Đồ án môn học - Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây quấn

Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-Sinh viên: GVHD:Nguyễn Trung
Cư


1

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU.
1:
PHÂN THIÊT KÊ DÔNG CO KHÔNG DÔNG BÔ
:
1. Xác định chiều dài đường kính D,chiều dài l
δ
:
Yêu cầu có kích thước để máy được chế tạo tinh tế nhất và
tính năng phù hợp với tiêu chuẩn.
Theo công thức:
C
A
=
'
2
..
p
nlD
δ
=
δ
α
BAKKs

dq
....
10.1,6
0
7
( Hằng số máy điện)
+ p:số đôi cực với n=750v/p:
p=
n
f
1
60
=
45
50.60
=4
⇒2p=8
Với P = 45 (Kw) và 2p = 8 ta chọn K
d
= ÷
Chọn K
d
=
+ D
n
:là đường kính ngoài của lõi sắt Stato.D
n
có quan hệ mật
thiết với kết cấu máy, cấp cách điện và chiều cao tâm trục h đã
chuẩn hoá.Vì vậy thường chọn D

n
theo h và từ đó tính ngược lại D.
Với công suất cho P
đm
=45(kw)tra bảng IV.1(tr601)sách thiết
kế máy điện .Dãy công suất chiều cao tâm trục của động cơ điện
không đồng bộ Rôto dây quân kiểu IP23 theo TCVN-1987-94 cấp
cách điện B ta có:
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-Sinh viên: GVHD:Nguyễn Trung
Cư


2
h=280(mm)
Với chiều cao h=280(mm) qua bảng 10.3 chọn :
Dn = 52(cm)s
+ 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:
K
D
=
n
D
D

Tra bảng 10.2(tr230) trong sách“TKMĐ” ta có: k
D
= 0,74 ÷ 0,77

⇒D=k
D
.D
n
=(0,74÷0,77).52 = 38,48÷40,04 (cm)
Chọn D=40,04 (cm)
+ P’ công suất tính toán:P’=
ϕη
cos.
.
mE
Pk
®

Với P
đm
=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 k
E
=0,96.
Vậy P’=
84,0.91,0
45.96,0
=11,5 (kw)
+Chọn A và B
δ
:A là tải đường đặc trưng cho mạch điện; B
δ
là

mật độ từ thông δ khe hở không khí đặc trưng cho mạch từ.Việc
chọn A và B
δ
ảnh hưởng rất nhiều đến kích thước chủ yếu D và l .
A, B
δ
được chọn phụ thuộc nhiều vào vật liệu. Nếu dùng vật liệu sắt
từ tốt (tổn hao thấp hay độ từ thẩm cao), thì chọn B
δ
lớn.Trong máy
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-Sinh viên: GVHD:Nguyễn Trung
Cư


3
điện không đồng bộ thì tỉ số
δ
B
A
ảnh hưởng rất lớn đến kích thước
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 130
0
có thể chọn A lớn. Với h=280(mm); Dn = 52(cm); 2p = 8và
kiểu bảo vệ IP23 từ bảng 10.3(tr234)sách “TKMĐ” ta chọn
A = 400 (A/cm) và B
δ

= 0,82(T) .
Với a
5
là hệ số cụm cực từ lấy
64,0
2
5
=
π
=α
; k
δ
là hệ số sóng
lấy
1,1
22
K
s
=
π
=
;chọn D=40,04 (cm).
+Vậy chiều dài lõi sắt là:
l
δ
=
nDBAkka
P
ds
......

10..1,6
2
7'
δδ
=
750.04,40.82,0.400.96,0.1,1.64,0
10.5,11.1,6
2
7
=10,5(cm)
.Lay l’
δ
= l
1
=10(cm)
3. Lập phương án so sánh : λ =
τ
δ
l
=
7,15
10
=0,6
Theo hình 10.3b (tr235)sách “TKMĐ” thì để thiết kế chế tạo
máy có tính năng tốt và tính kinh tế cao thì λ nằm trong phạm vi cho
phép. Với 2p = 12, h ≥ 250 (mm),kiểu bảo vệ IP23 ;đối chiếu với
Hình 10-3b(tr235Sách TKMĐ) ta chọn phương án này là hợp lý .
4. Dòng điện định mức:
I
1đm

=
ϕη
cos...
10.
11
3
Um
P
=
8,0.92,0.220.3
1000.45
=185(A)
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-Sinh viên: GVHD:Nguyễn Trung
Cư


4



CHƯƠNG II.
DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHÔNG KHÍ.
6.Bước rãnh Stato:
t
1
=
1
.

Z
D
π
=
72
04,40.
π
=1,7(cm)
7. Số thanh dẫn tác dụng trong một rãnh:
Chọn số mạch nhánh song song là: a = 3
Ta có : u
r1
=
dm
I
atA
1
11
..
=
185
3..7,1..400
=11,05
Lấy u
r1
=11svòng
8. Số vòng dây nối tiếp của 1 pha:
W
1
=

ma
Zu
r
..2
.
1
11
=
3.3.2
72.11
=44(vòng)
9. Kiểu dây quấn :
chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y=10
β =
τ
y
=
12
10
=0,833(Với τ tra bảng 10.4 tr239 sách
“TKMĐ”)
10. Hệ số dây quấn:
Ta tính : k
y1
=sinβ
2
π
=sin
2.12
.10

π
=0,966
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-Sinh viên: GVHD:Nguyễn Trung
Cư


5
k
r1
=
2
sin.
2
sin
1
1
α
α
q
q
=
2
30
sin.2
2
30
.2sin
=0,965

Trong đó α=
1
360.
Z
P
=
72
360..4
=20
Vậy ta có: k
d1
=k
y1
.k
r1
=0,966.0,965 =0,932
11. Từ thông khe hở không khí:
φ =
1
1
....4
.
wfKK
UK
d
E
δ
=
64.50.932,0.1,1.4
220.92,0

=0,015(Wb)
12. Mật độ từ thông khe hở không khí:
B
δ
=
20..12.64,0
10.015,0
..
10.
4
1
4
=
l
τα
φ
δ
=0,9 (T)
13. Chiều rộng của răng Stato nơi nhỏ nhất:
b
z1min
=
cZm
klB
ltB
..
..
1·
1
δδ

=
95,0.20.2
20.2,2.881,0
=1,02(cm)
Trong đó theo bảng 10-5c trang 241 sách “TKMĐ”
lấy B
z1max
=2(T).Chọn tôn silic 2312,hệ số ép chặt k
c
=0,95.
14.Chiều rộng rãnh hìng chữ nhật(sơ bộ):
b
r1
=t
1
- b
z1min
=1,7 - 1,02=0,68(cm)
15. Tiết diện dây (sơ bộ):
Theo hình 10-4e(tr237 sách “TKMĐ”)ta có trị số:
AJ =2000(A
2
/cm.mm
2
)
Ta tính được J
1
=
A
AJ

=
400
2000
=5(A
2
/mm
2
)
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-Sinh viên: GVHD:Nguyễn Trung
Cư


6
Chọn hai sợi ghép song song n
1
=2.Vậy tiết diện mỗi sợi dây :
s’
1
=
111
1
..
Jan
I
=
5.3.2
185
=6 (mm

2
)
16. Kích thước rãnh stato và sự điền đầy rãnh như hình và bảng
sau:
Các mục Kích thước rãnh,mm
Chiều rộng Chiều cao
- Dây dẫn KSDKT của Nga cỡ: 4,78.2=9,56 1,82.16=29,12

2
6
78,4.82,1
5,4.6,1
mm
s
(tra bảng VI.2 trang 620
và bảng VII.b)
-Cách điện rãnh(bảng VII.5) 2,2 4,5
không kể dung sai.
-Kích thước rãnh trừ nêm 11,76 33,62




17.Mật độ dòng điện dây quấn stato:
J
1
=
111
1
.. san

I
=
6.3.2
185
=15,4 (A/mm
2
)
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-Sinh viên: GVHD:Nguyễn Trung
Cư


7
18. Khe hở không khí :
δ =
)
2
9
1(
1200
p
D
+
=
)
12
9
1(
1200

04,40
+
=0,05 (mm)
Chọn δ =0,05 mm
19.Đường kính ngoài của Rôto:
D’ =D - 2δ = 40,04 – 2.0,05 =39,94(cm)
20.Chiều dài lõi sắt Rôto:
l
2
= l
1
+ 0,5 =20 + 0,5 =20,5(cm)
21.Số rãnh của Rôto:
Z
2
=2p.m.q
2
=8.3.2,5 =60
Trong đó lấy q
2
=2,5
22. Bước răng Rôto:
t
2
=
2
'
.
z
D

π
=
60
94,39.
π
=2,09(cm)
23. Dùng dây quấn kiểu thanh dẫn :
Số vòng dây của một pha Rôto;
W
2
=2p.q
2
=8..2,5 =20
24.Điện áp trên vành trược lúc không tải:
U
2
=
1
2
1
..3
W
W
U
=
44
20
.220.3
=173,2(V)
25. Dòng điện trong thanh dẫn roto:

I
2
=k
1.
I
1
.ν
1
=0,85.185.2=314,5(A)
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-Sinh viên: GVHD:Nguyễn Trung
Cư


8
Trong đó: + K
1
là hệ số phụ thuộc vào cosϕ của máy, qua hình
10-5(tr244 sách “TKMĐ”) ta có K
1
= 0,85.
+ K
d1
: hệ số dây quấn Stato, K
d1
= 0,932
k
đ2
= k

r2
=
Nm
N
..2
sin.
5,0
π
=
5.3.2
sin.5
5,0
π
=0,956
(Với N =4.2 + 1 =9,ở đây q =2,5)
Vậy ta có : V
1
=
222
111
..
..
d
d
kwm
kwm
=
956,0.20.3
894,0.44.3
=2,04

26. Tiết diện thanh dẫn Rôto;
s’
2
=
2
2
J
I
=
6
5,314
=52,4(mm
2
)
Trong đó ta chọn J
2
=6 (mm
2
)
27.Kích thước rãnh Rôto:
Sơ bộ lấy chiều rộng rãnh :
b
r2
=0,4.t
2
=0,4.18 =7,2(mm)
Chọn thanh dẫn : a = 4,75(mm) , b =16(mm) với tiết diện
s
2
=52,4(mm

2
)(tra bảng VI.2 tr622,623-“TKMĐ”)
28. Mật độ dòng điện Rôto:

J
2
=
2
2
s
I
=
4,52
5,314
=6(mm
2
)
29.Kích thước rãnh Rôto và sự điền đầy rãnh:
Các mục Kích thước rãnh,mm
Chiều rộng Chiều cao
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-Sinh viên: GVHD:Nguyễn Trung
Cư


9
-Thanh dẫn bằng đồng : 4,75
16.2=32
4,75.16 mm

2

-Cách điện rãnh : 1,7 4,0
-Kích thước rãnh không kể nêm 6,45 36
và dung sai:

Rãnh Rôto

30. Đường kính trong Rôto:
D
2
≈ 0,3.40,04 =12,01 (cm)
Lấy D
2
=12s (cm)
Trong gông Rôto có một dãy lỗ thông gió dọc trục có
đường kính lỗ d
g2
=30(mm)


Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-Sinh viên: GVHD:Nguyễn Trung
Cư


10
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN MẠCH TỪ.
31. Mật độ từ thông trên răng stato:

B
z1max
=
==
95,0.20.02,1
20.2,2.881,0
.
..
1min
1
czl
klb
ltB
δδ
2(T)
B
z1min
=
==
95,0.20.35,1
20.2,2.881,0
..
..
1max
1
czl
klb
ltB
δδ
1,5(T)

B
z1tb
=
=
+
=
+
2
5,12
2
minmax zlzl
BB
1,75(T)
Trong đó b
z1min
=t
1
– b
r1
=2,2 - 1,18 =1,02(cm)

b
z1max
=
=−+=−+
18,1)
82,50
792,3.2
1(2,2)
2

1(
1
1
1
r
r
b
D
h
t
1,35(cm)
32. Mật độ từ thông trên răng Rôto:
B
z2max
=
13,1
95,0.5,20.44,1
20.8,1.881,0
..
..
2min2
2
==
cz
klb
ltB
δδ
(T)
B
z2min

=
96,0
95,0.5,20.69,1
20.8,1.881,0
..
..
2max2
2
==
cz
klb
ltB
δδ
(T)
B
z2tb
=
05,1
2
13,196,0
2
min2min2
=
+
=
+
zz
BB
(T)
ở đây :b

z2min
=
44,1
90
)98,3.222,49()2'(
2
2
2
=
−
=−
−
ππ
r
r
b
Z
hD
(cm)
b
z2max
=
69,1
90
)]25,01,0(222,49[,)](2'[
2
42
=
+−
=

+−
ππ
Z
hhD
n
(cm)
33. Mật độ từ thông trên gông Stato:
B
g1
=
04,1
95,0.20.798,3.2
10.015,0
..'.2
10.
4
11
4
==
cg
klh
φ
(T)