Đồ án tốt nghiệp thiết kế động cơ điện một chiều

Lõi sắt cực từ phụ Với máy có công suất nhỏ thường làm bằng thép khối CT3, còn máy có công suất lớn làm bằng thép kĩ thuật điện 3411.. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU Đư

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU

CHƯƠNG I: KHẢO SÁT ĐỘNG CƠ ĐIỆN KÉO 1

CHIỀU

I CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN KÉO

1 STATO

1.1 Vỏ máy ( gông cực từ )

Thường là thép đúc hoặc thép tấm uốn lại

1.2 Cực từ chính

1.2.1 Dây quấn cực từ chính

Đối với máy công suất nhỏ dùng dây đồng tiết diện tròn, với máy công suất lớn có thể dùng dây đồng tiết diện chữ nhật

1.2.2 Lõi sắt cực từ chính

Làm bằng thép khối hoặc thép tấm ép lại, hiện nay thường dùng thép tấm hay thép kỹ thuật điện của Nga ký hiệu 3411 dày 1 mm ép và tán lại

Cực từ chính được cố định lên vỏ máy bằng bulông

1.3 Cực từ phụ

Cực từ phụ

Cực từ chính

Vỏ máy

Được mắc nối tiếp với dây quấn phần ứng

Đối với máy công suất nhỏ dùng dây đồng tiết diện tròn, với máy công suất lớn có thể dùng dây đồng tiết diện chữ nhật

1.3.2 Lõi sắt cực từ phụ

Với máy có công suất nhỏ thường làm bằng thép khối CT3, còn máy có công suất lớn làm bằng thép kĩ thuật điện 3411

Cực từ phụ được cố định lên vỏ máy bằng bulông

2 RÔTO

10 97

2.1 Dây quấn rôto

2.1.1 Dây đồng tiết diện tròn: Thường dùng các loại bọc men có độ bền cao hoặc

men bọc sợi hoặc bọc hai lớp sợi Được dùng ở các dây quấn với phần tử có nhiều vòng dây công suất nhỏ

Dây quấn rôto Lõi sắt rôto

Giá đỡ rôto

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU Được ghép bằng các loại thép kỹ thuật điện khác nhau, tuỳ theo điện áp, chiều cao tâm trục

Đối với máy cỡ trung lõi sắt cần được ép chặt với áp suất từ 5 kg/cm2, với máy cỡ nhỏ cần đến 10 kg/cm2

Để tránh lõi sắt ở hai đầu bị tản ra thì trong máy nhỏ dùng những tấm thép dày 1,5 mm

ép lại Trong máy lớn dùng tấm ép có răng, răng phải tán hay hàn vào tấm thép ép để đảm bảo khi quay không văng ra

2.3 Giá đỡ rôto

Thường làm bằng thép tấm hàn lại Với những máy có công suất nhỏ có thể dùng nắp máy được cố định lên vỏ máy bằng gờ làm giá đỡ rôto

3 CỔ GÓP VÀ CHỔI THAN

3.1 Cổ góp

Do các phiến đổi chiều được làm bằng đồng, được cách điện bởi nhau bằng phiến mica ghép lại thành hình tròn tạo thành

3.2 Chổi than

Được làm từ các loại vật liệu như: than graphit, graphit, graphit điện luyện và graphit kim loại Đặt trên các giá than tạo thành

4 TRỤC, NẮP MÁY VÀ QUẠT LÀM MÁT

4.1 Trục máy

d' 0 max

p

max

p

z z z c

y y y b l

a x x x x

a

c

3 2 c 1 c

1

2 3

2 1

3 2 1

Đối với các đường kính đến 100 mm thì dùng phôi liệu là thép cán, còn của các máy lớn thì được chế tạo bằng thép rèn có hình dạng tương ứng với trục thực, có dư lượng để gia công

4.2 Nắp máy

Có thể được chế tạo bằng gang đúc, hoặc thép tấm

4.3 Quạt làm mát

Làm bằng thép tấm, gắn trực tiếp lên trục của động cơ ở phía cuối, đối diện với cổ góp Hoặc đặt độc lập với động cơ cần công suất thông gió lớn

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU

II CÁC ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU

1 ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC

n( v /ph g )

m(n.m)

η(%)

η= f( i )

Μ = f( i )

i(A)

n =f( i )

n =f( i )

Μ = f( i )

n =f( i )

i(A)

nt

ss hh

Μ = f( i )

nt

hh

ss

Đặc tính làm việc của các loại động cơ điện 1 chiều

2 ĐẶC TÍNH CƠ

n =f( m )

M(N.m)

n =f(ss m )

M(N.m)

Đặch tính cơ của các loại động cơ điện 1 chiều

III ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN KÉO

Động cơ điện kéo làm việc ở điều kiện không thuận lợi vì những lý do sau đây:

1 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

Do tàu điện làm việc với yêu cầu dừng đỗ, và số lượng hành khách thay đổi liên tục ở

các Ga đỗ gần nhau Nên động cơ điện kéo phải làm việc ở chế độ: ngắn hạn lặp lại làm

việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU

3 ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG BÊN NGOÀI VÀ LÀM NGUỘI ĐỘNG CƠ

- Xe điện dùng trong hầm mỏ , đầu máy điện có hệ thống thông gió làm nguội riêng vì vậy ít ảnh hưởng đến chất lượng của động cơ , còn đối với xe điện bánh hơi dùng trong thành phố dùng loại động cơ điện kéo tự làm nguội bằng quạt gắn trên trục động cơ nên bụi bặm và nước lọt vào động cơ nhiều so với loại có hệ thống làm nguội riêng

- Đặc biệt tại Hà Nội khi mưa to, hệ thống cống rãnh xấu, nước tiêu thụ không kịp làm ngập một số đoạn đường vì vậy động cơ bị nước lọt vào làm ảnh hưởng nhiều đến chất lượng động cơ, thậm chí còn bị cháy các cuộn dây của động cơ

4 PHỤ TẢI THAY ĐỔI

Động cơ điện kéo làm việc với phụ tải thay đổi liên tục, tốc độ quay của động cơ phụ thuộc vào tải trọng, vào ma sát của đường Khi khởi động dòng điện khởi động có thể tăng lên đến 2 lần so với dòng điện định mức ( Ikđ = 2Iđm ) , ngoài ra điện áp đặt lên chổi than của động cơ cũng thường thay đổi luôn ( điện áp lưới ) làm ảnh hưởng đến độ bền vững của trục động cơ, hộp giảm tốc độ và ảnh hưởng đến quá trình đổi chiều dòng điện trong phần ứng

Kết luận: Vì những lý do ở trên phải chế tạo loại động cơ chuyên dụng có độ bền cơ

khí cao, quán tính nhỏ khi thiết kế chế tạo và sửa chữa động cơ điện kéo phải tính đến tốc

độ cao nhất , khả năng quá tải cao ( từ 2,5 ÷ 3,5 ) Tức là phải dùng loại cách điện tốt có tính chất chống ẩm cao, quá trình sản xuất và sửa chữa động cơ phải theo đúng quy trình

kỹ thuật

IV PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN KÉO

1 PHÂN LOẠI THEO LOẠI ĐIỆN CUNG CẤP CHO ĐỘNG CƠ

1.1 Một chiều

1.2 Xoay chiều

1.2.1 Một pha có cổ góp

1.2.2 Không đồng bộ 3 pha

2 PHÂN LOẠI THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN CHUYỂN ĐỘNG

Căn cứ vào sự truyền chuyển động của động cơ đến các cặp bánh xe động chia thành 2 loại

2.1 Truyền riêng biệt ( hình 1-1 )

Hình 1-1 Truyềt riêng biệt

Nghĩa là mỗi cặp bánh xe động được quay bởi 1 động cơ ( loại truyền lực 1 phía và 2 phía )

2.2 Truyền theo nhóm ( hình 1-2 )

Hình 1-2 Truyền theo nhóm

Trên đầu máy dùng 1 động cơ hoặc 2 động cơ truyền chuyển động đến tất cả bánh xe động hay theo nhóm của chúng

V HỆ THỐNG ĐIỆN DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN KÉO

Hiện nay các loại xe chạy bằng năng lượng điện như E- léch- tríc, tầu điện và xe điện bánh hơi chia thành 3 nhóm:

1 DÙNG ĐIỆN 1 CHIỀU

Lấy từ lưới với điện áp 3000; 1500 ; 750; 550; 250; và 150V Động cơ điện kéo và các máy bổ trợ khác, điện áp định mức của nó được ghi trên nhãn hiệu của chúng Còn động

cơ điện kéo nhận năng lượng điện từ máy phát đặt trên xe thì điện áp không quá 1000V, còn xe dùng acquy thì điện áp không quá 150V

2 DÙNG ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1 PHA TẦN SỐ THẤP

1623 và 25 Hz với điện áp 22000V, người ta dùng biến áp để hạ xuống 500V

3 DÙNG ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1 PHA TẦN SỐ CÔNG NGHIỆP

50 Hz ( ở Mỹ 60 Hz ) với điện áp 25000V, trên xe đặt thiết bị biến áp chỉnh lưu ( điện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU

2 Đối với nhóm thứ 2: cũng được sử dụng rộng rãi ở nước ngoài, và rất có tiềm năng

phát triển

3 Đối với nhóm thứ 3: dùng rất thuận tiện cho ngành điện khí hoá đường sắt Hiện

nay được sử dụng rộng rãi ở nước ngoài

VI CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẶT ĐỘNG CƠ VỀ TRUYỀN CHUYỂN ĐỘNG

Tầu chuyển động được là nhờ động cơ điện kéo quay momen quay trên trục động cơ truyền đến trục xe nhờ hộp giảm tốc Người ta không thiết kế loại động cơ không cần hộp giảm tốc vì loại này trọng lượng động cơ rất lớn

Trong thực tế người ta có mấy cách đặt động cơ và truyền momen quay đến trục xe sau đây:

1.ĐẶT TRÊN TRỤC BÁNH XE ( hình 1-3 )

1- Bánh xe tàu điện

5

1

2

2- Khung xe Hình 1-3 Động cơ đặt trên trục bánh xe

3- Trục bánh xe

4- Trục động cơ

5- Động cơ

2 ĐẶT ĐỘNG CƠ DỌC THEO TRỤC CỦA TẦU

Trục động cơ nối liền với hộp giảm tốc nhờ trục Các – đan ( hình 1-4 )

®Çu xe cuèi xe

2- Trục Các – đan Hình 1-4 Động cơ đặt dọc theo trục của tầu

3- Hộp giảm tốc và thay đổi hướng quay

Nhận xét:

1 Đặt trên trục xe: có mấy ưu nhược điểm sau đây

- Ưu điểm: đơn giản

- Nhược điểm: dưới tác dụng của động lực truyền từ đường ray qua hộp giảm tốc vào trục động cơ sẽ làm giảm tuổi thọ của động cơ hoặc có thể làm gẫy trục động cơ

2 Đặt dọc theo trục xe: làm giảm tác động do động lực gây ra, nhưng phức tạp hơn

loại 1