Tài liệu TÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA doc

TÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA
A.Tóm tắt lý thuyết
Trong động cơ một pha người ta thường bố trí 2 dây quấn lệch nhau trong
không gian 90
0
và tạo ra dòng điện qua hai bộ dây này lệch pha thời gian 90
độ để tạo ra từ trường tròn khởi động cho động cơ.
Các phương pháp mở máy:
- Pha phụ mở máy
- Điện dung mở máy
- Điện dung làm việc
Các loại dây quấn:
- Đồng khuôn
- Đồng tâm
- Xếp hai lớp
Dây quấn một lớp
Gọi Q
A
số rãnh pha chính
Q
B
số rãnh pha phụ
Q
A
= Q
B
điều kiện
τ
là bội của 2
Q
A

= 2Q
B
điều kiện
τ
là bội của 3
Q
A
= 3Q
B
Điều kiện
τ
là bội của 4
p
Q
q
A
A
2
=
;
p
Q
q
B
B
2
=
Các bước tính toán
Xác định các tham số q,
τ

,
d
α
p
Z
2
=
τ
;
3
τ
=
q
;
τ
α
0
180
=
d
Dây quấn hai lớp
Xác định các tham số q,
τ
,
d
α
Chon phân bố Q
A
, Q
B

sau đó suy ra q
A
, q
B

Dựa vào
τ
, q
A
để phân bố sô rãnh/ bước cực và số rãnh/ pha/ bước cực.
Xác định vị trí cho các cạnh tác dụng nằm ở lớp trên.
Bước bối dây
τ
3
2
< y <
τ
- 1
TÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐCKĐB MỘT PHA MẤT SỐ LIỆU
1. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA MỞ MÁY BẰNG PHA
PHỤ
Bước 1: Xác định kích thước lõi thép, điện áp định mức, cấp cách điện của
vật liệu sử dụng.
Kích thước lõi thép gồm có;
- Đường kính trong lõi thép
- Chiều dài lõi thép
- Bề dầy gông lõi thép
- Bề dầy răng
- Tổng số rãnh
Bước 2: Ước lượng số cực

2p
min
= ( 0,4 – 0,5)
g
t
b
D
Tốc độ quay của rô to: n = n
1
(1 – s) với n
1
= 60f/p
Bước 3: Lập biểu thức quan hệ giữa từ thông một cực từ
Φ
và mật độ từ
thông qua khe hở không khí
σ
B
:
σσ
τα
LB
=Φ
Với
d
α
= 0,673 (
π
2
)

Bước 4: Xác định quan hệ
δ
B
và B
g
B
g
=
g
t
pb
BD
2
δ
Bước 5: Xác định quan hệ B
r
và
δ
B
δ
π
B
Zb
D
B
r
t
r









=
Bước 6: Lập bảng quan hệ giữa
δ
B
, B
g
, B
r
tùy ý chọn giá trị của
δ
B
ta có
giá trị của B
g
, B
r
tương ứng. Căn cứ theo giá trị tối đa cho phép của B
g
và B
r

để tìm giá trị của
δ
B

sao cho các giá trị của B
g
, B
r
không vượt các giá trị tối
đa
Động cơ vận hành ít tiếng ồn B
r

≤
1,3T
Động cơ vận hành bình thường B
r
= 1,47T
Khi yêu cầu mở máy mạnh hay khi động cơ có công suất bé số cực 2p lớn ta
có thể chọn 1,47T
≤
B
r

≤
1,8T
Tương tự đối với B
g

Với động cơ vận hành ít tiếng ồn B
g

≤
1T

Động cơ vận hành bình thường B
g
1,25T
Khi yêu cầu mở máy mạnh 1,2T
≤
B
g

≤
1,4T
Bước 7: Chọn kiểu dây quấn cho pha chính và pha phụ
Trường hợp dây quấn 1 lớp
K
dqch
= k
r
. k
n
=

























2
sin
2
sin
d
A
d
A
q
q
α
α
K
dqph
=

























2
sin
2
sin
d
B
d
B

q
q
α
α
Trường hợp dây quấn 2 lớp
K
dqch
=





































0
90sin
2
sin
2
sin
τ
α
α
y
q
q
d
A
d
A

K
dqph
=





































0
90sin
2
sin
2
sin
τ
α
α
y
q
q
d
B
d
B
Bước 8: Xác định tổng số vòng dây cho dây quấn pha
N
ch
=
dqch

dmphaE
Kf
UK
φ
44,4
Với K
E
tỷ số giữa điện áp nhập vào mỗi pha dây quấn so với sức điện động
cảm ứng trên bộ dây của mỗi pha. K
E
phụ thựôc vào công suất động cơvà
thường được cho theo quan hệ của diện tích mặt cực từ.
)(
2
cmL
τ
15 - 50 50 - 100 100 - 150 150 - 400 > 400
K
E
0,75 –
0,86
0,86 – 0,9 0,9 – 0,93 0,93 – 0,95 0,96 – 0,97

Bước 9: Xác định ntiết diện rãnh stator , chọn hệ số lấp đầy, đường kính dây
quấn không lớp tráng men
Với rãnh hình thang S
r
=
h
dd

2
21
+
Với rãnh hình quả lê
822
2
221
dd
h
dd
S
r
π
+






−






+
=
Hệ số lấp đầy

r
cdbr
ld
S
SNnu
K
=
Trong đó n là số sợi chập
U
r
số cạnh tác dụng chứa trong một rãnh
S
cd
tiết diện một sợi dây kể cả cách điện
Một số tiêu chuẩn hệ số lấp đầy
Hình dạng rãnh Loại dây quấn K
ld
Hình thang hay hcn 2 lớp 0,33 – 0,4
1 lớp 0,36 – 0,43
Hình quả lê 2 lớp 0,36 – 0,43
1 lớp 0,33 – 0,48
Tiết diện dây kể cả cách điện
)(
2
mm
Nnu
SK
S
br
rld

cd
=
Đường kính dây
)(128,1 mmSd
cdcd
=
Chọn mật độ dòng điện J và dòng điện định mức qua mỗi pha dây quấn
J = 5,5 – 6,5 A/mm
2
(cách điện cấp A)
J = 6,5 – 7,5 A/mm
2
(cách điện cấp B)
I
dmpha
= n.
aJ
d
2
4
2
π
2a là số đôi mạch nhánh song song
Bước 10 : Xác định công suất định mức cho động cơ
P
dm
= U
dmpha
. I
dmpha

.
η
. cos
ϕ
Bước 10 : Xác định dây quấn pha phụ
d
ph
= d
ch

( )
[ ]
a52
9,0
+
với a là tỷ số vòng dây giữa pha chính và pha phụ được
chọn ứng với công suất động cơ.
P
dm
1/20HP – 1/12HP 1/12HP – 1/8HP 1/8HP – 1/2HP
a 0,3 – 0,6 0,6 – 0,7 0,7 - 1
Sau khi chọn a và d
ph
ta có số vòng pha phụ
dqph
dqch
chph
k
k
aNN

=
Bước 12: Kiểm tra lại hệ số lấp đầy rãnh, chú ý tại các rãnh chung pha chính
va pha phụ
Bước 13: Xác định chu vi khuôn và khối lượng dây quấn
Với
γ
hệ số dãn dài đầu nối phụ thuộc vào số cặp cực 2p
2p 2 4 6 8 và lớn hơn 8
1,27 – 1,3 1,33 – 1,35 1,5 1,7
Chu vi được tính theo công thức CV
ch
= 2( K
Kch
. y + L
’
)
với y là bước bối dây ; L
’
= L + (5- 10mm) chiều dài cạnh tác dụng l[ngf vào
rãnh
Tổng chiều dài mỗi pha dây quấn L
ph
=
∑
=
n
i
ii
CVN
1

Khối lượng dây quấn W
dq
= 1.1(8.9kg/dm
3
). 3. L
pha
. a. n.
4
2
10
4
−
d
π
Tương tự với dây quấn pha phụ