Đồ án tốt nghiệp thiết kế động cơ không đồng bộ vạn năng Đồ án tốt nghiệp thiết kế động cơ không đồng bộ vạn năng Đồ án tốt nghiệp thiết kế động cơ không đồng bộ vạn năng Đồ án tốt nghiệp thiết kế động cơ không đồng bộ vạn năng Đồ án tốt nghiệp thiết kế động cơ không đồng bộ vạn năng Đồ án tốt nghiệp thiết kế động cơ không đồng bộ vạn năng Đồ án tốt nghiệp thiết kế động cơ không đồng bộ vạn năng Đồ án tốt nghiệp thiết kế động cơ không đồng bộ vạn năng
Trang 1
Trang 1
PHẦN I TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
VẠN NĂNG
Thực chất của việc thiết động cơ không đồng bộ vạn năng là thiết kế động
cơ không đồng bộ ba pha và một pha Do đó ta đi tìm hiểu động cơ không đồng
bộ vạn năng như sau:
Trong thực tế khi không có động cơ một pha ta sử dụng động cơ ba pha để
làm việc với lưới điện một pha Trong trường hợp này cuộn dây ba pha được nối
với phần tử lệch pha theo một sơ đồ nhất định để tạo ra từ trường quay, thông
thường là từ trường quay không đối xứng Trên hình 3.20 vẽ các sơ đồ mạch
điện khác nhau thường gặp của động cơ không đồng bộ ba pha khi làm việc với
lưới điện một pha Các sơ đồ hình 3.20a, b, c sử dụng khi các pha của cuộn dây
stato nối cứng hình sao, các sơ đồ hình 3.20 d, d’, e được sử dụng khi cuộn dây
stato nối cứng theo hình tam giác Các sơ đồ c, e được coi là tốt nhất trong các
sơ đồ trên vì có thể cho đặc tính khởi động và làm việc tương đối tốt nếu chọn
đúng điện dung của tụ
Các sơ đồ 3.20 g, h được sử dụng trong trường hợp động cơ có sáu đầu ra
Khi mắc mạch dây quấn theo các sơ đồ trên động cơ gần như không khác so với
động cơ hai pha thông thường: hai pha mắc nối tiếp tạo ra cuộn dây chính(cuộn
dây làm việc), cuộn còn lại là cuộn phụ (cuộn khởi động) lệch pha 900 điện so
với cuộn chính
Động cơ không đồng bộ vạn năng là động cơ có thể làm việc với lưới điện
ba pha cũng như lưới điện một pha xoay chiều Những động cơ này được chế tạo
như những động cơ ba pha nhưng được tính tốn sao cho với sơ đồ mắc mạch
nhất định có thể cho ra những đặc tính chấp nhận được khi làm việc với lưới
Trang 2
1
U
R
1
U
)
1
U
C
1
U
Trang 3
Trang 3
R L
1
U
C
1
U
) '
)
g
C
1
U
R
)
h
1
U
L
Trang 4cho ba pha và xem tất các yêu cầu mà nhà thiết kế đưa ra Trước khi đi vào thiết
kế cho một pha ta phải tìm hiểu thêm về thiết kế động cơ không đồng bộ một
pha rôto lồng sóc Mà bài tốn nói về thiết kế cho một pha nó liên quan đến ba
pha mà ta đã thiết kế vừa xong Do đó ta phải thiết kế nhiều lần mới thoải mãn
mà yêu cầu mà nhà thiết kế đưa ra về tốc độ, công suất, bội số mômen khởi
động, bội số mômen max … Do đó muốn tìm hiểu rõ hơn chúng ta sẽ đi vào
trình tự thiết kế cho ba pha và một pha của động cơ không đồng bộ vạn năng
Sau đây ta sẽ tiến hành đi thiết kế cho động cơ cho ba pha của động cơ vạn
năng
Trang 5
Trang 5
PHẦN II CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 1.Công suất điện mức của động cơ điện ba pha đẳng trị :
( )W P
P dmΙΙΙ =βS. dm = 1 750 = 750
Với βS = 1: Hệ số qui đổi tra theo sách động cơ không đồng bộ ba pha và
một pha công suất nhỏ của thầy Trần Khánh Hà (tài liệu 1) trang 19 với động cơ
ba pha
2.Công suất tính tốn của động cơ điện ba pha :
( )W P
73 , 0 72 , 0
750 cos
=
ΙΙΙ ΙΙΙ
ΙΙΙ
Trong đó :
72 , 0
≥
ΙΙΙ
η Chọn ηΙΙΙ= 0 , 72
73 , 0
≥
ΙΙΙ
ϕ
Cos Chọn CosϕΙΙΙ = 0 , 73
3.Xét đến yêu cầu tiếng ồn ít, dùng thép cán nguội ký hiệu 2013:
Chọn mật độ từ thông khe hở không khí Bδ = 0 , 5( )T theo tài liệu 1 trang
23
Trang 6lõi sắt
72 , 0
=
=
D
l
λ
• Tỷ lệ giữa đường kính trong và ngồi :
Mà KD=(0,485÷ 0,615)
Ta chọn = = 0 , 6
n D
D
D K
• Sơ bộ đường kính ngồi :
3 3
3000 72 , 0 5 , 0 517 , 157
1 94 , 1426
6 , 0
44
.
.
db S D n
n B A
p P K D
λ
δ
= 14 , 9( )cm
Trong đó :
3000 1
50 60
=
p
f
Theo tài liệu 1 trang 26 căn cứ vào đường kính ngồi tiêu chuẩn của dãy
4A theo chiều cao tâm trục ta chọn như sau :
( )cm
D n = 14 , 9 ( )cm
H n = 9
6.Đường kính trong stato :
( )cm K
D
D= n. D = 14 , 6 0 , 6 = 8 , 94
7.Bước cực stato :
Trang 7
Trang 7
( )cm p
D
036 , 14 1 2 94 , 8 2
τ
8.Chiều dài tính tốn stato :
( )cm D
l=λ = 0 , 72 8 , 94 = 6 , 44
9.Chọn khe hở không khí :
Khe hở không khí động cơ điện công suất nhỏ thường chọn trong khoảng
sau :
Với 2p=2 và Hn=9 (cm) tra được δ = 0 , 04( )cm theo sách thiết kế máy điện
của thầy Trần Khánh Hà và cô Nguyễn Hồng Thanh trang 253
CHƯƠNG II
Trang 8 Tổn hao do phần răng sinh ra nhỏ nhất
Ngồi ra khi cho đường kính ngồi stato việc chọn số rãnh ZS còn phụ
thuộc vào chiều rộng răng nhỏ nhất mà công nghệ cho phép
Chọn ZS=24 rãnh
ZR=17 rãnh
10.Chọn kiểu dây quấn :
Chọn dây quấn đồng khuôn bước ngắn Khi sử dụng động cơ điện ba pha
làm động cơ điện một pha ta nên dùng dây quấn bước ngắn
3
2
=
β để giảm sóng không gian bậc 3 của từ thông làm ảnh hưởng đến đặc tính khởi động của động
cơ điện một pha
Với ZS=24 rãnh
2p=2
m=3
• Số rãnh của một pha dưới một cực :
4 1 3 2
24
=
p m
Z
• Hệ số bước ngắn :
3
2
= β
• Bước dây quấn :
Trang 9
Trang 9
8 12 3
2
=βτ
y
• Góc điện giữa hai rãnh liên tiếp :
0
15 24 360 1 360
=
S
Z
p
α
11.Hệ số dây quấn :
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎞
⎜⎜
⎛
2
3
2 4 6 1 4
5 , 0
2 6
.
5 ,
π ν
π β ν
q Sin q
K d
= 0 , 8295
Trong đó :
ν= 1 :bậc một của sức từ động
12.Từ thông khe hở không khí :
Sơ bộ chọn
Hệ số bão hòa răng :
11 , 1
=
Z
K
Hệ số cung cực từ :
64 , 0
=
δ
α
Hệ số dạng sóng :
kS=1,11
φ=αδ.τl.Bδ 10 − 4 = 0 , 64 14 , 036 6 , 44 0 , 5 10 − 4 = 28 , 9 10 − 4( )Wb
13.Số vòng nối tiếp của một pha :
8295 , 0 10 9 , 28 50 11 , 1 4
220 9 , 0
4
.
=
d S
dm E S
k f k
U k W
Trong đó :
KE=0.7 ÷ 0,9 trang 44 sách tài liệu 1 ta chọn KE=0,9
14.Số thanh dẫn trong một rãnh :
Trang 10
Trang 10
Trong đó :
m=3: số pha
16.Chọn mật độ dòng điện trong dây quấn động cơ:
Thường chọn trong khoảng J=6 ÷ 8 (A/mm2) Đối với vật liệu là đồng ta
chọn J=6,12(A/mm2)
17.Tiết diện dây quấn sợ bộ :
( )2
353 , 0 12 , 6 1 162 , 2
n
I
S dm
Trong đó :
Chọn n=1 :số sợi ghép song song
18.Chọn tiết diện dây quấn qui chuẩn :
d=0,71(mm)
dcđ=0,77(mm)
SS=0,396 (mm2)
19.Rãnh và gông và stato :
Căn cứ vào tiết diện dây dẫn trong rãnh này chiều rộng răng sẽ điều suốt
chiều cao rãnh hơn nữa rãnh nữa quả lê sẽ có tiết diện lớn hơn dạng rãnh quả lê
2
b
12
h