Tài liệu giáo trình thiết kế động cơ không đồng bộ , chương 5 doc

- Dây lỏng bị ảnh h-ởng của lực từ gây hỏng cách điện... d2r d2 minr Drmin do công nghệ đúc nhôm nếu quá bé AC không vào đ-ợc và rãnh bị rỗng làm trở rotor tăng lên, hiệu suất giảm,máy

Ch-ơng V : Thiết kế tối -u động cơ không đồng bộ

5.1 Chọn kích th-ớc tối -u động cơ không đồng bộ – mạch từ stator và

rotor :

Tải điện từ A, B  D, l

C A = const (A, B)  D l,  

2 .' 6,1.107

. dq .

D l n CA

p K K  AB

A   AJ   t = 

cos

r

F













Lựa chọn kích th-ờc mạch từ sao cho I nhỏ

I = (60- 80%) Iđm

Hệ số cấu trúc ( kích th-ớc t-ơng đối )

1) d

r

D K D



2) Diện tích t-ơng đối rãnh stator

rs

zs latheptator

S K

S

2 2

1 1 4

s rs

r

Z S D K







3) Diện tích t-ơng đối rãnh rotor :

. 2

4

r rr zr

Z S K

D





Bài toán tối -u hoá mạch từ :

1 - Hàm mục tiêu : s.đ.đ/stator  min

2 - Biến số độc lập

3 - Các ràng buộc :

min max

K

Klđ nhỏ :

- Không sử dụng hết không gian máy điện

- Dây lỏng bị ảnh h-ởng của lực từ gây hỏng cách điện.

4 - Dữ liệu đầu vào :

+ Đ-ờng kính Dn, D

+ Mật độ từ cảm trong khe hở

+ Số rãnh Z1

+ Vật liệu thép

+ Cấp cách điện

+ v,

cd

d N d

Khoảng biến thiên , hrs BSĐL:

Giả thiết ;

Srs = const ; Klđ- chọn ( Klđ = 0,7 – 0,75 )

Scđ =0,1 , Srs = const

B gmin :

g

B

Bgmin : max min1 ( ) max

2

n

Bgmax :

1

2

n

.( )

.

z z

B t l B

b k l







BZmin  brmax  brãnh min hr max2

BZmax  brmin brãnh max hr min2

h rmin  minh rmin1 ,h rmin 2

h rmax  maxh rmax1 ,h rmax 2

Fs = Fg + Fr

Hr  : hg  bg 

F g h l g g.

( )

2.

g

l

p



F r  (2 )h h z g

1) Hàm mục tiêu :

F hr s( * )  min

F hr r( * )  min

2) Các biến số độc lập : ,K ZS,K ZR,K D

3) Các ràng buộc :

Đ/k CN : b r b rmin - chịu độ bền cơ

d2r d2 minr

Drmin do công nghệ đúc nhôm nếu quá bé AC không vào đ-ợc và rãnh bị rỗng làm trở rotor tăng lên, hiệu suất giảm,máy quá nóng

B g z, min B gz B g z, max

Khoảng biến thiên của BSĐL đối với máy điện 1 fa:

zs

zr

d

B K K K



Nội dung : với Kzs, Kzr, Kd, B - chọn

Tìm hàm mục tiêu :

F h s( ) min ( )rs*  F h s rs

F h r( ) minrr*  F h r( )rr

F F sF rF

F k B K .   const

F  2.h '

  f(đ/k CN : Pđm) = const

.

0.9 . dq

p F I

m k

F Fmin Imin I0min

I


.

')

I   I I

1

cos



 







rs*

rs

h h D



rr*

rr

h h D



Sử dụng ph-ơng pháp quy hoach thực nghiệm để xác định biểu thức h rr, h rs

h rs  b0 b x1 1b x2 2b x3 3b x x12 1 2b x x13 1 3b x x23 2 3

Với :

1 2 3

0.3 0.2 0.55 0.1 0.8 0.2

zs

d

K x K x









 



5.2 Ph-ơng pháp thiết kế thông số cho máy điện 1 fa không đồng

bộ :

CA - Kích th-ớc CY

- Kích th-ớc thông số dây quấn stator và rotor

+ Tính toán sơ đồ mạch điện thay thế

+ Tính toán kiểm tra

Các đặc tính và tính chất động cơ

cần thiết kế

Thông số

Đặc tính ra

Chọn lại biến

số độc lập

TT chính xác ph-ơng án

TT điện , nhiệt …

Cần có hai nhóm phụ thuộc :

1- Đặc tính ra = f( thông số t-ơng đối SĐMĐTT ) 2- Thông số t-ơng đối SĐMĐTT = f ( hệ số cấu trúc, vật liệu, dạng dây quấn )

Các hệ số cấu trúc :

KD, KZS, KZR, KR, KS, , KCU

2

1

.

2 .sin

v R

r t

R

D r

K

p

r Z a b l

Z





1 dn v

S

l l K

l l

 - tỷ số ; l S

D

KCU - Hệ số đồng lấp rãnh

2 . cu.

CU

s rs

a S m K

Z S

 ; th-ờng Kcu = 0.25 – 0.32

Các thông số t-ơng đối SĐMĐTT :

X* X

A

 ; A - Đại l-ợng cơ bản Trong động cơ không đồng bộ :

RR : + momen, không phụ thuộc K

+ nhiệt độ, công nghệ chế tạo

Xm : + đặc tr-ng cho mối quan hệ điện từ giữa stator và rotor, không phụ thuộc vào nhiệt độ

+ K vào bão hoà mạch từ, công nghệ  n – vận tốc rotor

A = rR

6 2

4.93.10

dqr m

m

K m







.

ZR R



0 1

.

m

U I x E x



2

2

2

1

cu s dqr s zr S

S R

D

l k k k r

r

k









Kdqr = Kn

s s R

R R R

m m R

x r x r r r







S s

x x





R

m

x C

x

 

R R

x x





S

m

x C

x

 

C = CS CR

Bài tập : Lập l-u đồ thuật toán hr ( S.R )

* s/d ph-ơng pháp quy hoạch thực nghiệm nhân ra đặc tình ra của ĐKĐB một pha có tụ

Quy hoạch thực nghiệm :

- Làm thực nghiệm mô hình thực ( vật lí )

T0, lS, D …

- Thực nghiệm trên mô hình có độ chính xác chấp nhận đ-ợc

* Chỉ số ra : mKđ , mmax , sđm

2 2' '

' 2

.

dm

I r s

E



Mạng điện một pha đ-ợc cấp từ nguồn một pha

Trong máy có 2 pha :

Trong máy có 3 pha : A  B  C

Trong máy có 1 pha : A  B

A

B

k 





Đc nhận đ-ợc từ tr-ờng tròn máy điện 1 pha:

1 1 1

A A A

x

K tg

r









Tính pha chính  A

Chọn s  (0.03 : 0.06)

r x A1; A1

Dựa theo điều kiện từ tr-ờng tròn K C,

 B,r x SB, SB,r RB,x RB

Các thông số đầu vào ( BSĐL )

1) m' C R m

2) S' C R2 s

3) C = CS CR

4) ' 2

2

.

c

RA

C X

K r

 

5) Điều kiện từ tr-ờng tròn :

dm 1

dm

x

s S

s



Biến số độc lập

Chỉ số ra

0.168

m



'

2 2

0.14

5.85

g 



0.22

m



0.13 0.055

g 

0.227

m



1.6 30.25 26.15

g 



y = b0b x1 1b x2 2b x3 3b x4 4b x x12 1 2 b x x13 1 3b x x14 1 4b x x23 2 3b x x24 2 4+

b x x34 3 4b x x x124 1 2 4 b x x x123 1 2 3b x x x134 1 3 4b x x x234 2 3 4b1234 1 2 3 4x x x x

L-u đồ thuật toán :

F h r( * ) min ( )  F hr

S R const

start

LÊy th«ng sè s¬ bé

tõ b-íc tr-íc

Chän sai sè  Chän b-íc h

0 min

0

k





min

1

k k

h h k h

 

( )

Sai đúng

Đúng Sai

5.3 Tối -u hoá động cơ 1 fa KĐB có tụ :

1 Đặt bài toán : ĐC 1 fa KĐB số l-ợng sản xuất lớn Tìm giá trị : F x( )  min(max)

0

j

r

 

1, 1,

i n

j j





Hàm mục tiêu :

Thông th-ờng là tổng chi phí nhỏ nhất

CCHI PHí = Cđc + Cvh + Ckđ

C chiphi  min

Theo IEC :

Máy nhỏ số giờ : 50h đến 5000 h

CV– số giờ > 1000h

CV - số giờ < 800h

2 ĐC KĐB điện dung :

1 dm .c

fa chiphi

P V t C

C



VC– chỉ tiêu đánh giá chất l-ợng

m kd  f( , , , )  m' s' C g

' '

m  f   C g

S x  f( , , , )  m' s' C g

 m' , , ,s' C g f k k k( ,zs zr, , , , , , )v s k D r  k

k k ,k zs, zr d,…chọn trong khoảng biến thiên cho tr-ớc

3 Tối -u hoá thông số dây quấn :

; ; A ( , ) ,

A

d

k f p p chonA B

; ; B

B

d k

d d

S – hệ số tr-ợt :

Chọn 0.02 s dm  0.06

1 K = tgAdm - hệ số quy đổi từ B A

2 XC = XA ( 1 + K2 ) = XA + XB

B kA

tt 2A ( )

d

k

Trong nhiệm vụ thiết kế :

Cos  cao do có tụ bù CSPK

max

kd

kd

m m i



Kiểm tra ràng buộc   max còn lại là các hàm mục tiêu

  ' hiệu suất không xét đến : tổn hao cơ Pcơ