng thêm tổn thất phụ, điện kháng tản tạp động tăng lên, Theo công thức 10- 20 trang Giáo trình TKMĐ- Trần Khánh Hà, loại Động có công suất không lớn P = 15kW < 20 kW, 2p = ta có: ' 0,3 + 1,5 D 1,5.15 = 0,3 + = 0,525 ( mm ) 1000 1000 Tra theo bảng 10.8 tham khảo ta có khe hở không khí = 0.8(mm) Phần Iii : Thiết kế dây quấn rãnh gông rôto 15 Số rãnh Rôto Thiết kế Rôto lồng sóc đúc nhôm, chọn số rãnh Rôto theo bảng 10 - trang 246, Giáo trình Động không đồng bộ- phối hợp số rãnh Stato số rãnh Rôto máy điện không đồng Rôto lồng sóc: 2p =2 rãnh Rôto nghiêng, động làm việc điều kiện bình thờng: Thiết kế động không đồng Rôto lồng sóc Đồ án môn học Đặng Tuấn Dũng Z2 = 24 rãnh 16 Đờng kính Rôto D= D 2. = 15 - 2.0,8 = 14,84 (cm) D = 15 (cm) đờng kính stato = 0,08 (cm) khe hở không khí 17 Đờng kính trục Rôto Dt = 0,3.D = 0,3 15 = 4,5 (cm) 18 t2 = Bớc Rôto D' 14,84 = = 1,94 ( cm ) Z2 24 19 Xác định sơ chiều rộng Rôto Theo công thức : bZ' = Trong đó: B l t B Z l k C B =0,74 (T) l2 = l1 =9,6 (cm) t2 =1,94 (cm) kC2: hệ số ép chặt lõi sắt Rôto Vì lõi sắt ngắn (l2 =9,6 cm [...]... 1,5 53 '2 2 ' 2 3 1,5 53 1,5 53 68,045 34 ,264 19,271 0,02 0,025 0,0297 17 ,33 0 13, 951 11,811 0,218 1,982 1,5 53 1,5 53 17 ,39 9 14, 037 11,9 13 2,518 1,5 53 1,5 53 3 ,30 9 6,571 11,6 83 12,94 03 18,040 23, 899 89,415 1,000 0,999 0,997 0,9960 0,994 0,991 0,787 0,0 23 0,045 0,081 0,08 93 0,111 0, 130 0,617 5,671 9,8 53 15,817 18, 032 7 21,016 25,747 69,209 7,470 8,687 10 ,31 6 11,5251 12,129 14,804 59,286 14,588 16,906 21 ,39 9... 25, 531 28 ,30 7 91, 130 0,557 I1r I1 11 P1 = 3. U1.I1r 10 3 [ KW ] 12 PCu1 = 3. I12 R1.10 3 [ KW ] 13 P = 3. I R 10 [ KW ] 14 Pf =0,005,P1 [KW] 15 P0 =PFe +Pcơ [KW] Cu 2 0,005 0,01 0,018 68,027 34 ,229 19,208 0,770 0,882 0,8942 0,914 0,9 23 0,759 4,4 23 7,5 23 8,800 10,6016 12,571 16 ,37 3 45,678 0,145 0,212 0 ,32 7 0,4687 0,689 1,004 1,504 0, 031 0,052 0, 132 0,1621 0 ,34 9 0,646 7,740 0, 032 0, 033 0,049 0,0 530 0,0 63. .. 0, 033 = 1 0, 033 = 0,9 731 t1 15,7.0,8 với: b41 = 2,5 (cm) t1 = 15,7 (mm) = 0,8 (cm) + k =1,076 Thiết kế động cơ không đồng bộ Rôto lồng sóc 20 Đồ án môn học Đặng Tuấn Dũng Thay số vào ta đợc: t1 = 0,9 15,7.( 5.0,91) 0,67.0,97 13 0,0044 = 0,9676 0,8.1,076 2 Hệ số từ tản đầu nối: đối với dây quấn 2 lớp q1 5 đ1 =0 ,34 l (lđ1 - 0,64..) = 0 ,34 9,6 (28, 136 - 0,64.0, 833 . 23, 56) = 3, 197 Trong đó: lđ1 = 28, 136 ... -3 = 0,796 4.10 2.0,7 g = 0,796.4.10-2.th(0,796.2,5) = 3, 17.10-2(w/oC.cm2) Thiết kế động cơ không đồng bộ Rôto lồng sóc 33 Đồ án môn học Đặng Tuấn Dũng Thay số: k g = g b c 3 3,17.10 -2 0,7 + ' = + = 1,616 b + c V b + c 0,7 + 3 8,89.10 -3 0,7 + 3 V =kg.V =1,616 8,89.10 -3 =15,18.10 -3 (w/oC.cm2) Tơng tự ta cũng có hệ số tản nhiệt ở bề mặt bên của nắp máy phía có quạt: 'n =3, 6.d-0,2.v0,8.10-4 =3, 6.(0,02)-0,2.(41,46)0,8.10-4... 1 + Fe Rd + R' RFe + Rc Rd + R' + RFe = 29,7.10 -3 (oC/W) Rđ =2, 034 .1 03 (oC/W) R =10,67.1 03 (oC/W) Rc =22,64.10 -3( oC/W) R=10,46.10-2 (oC/W) Thay số vào ta đợc: 1 = 133 ,5.( 29.7 + 22,64 ).10 3 + 248,8.29,7.10 -3 + 668 ,34 .10,46.10 -2 29,7 + 22,64 1+ 2, 034 + 10,46 29,7 + 22,64 2, 034 + 10,46 + 11,21 = 70,42 0 C Thiết kế động cơ không đồng bộ Rôto lồng sóc 35 ... cơ không có rãnh thông gió hớng kính và có quạt thổi ngoài vỏ ta có: 4 2 D n PCơ = K T 1 n 10 3 1000 10 Trong đó: Dn = 27,2 (cm) đờng kính ngoài Stato n1 = 30 00 (Vòng/phút) tốc độ quay của động cơ KT: hệ số, với động cơ có 2p=2 ta có D 27,2 K T = 1 ,3. 1 n = 1 ,3. 1 = 0,9464 100 100 Do đó: 2 4 PCơ = 0,9464. 30 00 27,2 10 3 = 0,466 ( kW ) 1000 10 Thiết kế động cơ không đồng bộ Rôto. .. 2.5 ,31 .9,6.0,95 Trong đó: = 0,01067 (Wb) l2 = 9,6 (cm) kC2 = 0,95 , hg2 = 53, 1 (mm) = 5 ,31 (cm) 44 Cờng độ từ trờng trên gông Rôto Theo bảng V- 9 ,trong phụ lục V,ta tra đợc : Hg2 = 3, 32 (A/cm) 45 Chiều dài mạch từ ở gông Rôto Theo công thức Lg 2 = ( Dt + hg 2 ) 2p = ( 4,5 + 5 ,31 ) = 15,41( cm ) 2 Trong đó: dt = 4,5 (cm) đờng kính trục Rôto hg2 = 5 ,31 (cm) Thiết kế động cơ không đồng bộ Rôto lồng sóc. .. S1 46 2.4.0, 430 Tính theo đơn vị tơng đối: r1* = 55 ) ( 2 1 điện trở dây dẫn đồng 0,0217 .mm m 46 r1 I 1dm 0,42.28, 23 = = 0,0615 U1 220 Điện trở tác dụng của dây quấn Rôto Điện trở thanh dẫn: l 2 10 2 1 9,6.10 2 rtd = Al = = 5, 13. 10 -5 ( ) Sr2 23 81 ,34 Trong đó: ( Al 750 ) = ( 2 1 0,0 435 .mm m 23 ) l2 = 9,6 (cm) chiều dài lõi sắt Rôto Thiết kế động cơ không đồng bộ Rôto lồng sóc 18 Đồ án môn... thức 5- 40 Tr 83 t 2 ( q2 k dq 2 ) t 2 kt 2 2 t 2 = 0,9 k 2 Thiết kế động cơ không đồng bộ Rôto lồng sóc 21 Đồ án môn học Đặng Tuấn Dũng Trong đó: t2 = 19,4 (mm) Đối với dây quấn Rôto lồng sóc thì: q 2 = 6,6667 kdq2 = 1; t2 =1 với Rôto to lồng sóc rãnh nửa kín thì kt2 1 2: đợc tra trong bảng 5- 2c nên trị số 1002 của dây Rôto lồng sóc là: 100 2 = 9,15 9,15 = = 0,2059 2 = 0,002059 2 q2 ( 6,6667... (T) Mật độ từ thông trên răng Rôto Bdm = 1,202.0,08 1,61 = 0,04 ( T ) 2.1,94 Thay số vào ta đợc tổn hao đập mạch trong răng Rôto là: 2 Pdập mạch 70 30 .30 00 = 0,11. 10.0,04 2 ,34 .10 3 = 0,0 034 ( kW ) 4 10 Tổng tổn hao trong thép lúc không tải Theo công thức ta có PFe = PFe + Pbm + Pđm = 0,241 + 0,0064 + 0,0 034 = 0,2508 (kW) Thiết kế động cơ không đồng bộ Rôto lồng sóc 26 Đồ án môn học Trong đó: