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

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



1


PHẦN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU.

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=1000v/p:
p=
n
f
1
60
=
600
50.60
=5
⇒2p=10
Với P = 75 (Kw) và 2p = 10 ta chọn K
d
= 0,74 ÷ 0,77
+ 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.
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-



2
Với công suất cho P
đm
=75(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:
h=320(mm)
Với chiều cao h=320(mm) qua bảng 10.3 chọn :
Dn = 60(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:
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).60 = 44,4÷46,2(cm)
Chọn D=44,4(cm)
+ P’ công suất tính toán:P’=
ϕη
cos.
.
mE
Pk
®

Với P
đm
=75(kw),từ bảng 10.1(tr228)Sách thiết kế máy điện
máy điện ta có η=92%;cosϕ=0,8 ;theo hình 10.2 (tr 231) trong ”
TKMĐ” ta có trị số k
E
=0,95.
Vậy P’=
8,0.92,0
75.95,0
=96,8(kw)
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-

3
+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
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=320(mm); Dn = 60 (cm); 2p = 10
và kiểu bảo vệ IP23 từ bảng 10.3(tr234)sách “TKMĐ” ta chọn
A = 405 (A/cm) và B

δ
= 0,85 (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=44,4(cm).
+Vậy chiều dài lõi sắt là:
l
δ
=
nDBAkka
P
ds

......
10..1,6
2
7'
δδ
=
600.4,44.85,0.405.95,0.1,1.64,0
10.8,96.1,6
2
7
=21,6(cm)
.
Lay l’
δ
= l
1
=22(cm)
2. Bước cực :τ =
p
D
2
.
π
=
10
4,44.
π
=13,9(cm)
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn

-



4
3. Lập phương án so sánh :
λ =
τ
δ
l
=
9.13
22
=1,65
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 = 10, 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
1000.75
=154,4(A)













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



5
CHƯƠNG II. DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KHE
HỞ KHÔNG KHÍ.

Theo đâu bài :máy có P=75Kw ,tốc độ n=600v/p, ta chọn
số cực q =3 ; số rãnh Z1=2.m.p.q=2.3.5.3=90 rãnh.

6.Bước rãnh Stato:

t
1
=
1
.
Z
D
π
=
90
4,44.
π
=1,55(cm)
7. Số thanh dẫn tác dụng trong một rãnh:
Chọn số mạch nhánh song song là: a = 5(do a là ươc của số
cực)
Ta có : u
r1
=
dm
I
atA
1
11
..
=
4.154
5.55,1.405
=20,35
Lấy u

r1
=20vòng (lấy số nguyên chẵn do ta chọn dây quấn 2 lơp
8. Số vòng dây nối tiếp của 1 pha:
W
1
=
ma
Zu
r
..2
.
1
11
=
3.5.2
90.20
=60(vòng)
9. Kiểu dây quấn :h=320>280 nên dùng dây quân
2lớp phần tử cứng đăt vào 1/2 rãnh.
chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y=12
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-



6
β =
τ
y

=
9,13
12
=0,86(Với τ tra bảng 10.4 tr239 sách
“TKMĐ”)
10. Hệ số dây quấn:
Ta tính : k
y1
=sinβ
2
π
=sin
2.94,13
.12
π
=0,976
k
r1
=
2
sin.
2
sin
1
1
α
α
q
q
=

2
20
sin.3
2
20
.3sin
=0,96
Trong đó α=
1
360.
Z
P
=
90
360.5
=20
Vậy ta có: k
d1
=k
y1
.k
r1
=0,976.0,96 =0,937
11. Từ thông khe hở không khí:
φ =
1
1
....4
.
wfKK

UK
d
E
δ
=
60.50.937,0.1,1.4
220.95,0
=0,016(Wb)
12. Mật độ từ thông khe hở không khí:
B
δ
=
22.9,13.64,0
10.016,0
..
10.
4
1
4
=
l
τα
φ
δ
=0,8175(T)


13. Chiều rộng của răng Stato nơi nhỏ nhất:
b
z1min

=
cZm
klB
ltB
..
..
1·
1
δδ
=
95,0.22.9,1
22.55,1.8175,0
=0,7(cm)
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-



7
Trong đó theo bảng 10-5c trang 241 sách “TKMĐ”
lấy B
z1max
=1,9(T).Chọn loĩ săt stato làm bằng thép KTĐ dày
0,5mm, chọn tôn silic 2312 không phủ sơn ,hệ số ép chặt k
c
=0,95.
14.Chiều rộng rãnh hìng chữ nhật(sơ bộ):
b
r1

=t
1
- b
z1min
=1,55 - 0,7=0,85(cm)
15. Tiết diện dây (sơ bộ):
Theo hình 10-4e(tr237 sách “TKMĐ”)ta có trị số:
AJ =1950(A
2
/cm.mm
2
)
Ta tính được : J
1
=
A
AJ
=
450
2000
=4,44(A
2
/mm
2
)
Chọn bốn sợi ghép song song n
1
=4.Vậy tiết diện mỗi sợi dây :
s’
1

=
111
1
.. Jan
I
=
81,4.5.4
4,154
=1,6(mm
2
)
s =1,6 , đường kính dây d=1,4<1.8mm => thoả mãn






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



8
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: 2,26.4=9,04 1,12.20=22,4

2
626,1
26,2.12,1
2.9,0
mm

(tra bảng VI.2 trang 620
và bảng VII.b)
-Cách điện rãnh(bảng VIII.5) 2,2 4,5
không kể dung sai.
-Kích thước rãnh trừ nêm 11,24 31,9

Chiều cao miệng rãnh 1mm; chiều cao nêm=3mm;chiều cao
cách điện lót giữa nêm và dây=1mm ta có:
+ tổng chiều sâu rãnh:4,5+22.4+3+1+1=31,9mm
+ h =26,9+0,3+3+1=31,2mm

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



9
17.Mật độ dòng điện dây quấn stato:

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

-



10
J
1
=
111
1
.. san
I
=
626,1.5.4
4,154
=4,75.10
6
(A/mm
2
)
18. Khe hở không khí :
do p=75kw >20kw nên :
δ =
)
2
9
1(
1200 p
D
+

=
)
10
9
1(
1200
4,44
+
=0,703(mm)
Chọn δ =0,7 mm
19.Đường kính ngoài của Rôto:
D’ =D - 2δ = 44,4 – 2.0,7 =44,26(cm)

20.Chiều dài lõi sắt Rôto:
l
2
= l
1
+ 0,5 =22 + 0,5 =22,5(cm)
21.Số rãnh của Rôto:
Z
2
=2p.m.q
2
=12.3.4 =120 rãnh

để giảm điện kháng roto chọn Z2>Z1=>q2>q1lấy q
2
=4
22. Bước răng Rôto:

t
2
=
2
'
.
z
D
π
=
120
26,44.
π
=1,158(cm)
23. Dùng dây quấn kiểu thanh dẫn :
Số vòng dây của một pha Rôto;
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-



11
W
2
=2p.q
2
=10.4 =40
24.Điện áp trên vành trược lúc không tải:
U

2
=
1
2
1
..3
W
W
U
=
60
40
.220.3
=254,03(V)
25. Dòng điện trong thanh dẫn roto:
I
2
=k
1.
I
1
.ν
1
=0,85.154,4.1,467=192,53(A)
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
= 0,937
k
đ2
= k
r2
=
Nm
N
..2
sin.
5,0
π
=
4.3.2
sin.4
5,0
π
=0,958
(Với N =4.)
Vậy ta có : V
1
=
222
111
..
..

d
d
kwm
kwm
=
958,0.40.3
937,0.60.3
=1,467
26. Tiết diện thanh dẫn Rôto;
s’
2
=
2
2
J
I
=
7,5
5,314
=33,78(mm
2
)
Trong đó ta chọn kiểu dây quấn xếp 2 lơp
J
2
=5,7(mm
2
)

27.Kích thước rãnh Rôto:

Sơ bộ lấy chiều rộng rãnh = (0,4~0,45)t
Đồ án môn học Thiết kế động cơ không đồng bộ roto dây
quấn
-



12
b
r2
=0,4.t
2
=0,4.11,58 =4,632(mm)
Chọn thanh dẫn : a = 3,55(mm) , b =9,5(mm) với tiết diện
s
2
=33,18(mm
2
)(tra bảng VI.2 tr622,623-“TKMĐ”)
28. Mật độ dòng điện Rôto:

J
2
=
2
2
s
I
=
18,33

53,192
=5,802(mm
2
)
29.Kích thước rãnh Rôto và sự điền đầy rãnh:
Các mục Kích thước rãnh,mm
Chiều rộng Chiều cao
-Thanh dẫn bằng đồng : 3,55
9,5.2=19
3,55.9,5 mm
2

-Cách điện rãnh :2 lớp 1,7 4,0
-Kích thước rãnh không kể nêm 5,25 23
và dung sai:





30. Đường kính trong Rôto:
D
2
≈ 0,3.D =0,3.44,4 = 13,32(cm)