ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN ppsx

Trong công ngiệp, động cơ không đồng bộ được dùng làm nguồn động lực cho máy cản, máy công cụ trong công nghiệp nhẹ…trong nông nghiệp dùng làm máy bơm, máy gia công nông sản…và trong dịc

Khoa Điện

Bộ môn lý thuyết cơ sơ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN

Họ và tên sinh viên: LÊ ĐÌNH THẾ….Lớp: ĐẠI HOC ĐIỆN B-K4

Tên đề tài:

Thiết kế động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 3 pha rotor lồng sóc

a/ Số liệu cho trước: Công suất định mức:P2 = 15 kw;vận tốc đồng bộ n1 =

1500v/ph;Điện áp định mức 220380V.Động cơ thuộc loại thông dụng kết cấu kín(IM1001)chịu nhiệt độ loại Y3

b/ Nội dung thực hiện đồ án:

1/ Tính toán các kích thước cơ bản và dây quấn của động cơ

2/Tính toán kích thước vùng rãnh dây stator của động cơ

3/Tính toán khe hở không khí

4/Tính toán rotor

5/Tính toán mạch từ

6/Tính toán các tham số làm việc của động cơ

7/Tính toán tổn thất trong động cơ

8/Tính toán đặc tính làm việc của động cơ

9/Tính toán quá trình tỏa nhiệt của động cơ (không bắt buộc)

c/ Yêu cầu: Thuyết minh đồ án đánh máy kiểu chữ Time New Roman 13,giãn dòng

1,5.Các bản vẽ kết cấu động cơ,đặc tính làm việc của động cơ thực hiện trên khổ giấy Ao theo tiêu chuẩn bản vẽ kỹ thuật

Thời gian giao đồ án: …20/8/2011 Thời gian hoàn thành:… 01/12/2011

Duyệt bộ môn Giáo viên hướng

Lương Thanh Bình

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước ngày càng phát triển cao hơn trong mọi lĩnh vực, công nghiệp, giao thông và các dịch vụ trong cuộc sống hàng ngày.Xã hội không ngừng phát triển,sinh hoạt của nhân dân không ngừng được nâng cao nên cần phát triển nhiều loại máy điện mới Do có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao và giá thành hạ nên đông cơ không đồng

bộ được sử dụng rộng rãi nhất Trong công ngiệp, động cơ không đồng bộ được dùng làm nguồn động lực cho máy cản, máy công cụ trong công nghiệp nhẹ…trong nông nghiệp dùng làm máy bơm, máy gia công nông sản…và trong dịch vụ hàng ngày, nó cũng chiếm một vị trí khá quan trọng như được dùng cho máy quay đĩa,quạt gió ,động cơ cho tủ lạnh và các thiết bị khác

Theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hóa và tự động hóa trong sản xuất,đời sống và trong một số lĩnh vực khác Phạm vi ứng dụng của máy điện nói chung và động cơ không đồng bộ nói riêng ngày càng rộng rãi và thông dụng nhất

là động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc có công suất vừa và nhỏ,vì so với các loại động cơ khác nó có ưu điểm nổi bật hơn, ngoài ra trong khi làm việc ít gây tiếng ồn

và không gây ra cản nhiễu vô tuyến Nhưng có một số nhược điểm là mô men mở máy nhỏ,dòng điện mở máy lớn,điều chỉnh tốc độ khó khăn Do đó không thể khởi động trực tiếp hay làm việc trong một số trường hợp tải cần mô men lớn và tốc độ lớn Để khắc phục nhược điểm này thì người ta chế tạo ra loại động cơ không đồng

bộ rotor lồng sóc

Trong thời gian học môn máy điện em được giao nhiệm vụ thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc với các số liệu cho sẵn.Nội dung thực hiện

đồ án bao gồm những phần chính sau:

1/ Tính toán các kích thước cơ bản và dây quấn của động cơ

2/Tính toán kích thước vùng rãnh dây stator của động cơ

3/Tính toán khe hở không khí

4/Tính toán roto.

5/Tính toán mạch từ

6/Tính toán các tham số làm việc của động cơ

7/Tính toán tổn thất trong động cơ

8/Tính toán đặc tính làm việc của động cơ

9/Tính toán quá trình tỏa nhiệt của động cơ(không bắt buộc)

Trong thời gian làm đồ án vừa qua , với sự cố gắng nổ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết kế máy điện, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Lương Thanh Bình,

em đã hoàn thành xong bản thiết kế của mình Trong quá trình thiết kế đồ án, với kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án khó có thể tránh khỏi các khiếm khuyết Em mong nhận được sự nhận xét,góp ý của các thầy cô giáo để bản thiết kế của em được hoàn chỉnh hơn

Em xin gửi đến thầy giáo hướng dẫn Lương Thanh Bình cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết Kế Máy Điện lòng biết ơn sâu sắc nhất.

Vinh, ngày 09 tháng 9 năm 2011

Sinh viên

Lê Đình Thế

PHẦN I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

KHÁI NIỆM CHUNG:

Máy điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều,làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ,có tốc độ rotor n khác với tốc độ của từ trường quay trong máyn1.Máy điện không đồng bộ có thể làm việc ở hai chế độ:Động cơ và Máy phát

Động cơ không đồng bộ được sử dụng nhiều trong sản xuất và trong sinh hoạt vì chế tạo đơn giản,giá thành rẻ,độ tin cậy cao,vận hành đơn giản,hiệu suất cao và gần

như không bảo trì.Gần đây do kỹ thuật điện tử phát triển cao nên động cơ không đồng bộ đã đáp ứng được yêu cầu về điều chỉnh tốc độ nên loại này được sữ dụng rộng rãi hợn.Dãy công suất của nó rất rộng từ vài watt đến vài ngàn kilowatt.Hầu hết là động cơ 3 pha,có một số động cơ có cộng suất nhỏ là động cơ 1 pha.

A – PHÂN LOẠI, KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

II Kết cấu:

1 Stator (phần tĩnh):

Stator gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn,ngoài ra còn vỏ máy và nắp máy

a Lỏi sắt:

Lỏi thép là phần dẩn từ Vì từ trường đi qua lỏi sắt là từ trường quay nên để giảm tổn hao, lỏi sắt được làm từ những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm được dập rãnh bên trong rồi ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục.Lõi thép được ép vào trong vỏ máy khi mà đường kính ngoài của lỏi sắt nhỏ hơn 990 mm thì dùng cả tấm tròn ép lại Khi đường kính ngoài lớn trị số trên thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt gép lại thành khối tròn

Mỗi lá thép kỷ thuật đều được phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm dòng điện xoáy gây nên Nếu lỏi thép ngắn thì có thể gép thành một khối Nếu lỏi thép sắt dài quá thì thường ghép thành từng thiếp ngắn, mỗi thiếp dài từ 6 đến 8 cm , đặt cách

nhau 1 cm để thông gió cho tốt Mặt trong của lá thép kỹ thuật có xẻ rảnh để dặt dây.

b.Dây quấn:

Dây quấn được làm bằng đồng và được bọc cách điện đặt vào các rãnh của lõi sắt

và được cách điện tốt với lỏi sắt.Dòng điện xoay chiều 3 pha được tạo ra trong dây dẫn stator sẽ tạo ra từ trường quay.Kiểu dây quấn , hình dạng và cách bố trí dây quấn

c Vỏ máy:

Vỏ máy có tác dụng cố định lỏi sắt và dây quấn không làm để dùng mạch dẫn từ Thường vỏ máy làm bằng gang đối với vỏ máy có công suất tương đối lớn ( 1000 kw) thường dùng thép hàn lại thành vỏ Tùy theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ củng khác nhau

2.Phần quay hay rotor:

Phần này có hai bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn

a.Lõi sắt:

Nói chung người ta dùng các lá thép kỷ thuật điện như ở stator Lõi sắt được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá nào đó của máy.Phía ngoài của lá thép kỹ thuật được xẻ rãnh để đặt dây quấn

b.Rotor và dây quấn rotor:

* Rotor có hai loại chính :rotor kiểu dây quấn và rotor kiêu lồng sóc

-Rotor kiểu dây quấn : rotor có dây quấn giống như dây quấn stator trong máy điện cở trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp vì bớt được những dây đầu nối, kết cấu dây quấn trên rotor chặt chẽ Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp Dây quấn ba pha cua rotor thường đấu hình sao, còn ba đầu kia được nối vào ba vành trượt thường làm bằng đồng dặt cố định một đầu trục và thông qua chổi than đấu với mạch điện bên ngoài.đặc điểm của

động cơ rotor kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch rotor để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoăc cải thiện hệ số công suất của máy Khi máy làm việc bình thường dây quấn rotor được nối ngắn mạch.

* Rotor kiểu lồng sóc : kết cấu của loại dây này rất khác với dây quấn stator,trong mỗi rãnh của lõi sắt rotor đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt

và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà người ta gọi là lồng sóc

- Dây quấn rotor lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính năng

mở máy, trong máy công suất tương đối lớn , rãnh rotor có thể làm thành rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc hay còn gọi là lồng sóc kép Trong máy điện cỡ nhỏ rãnh rotor thường được làm chéo đi một góc so với tâm trục

3 Khe hở không khí :

Vì rotor là một khối tròn nên khe hở đều Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (từ 0,2 đến 1mm trong máy điện cở nhỏ và vừa) để hạn chế dòng từ hóa lấy

từ lưới vào và như vậy mới có thể làm cho hệ số công suất của máy cao hơn

B - NHỮNG VẤN DỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

ROTOR LỒNG SÓC

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 công suất nhỏ và vừa

- Sản xuất với nhiều cấp điện áp khác nhau (từ 24 V đến 10 kV) nên rất thích nghi cho từng người sử dụng

II Nhược điểm:

- Hệ số công suất thấp gây tổn thất nhiều công suất phản kháng của lưới điện

- Không sử dụng được lúc non tải hoặc không tải

- Cải thiện đặc tính mở máy bằng cách điều chỉnh tốc độ (bằng cách thay đổi điện

áp, thêm điện trở phụ vào mạch rotor hoặc nối cấp), hay dùng rotor có rãnh sâu, rotor lồng sóc kép để hạ dòng khởi động, đồng thời tăng momen mở máy

- Chế tạo rotor có khe hở thật nhỏ để hạn chế dòng điện từ hóa và nâng cao hệ số công suất

IV Nhận xét:

Mặt dù có nhiều khuyết điểm nhưng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc có những ưu điểm mà những động cơ khác không có được và quan trọng nhất là đơn giản, dể sử dụng, giá thành rẻ Thực tế động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc được

áp dụng rộng rãi, chiếm số lượng 90%, về công suất chiếm 55%

V Tiêu chuẩn sản suất động cơ:

- Tiêu chuẩn về dãy sản suất:

Chuẩn hóa dãy công suất của động cơ phù hơp với trình độ sản xuất của từng nước Dãy công 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 độ sản xuất, trang bị máy công cụ sản xuất

- Khoảng cách chân đế (giữa các lổ bắc bulong)

VI Phương pháp thiết kế:

- Thiết kế đơn chiếc: một cấp công suất

-Thiết kế dãy: nhiều công suất Mặt dù cùng một cỡ lõi sắt, nhưng chiều dài khác nhau nên công suất khác nhau

VII Nội dung thiết kế:

Thiết kế điện từ:

- Xác định kích thước chủ yếu

- Xác định thông số các phần tử chủ yếu của máy

Các chi tiết này không tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng

VIII Các tiêu chuẩn đối với động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc:

1 Tiêu chuẩn về dãy công suất.

Hiện nay các nước đã sản xuất động cơ điện không đồng bộ theo dãy tiêu chuẩn Dãy động cơ điện không đồng bộ công suất từ 0,55 kW đến 90kW ký hiệu K theo tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994:

Công suất (kW): 0,55/ 0,75/ 1,1/ 1,5/ 2,2/ 3/ 4/5,5/ 7,5/ (11)/ 15/ 18,5/ 22/ 30/ 37/ 45/ 55/ 75/ 90

Dãy công suất được đặc trưng bởi số cấp hay hệ số tăng công suất:

n

n HP

P

P K

*

1

*

2 Tiêu chuẩn về kích thước lắp đặt độ cao tâm trục.

- Độ cao tâm trục: từ tâm của trục đến bệ máy Đây là một đại lượng rất quan trọng trong việc lắp ghép động cơ với những cơ cấu thiết bị khác

- Kích thước lắp đặt: chiều cao tâm trục có thể được chọn theo dãy công suất của động cơ điện không đồng bộ rotor lồng sóc

3 Ký hiệu máy.

Ví dụ: 3K 250 M4

- 3K: động cơ điện không đồng bộ dày K thiết kế lại lần 3

- 250: chiều cao tâm trục bằng 250mm

từ 0-6, trong đó số 0 chỉ rằng máy không được bảo vệ (kiểu hở hoàn toàn), còn số 6 chỉ rằng máy được bảo vệ hoàn toàn không cho người tiếp xúc, đồ vật và bụi không lọt vào Chữ số thứ hai chỉ mức độ bảo vệ chống nước vào máy gồm 9 cấp đánh số

từ 0-8, trong đó số 0 chỉ rằng máy không được bảo vệ, còn số 8 chỉ rằng, máy có thể ngâm trong nước trong thời gian vô định hạn

5 Sự làm mát

Ký hiệu là IC…

Ví dụ:

IC01 làm mát kiểu bảo vệ, làm mát trực tiếp

IC0141 làm mát kiểu kín, làm mát mặt ngoài

Khi chọn vật liệu cách điện cần chú ý đến những vấn đề sau:

- Vật liệu cách diện phải có độ bền cao, chịu tác dụng cơ học tốt, chịu nhiệt và dẫn nhiệt tốt lại ít thấm nước

- Phải chọn vật liệu cách điện có tính cách điện cao để đảm bảo thời gian làm việc của máy ít nhất là 15-20 năm trong điều kiện làm việc bình thường, đồng thời đảm bảo giá thành của máy không cao

- Một trong những yếu tố cơ bản nhất là làm giảm tuổi thọ của vật liệu cách điện (cũng là tuổi thọ của máy) là nhiệt độ Nếu nhiệt độ vượt quá nhiệt độ cho phép thì chất điện môi, độ bền cơ học của vật liệu giảm đi nhiều, dẫn đến sự già hóa nhanh chóng chất cách điện

Hiện nay, theo nhiệt độ cho phép của vật liệu (nhiệt độ mà vật liệu cách điện làm việc tốt trong 15-20 năm ở điều kiện làm việc bình thường) Hội kỹ thuật điện quốt

tế IEC đã chia vật liệu cách điện thành các cấp sau đây:

Cấp cách điện Y A E B F H CNhiệt độ cho phép(ºC) 90 105 120 130 155 180 >18

0

Độ gia tăng nhiệt(ºC) 75 75 75 115 115

Vật liệu cách điện thuộc các cấp cách điện trên đại thể có các loại sau:

- Cấp Y: Gồm có sợi bông, tơ, sợi nhân tạo, giấy và chế phẩm của giấy, cactông, gỗ

v v… Tất cả dều không tẩm sơn cách điện Hiện nay không dùng cách này vì

chịu nhiệt kém

- Cấp A: Vật liệu cách điện chủ yếu của cấp này cũng giống như cấp Y nhưng có tẩm sơn cách điện Cấp A được dùng rộng rãi cho các máy điện công suất đến 100

kW, nhưng chịu ẩm kém, sử dụng ở vùng nhiệt đới không tốt

- Cấp E: Dùng các màng mỏng và sợi bằng polyetylen tereftalat, các sợi tẩm sơn tổng hợp làm từ epoxy, trealat và aceton buterat xenlulo, các màng sơn cách điện gốc vô cơ tráng ngoài dây dẫn (dây emay có độ bền cơ cao) Cấp E được dùng rộng

rãi cho các máy điện có công suất nhỏ và trung bình (đến 100 kW hoặc hơn nữa), chịu ẩm tốt nên thích hợp cho vùng nhiệt đới

- Cấp B: Dùng vật liệu lấy từ vô cơ như mica, amiăng, sợi thủy tinh, dầu sơn cách điện chiệu nhiệt độ cao Cấp B được sử dụng nhiều trong các máy công suất trung bình và lớn

- Cấp F: Vật liệu cũng tương tự như cấp B nhưng có tẩm sơn cách điện gốc silicat chịu nhiệt độ cao Ở cấp F không dùng các chất hữu cơ như vải lụa, giấy và cactong

- Cấp H: Vật liệu chủ yếu ở cấp này là sợi thủy tinh, mica, amiăng như ở cấp F Các chất này được tẩm sơn cách điện gốc silicat chịu nhiệt đến 180ºC Người ta dùng cấp H trong các máy điện làm việc ở điều kiện phức tạp có nhiệt độ cao

- Cấp C: Dùng các chất như sợi thủy tinh, thạch anh, sứ chịu nhiệt độ cao Cấp C được dùng ở các máy làm việc với điều kiện đặc biệt có nhiệt độ cao

Việc chọn vật liệu cách điện trong các máy điện có một ý nghĩa quyết định đến tuổi thọ và độ tin cậy lúc vận hành của máy Do vật liệu cách điện có nhiều chủng loại,

kỹ thuật chế tạo cách điện ngày càng phát triển, nên việc chọn kết cấu cách điện càng khó khăn và thường phải chọn tổng hợp nhiều loại cách điện để thỏa mãn được những yêu cầu về cách điện

Vật liệu cách điện trong ngành chế tạo máy điện thường do nhiều vật liệu hợp lại như mica phiến, chất phụ gia (giấy hay sợi thủy tinh) và chất kết dính (sơn hay keo dán) Đối với vật liệu cách điện, không những yêu cầu có độ bền cơ cao, chế tạo dể

mà còn có yêu cầu về tính năng điện: có độ cách điện cao, rò điện ít Ngoài ra còn

có yêu cầu về tính năng nhiệt: chịu nhiệt tốt, dẫn nhiệt tốt và yêu cầu chịu ẩm tốt Vật liệu cách điện dùng trong một máy điện hợp thành một hệ thống cách điện Việc tổ hợp các vật liệu cách điện, việc dùng sơn hay keo để gắn chặc chúng lại, ảnh hưởng giữa các chất cách điện với nhau, cách gia công và tình trạng bề mặt vật liệu v v… sẽ quyết định tính năng về cơ, điện, nhiệt của hệ thống cách điện, và tính

năng của hệ thống cách điện này không thể hiện một cách đơn giản là tổng hợp tính năng của từng loại vật liệu cách điện

- Kết cấu rotor: Rotor lồng sóc

- Chiều cao tâm trục: Tra bảng-10 1(Tr.602_TKMĐ)chiều cao tâm trục theo dãy công suất của động cơ điện KĐB rotor lồng sóc 4A (Nga) kiểu IP44 cấp cách điện F

là h = 160 mm =16cm

- Hiệu suất và hệ số công suất: Tra Bảng-10.10(Tr228_TKMĐ) hiệu suất và cosϕ

dãy động cơ điện KĐB 3K ứng với công suất Pđm=15kW và tốc độ

nđb=1500vòng/phút ta có hiệu suất:η = 89% và hệ số công suất: Cosϕ = 0,88

- Bội số momen cực đại: Tra bảng-10.10(Tr.268_TKMĐ) bội số momen cực đại

mmax của dãy động cơ 3K ta có:

- Bội số momen khởi động:

Theo bảng-10.11(Tr.271_TKMĐ) bội số momen khởi động dãy động cơ điện 3K

PHẦN II:

THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

2 Đường kính ngoài stator

Dựa vào mối quan hệ chiều cao tâm trục h theo công suất va số đôi cực Bảng-10.1 (Tr.602 TKMĐ) ta chọn chiều cao tâm trục h = 160 mm = 16 cm

Theo bảng 10.3(T230 TKMĐ) ta có đường kính ngoài stator

Dn = 27,2 cm

3 Đường kính trong stator

Tra theo bảng 10.2 (trang 230 TKMĐ) trị số của kD, phụ thuộc vào số đôi cực, ta chọn:

kD = 0,64÷0,68

D = kD*Dn = (0,64÷0,68)*27,2= 17,408÷ 18,496(cm)

⇒ chọn D = 18

Trong đó: kD là tỷ số giữa đường kính trong và đường kính ngoài của stator

4 Công suất tính toán:

*89,0

15

*975,0

= 18.67 (kw) Trong đó, kE = 0,975 Hình 10-2 (trang 231 TKMĐ) là tỷ số sức điện động sinh ra trong máy và điện áp đặt vào

5 Chiều dài tính toán của lõi sắt stator:

Theo hình 10-3b (trang 233 TKMĐ), chọn A = 310A/cm; Bδ = 0,77 T

lδ=

1 2

' 7

*,

n D B A k k

*1,6

Bδ: cảm ứng từ trong khe hở không khí

Do lõi sắt ngắn nên làm thành một khối Chiều dài lõi sắt stator, rotor là:

18

*

π = 14,14 cm

15

= 1,06 Trong dãy động cơ không đồng bộ 3K công suất P =15 kW, 2p = 4 có cùng đường kính ngoài (nghĩa là cùng chiều cao tâm trục h) Theo hình 10-3b,(trang 235-TKMĐ)ta thấy hệ số λ nằm trong phạm vi kinh tế do đó việc lựa chọn phương án trên là hợp lý

*220

*3

10

*

= 29 A Trong đó: U1=220V : điện áp đặt vào stator

P =15 kW: công suất định mức

η= 0,89 : hiệu suất ; cosϕ =0,88 : hệ số công suất

B - DÂY QUẤN, RÃNH STATOR VÀ KHE HỞ KHÔNG KHÍ

Chọn dạng rãnh stator.

Stator máy điện nhỏ có thể dùng các rãnh có dạng hình quả lê, nửa quả lê hoặc hình thang, với các dạng rãnh này chiều rộng răng sẽ đều suốt cả chiều cao rãnh Rãnh hình quả lê có khuôn dập đơn giản nhất, từ trở ở đáy rãnh so với hai dạng rãnh kia nhỏ hơn vì vậy giảm được sức từ động cần thiết trên răng

Rãnh hình nửa quả lê có diện tích lớn hơn dạng rãnh hình quả lê

Diện tích rãnh hình thang lớn nhất nhưng công nghệ kém hơn dạng rãnh nửa quả lê

Nếu không đặt vấn đề giảm giá thành khuông dập, có thể căn cứ vào diện tích rãnh và trị số sức từ động để tính toán, so sánh giữa 3 dạng rãnh sau đó chọn phương án tốt nhất Đối với đề tài này chọn dạng rãnh hình quả lê

Trị số q1 nguyên có thể cải thiện được đặt tính làm việc và giảm tiếng ồn của máy.

36

18

*

π = 1,57cm

=

29

2

*57,1

*310

=33,56 thanh Chọn: ur1 = 33 thanh dẫn

12 Số vòng dây nối tiếp của một pha

A =

D

I w m

*3

*2

=304,6A cm mm2

Sơ bộ chọn phụ tải đường là A=310A cm mm2 Vậy sai số thực tế và tính chọn là:

310

3106,

*100%=1,74%

Ta thấy : Tải đường A không lớn hay nhỏ hơn 10% so với giá trị đã chọn ban đầu nên có thể sử dụng số liệu này để tính toán

13 Tiết diện và đường kính dây dẫn

-Tiết diện dây:

s1 = '

1 1 1

1

j n a I

14 Kiểu dây quấn

Dây quấn stator đặt vào rãnh của lõi thép stator và được cách điện với lõi thép Dây quấn có nhiệm vụ cảm ứng được sức điện động nhất định, đông thời cũng tham gia vào việc chế tạo từ trường cần thiết cho sự biến đổi năng lượng điện có trong máy

*Các yêu cầu của dây quấn :

- Đối với dây quấn điện trở và điện kháng của các pha bằng nhau và của mạch nhánh song song cũng bằng nhau

- Dây quấn được thực hiện sao cho có thể đấu thành mạch nhánh song song một cách dễ dàng Dây quấn được chế tạo và thiết kế sao cho tiết kiệm được lượng đồng,

dễ chế tạo, sửa chữa, kết cấu chắc chắn, chịu được ứng lực khi máy bị ngắn mạch đột ngột

*Việc chọn dây quấn stator phải thỏa mãn tính kinh tế và kỹ thuật:

- Tính kinh tế: tiết kiệm vật liệu, vật liệu cách điện, thời gian lồng dây

- Tính kỹ thuật: dễ thi công hạn chế những ảnh hưởng xấu đến đặc tính của động cơ

Từ yêu cầu trên ta chọn dây quấn một lớp đồng khuôn bối dây bước ngắn Tác dụng

là để làm giảm lượng đồng sử dụng, khử sóng bậc cao, giảm từ trường tản ở phần bối dây và trong rãnh stator, lám tăng cosϕ, và cải thiện đặc tính mở máy của động

cơ, giảm tiếng ồn điện từ lúc động cơ vận hành Các hệ quả xấu tồn tại trong động

cơ khi sóng bậc cao không bị khử:

- Tính năng mở máy xấu do các trường trên đặc tuyến mômen (do sóng bậc 5 và 7 gây ra) làm cho động cơ không đạt đến tốc độ định mức

- Nếu số răng của statorvà rotor không phù hợp động cơ gây ra tiếng ồn khi vận hành, có khi rotor bị hút lệch tâm (do lực hút điện từ tạo nên)

Sóng bậc cao gây tổn hao nhiệt trong lõi thép do tác dụng của dòng phucô.Thực ra việc chọn bước ngắn thích hợp không có tác dụng khử hoàn toàn sóng bậc cao mà chỉ có tác dụng giảm nhỏ chúng xuống đến một giá trị có thể chấp nhận được Trong thiết kế, bước bối dây có tác dụng khử sóng bậc 5 và 7, cách đấu dây hình sao có tác dụng khử sóng bậc 3 Tiêu chuẩn xét sự tổn hao sóng bậc cao ≤ 5% xem như sóng bậc cao không đáng kể, từ 5 - 10% chấp nhận được, > 10% có tồn tại sóng bậc cao Sóng bậc cao không bị khử không cho phép khả thi

Để khử triệt hoàn toàn sóng bậc 3 ta dùng hệ số β =

Tuy nhiên ta không khử triệt hoàn toàn sóng

bậc cao nào cả mà chọn bước bối dây để làm nhỏ các sóng bậc cao 3, 5, 7 cùng một lúc.

Chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y = 7

36

*2

p Z

2

*78,

*2

*sin

*32

20

*3sin

*

w f k k

U k

d s

φδ

=

14,14

*15

*64,0

10

*01,

= 0,74T

Ta thấy sai số mật độ từ thông khe hở không khí so với giá trị ban đầu nhỏ hơn 10% nên ta không cần chọn lại.

18 Sơ bộ định chiều rộng của răng b’ z1

1 1 δ

= 10,,7074**1515*01,,9557= 0,72cmChọn b’z1 = 0,72 cm

Trong đó : Chọn Bz1 = 1,70 T (theo bảng 10-5b, trang 241- TKMĐ)

Bz1 : là mật độ từ thông trên răng có cạnh song song

kc = 0,95 : Hệ số ép chặt lõi sắt khi không cần phủ sơn (Bảng 2-2, trang 23 -TKMĐ)

19 Sơ bộ chiều cao của gông stato h g1

10

*

1 1

4φ

19,295,0

*15

*60,12

10

*01,

= (cm)

Ở đây lấy B1 = 1,60T ;(1,45 ÷ 1,60),(theo Bảng 10.5 Tr.240_TKM Đ)

20 Kích thước rãnh và cách điện

Chọn kích thước miệng rãnh như sau :

Chiều cao miệng rãnh h41 = 0,5 ÷ 1 mm

⇒ chọn h41 = 0,5 mm.=0,05 cm

Chiều cao rãnh stato :

)(1,24)(41,219,2)182,27(2

1)

(2

mm cm

h D D

Trong đó : h’g1 =2,19(cm) chiều cao gông,

Dn =27,2(cm) đường kính ngoài Stato

D =18 (cm) đường kính trong Stato

Chiều cao thực của rãnh Stato : hZ1 = hrl – h41 = 24,1− 0,5 = 23,6 (mm)

*22,27(

*

*)

*2(

1

1 ' '

Z

Z b h D

π

⇒d2 = 1,2cm = 12(mm)

-Đường kính d1 được tính theo công thức:

36

72,0

*36)05,0

*218(

*

*)

*2(

*

1

1

' 41

Z

Z b h D

−

−+

=

−

−+

=

π

ππ

π

⇒d1 = 0,94cm= 9,4(mm)Trong đó: Dn = 27,2cm đường kính trong stator

h’g1= 2,19cm

b’z1 = 0,72cm chiều rộng răng

-Chiều cao rãnh Stator được tính theo công thức

Khi đó,chiều cao h12 là:

h12 = hrl – 0,5 *(2*h41 + d1 + d2)

= 2,41– 0,5 *(2∗0,05 + 1,2+ 0,94) = 1,3cm = 13(mm)

Theo bảng VIII.1 (T629_TKMĐ) ta có chiều dày cách điện rãnh là:

+ Chiều dày cách điện rãnh: C = 0,4 (mm))

+ Chiều dày cách điện của tấm lót: C’ = 0,5 (mm)

1 12 2

h d d

−+

=

)(06,180)2

4,913(2

124,98

)12

2

d c

π ∗

2

4,9

*4,0

*)124,913

*22

s

d n

825,1

*1

d Z

d h

D

−+

*218(

*

cm

=

−+

+π

bz1’= [ ]

2 1

12

(

*2

*

d Z

h h D

−++

π

= [ ] 1,2 0,6( )

36

)3,105,0(

*218

*

cm

=

−++

Để loại trừ momen phụ đồng bộ khi mở máy, cần chọn:

Z2≠Z1 Z2≠0,5*Z1

Z2≠2*Z1 Z2≠6*p*g với g=1,2,3…

Để tránh momen đồng bộ khi quay ,ta chọn:

2 2 δ

29 Dòng điện trong thanh dẫn rotor I td

Itd = I2 = KI*I1*

2

1*

*6

*99

*6

*9,0

*2

*2

Trong đó, J2 nằm trong khoảng 0,25 ÷0,35 ⇒ Chọn J2= 3 A/mm2

32 Sơ bộ chọn mật độ dòng điện trong vòng ngắn mạch Jv=2,5A mm2

b42 h42

dr2

dr2

bZ2tbb’Z2

(Chiều cao vành ngắn mạch thường lấy cao hơn chiều cao rãnh Rotor )