Download miễn phí Đề tài Thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sc
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
1.1.1 Phân loại 10
1.1.2. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ 10
1.1.3. Khe hở 12
1.1.4 .Nguyên lý làm việc của động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 3 pha 12
1.1.5. Công dụng 14
1.2 YÊU CẦU CỦA THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔ TO LỒNG SÓC 14
1.2.1. Nhiệm vụ và phạm vi thiết kế 14
1.2.2. Các bước thiết kế gồm có 15
1.2.3. Vật liệu thường dùng trong thiết kế 16
1.3. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU 18
CHƯƠNG 2.
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
2.1. Số đôi cực 20
2.2. Đường kính ngoài stato 20
2.3. Đường kính trong stato 20
2.4. Công suất tính toán (P&rsquo
212.5. Chiều dài tính toán của lõi sắt stato (l1) 21
2.6 Bước cực () 22
2.7 Dòng điện pha định mức .23
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ STATO
3.1. Mã hiệu thép và bề dầy lá thép 24
3.2. Số rãnh stato Z1 24
3.3. Bước rãnh stato 25
3.4. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh ur1 25
3.5. Số vòng dây nối tiếp của một pha 25
3.6. Tiết diện và đường kính dây dẫn 25
3.7. Kiểu dây quấn 26
3.8. Hệ số dây quấn 27
3.9. Từ thông khe hở không khí Ф 29
3.10. Mật độ từ thông khe hở không khí Bδ 29
3.11. Sơ bộ định chiều rộng của răng bz1 29
3.12. Sơ bộ chiều cao của gông stato hg1 29
3.13. Kích thước rãnh và cách điện 30
3.14. Diện tích rãnh trừ nêm S’r 31
3.15. Bề rộng răng stato bz1 31
3.16. Chiều cao gông stato 32
3.17. Khe hở không khí 32
CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ RÔTO
4.1. Số rãnh rôto Z2 33
4.2. Đường kính ngoài rôto D’ 33
4.3. Bước răng rôto t2 34
4.4. Sơ bộ định chiều rộng của răng rôto b’z2 34
4.5. Đường kính trục rôto Dt 34
4.6. Dòng điện trong thanh dẫn rôto Itd 34
4.7. Dòng điện trong vòng ngắn mạch Iv 35
4.8. Tiết diện thanh dẫn vòng nhôm S’td 35
4.9. Mật độ dòng điện trong vòng ngắn mạch 35
4.10 Chiều cao gông rôto sơ bộ 35
4.11. Kích thước rãnh rôto và vòng ngắn mạch 35
4.12. Chiều cao vành ngắn mạch hv 37
4.13. Đường kính trung bình vành ngắn mạch Dv 37
4.14. Bề rộng vành ngắn mạch bv 37
4.15. Diện tích rãnh rôto Sr2 37
4.16. Bề rộng răng rôto bz2 37
4.17. Chiều cao gông rôto hg2 38
4.18. Làm nghiêng rãnh ở rôto bn 38
CHƯƠNG 5
TÍNH TOÁN MẠCH TỪ VÀ XÁC ĐỊNH THAM SỐ
CỦA ĐỘNG CƠ Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC
5.1. TÍNH TOÁN MẠCH TỪ 39
5.1.1. Hệ số khe hở không khí 39
5.1.2. Dùng thép KTĐ cán nguội 2211 40
5.1.3. Sức từ động khe hở không khí Fδ 40
5.1.4. Mật độ từ thông ở răng stato Bz1 40
5.1.5. Sức từ động trên răng stato 41
5.1.6. Mật độ từ thông ở răng rôto Bz2 41
5.1.7. Sức từ động trên răng rôto Fz2 41
5.1.8. Hệ số bão hòa răng kz 41
5.1.9. Mật độ từ thông trên gông stato Bg1 42
5.1.10. Cường độ từ trường ở gông stato Hg1 42
5.1.11. Chiều dài mạch từ ở gông stato Lg1 42
5.1.12. Sức từ động ở gông stato Fg1 42
5.1.13. Mật độ từ thông trên gông rôto Bg2 42
5.1.14. Cường độ từ trường ở gông rôto Hg2 43
5.1.15. Chiều dài mạch từ gông rôto Lg2 43
5.1.16. Sức từ động ở gông rôto Fg2 43
5.1.17. Tổng sức từ động của mạch từ F 43
5.1.18. Hệ số bão hòa toàn mạch kμ 43
5.1.19. Dòng điện từ hóa Iμ 43
5.1.20. Dòng điện từ hóa phần trăm 44
5.2. THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC
5.2.1.Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato Lđ1 .44
5.2.2. Chiều dài trung bình nửa vòng của dây quấn stato ltb 44
5.2.3. Chiều dài dây quấn một pha của stato L1 45
5.2.4. Điện trở tác dụng của dây quấn stato r1 45
5.2.5. Điện trở tác dụng của dây quấn rôto rtd 45
5.2.6. Điện trở vòng ngắn mạch rv 46
5.2.7. Điện trở rôto r2 46
5.2.8. Hệ số quy đổi γ 46
5.2.9. Điện trở rôto đã quy đổi 47
5.2.10. Hệ số từ dẫn tản rãnh stato λr1 47
5.2.11. Hệ số từ dẫn tản tạp stato 48
5.2.12. Hệ số từ tản phần đầu nối λđ1 dẫn tản của stato 48
5.2.13. Điện kháng dây q 49
5.2.14. Tổng hệ số từ uấn stato x1 49
5.2.15. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto λr2 49
5.2.16. Hệ số từ dẫn tản tạp rôto 50
5.2.17. Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối 50
5.2.18. Hệ số từ tản do rãnh nghiên 51
5.2.19. Tổng hệ số từ tản rôto 51
5.2.20. Điện kháng tản dây quấn rôto 51
5.2.21. Điện kháng rôto đã quy đổi 51
5.2.22. Điện kháng hổ cảm x12 52
5.2.23. Tính lai kE 52
5.3. TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ
5.3.1. Trọng lượng răng stato: . . .53
5.3.2.Trọng lượng gông từ stato .53
5.3.3. Tổn hao sắt trong lõi sắt stato 54
5.3.4. Tổn hao bề mặt trên răng rôto 54
5.3.5. Tổn hao đập mạch trên răng rôto 55
5.3.6. Tổng tổn hao sắt 56
5.3.7. Tổn hao cơ 56
5.3.8. Tổn hao không tải 56
CHƯƠNG 6
ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC VÀ KHỞI ĐỘNG
6.1 ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC 57
6.1.1. Hệ số C1 57
6.1.2. Thành phần phản kháng của dòng điện ở chế độ đồng bộ 57
6.1.3. Thành phần tác dụng của dòng điện ở chế độ đồng bộ 57
6.1.4. Sức điện động E1 57
6.1.5 .Hệ số trượt momen cực đại .57
6.1.6. Hệ số trượt định mức 58
6.1.7. Bội số momen cực đại 60
6.2 TÍNH TOÁN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG 60
6.2.1. Tham số của động cơ khi xét đến hiệu ứng mặt 61
6.2.2. Tham số của động cơ điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản khi s = 1 62
6.2.3. Dòng điện khởi động 65
6.2.4. Bội số dòng điện khởi động 66
6.2.5. Bội số momen khởi động 66
CHƯƠNG 7
TRỌNG LƯỢNG VẬT LIỆU
VÀ CHỈ TIÊU SỬ DỤNG
7.1. Trọng lượng thép silic cần chuẩn bị 67
7.2. Trọng lượng đồng của dây quấn stato 67
7.3. Trọng lượng nhôm rôto 68
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
lượng si líc trong thép lá kỹ thuật điện có ảnh hưởng quyết định đến chức năng của nó. Cho si líc vào thép có thể làm cho điện trở suất tăng cao, do đó hạn chế được dòng điện xoáy nên tổn hao thép sẽ thấp xuống, nhưng khi có si líc thì cường độ từ cảm cũng hạ thấp, độ cứng và độ giòn cũng tăng lên, vì vậy lượng si líc trong thép nói chung không vượt quá 4,5%.Trong lõi thép có từ trường biến thiên, khi mật độ từ thông và tần số biến thiên không đổi thì tổn hao vì dòng điện xoáy của đơn vị thể tích lõi thép tỷ lệ bình phương với chiều dày lá thép, vì vậy trong đại bộ phận máy điện đều dùng tôn si líc dày 0,5mm. Chỉ trong trường hợp đặc biệt mới dùng tôn dày 0,35mm.
Tùy theo công nghệ cán, người ta chia tôn si líc thành 2 loại:
+ Tôn cán nóng: Loại tôn này có lịch sử lâu đời, hiện nay vẫn còn sản xuất nhiều. Tùy theo hàm lượng si líc mà người ta phân ra loại ít si líc (và nhiều si líc (>2,8%) [2], [3].
+ Tôn cán nguội: So với tôn cán nóng, tôn cán nguội có nhiều ưu điểm như tổn hao nhỏ, cường độ từ cảm cao, chất lượng bề mặt tốt, độ bằng phẳng tốt nên hệ số ép chặt lá tôn cao, có thể sản xuất thành cuộn, do đó các nước phát triển đều dùng tôn cán nguội thay thế tôn cán nóng. Tùy theo sự sắp xếp các tinh thể si líc trong tôn cán nguội mà phân thành hai loại: đẳng hướng và dị hướng. Ở tôn si líc cán nguội dị hướng thì theo chiều cán, suất dẫn từ cao (với cường độ từ trường H = 25A/cm, mật độ từ thông B có thể đạt 1,7 - 1,85T), suất tổn hao nhỏ, nhưng theo chiều vuông góc với chiều cán thì chức năng kém đi nhiều, có khi không bằng cả tôn cán nóng.
b. Vật liệu dẫn điện:
Trong ngành chế tạo máy điện, người ta chủ yếu dùng đồng tinh khiết với tạp chất không quá 0,1% làm vật liệu dẫn điện vì điện trở suất của đồng chỉ kém bạc. Ngoài đồng ra còn dùng nhôm với tạp chất không quá 0,5%.
c. Vật liệu kết cấu:
- Kim loại đen:
Kim loại đen thường dùng là gang và thép. Gang vừa rẻ tiền lại dễ đúc, do đó được dùng nhiều, nhất là dùng để đúc các hình mẫu phức tạp như vỏ và nắp máy điện không đồng bộ.
Thép dùng làm vật liệu kết cấu thường là thép định hình. Thép có tiết diện tròn dùng để chế tạo trục máy và các chi tiết khác có tiết diện tròn. Tùy theo lực tác dụng lên từng chi tiết của máy mà người ta dùng nhiều loại thép khác nhau.
- Kim loại màu:
Thường dùng hợp kim nhôm để chế tạo các chi tiết và bộ phận của máy mà trọng lượng cần giảm tối đa.
-Vật liệu chất dẻo:
Chất dẻo hiện nay được dùng nhiều để chế tạo các chi tiết trong máy điện ít chịu lực cơ học và nhiệt. Chất dẻo có ưu điểm là nhẹ, dễ gia công và không bị gỉ.
Vật liệu cách điện:
Vật liệu cách điện là một trong những vật liệu chủ yếu dùng để chế tạo động cơ. Khi thiết kế động cơ, chọn vật liệu cách điện là một khâu rất quan trọng vì phải đảm bảo động cơ làm việc tốt với tuổi thọ nhất định, đồng thời giá thành của nó lại không cao. Khi chọn vật liệu cách điện cần chú ý những điểm sau:
- Vật liệu cách điện phải có độ bền cao, chịu tác dụng về cơ học tốt, chịu nhiệt và dẫn điện tốt lại ít thấm nước.
- Gia công dễ dàng, đủ mỏng để đảm bảo hệ số lấp đầy rãnh cao.
- Phải chọn vật liệu cách điện có tính cách điện cao để đảm bảo thời gian làm việc ít nhất của máy là 15-20 năm trong điều kiện làm việc bình thường, đồng thời đảm bảo giá thành của động cơ không cao.
Một trong những yếu tố cơ bản nhất làm giảm tuổi thọ của vật liệu cách điện là nhiệt độ. Nếu nhiệt độ vượt quá nhiệt độ cho phép thì chất điện môi, độ bền cơ của vật liệu giảm đi nhiều, dẫn đến sự già hóa nhanh chất cách điện.
1.3. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU
- Công suất định mức: Pđm = 4 kW
- Điện áp định mức: Uđm = 380/220V
- Tần số định mức: fđm = 50Hz
- Cách đấu dây: Y/D
- Tốc độ đồng bộ: n1 = 1500 vòng/phút
- Kiểu máy: Máy kiểu kín
- Cấp bảo vệ: IP44
- Cấp cách điện: Cách điện cấp B
- Chế độ làm việc: Liên tục
- Kết cấu rôto: Rôto lồng sóc
- Chiều cao tâm trục: Tra Bảng IV. 2, phụ lục IV [3] chiều cao tâm trục theo dãy công suất của động cơ điện KĐB rôto lồng sóc 4A (Nga) kiểu IP44 cấp cách điện B là h = 112 mm
- Hiệu suất và hệ số công suất:
Tra Bảng 10-1 [3] hiệu suất và cosj dãy động cơ điện KĐB 3K ứng với công suất Pđm=4 kW và tốc độ nđb=1500 vòng/phút ta có hiệu suất:h = 84% và hệ số công suất: Cosj = 0,84
- Bội số momen cực đại: Tra bảng 10-10 [3] bội số momen cực đại mmax của dãy động cơ 3K ta có:
mmax = = 2,2
- Bội số momen khởi động:
Theo bảng 10-11 [3] bội số momen khởi động dãy động cơ điện 3K ta chọn:
mk = = 2
-Bội số dòng khởi động: Tra bảng 10-12 [3] bội số dòng khởi động dãy động cơ điện 3K ta có:
ik = Imax/I min = 6
CHƯƠNG 2
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
Những kích thước chủ yếu của động cơ điện không đồng bộ là đường kính trong stato D và chiều dài lõi sắt l. Mục đích của việc chọn kích thước này là để chế tạo ra máy kinh tế hợp lý nhất mà chức năng phù hợp với tiêu chuẩn nhà nước. Tính kinh tế của máy không chỉ là vật liệu sử dụng để chế tạo ra máy mà còn xét đến quá trình chế tạo trong nhà máy, như tính thông dụng của các khuông dập ,vật đúc, các kích thước và chi tiết tiêu chuẩn hoá …
2.1. Số đôi cực
trong ñoù:
-n1 = 1500ä (voøng/phuùt)
-f = 50á (Hz)
2.2. Đường kính ngoài stato
Đường kính ngoài Dn có liên quan mật thiết với kết cấu động cơ, cấp cách điện và chiều cao tâm trục h đã được tiêu chuẩn hóa. Vì vậy thường chọn Dn theo h. Ở nước ta hay dùng quan hệ giữa đường kính ngoài và chiều cao tâm trục h của các động cơ điện không đồng bộ Hungary dãy VZ cách điện cấp E và của Nga dãy 4A cách điện cấp F.
Với chiều cao tâm trục h = 112 mm theo Bảng 10-3 [3] trị số của Dn theo h, ta chọn đường kính ngoài stato:
Dn = 19,1 cm
2.3. Đường kính trong stato
Tra theo bảng 10-2 [3] trị số của kD, phụ thuộc vào số đôi cực, với 2p=4 ta tra được:
kD = 0,640,68
D = kD.Dn = (0,640,68).19,1 = 12,22412,988
Þ chọn D = 12,6 cm
2.4.Công suất tính toán (P’):
trong đó kE là hệ số công suất định mức. Chọn kE = 0,965 theo hình 10-2 [3].
2.5.Chiều dài tính toán của lõi sắt stato (l1):
Chiều dài của lõi sắt stato được xác định:
trong đó:
- kd : hệ số dây dẫn
- as : hệ số cung cực từ
- ks : hệ số dạng sóng
- A : Tải điện từ
- Bd :Mật độ từ thông khe hở không khí
Chọn sơ bộ :
kd = 0,96 -Hệ số dây quấn một lớp, theo [3]
kS = = 1,11
Việc chọn A và Bd ảnh hưởng rất nhiều đến kích thước chủ yếu của D và l. Đứng về mặt tiết kiệm vật liệu thì nên chọn A và Bd lớn, nhưng nếu A và Bd quá lớn thì tổn hao đồng và sắt tăng lên, làm máy quá nóng, ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng máy. Do đó khi chọn A và Bd cần xét đến chất liệu vật liệu sử dụng. Nếu sử dụng vật liệu sắt từ tốt (có tổn hao ít hay độ từ thẩm cao) thì có thể chọn Bd lớn. Dùng dây đồng có cấp cách điện cao thì có thể chọn A lớn .Ngoài ra tỷ số giữa A và Bd củng ảnh hưởng đến đặt tính làm việc và k...