Đồ án: Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn

Đồ án : Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn LỜI NÓI ĐẦU Trong sản xuất hiện nay của nền kinh tế quốc dân hiện nay thì ứng dụng động điện vào việc truyền động cơ cấu để tạo r

Đồ án

Thiết kế động cơ không đồng bộ

roto dây quấn

Đồ án : Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sản xuất hiện nay của nền kinh tế quốc dân hiện nay thì ứng dụng động điện vào việc truyền động cơ cấu để tạo ra các nguyên công nhằm tạo ra các sản phẩm phục vụ cho đời sống con người là rất phổ biến Động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn nói riêng và động cơ không đồng bộ nói chung

có kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ đây là loại động cơ được sử dụng rộng rãi nhất trong các nghành kinh tế quốc dân với dải công suất rộng từ vài chục tới hàng nghìn kilooat

Trên cơ sở các môn học về thiết kế máy điện em xin được trình bày bản thiết kế gồm có ba phần :

Em xin gửi lời chân thành cảm ơn đến tất cả các thầy các cô trong bộ môn và các thầy cô trong trường đại học Bách khoa Hà nội đã nhiệt tình dạy em trong những năm qua

kiểu chính sau: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phòng nổ, v.v…

+Kiểu hở không có trang bị bảo vệ sự tiếp xúc ngẫu nhiên các bộ phận quay và bộ phận mang điện, cũng không có trang bị bảo vệ các vật bên ngoài rơi vào máy Theo cấp bảo vệ thì đây là loại IP00 Loại này được chế tạo theo kiểu tự làm nguội Loại này thường đặt trong nhà, có người trông coi và không cho người ngoài đến gần

+Kiểu bảo vệ có bảo vệ chống sự tiếp xúc ngẫu nhiên các bộ phận quay hay mang điện, bảo vệ các vật ở ngoài hoặc nước rơi vào theo các góc độ khác nhau Loại này thường là tự thông gió Theo cấp bảo vệ thì kiểu này thuộc các cấp bảo vệ từ IP11 đến IP33

+Kiểu kín là loại máy mà không gian bên trong máy và môi trường bên ngoài được cách ly Tùy theo mức độ kín mà cấp bảo vệ là từ IP44 trở lên Kiểu kín thường là tự thông gió bằng cách thổi gió ở mặt ngoài vỏ hay thông gió độc lập bằng cách đưa gió vào trong máy bằng đường ống Thường dùng loại này ở môi trường nhiều bụi, ẩm ướt, v.v…

-Theo kết cấu của rôto, máy điện không đồng bộ chia làm hai loại: loại rôto kiểu dây quấn và loại rôto kiểu lồng sóc

-Theo số pha trên dây quấn stato có thể chia thành các loại: một pha, hai pha và ba pha

1.2 Kết cấu

Máy điện không đồng bộ bao gồm các bộ phận chính là phần tĩnh hay stato và phần quay hay rôto

có đặc điểm là lúc gia công, tốc độ cắt gọt chậm nhưng phôi liệu bỏ đi ít hơn loại có gân trong Đối với máy có công suất tương đối lớn ( 1000kW ) thường dùng thép tấm hàn lại làm thành vỏ

b Lõi sắt

Lõi sắt là phần dẫn từ Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay nên

để giảm tổn hao, lõi sắt được làm bằng những lá thép kĩ thuật điện dày 0,5

mm ép lại Khi đường kính ngoài lõi sắt stato nhỏ hơn 990 mm thì dùng cả tấm tròn ép lại Khi đường kính ngoài lớn hơn 1000 mm thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn

Mỗi lá thép kĩ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên Nếu lõi sắt ngắn hơn 25 đến 30 cm thì có thể ghép lại thành một khối Nếu lõi sắt dài hơn trị số trên thì thường ghép thành từng thếp ngắn, mỗi thếp dài 4 đến 6 cm, đặt cách nhau 1 cm để thông gió cho tốt

c Dây quấn

Dây quấn stato gồm nhiều phần tử nối với nhau theo một quy luật nào đó Phần tử ở đay cũng chính là bối dây được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi sắt.Bối dây quấn xó thể chỉ là một vòng dây (được gọi là

dây quấn kiểu thanh dẫn , bối dây thường được chếtạo dạng 1/2 phần tử và tiết diện thường lớn) , cũng có thể có nhiều vòng dây (tiết diện nhỏ và gọi là qây quấn kiểu vòng dây).Số vòng dây của mỗi bối, số bối của mỗi pha và cách nối lại phụ thuộc vào công suất, điện áp, tốc độ, điều kiện làm việc của máy và quá trình tính toán điện từ

Yêu cầu chính đối với dây quấn như sau:

1.Điện áp của ba pha bằng nhau trong dây quấn ba pha , điện áp ba pha lệch nhau 1200 góc độ điện

2.Điện trở và điện kháng của các mạch song song và của ba pha bằng nhau

3.Có thể đấu thành các mạch song song một cách dễ dàng khi cần thiết 4.Dùng vật liệu dây dẫn điện ít nhất.Phần đầu nối càng ngắn càng tốt để thu ngắn chiều dài của máy và đỡ tốn vật liệu

5.Dễ chế tạo và sửa chữa

6.cách điện giữa các vòng dây, các pha và với đất ít tốn kém và chắc chắn

7.Kết cấu chắc chắn, có thể chịu được ứng lực cơ khi máy bị ngắn mạch đột ngột hay khi khởi động

2 Phần quay hay rôto

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

a Lõi sắt

Người ta dùng các lá thép kĩ thuật điện giống như ở stato Lõi sắt được

ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy Phía ngoài của lá thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn

b Rôto và dây quấn rôto

Rôto có hai loại chính là: rôto kiểu dây quấn và rôto kiểu lồng sóc

- Loại rôto kiểu dây quấn: Rôto có dây quấn giống như dây quấn stato Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp

vì bớt được những dây đầu nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ Trong

máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao, còn ba đầu kia được nối vào ba vành trượt thường làm bằng đồng được đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài Đặc điểm của loại động cơ điện rôto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay sức điện động phụ vào mạch điện rôto để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc

độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy Khi máy làm việc bình thường dây quấn rôto được nối ngắn mạch

- Loại rôto kiểu lồng sóc: Kết cấu của loại dây quấn rôto này rất khác với dây quấn stato Trong mỗi rãnh của lõi sắt rôto đặt các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối ngắn mạch ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà người ta quen gọi

là lồng sóc

Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính năng mở máy, trong máy công suất tương đối lớn, rãnh rôto có thể làm thành dạng rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc hay còn gọi là lồng sóc kép Trong máy điện cỡ nhỏ rãnh rôto thường được làm chéo đi một góc so với tâm trục

Máy điện không đồng bộ có các trị số định mức đặc trưng cho điều kiện

kỹ thuật của máy Các chỉ số này do nhà máy thiết kế, chế tạo quy định và được ghi trên nhãn máy Vì máy điện không đồng bộ chủ yếu làm việc ở chế

độ động cơ điện nên trên nhãn máy ghi các trị số định mức của động cơ điện khi tải định mức Các trị số đó thường bao gồm: công suất định mức ở đầu trục Pđm (kW hay W), dòng điện dây định mức Idm (A), điện áp dây định mức

Udm (V), cách đấu dây ( Y hay Δ ), tốc độ quay định mức nđm ( vg/ph ), hiệu suất định mức ηđm và hệ số công suất định mức cosϕđm,…

4 Công dụng của máy điện không đồng bộ

cơ điện Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ là loại máy được dùng rộng rãi nhất trong các nghành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kilôoat Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ, v.v…Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió Trong nông nghiệp dùng để làm máy bơm hay máy gia công nông sản phẩm Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm một vị trí quan trọng: quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tủ lạnh, v.v…Tóm lại theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hoá, tự động hoá và sinh hoạt hàng ngày, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi

của máy thường không cao và đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên ứng dụng của máy điện không đồng bộ có phần bị hạn chế

không tốt so với máy phát điện đồng bộ, nên chỉ trong một số trường hợp nào

đó cần nguồn điện phụ hay tạm thời thì nó cũng có một ý nghĩa quan trọng

“Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển với động cơ không đồng bộ có công suất P=90kW, 2p=4, nđb=1500vg/ph ta tra được kiểu động cơ như sau: 4A250M4, cosϕ =0,91 và η=0,93; nđm=1480 vg/ph; mmax=2,2

2.1.2.Lựa chọn tính toán các kích thước chủ yếu

® 1 1

3 1

cos U m

10 P

=

φ η

Trong đó :

m1 -là số pha dây quấn của stato;

P - công suất định mức của động cơ(kW);

I1- dòng điện pha định mức trong dây quấn stato(A);

U1- điện áp pha định mức đặt vào dây quấn stato(V);

η®m- hiệu suất định mức của động cơ;

cos ϕđm - là hệ số công suất định mức của động cơ

Thay số ta có:

I1=

91,0.93.0.220

3

10

= 161,129 A b.Xác định kích thước chủ yếu

10.Công suất tính toán :

P’ =

dm dm

dm E

.cos

P k ϕ

Pđm- công suất định mức của động cơ(kW);

η®m- hiệu suất của động cơ;

cosϕđm - hệ số công suất định mức của máy;

Thay số ta được:

91,0.93,0

90.98,0

= 104,22 kVA 11.Đường kính ngoài của stato:

Từ công suất của động cơ không đồng bộ rôto dây quấn ta tra sách

“TKMĐ” được chiều cao tâm trục của máy này là h= 250 mm Ta tra bảng 10.3 sách(“TKMĐ”) được

=23,3145 cm 14.Chiều dài lõi sắt stato:

db

2 d

s

7

n.D k.k

10'

P.1,6

k d1 – hệ số dây quấn stato, lấy kd1 = 0,92;

với máy có chiều cao tâm trục h= 180 ÷250 mm thì thường chọn dây quấn hai lớp đặt vào rãnh nửa kín thì kd = 0,91÷0,92 ở đây ta chọn kd1= 0,92

B - từ cảm qua khe hở không khí (T); δ

Tra hình 10-3 (trang 234) sách “TKMĐ” có: A=430 A/cm ;Βδ =0.74T;

D -đường kính trong stato , D=29,7 cm (đã chọn ở mục 12) ;

50.60

Thay số ta được :

1500.7,29.74,0.430.92,0.11,1.64,0

10.22,104.1,6

2

7

Trong máy điện không đồng bộ, khi chiều dài lõi sắt l =250~300 mm thì δ

việc tản nhiệt không khó khăn lắm nên lõi thép có thể ép thành một khối Do

lõi sắt phần ứng stato ngắn nên làm thành một khối với việc không có rãnh

thông gió làm mát bằng quạt gió

Chiều dài toàn bộ lõi sắt stato được chọn bằng:

23

trong dãy động cơ không đồng bộ , công suất 110 kW và 2p =4 có cùng

đường kính ngoài (cùng chiều cao tâm trục h) với máy công suất 90 kW và 2p

=4 Hệ số tăng công suất của máy là :

90

110P

P

90

như vậy là λ110 =γ.λ90 =1,2222.0,9865 =1,2

Theo hình 10- 3b , hai hệ số λ110 , λ90 đều nằm trong phần gạch chéo của

hình 10-3b sách “TKMĐ” (trang 235) nên việc chọn phương án trên là có

tính kinh tế cao

2.2.Thiết kế stato và khe hở không khí

2.2.1.Tìm hiểu về dây quấn và lõi sắt stato

Việc chọn kiểu dây quấn và kiểu rãnh stato được căn cứ vào một số cách sau đây:

+Stato máy điện xoay chiều thường dùng loại rãnh 1/2 kín , 1/2 hở và rãnh hở Rãnh 1/2 kín thường dùng ở stato máy công suất đến 100 kW điện áp đến 690 V.Có thể dùng dây quấn một lớp, hai lớp, dây quấn phân tán được cấu tạo từ những phần tử mền , tiết diện tròn

+Căn cứ vào điện áp và chiều cao tâm trục để chọn loại dây quấn ; với điện áp U≤660V, chiều cao tâm trục h ≤ 160 mm có thể chọn dây quấn đồng tâm đặt vào rãnh 1/2 kín.Với h=180 – 250 mm dùng dây quấn hai lớp đặt vào rãnh 1/2 kín.Với h ≥ 280 mm, dùng dây quấn hai lớp phần tử cứng đặt vào rãnh 1/2 hở

Với máy đang thiết kế có P=90 kW ,chiều cao tâm trục h=250 mm , điện

áp dây quấn stato Uđm=380 V thì chọn dây quấn hai lớp đặt vào rãnh 1/2 kín Lõi sắt stato máy điện không đồng bộ thường làm bằng lá thép kỹ thuật

hay thép 2212 , khi h=280 ÷355 mm dùng thép 2312 có phủ sơn bề mặt và khi h ≥ 400 mm điện áp 6000V dùng thép 2411 phủ sơn bề mặt Với máy đang thiết kế thì ta dùng thép có mác 2212 để chế tạo lõi sắt stato

2.2.2.Tính toán dây quấn và lõi sắt stato:

16.Chọn số rãnh một pha dưới một cực :

khi thiết kế dây quấn stato cần phải xác định số rãnh của một pha dưới một cực q1 Nên chọn q1 trong khoảng từ 2 ÷ 5 Thường lấy q1=3 ÷4 Với máy công suất nhỏ hoặc tốc độ thấp , lấy q1 = 2 Máy tốc độ cao, công suất lớn có thể chọn q1=6 Chọn q1 nhiều hay ít cóảnh hưởng đến số rãnh stato Z1

Số rãnh này không nên nhiều quá, vì như vậy diện tích cách điện rãnh chiém chỗ so với số rãnh ít sẽ nhiều hơn , do đó hệ số lợi dụng rãnh sẽ kém đi Mặt

khác , về phương diện độ bền cơ mà nói , răng sẽ yếu,ít răng quá sẽ làm cho dây quấn phân bố không đều trên bề mặt lõi sắt nên sức từ động phần ứng có nhiều sóng bậc cao.Trị số q1 nên chọn số nguyên

17.Số rãnh stato:

Z1- số rãnh stato ;

m – là số pha của động cơ, m=3;

p – là số đôi cực từ của động cơ, p =2;

q1- là số rãnh của một pha dưới một cực, q1=4

18.Bước răng stato:

1

Z

D.π

Α

A – là tải đường, A=430 A/cm (đã được xác định ở mục 14);

t1 – bước rãnh stato, t1=1,943 cm (đã được xác định ở mục 18);

I1 – dòng điện pha stato định mức, I1=161,129A( tính ở mục 9);

a1 – là số mạch nhánh song song của một pha, a1=4;

chọn số mạch nhánh song song là ước số chung của số cực từ

Thay số ta được :

ur1 =

129,161

4.943,1.430

=20.74 thanh với dây quấn hai lớp ta chọn ur1=20 (là số nguyên chẵn)

20.Số vòng dây nối tiếp của một pha:

1

1 r

Mật độ dòng điện :

J1’ =

A

J.Α

AJ =3060 -25%.3060 =2295 A2/cm.mm2 - là tích số được chọn theo

hình 10-4d(trang 237) sách “TKMĐ” Ở hình này là ứng dụng cho động cơ

không đồng bộ cấp cách điện cấp F , với cấp cách điện B hoặc E thì tích số AJ

được lấy thấp hơn vào khoảng 25÷30%

A - tải đường, A=430 A/cm (đã biết ở mục 14)

s1’ = '

1 1 1

1

J.n.a

n1- là số sợi dây ghép song song, chọn n1 =4 ;

J1’ - là mật độ dòng điện(A/mm2 )(đã được tính ở trên)

Thay số ta được :

337,5.4.4

129,161

129,161n

.a.s

IJ

1 1 1

1

23.Kiểu dây quấn stato:

chọn kiểu dây quấn là dây quấn xếp hai lớp bước ngắn với bước dây

quấn là y=10.và hệ số rút ngắn bước dây quấn là:

2

.12

10 π =0,966 (2.15)

Hệ số bước rải :

kr1 =

2sin.q

2.qsin

1

1

α

α =

2

15sin.4

2

15.4sin

=

48

360

1 E

w f k k 4

U k

220.98,0

10 τ α

10 02625 ,

1 1

z '

k l B

t l B

b'z 1- là chiều rộng sơ bộ của răng stato(cm);

Βδ - mật độ từ thông khe hở không khí, Βδ=0,7649T( mục 26);

lδ- chiều dài tính toán của stato, lδ=23 cm (tính ở mục 14);

l1- chiều dài toàn bộ lõi sắt stato, l1=23 cm(tính ở mục 14);

t1 - là bước rãnh stato, t1=1,943 cm (tính ở mục 18);

kc1 - là hệ số ép chặt lõi sắt của stato, kc1 = 0,95;

Βz1- là trị số trung bình mật độ từ thông trên răng stato;

Tra bảng 10.5b (trang 241) sách “TKMĐ”, lấy Βz1=(1,8~2 )T

Thay số ta tính được:

95 , 0 23 85 , 1

943 , 1 23 7649 , 0

28.Sơ bộ chiều cao gông stato:

k l 2

10 h

c 1 1

4 1

h' 1- là chiều cao gông sơ bộ của stato, cm;

Φ - là từ thông khe hở không khí, Φ=0,02625 Wb(tính ở mục 25);

l1- là chiều dài toàn bộ lõi sắt stato, l1=23 cm (mục 14);

kc1- là hệ số ép chặt lõi sắt, lấy kc1= 0,95;

Β - là mật độ từ thông trong gông stato, T; 1

Tra bảng 10.5a (trang 240)sách “TKMĐ’’, lấy Β =1,5 T 1

Thay số ta được :

95 , 0 23 5 , 1 2

10 02625 ,

0 h

4 1

h12 hr2

d1

d2

r1 n h' 1

2

D D

Dn- là đường kính ngoài của stato, Dn=43,7 cm (theo mục 11);

D - là đường kính trong stato, D=29,7cm (xác định ở mục 12);

h' 1- là chiều cao sơ bộ của gông stato, h' 1=4 cm (mục 28)

2

7,297,43

1

1 1 z ' 41

− +

π

D - là đường kính trong của lõi sắt stato, D =29,7 cm (ở mục 12);

b'Z 1 - chiều rộng sơ bộ của răng stato, b’Z1 =0,846 cm ( ở mục 27);

π

−

−+

Z b ) h 2 D ( d

1

1 1 z ' 1 r

− +

1,39832

48

48.846,0)3.27,29(

π+

−+π

'

mm)2

dh(2

dd8

)dd.(

2 2 r

'

mm722,345)2/8,115,22(2

8,11148

)148,11.(

+Diện tích cách điện của rãnh:

Theo bảng VIII-1 ở phụ lục VIII với chiều cao tâm trục h=250mm ta tra

ra chiều dày cách điện rãnh là c= 0,4 mm và chiều dày cách điện giữa hai lớp

là c’ = 0,5 mm

1 - là tấm cách điện phía trong có chiều dày là bằng 0,4 mm

2 - là tấm cách điện giữa hai lớp có bề dày là 0,4 mm Hình 1.2 cách điện rãnh stato

3 - là tấm cách điện phía đáy tròn nhỏ có bề dày 0,5mm

2 1 12

1

2

d c )]

d d ( h 2 2

d [

(2.27)

cd 0,5 46,375mm

2

8,11.4,0)]

8,1114(5,22.22

14.[

S

d u n

645,1.20

Hình 1.3 kích thước răng rãnh stato

• Bề rộng răng stato phía đáy tròn nhỏ (d2)

Từ hình học ta có

biến đổi ta có

cm8466,018,148

)18,105,0.27,29(dZ

)dh.2D(

1

2 41 '

)]

05,025,2.(

27,29.[

dZ

)]

hh(2D.[

1

41 12

bbb

"

1 Z ' 1 Z 1

DD

6

132

7,297,43

33.Khe hở không khí:

Khi chọn khe hở không khí δ ta cố gắng lấy nhỏ để cho dòng điện không

tải nhỏ và cosϕ cao, Nhưng khe hở không khí nhỏ sẽ khó khăn trong việc chế

tạo và quá trình làm việc của máy: Stato rất dễ chạm với Rôto (sát cốt), làm

tăng thêm tổn thất phụ, điện kháng tản tạp của động cơ cũng tăng lên

đối với loại Động cơ có công suất lớn P=90KW) >20 (KW), 2p=2ta có:

) 0,8( )mm

4

91(1200

297)

p.2

91(1200

2.3 Dây quấn , rãnh và gông rôto

2.3.1.Tìm hiểu về dây quấn và lõi sắt rôto

năng máy tốt hay xấu cũng ở rôto.Đối với rôto dây quấn không có yêu cầu về

khởi động mà chỉ phải thoả mãn tiêu chuẩn nhà nước về hiệu suất, cosϕ, bội

số mômen cực đại trong điều kiện làm việc định mức

Dây quấn rôto thường dùng loại dây quấn xếp hai lớp phần tử mềm với

quấn sóng kiểu thanh dẫn vì nó có nhiều ưu điểm như là nó giảm khối lượng

đồng ở phần đầu nối ra, nâng cao điện áp ở vành trượt để giảm nhỏ dòng điện

qua chổi than tránh hiện tượng phóng điện ở chỗ tiếp xúc giữa chổi than và

vành trượt gây hỏng máy Rãnh rôto là loại rãnh nửa kín có cạnh song song

dây quấn rôto dạng thanh được nhét vào rãnh rôto bằng cách đưa qua lỗ rãnh

rồi được hàn lại chứ không phải lồng vào rãnh qua bề rộng miệng rãnh như

36.Đường kính trong rôto(hay đường kính trục):

Lấy Dt=89 mm=8,9 cm

37.Chiều dài lõi sắt rôto:

Lõi sắt rôto thường lấy bằng chiều dài lõi sắt stato hoặc là lấy l2=l1+(0,4

÷1)cm.Ở đây ta chọn như sau:

Trong đó:

D’ - là đường kính ngoài của rôto(cm) ( đã tính được ở mục 35);

Z2 - là số rãnh của rôto ( xem ở mục 24)

60

5,29

π

39.Kiểu dây quấn :

Chọn dây quấn hai lớp dạng sóng kiểu thanh dẫn, quấn bước đủ

Với hệ số rút ngắn bước dây rôto

2 2

40.Hệ số dây quấn rôto:

Hệ số rút ngắn bước dây quấn rôto :

ky2 = sinβ1

2

π = sin

2

.15

15 π =1 (2.40)

Hệ số bước rải :

kr2 =

2sin.q

2.qsin

2

2

α

α =

2

12sin.5

2

12.5sin

=

60

360

1 dq 1 1 1 I

k w m

k w m I

kI =0,92 tra hình 10-5 sách “TKMĐ”;

m1, m2 là số pha dây quấn của stato và rôto;

w1 - là số vòng dây quấn một pha của stato,w1=40(tính ỏ mục 20);

w2 - là số vòng dây quấn một pha của rôto, w2= 20 (tính ỏ mục 41);

kdq1=0,925 (tính ở mục 24);

kdq2 = 0,9567 (tính ở mục 40)

9567,0.20.3

925,0.40.3.129,161.92,

619,286J

I'

45.Kích thước rãnh rôto:

• Sơ bộ lấy chiều rộng rãnh rôto:

b’r2= (0,4~0,45).t2 =(0,4~0,45)1,544 =(0,6176~0,6948) cm

t2 =1,544 cm là bước răng rôto (tính ở mục 38)

• Chọn thanh dẫn có kích thước như sau:

619,286s

mm

Theo chiểu cao

Mm

1 Tấm mica tổng hợp 0,15 4,5

lớp

1,1 2,2

2 Vải thuỷ tinh tẩm sơn 0,15 1 0,3 0,3

+Tổng chiều dày cách điện

trong rãnh (không kể nêm)

1,7

0,5 4,0

d n 3

2 h

2

D D

Trong đó:

ng2 =1 là số dãy lỗ thông gió theo hướng dọc trục rôto;

dg2= 1.5 cm là đường kính lỗ thông gió dọc trục rôto;

3

2 28 , 3 2

9 , 8 5 , 29

47.Chiều rộng răng rôto:

• Chiều rộng răng rôto phía nhỏ nhất:

2

2 r '

bZ

)h2D

60

)28,3.25,29

bZ

)]

hh(2D

b

2.4.tính toán mạch từ

2.4.1.Tìm hiểu về mạch từ trong máy điện không đồng bộ

Mạch từ trong máy điện không đồng bộ gồm hai phần: mạch từ phần ứng là

mạch từ stato và mạch từ phần quay là mạch từ rôto Mạch từ phần ứng dẫn từ

thông xoay chiều, còn mạch từ phần cảm hay mạch từ rôto dẫn từ thông xoay

chiều tần số thấp (f2= s.f1=2÷3 Hz)

Tính toán mạch từ là việc xác định sức từ động cần thiết để tạo ra ở khe hở

không khí một từ thông có thể sinh ra sức điện động đã xác định ở dây quấn

phần ứng Mạch từ máy điện có thể chia làm năm đoạn sau: khe hở không khí

răng của rôto, gông rôto, răng stato, gông stato

Dựa vào trị số sức điện động cần thiết ở dây quấn stato tìm được từ thông

Φ, theo kích thước của máy, tìm tiết diện Sx của từng đoạn mạch từ sau đó

943,1

t

tk

1 1

1

−

=δν

)1/3(/b5

)/b

41

2 41

+

=δ+

544,1

t

tk

2 2

2

−

=δν

)1/5,1(/b5

)/b

42

2 42

+

=δ+

1,85083T

95,0.23.8452,0

943,1.23.7649,0k.lb

tlBB

1 c 1 1 Z

1 1

51.Cường độ từ trường trên răng stato:

Tra phụ lục V bảng v.6 đường cong từ hoá trên răng động cơ không đồng

)3,339,34(

−

−

= 52.Sức từ động trên răng stato:

53.Mật độ từ thông ở răng rôto:

• Mật độ từ thông trên răng rôto ở nơi có diện tích lớn nhỏ nhất

95,0.5,23.6,0

544,1.23.7649,0k

.l.b

t.l.BB

2 c 2 min 2 Z

2 max

1,341T

95,0.5,23.907,0

544,1.23.7649,0k

.l.b

t.l.BB

2 c 2 max 2 Z

2 min

544,1.23.7649,0k

.l.b

t.l.BB

2 c 2 tb 2 Z

2 tb

2

Trong đó:

bz2tb=0,754 cm (tính ở mục 47)

54.Cường độ từ trường trên răng rôto:

• Cường độ từ trường ở răng rôto nơi có bề rộng răng nhỏ nhất:

Tra bảng V.6 phụ lụcV sách “TKMĐ” trang 608 ta có

BZ2max (T) 2,02 2,025875 2,03

cm/A2834,7674)02,2025875,

2(02,203,2

)749,77(

)9,704,8(

HZ2tb(A/cm) 14,9 ? 15,3

Hz 2tb = (1,61379 1,61) 14,9

61,162,1

9,143,

2 Z min 2

883,15739,16985,1328

giá trị này nằm trong khoảng (1,2÷1,5)

57.Mật độ từ thông trên gông stato:

95,0.23.233,4.2

10.02625,0k

.lh.2

10.B

4

1 c 1 1

−

−

= 59.Chiều dài mạch từ ở gông stato:

4

)233,47,43.(

p2

)hD.(

ξ=1 là hệ số để xác định sức từ động ở gông stato và rôto

61 Mật độ từ thông ở gông rôto:

95,0.5,23.02,6.2

10.02625,0k

.lh.2

10.B

4

2 c 2 2

−

−

A/cm 63.Chiều dài đường đi của từ thông ở phần gông rôto :

p2

)hD(

1902F

38,078A

925,0.40.7,2

1902.2k

.w.7,2

F.pI

1 dq 1

078,38

=100.I

I

=

%I

dm

≈

μ

2.5.Tham số của động cơ điện ở chế độ định mức

2.5.1.Tìm hiểu về tham số của động cơ điện

Những tham số chủ yếu của máy điện là điện trở và điện kháng.Điện

kháng được xác định bởi trị số từ thông móc vòng (gồm từ thông móc vòng

cảm ứng tương hỗ và từ thông móc vòng tản từ) trên đơn vị dòng điện và tần

số Từ điện trở để xác định được các tổn hao của dây quấn máy điện ở chế độ

làm việc ổn định và quá trình quá độ Trong thiết kế máyđiện thì việc xác

định điện trở và điện kháng của dây quấn là một việc rất quan trọng.Đây là

những giá trị ảnh hưởng lớn đến đặc tính làm việc, đặc tính cơ và các đặc tính

khác trong máy điện

2.5.2.Tính toán tham số của động cơ điện

68.Chiều dài phấn đầu nối của dây quấn stato:

kđ1=1,3 với phần đầu nối không băng cách điện;

B=1 với phần đầu nối không băng cách điện tra bảng 3.4 (trang 69)

sách “TKMĐ” của Trần Khánh Hà và Nguyễn Hồng Thanh;

hr1=3 cm –là chiều cao rãnh stato(tính ở mục 29);

48

10)37,29.(

Z

y)hD.(

1

1 1 r

1 = π + =π + =

69.Chiều dài phần đầu nối stato nhô ra khỏi lõi sắt:

1 ) 115 ( cu 1

s.a.n

L

(

cu 0 =

117) sách “TKMĐ” của Trần Khánh Hà và Nguyễn Hồng Thanh;

L1=42,25 m (tính ở mục 71);

s1 = 2,011 mm2 (tính ở mục 21)

911,1.4.4

25,42.41

=U

I.r

=r

dm

1 1

A=

2 c c 2

)t

f(1

Với

cm5827,20

=4

)28,35,29(14,3

=p

2

)hD(

' 2

=Z

)h2D.(

=t

2

2 r ' c

57,0(1

5827,20

=f

f

Hình 1.6 Để xác định f

2,1

57,0.4,23.5,0

=

f2 75.Chiều dài trung bình nửa vòng dây của dây quấn rôto:

L

2 2 2

2 ) 115

( 0 Ω

sách “TKMĐ”);

n2=1- số sợi chập của dây quấn rôto;

a2 = 1 - số mạch nhánh song song của dây quấn rôto;

s2 = 49,14 mm2 - tiết diện thanh dẫn của rôto (chọn ở mục 45)

14,49.1.1

7547,22.411

78.Hệ số quy đổi:

2 dq 2

1 dq 1 2

1

)k.w

k.w.(

=U

I.r

=r

1

1 2 ' '*

1

b

h+b

h+b.2

b785,0(+k.b.3

10.3+1

=4

.3+1

6,48,11.2

3785,0(90625,0.8,11

3

3,27

1

λ

k )k.q(t.9,

δ

ρ

=λ

3t

b

2031

3b

3,0.033,01.t

b.033,01k

2 1

41 2 1

δ

−

=