Tài liệu Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn pptx

LỜI NÓI ĐẦUHiện nay đất nước ta đang tiến lên thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoávới mục đích tiến kịp và hội nhập vào nền kinh tế của các nước trong khu vực và trên thế giới.. Như ta đ

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

MỤC LỤC

Trang

Chương IV: Tính toán tổn hao 23

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay đất nước ta đang tiến lên thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoávới mục đích tiến kịp và hội nhập vào nền kinh tế của các nước trong khu vực

và trên thế giới Như ta đã biết ngành công nghiệp năng lượng chiếm một vị trírất quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế đất nước Do đó ngành chếtạo máy điện đòi hỏi phải luôn đi trước một bước về công nghiệp và chất lượngnhằm đảm bảo tốc độ phát triển chung của toàn ngành và yêu cầu của nền kinh

tế Ngành chế tạo máy điện sản xuất ra các thiết bị điện phục vụ cho nền kinh

tế như máy biến áp, động cơ điện dùng làm nguồn động lực cho các loại thiết

bị, công suất từ vài (W) đến hàng trăm (KW)

Với các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật trong bảng số liệu qua tính toán đã đạtđược các yêu cầu của đề ra Trong quá trình thiết kế em đã được thầy NguyễnTrung Cư chỉ dẫn tận tình, em xin chân thành cảm ơn thầy Trong thời gianngắn, với kiến thức học được trên lóp trong đồ án này không tránh khỏi nhữngsai sót, em mong sự thông cảm và ý kiến đánh giá của thầy và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 04 tháng 05 năm 2009

Sinh Viên : Nguyễn Đăng Lưu

Chương I: Tính toán kích thước chủ yếu.

1 Xác định chiều dài đường kính D,chiều dài lδ :

Yêu cầu có kích thước để máy được chế tạo tinh tế nhất và tính năng phùhợp với tiêu chuẩn

=

δ dq

0

7

B.A.K.Ks.α

60.50

=4

⇒2p=8Với P = 45 (Kw) và 2p = 8 ta chọn KD = 0,74 ÷ 0,77

+ Dn: là đường kính ngoài của lõi sắt Stato.Dn có quan hệ mật thiết vớikết cấu máy, cấp cách điện và chiều cao tâm trục h đã chuẩn hoá.Vì vậythường chọn Dn theo h và từ đó tính ngược lại D

Với công suất cho Pđm=45(kw) tra bảng IV.1(tr601) sách thiết kế máyđiện Dãy công suất chiều cao tâm trục của động cơ điện không đồng bộ Rôtodây quấn kiểu IP23 theo TCVN-1987-94 cấp cách điện B ta có:

h =280(mm)Với chiều cao h=280(mm) qua bảng 10.3 (tr230) chọn :

Dn = 52(cm)

+ D: đường kính trong của lõi sắt Stato, giữa hai đường kính trong và

ngoài của lõi sắt Stato có một quan hệ nhất định: KD=

n

DD

P

kE đm

Với Pđm=45(kw),từ bảng 10.1(tr228)Sách thiết kế máy điện máy điện ta

có η=91,5%;cosϕ=0,84 ;theo hình 10.2 (tr 231) trong ” TKMĐ” ta có trị số

kE=0,967

.0,8450,91

.4570,96

= 56,62 (kw)

+Chọn A và Bδ: A là tải đường đặc trưng cho mạch điện; Bδ là mật độ từthông δ khe hở không khí đặc trưng cho mạch từ.Việc chọn A và Bδ ảnh hưởngrất nhiều đến kích thước chủ yếu D và l A, Bδ được chọn phụ thuộc nhiều vàovật liệu Nếu dùng vật liệu sắt từ tốt (tổn hao thấp hay độ từ thẩm cao), thì chọn

Bδ lớn Trong máy điện không đồng bộ thì tỉ số

δ

B

A ảnh hưởng rất lớn đến kíchthước máy điện, đặc tính khởi động cũng như đặc tính làm việc của máy điện

Dùng dây đồng có cấp cách điện cao cấp B nhiệt độ cho phép là 1300 cóthể chọn A lớn Với h=280(mm); Dn = 52(cm); 2p = 8 và kiểu bảo vệ IP23 từbảng 10.3 (tr234)sách “TKMĐ” ta chọn

A = 430 (A/cm) và Bδ= 0,82(T)

α

.10p6,1

2 δ d

s

δ

7 '

=

.750040.0,82.40,3

.42.0,910,64.1,1

.1062,566,1

.40,04π

p2

D.π

21

.10P

1 1

3

=

4.0,8153.220.0,9

45.1000

= 88,71(A)

Chương II

Dây quấn, rãnh Stato và khe hở không khí.

= 96

.40,04π

= 1,3(cm)

mà Z1 = 2m.p.q1 với q1 = 4, m = 3 ( vì mạch 3 pha), p = 4nên Z1 = 2.3.4.3 = 96

6 Số thanh dẫn tác dụng trong một rãnh:

Chọn số mạch nhánh song song là: a = 4

Ta có : ur1 =

dm 1

1 1

I

a.t.A

=

71,88

4.30.1,34

r

=

.342

96.25

= 100 (vòng)

8 Kiểu dây quấn :

Chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y = 10

12.2

π10

= 0,966

kr1 =

2

αsin.q

2

αsinq

2

15.4sin

= 96

s

1 E

w.f.K.K4

U

K

=

100.50

2.0,914.1,1

.220670,9

= 0,01 (Wb)

11 Mật độ từ thông khe hở không khí:

Bδ =

120,64.15,7

0,01.10l

.τ.α

1 δ

δ 1 δ

k.l.B

l.t.B

=

.0,95122

12.3,1.290,8

Ta tính được J1 =

A

AJ =

034

2000 = 5,1 (A2/mm2)Chọn hai sợi ghép song song n1 = 2.Vậy tiết diện mỗi sợi dây :

s’1 =

1 1 1

1

.Ja.n

I =

1.5,42

71,88

= 2,17

15 Kích thước rãnh stato và sự điền đầy rãnh như hình và bảng sau:

Chiều rộng Chiều cao

- Dây dẫn KSDKT của Nga cỡ:

2

mm181,276,2.17

1,

5,2.95,0

16 Mật độ dòng điện dây quấn stato:

J1 =

1 1 1

1

s.a.n

I

=

181,2.42

71,88

= 5,08 (A/cm2)

17 Khe hở không khí :

p2

9(11200

D

8

9(11200

7,33 2,83

3 1

= 72

.39,9π

= 1,7 (cm) = 17 (mm)

22 Dùng dây quấn kiểu thanh dẫn :

Số vòng dây của một pha Rôto:

W

WU

100

24.220

πsin

N.m2

πsin.N

m2

πsin

(Với N = 3, ở đây q = 3)

Vậy ta có : V1 =

2 2 2

1 1 1

k.w.m

k.w.m

=

96,0.43.2

925,0.100.3

313

= 56,9 (mm2)Trong đó ta chọn: J2 = 5,5 (mm2)

26 Kích thước rãnh Rôto:

Sơ bộ lấy chiều rộng rãnh :

br2 = 0,4.t2 = 0,4.17 = 6,8 (mm)Chọn thanh dẫn: a = 3,55 (mm), b = 16 (mm) với tiết diện s2 = 56,25 (mm2) (tra bảng VI.2 tr622,623- “TKMĐ”)

,65

Chiều rộng Chiều cao

- Thanh dẫn bằng đồng:

2

mm16.55,

Trong gông Rôto có một dãy lỗ thông gió dọc trục có đường kính

lỗ dg2 =30(mm)

Chương III: Tính toán mạch từ.

30 Mật độ từ thông trên răng stato:

36,3

5,5 5

39,8

2,5 1

1,7

Bz1max = 2(T)

6.0,950,567.12,4

12,460,829.1,3

kl.b

l.t.B

c 1 zlmin

δ 1

5.12,46.0,9814

0,

12,460,829.1,3

k.l.b

l.t.B

c 1 zlmax

δ 1

2

39,122

b)D

h2(1

120,829.1,7

k.l.b

l.t.B

c 2 min 2

δ 2

.0,955.12,1551,

120,829.1,7

k.l.b

l.t.B

c 2 max 2

δ 2

2

3321,71,2

72

)98,32

π(39,9b

Z

)h2

π(D'

2 r 2

2

−

1,155(cm)0,555

72

0,25)]

2(0,1π[39,9

bZ

)]

h2(hπ[D'

2

n 42 max

32 Mật độ từ thông trên gông Stato:

.0,95462,1.175,22

0,01.10k

.l.h'2

c 1 1

DD

175,28053,2

40,0452

,72

0,01.10κ

.λ.'2

χ 2 2

2h2

DD

97,733

2893,2

2199,3

13δ

γt

t

1 1

(b5

)/δ

7.0,64,071

71δ

γt

t

2 2

−

=

−

γ2 = 0,64

)70,/(1,55

)70,/(1,5 2

=+

35 Sức từ động trên răng Stato:

Theo phụ lục V-6(tr608 sách “TKMD”) ta có:

36 Sức từ động trên răng Rôto:

37 Hệ số bão hoà răng:

kz = 1,27

1061

67,8814,1930611F

FFF

δ

2 1

p2

hπ(Dn g1)

2

)hπ(D2 2

22,2373F

F

δ

=

=

42 Dòng điện từ hoá:

5.0,921000,9.3

22,2373.4k

.w.m0,9

pF

1 1 1

=

=

Iµ* = 0,43

71,88

38I

p2

β)hπ(D r1

=

+

=+

1

a.s.n

L

1030,4.181,2.2

49,2846

= 0,042

48 Chiều dài trung bình nửa vòng dây Rôto:

p2

)hπ(D'

1a

.s.n

Lρ

r

2 2 2

2 75

kWm

k.Wm

2 2

2 2 2

2 1 1

Irr

1

1 ' 2

4 4 r

3 r

2 β r

h'kb

hb2b

h3b

hk

−

=

345,233,74

1,4875

0,32,8

132.2,833

,7

3.333

,7

0,70,906

+

⋅

−

=

trong đó theo phụ lục VIII-5 về cách điện rãnh :

1,4(mm)2

0,60,21

4

0,60,20,5

h1 = 34,05 – 2.0,4 = 33,25 (mm)

h41=1 (mm), b41 = 2,83 (mm)

0,8754

3.0,8331

4

β31

( ) (1 3.0,875) 0,906

4

1k'314

40,34

βτ0,64l

0,9.13

σk

.δ

k.ρkqt

0,9

λ

2 1

t δ

1 t 1 t

2 1 1 1

1

7.0,13

3,820,033

1δt

b0,0331

k

2 1

2 41 1

54 Điện kháng Stato:

1 1 1

2 1 1

qp

l100

w100

f0,158

(2,345 2,365 1,205) 0,35( )

4.4

12100

100100

50158,0

2

Ω

=+

71,88520,3U

Ixx

1

1 1

4 4 r

3 r

2 β

r

5 1 2

b4

hk'b

hb2b

h3b

hkb3

hh

++

6,15

,1

15,1.255,5

5,2.355

,5

2,155

,5.3

6,19,33

=+

h5 = + = (theo cách điện ở phụ lục VIII-10)

4

2,20,5

30,34τ

.β0,64

ll

q0,34

.1.1.0,96370,9.1σ

k.δ

kρkqt0,9

λ

2 2

t δ

2 t 2 t

2 2 2 2 2

ở đây: 1

7.0,71

1,50,0331

δ.t

b0,0331

k

2 2

2 42 2

58 Điện kháng tản Rôto:

2 2 2

2 2 1

q.p

l100

w100

f0,158

5,12100

24100

50158

Ix'x

1

1 2

xIUx

μ

1 μ 1 12

1942,220

18544,5U

Ixx

1

1 12

.m

P

μ

Fe 12

480,0220

71,8820,1U

Irr

1

1 12

*

Chương IV: Tính toán tổn hao

62 Tổn hao sắt chính:

PFe= ( ) 3

1 z

2 1 z z 1

2 1 g

β 1 50

1,5 1 2

10000

nZk

b

02

64 Tổn hao đập mạch:

2

2 2 dm

1

10000

nZ0,11

,010000

750.9611,0

bb

b z 2 max z 2 min tb

2

T0550,471,72.1,

71.0,08,1B

t2

δγ

2

1 2

7507

.10100

D1000

Lấy mật độ dòng điện trong chổi than Jt = 12 (A/cm2) thì tiết diện chổithan là :

331J

I

t

2 t

Theo phụ lục vẽ chổi than với lt = 20 (mm); bt = 32 (mm) thì số chổi than

trên một vành trượt bằng: 4,08

2.2,3

0826,l

b

s'n

t t

Tiết diện tiếp xúc trên cả 3 vành trượt :

St=bt.lt.nt.m2 = 2.3,2.4.3 = 76,8 (cm2)Với đường kính vành trượt là Dv = 20(cm) thì tốc độ đường bề mặt rãnhtrượt bằng :

(m/s)85,76000

507.20

π6000

nπD

450,005η

P0,005

70 Dòng điện không tải :

(A)06,3838

109,2I

I

x

2 r 0

Trong đó: 2,109(A)

3.220

301.0,383

8169,945U

3

rI3PI

2 1

1

2 μ 0 r

I0x = Iµ= 38 (A)

71 Hệ số công suất lúc không tải :

0560,38

109,2I

Icos

r2’= 0,092 Ω x2’= 0,467 Ω

1,065,44

0,351

x

x1

.0,1033.38

22,1469510

U3

rI3P

P

I

2 1

1

2 μ Fef Fe

0,120,467

1,060,35

0,092x'

=

E1 = U – Iµ.x1 = 220 - 38.0,35 = 206,7 (V)

78,05(A)4,01

278,05.0,09E

0,0921,06

0,1031,06

s

r'C

rC

m

2 1

1 2 1

=

0,895(Ω,0,467

1,06

0,351,06

x'C

xC

2 1

1 2 1

0,97

2201,06

xr

UC

I

2 2

2 ns

2 ns

1 1

m

+

=+

=

115,20,12

0,033

72,63

176,7s

s.I'

I

m

2

m dm 2

dm 2

Ở đây: P2 = 45 (KW); I1= 88,71 (A); η = 91,5%; cosϕ = 0,84

Bảng đặc tính làm việc của động cơ Rôto dây quấn với

r' C

r

1

1 2

2 1

1 2

C

X C

XnS = ⋅ + Ω 0,895 0,895 0,895 0,895 0,895 0,895

nSnS

2

Z

r cos ϕ = 0,999 0,996 0,985 0,969 0,924 0,735

6

nS

nS '

1

' 2 x

X

C

I I

x

2 r 1

1

r 1

1

s

10 0 (A)

P

2

(KW)

s

10 20 30 40 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Thiết kế Máy điện – Trần Khánh Hà & Nguyễn Hồng Thanh

Nxb KHKT năm 2001

- Máy điện I – Vũ Gia Hạnh , Trần Khánh Hà,

Phan Tử Thụ & Nguyễn Văn Sáu

Nxb KHKT năm 2003.