Tài liệu Đại cương về thiết kế máy điện pptx

CHƯƠNG I:
đại cương về thiết kế máy điện
1.1. Vị trí của ngành chế tạo máy điện và môn học:
1.2. Tình hình phát triển của ngành:
1.3. Nhiệm vụ của ngành thiết kế máy điện:
Xác định kiểm tra máy điện sao cho đảm bảo được yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật
đã đề ra và trong những điều kiện làm việc khác nhau
Yêu cầu về kỹ thuật :P,U n ,k
mm
,k
max

Yêu cầu về kinh tế :
η
,cos
ϕ
,giá
Điều kiện khác: tiêu chuẩn nhà nước .Điều kiện khí hậu , áp suất độ ẩm ,trong nhà,
ngoài trời.
Chiến lược phát triển kinh tế .Nhịp điệu phát triển của khoa học kỹ thuật nói
chung.
1.4. Phương pháp thiết kế:
P
đt
=m*E*I*10^-3[kvA]
m là số pha
E=4.44*m*f*
ω
*k
dq
*

φ

=
φ
B
δ
*
δ
α
*
τ
*
δ
l
δ
=
δ
l
p
Dpi
*
*2
*
B
δ
:mật độ từ thông trong khe hở không khí
A=
Dpi
i
*

∑
Hệ số máy điện :
dt
P
nlD **
2
δ
=
7^10*1.6
−
:
δ
α
hệ số mặt cực (hệ số cung cựctừ)
k
s
:hệ số sóng (độ sin của sóng phát ra hay đI vào)
k
dq
:hệ số dây quấn=k
n
*k
r
→
ý nghĩa:
dt
P
lD
δ
⋅

2
:thể tích trên một đơn vị công suất
≡
1/n
nP
lD
dt
/
2
δ
⋅
:thểtích trên một đơn vị mômen
AB
δ
≈
const,
δ
B
A
biến đổi
→
m
kđ
biến đổi
→
mômen khởi động cũng biến đổi
1.5. Công cụ thiết kế:
1.6. Thiết kế dây:
-thiết kế đơn chiếc :có thể thả nổi một số điều kiện không cần thiết mômen mở
máy

-thiết kế dây:
Dây công suất:kW 1.1 1.7 2.8 4.5
1 1.5 3 4 5.5
kvA 20 ,50,110,180,320,
20,30,50,100,160,250,400
Hai máy đồng dạng :D
A
/D
B
=l
SA
/l
SB
=h
rA
/h
rB
P
đt
=mEI=
ω
*
φ
*J*s
≡
ω
*B
δ
*s
Fe

*J*s
≡
s
Fe
*s
Cu
≡
l
4
∑
=
3
lp
S
làm mát
/p
≡
l
2
1.7. Các kiểu kết cấu:
IM xxxx
X1 kiểu lắp đặt gồm 9 kiểu
X2 phương pháp lắp đặt
X4 kết cấu đồng trục ,ngõng trục 8 kiểu
X9 hướng trục
IM1001

IM1011

IM2001

1.8. Môi trường làm việc:
-khí hậu ôn đới:Y
Khí hậu ôn đới ẩm/nhiệtđới ẩm:T
1.9. Cấp bảo vệ:
IPxx
+ X
1
:bảo vệ vật rắn 7 cấp :(0 ,1,2 ,3 ,4 ,5 ,6 )
Cấp 0 : không bảo vệ
Cấp 1;bảo vệ được những vật lớn có kích thước 50 mm tránh không cho đưa tay
người vào
Cấp 2: không được cho ngón tay vào không có vật dài quá 80 mm các cạnh khác
nhau không quá 12 mm
Cấp3: bảo vệ không cho dụng cụ sợi vào được độ dày

2.5 mm các cạnh khác
nhau không quá 1 mm
Cấp 4 : bảo vệ tránh vật thể bán kính
〈
1 mm
Cấp 5 : không cho bụi vào
Cấp 6 :kín hoàn toàn
+ X
2
:bảo vệ nước 9 cấp (0.8)
Cấp 0 : không bảo vệgì cả
Cấp 1 :bảo vệ những giọt mưa
Cấp 2 :bảo vệ được nước rơI chếch rơI chếch 15
0
so với phương thẳng đứng

Cấp 3 :bảo vệ mưa rơI ở góc 60
0
Cấp 4 :bảo vệ theo mọi hướng
Cấp 5 :bảo vệ nước dưới dạng tia ( nước bắn có áp lực )
Cấp 6:bảo vệ sóng
Cấp 7 : bảo vệ khi nhúng vào trong nước
Cấp 8 : bảo vệ khi ngập trong nước có áp suất
1.10. Nhiệm vụ thiết kế:
Cho công suất , điện áp , tốc độ ,số cực ,cos
ϕ
,
η
, m
min
, m
max
cấp bảo vệ nơI
làm việc cấp cách điện
tính :xác định kt chủ yếu ( chọn phương án )
tính toán điện, từ
tính nhiệt ( xác định nhiệt độ các phần của máy)
tính làm mát
tính kết cấu
tính kinh tế
1.11. Trình tự thiêt kế:
1.12. Thu thập thông tin:
vở ghi
giáo trình : thiết kế máy điện - cô thanh và thầy hà
thiết kế máy biến áp thầy phan tử thụ
thiết kế máy biến áp và cuộn kháng thầy phạm văn bình và lê văn doanh

1.13. Phương pháp nghiên cứu và thi:
CHƯƠNG II:
Vật liệu dùng trong máy điện
Phân loại :theo vật liệu tác dụng
:theo cách điện
:theo kết cấu
Vật liệu tác dụng là vật liệu trong đó thực hiện quá trình biến đổi năng lượng
Kết cấu: là vật liệu mà trong đó không thực hiện quá trình trao đổi năng lượng(vỏ
máy nắp máy trục máy)để giữ cố định các vật liệu
Theo cách điện :cách ly phần mang điện khác nhau (ví dụ cách điện giữa các
vòng dây)có thể già hoá theo thời gians
2.1. Vật liệu dẫn từ
Gồm mạch từ xoay chiều và mạch từ một chiều
Mạch từ một chiều dẫn từ thông không đổi
Mạch từ xoay chiều dẫn từ thông thay đổi biến thiên với tần số f cảm ứng trong
mạch từ các dòng phucô sinh ra tổn hao .Để hạn chế tăng điện trở suất bằng tăng lượng
silic hoặc trên đường đI đặt các điện trở bằng cách đưa các tấm mỏng phủ sơn cách điện
Hai loại tôn :tôn cán nóng dẫn từ đẳng hướng
Tôn cán nguội dẫn từ đẳng hướng hoặc một hướng
Đặc điểm: giòn
Khi bẻ gãy theo hình răng cưa
ít ảnh hưởng bởi tác động cơ khí
Phạm vi sử dụng :chế tạo máy quay
Khả năng dẫn từ kém hơn so với tôn
chỉ làm tôn tấm
dẫn đến ít dùng
đặc điểm :gồm hai loại
+đẳng hướng dùng cho máy điệnquay mật độtừ trường tốt hơn loại (3)
+không đẳng hướng chỉ dẫn từ tốt theo chiều cán dùng chế tạo máy biến áp
chịu ảnh hưởng của các lực cơ khí

→
thép đúc cán rèn
không chịu nhiệt của dòng phucô
các thông số kỹ thuật
đặc tính B(H)
B
H
B=
S
Φ
E=4.44*f*
dq
k**
ω
Φ
Suất tổn hao :w/kg
2.2. Vật liệu dẫn điện
p
Fe
≈
B
2

ton
∆
( min =0.77 ) f
đồng (M
0
÷
M

9
) (0
÷
9 thể hiện lượngtạp chất dùng phổ biến làM
1
,dẫn đến tổn hao tăng
p
Cu
=R*I
2
điện trở suất của đồng là 0.0178 (
Ω
mm
2
/m)
Bền dẻo ( phụ thuộc công nghệ ) dễ hàn
Cu
γ
=8.9 (Kg/dm
3
)
Nhôm : A
0

Al
γ
=2.7 (Kg/dm
3
)
rẻ

cơ tính kém đồng , khó hàn
2.3. Vật liệu cách điện
Cấp :Y A E B F H C
90 105 120 135 155 180
Y:vảI giấy cách điện không tấm sơn cách điện
A:vảI giấy cách điện có tấm sơn cách điện
E:sợi gốc xenlulô tơ tằm sợi vô cơ tổng hợp
B:amiăng ,sợi thuỷ tinh , mica
F: amiăng ,sợi thuỷ tinh , mica tẩm sơn gôcsilic
H: amiăng ,sợi thuỷ tinh , mica sứ sợi tổng hợp
C:vật liệu đặc biệt
Tính chất : + độ bền cơ cao
+ ít hút ẩm
+ chịu hoá chất côn trùng vi khuẩn
+ chịu nhiệt
+ cường độ cách điện cao
+ chịu độ bền cách điện cao
2.4. Vật liệu kết cấu
- Gang:dẫn từ kém,độ cứng cao ,giòn dễ vỡ tính đúc cao rẻ dễ kiếm
+cơ tính không ổn định
+dùng làm vỏ máy nắp máy bệ máy
- Nhôm :cơ tính kém đắt hơn nhẹ
+dùng làm vỏ lắp cho máy điện nhỏ công suất nhỏ hơn 70(kW )
- Thép (CT
3
÷
CT
47
);dùng làm trục
FeCrNi dùng làm rôt or củatuốc bin hơI

- Nhựa :làm cánh quạt gió
Dây quấn xoay chiều
Dây quấn một pha
động cơ một pha có một pha dây quấn :từ trường của nó là từ trường đập mạch
Dây quấn 2 pha hay 1 pha lưới
Dây quấn 3 pha
1lớp :đồng tâm phân tán ,đồng khuôn phân tán
2 lớp :sóng và xếp
Sự phân bố các rãnh trong các pha
2 cực 6 rãnh 3 pha quấn tập trung
kích thước bối dây theo công thức trong tài liệu
trên thực tế ta có thể tính như sau
l làchiều dài lõi thép
c nhô ra ngoài c lớn thì dễ lồng dây an toàn tốn dây có thể dây quấn chạm nắp
d tăng tốn dây dễ chạm nắp dễ lồng dây
a:cung nối giữa 2 tâm rãnh
ảnh hưởng đến giá thành
ảnh hưởng đến năng suất lồng dây
ảnh hưởng đến độ tin cậy
Các thông số dây quấn máy điện xoay chiều
y2
y1
CHƯƠNG III:
Dây quấn máy điện
3.1.Với máy điện một chiều
Y
1
:khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng của 1 phần tử
Y
2

:khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng thứ nhất của phần tử này và thứ 2 của phần tử kia
Ylà khoảng cách giữa 2 cạnh tương ứng của 2 phần tử kề nhau
Y
G
khoảng cách trên vành góp tính bằng số phiến góp giữa 2 đầu của 1 phần tử
Phần tử bao gồm :2 cạnh tác dụng trong đó chứa một số vòng dây
1 vòng dây chứa 2 cạnh tác dụng
1 bối dây có thể chứa
µ
phần tử
3.1.1. Xếp đơn
2phần tử kề nhau được nối nối tiếp y
g
=y=1
1
2 3
4 5 6
3.1.2. Xếp phức
Hai đầu của một phần tử nối 2 phiến cách nhau
≥
1 phiến
Y
g
=y=m
Trong một bối dây có nhiều phần tử ta đếm số phiến góp và số rãnh thực:Z

nt
=S=G
3.1.3. Dây quấn sóng
Hai đầu của một phần tử được nối với 2 phiến góp rất xa bằng 1/2 chu vi phần

ứng
Sau khi đi hết 1 vòng phần ứng trở về phiến ngay trước phiến xuất phát
→
sóng
đơn
Còn trước m phiến
→
sóng phức(m=2+4)
⇒
điều kiện đối xứng
S/2*a nguyên điều kiện không có dòng cân bằng
Số phần tử hay số thanh dẫn trong mỗi rãnhđều như nhau
Z
Z
Z
S
nt
nt
=
nguyên (đối xứng
về cơ )
⇒
vị trí chổi than :chổi than được đặt trên đường trung tính hình học có nghĩalà
phảI đặt ở chỗ mà khi nối ngắn mạch1 phần tử thì phần tử đó có 2 cạnh tác dụng đang
nằm trên đường trung tính hình học
⇒
quan hệ giữa số đôI cực và số đôI mạch nhánh
Xếp đơn a=p
Xếp phức a=m
Sóng đơn a=1

Sóng phức a=m
3.2. Dây quấn xoay chiều
3.2.1. Dây quấn một pha
Động cơ một pha có một pha dây quấn :từ trường của nó là từ trường đập mạch
Dây quấn 2 pha hay 1 pha lưới
F
q
=F
m
*sin(
)
αω
±
t
=
αωαω
sin*cos*cos*sin* tFtF
mm
±
F
q
=
( ) ( )
2/cos*2/sin*cos*sin*
παπωαω
−−±
tFtF
mm
Dây quấn 3 pha
1lớp :đồng tâm phân tán ,đồng khuôn phân tán

2 lớp :sóng và xếp
3.2.2. Sự phân bố các rãnh trong các pha
Y
A
z
b
X
c
2 cực 6 rãnh 3 pha quấn tập trung
pm
Z
q
**2
=
Dây quấn 1 lớp a z b x c y
Dây quấn 2 lớp a x b z c y
Lớp dưới theo bước dây y hoặc trượt A-Z đI n rãnh về phía trước
Aazzbbxxccyy
azzbbxxccyya
3.2.3. Kích thước bối dây theo công thức trong tài liệu
trên thực tế ta có thể tính như sau