Giáo án điện tử công nghệ: các bước tính toán dây quấn động cơ một pha pdf

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
MÔN HỌC THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN
GIÁO VIÊN: HUỲNH VĂN VẠN
SV THỰC HIỆN: BÙI HỮU TÀI
LỚP : CĐ ĐCN 30B
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP 2

Bước1:Xác định các thông số cơ bản của lõi thép:
Tổng số rãnh stator Z
Đường kính trong lõi thép D
t
Hình dạng và kích thước rãnh:d
1
d
2
h
Bề dày gông b
r
Bề dày răng b
r
Bề dày lõi thép L
Điện thế làm việc động cơ

Bước2: kiểm tra lại số cực có thể thiết kế cho động cơ:
( )
bg

t
d
P 5,04,0
min
2 ÷=
P
Dt
2
2
π
τ
π
α
δ
=
=
B3:Xác định quan hệ giữa từ thông qua một cực từ Φ và mật độ
từ thông qua khe hở không khí B
δ

Trong đó:
δδ
τα
BL =Φ
δδ
τα
BL =Φ
δ
B
P

LDt
.
.






=Φ
hay
π
α
δ
2
=
P
D
t
2
π
τ
=
Hệ số cung cực từ
Bước cực từ
(Wb)

B4:xác định quan hệ giữa mật độ từ thông qua gông lõi thép stator B
δ
Và mật độ từ thông qua khe hở không khí B

δ
cg
g
kLb
B
2
Φ
=
Chọn hệ số ép chặt k
c
=0,93~0,95
nên
Lb
B
P
LD
B
g
t
g
2
1

.
δ







=
hay
g
t
g
bP
BD
B
.2
.
δ
=
B5:xác định quan hệ giữa mật độ từ thông qua răng stator Br và B
δ
δ
B
b
t
B
r
r
r
=
↔
δ
π
B
bZ
D

B
r
t
r
.
.
=
Trong đó:
Z
D
t
t
r
π
=
Là bước răng stator

B6 lập bảng quan hệ giữa B
δ
B
g
và B
r:
B
δ
(T)
B
g
(T)
B

r
(T)
Nên chọn B
δ
= 0,5 ~ 0,7
B
g
= 1,1 ~ 1,5
B
r
= 1,3 ~ 2
Tính lại từ thông qua một cực từ Φ ở bước 3

Bước 7: Chọn dây quấn sin và tính hệ số dây quấn pha chính k
dqch
Và hệ số dây quấn pha

phụ k
dqph

Bước 8:xác định tổng số vòng dây quấn pha chính N
ch
dqch
đmE
ch
kf
Uk
N
44,4
.

Φ
=
Ƭ.L(cm)
Ƭ.L(cm)
2
2
15
15
÷
÷
50
50
50
50
÷
÷
100
100
100
100
÷
÷
150
150
150
150
÷
÷
400
400

> 400
> 400
K
K
E
E
0,75
0,75
÷
÷
0,86
0,86
0,86
0,86
÷
÷
0,90
0,90
0,9
0,9
÷
÷
0,93
0,93
0,93
0,93
÷
÷
0,95
0,95

0,95
0,95
÷
÷
0,97
0,97
Cách xác định k
E
Theo phương pháp Siskind ta suy ra được số vòng dây Quấn trong
mỗi bối của pha chính

Bước 9:xác định tiết diện rãnh S
r
:
Đối với rãnh quả lê :
Đối với rãnh hình thang:








=
1d
Sr
822
2
2

2
221
dd
h
dd
S
r
π
+








−






+
=
h
dd
S
r

.
2
21






+
=
h
dd
S
r
.
2
21






+
=
Chọn hệ số lấp đầy k
lđ
cho rãnh chứa nhiều vòng dây nhất
Hình dạng rãnh

Hình dạng rãnh
Loại dây quấn
Loại dây quấn
k
k
lđ
lđ
Hình thang
Hình thang
1 lớp
1 lớp
2 lớp
2 lớp
0,36~0,43
0,36~0,43
0,33~0,48
0,33~0,48
Hình quả lê
Hình quả lê
1 lớp
1 lớp
2 lớp
2 lớp
0,36~0,43
0,36~0,43
0,33~0,48
0,33~0,48

Suy ra tiết diện dây quấn pha chính có cách điện:
π

cđ
cđ
S
d
4
=
nuN
Srk
S
rb
lđ
cđ

.
=
Đường kính dây pha chính có cách điện :
π
cđ
cđ
S
d
4
=
≈
cđ
S128,1
Đường kính dây trần không cách điện d = d
cđ
- 0,05
Trong đó: n là số sợi chập

u
r
là số cạnh tác dụng chứa trong 1 rãnh
dây quấn 1 lớp u
r
=1 ;2 lớp u
r
=2

Chọn J theo cấp cách điện và chế độ làm việc
cấp A chọn J = 5,5 ~ 6,5 (A/mm
2
)
cấp B chọn J = 6,5 ~ 7,5 (A/mm
2
)
Ước lượng công suất định mức cho động cơ P
đm
=U
đm
.I
đm
.η.cosφ
chọn η và cosφ theo bảng đặc tính động cơ 1 pha khởi động bằng
Tụ điện trang 303 sách CNCT&TTSCMĐ
Bước 10:xác định chu vi khuôn dây quấn pha chính:
Bề dài đầu nối dây pha chính giữa 2 rãnh liên tiếp:
Z
hD
K

rt
ch
)( +
=
πγ
Chu vi khuôn dây quấn pha chính:
)'.(2 LKCV
chch
+=
γ
Z
hD
K
rt
ch
L
)( +
=
πγ

Tổng chiều dài dây quấn pha chính
∑
=
=
n
i
chibich
CVNL
1
.

Bề dài cạnh tác dụng tính luôn lớp cách điện L’ = L + (5 ~ 10)

Tổng trở dây quấn pha chính
2
4
0192,0
ch
ch
ch
d
L
r
π
=
Với r
ch
= 0,0192 Ωmm
2
/m là điện trở suất dây dẫn bằng đồng khi đc
làm việc với tải định mức.
Bước 11: lập quan hệ giữa điện dung mở máy C và các đại lượng a ,t
Cwra
t
C
ch
.)1(
3180
2
2
+

=
Cw là tỉ số khối lượng dây pha phụ so với dây pha chính
thường chọn Cw = (0,4 ~ 0,5)
t là tỉ số tiết diện dây giữa pha phụ và pha chính
a là tỉ số biến đổi :
ch
ph
dqch
dqph
ch
ph
U
U
k
k
N
N
a ==
(*)
(**)

Rút gọn công thức (*) ta có :
)1(
.
2
2
1
a
tK
C

+
=
)' (
)' (
2
LyKk
LyKk
K
tbchLchdqph
tbphLphdqch
+
+
=
a
K
t
3
=
(1) K
1
là hằng số tỉ lệ
Cw = K
2
.a.t Với
=>
a
K
t
3
=

aK
Cw
t
.
2
=
<=>
(2)
Từ (1) và (2) rút ra được phương trình a
4
+ a
2
– K = 0
Giải phương trình tìm được a ,thay vào (2) tính được t
Từ công thức :
2








==
ch
ph
ch
ph
d

d
S
S
t
Tính được đường kính dây
Pha phụ d
ph

Từ (**) tính được số vòng dây quấn pha phụ N
ph
sau đó xác định
Số vòng dây quấn cho từng bối pha phụ.
Bước 12: kiểm tra lại hệ số lấp đầy cho các rãnh khi đã bố trí dây quấn
pha phụ chung với dây pha chính:

đối với rãnh chỉ chứa 1 bối dây:
đối với rãnh chứa 2 bối dây:
r
cđb
lđ
S
SN
k
.
=
r
cđbcđb
lđ
S
SNSN

k
'.'. +
=
Nếu k
lđ
của rãnh nào lớn hơn 0,5 thì phải giảm d
cđph
Vd: giảm d
cđph
từ 0,65 xuống 0,6


Bước 13:định bội số dòng điện mở máy m
I
dựa vào công thức:
ϕη
cos.)1(
3180
22
aU
mP
C
đm
Iđm
+
=
đm
đm
I
P

aUC
m
.3180
cos.)1(.
22
ϕη
+
=
đm
đm
I
P
aUC
m
.3180
cos.)1(.
22
ϕη
+
=
<=>
Xác định mật độ dòng điện qua pha phụ khi mở máy :
2
1.
.
at
Jm
J
chI
phmm

+
=
2
1.
.
at
Jm
J
chI
phmm
+
=
Bước 14:xác định chu vi khuôn pha phụ:
*Bề dài đầu nối bối dây pha phụ tính giữa hai rãnh liên tiếp:
Z
h
D
K
r
t
Lph






+
=
2

αγ
Chu vi khuôn pha phụ
)'.(2 LKCV
Lphph
+=
γ

∑
=
=
n
i
phibiph
CVNL
1
.'
Tổng chiều dài dây quấn pha phụ :
Khối lượng dây quấn pha phụ:
So sánh với kl dây pha chính
4
2
3
10
4
.
.)/9.,8(1,1
−
=
ch
chch

d
LdmkgW
π
4
2
3
10
4
.
.)/9.,8(1,1
−
=
ph
phph
d
LdmkgW
π
Nếu động cơ hoạt động ở điện áp 110v thì tính số liệu pha phụ ở 220v
sau đó quy đổi về 110v trong đó:
2
220
110
vph
vph
N
N =
VV
CC
220110
.4=

vphvph
dd
220110
.2=