Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN QUAY

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN QUAY

Tải bản đầy đủ

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
5)Tính toán nhiệt và thông số.

GV: PhạmVănCường

6)Xây dựng các đặc tính của động cơ
II, Tính toán:
Với p= 25 kw , ta chọn được : ɳ = 90% , cosφ = 0,9
; ;
1. Kích thước chủ yếu:
1, Số đôi cực:
2, Đường kính ngoài stato:
- Với chiều cao tâm trục h = 200 mm= 20 cm, tra bảng 10.3 ta có đường kính stato
tiêu chuẩn :
Dn= 34,9 cm
3, Đường kính trong stato:
-Ta có : kD= 0,64 – 0,68 lấy theo bảng 10.2
→ D = kD×Dn = ( 0,64 – 0,68)×34,9 = 22,34 – 23,73 cm.
Lấy D = 23,5 cm
-Công xuất tính toán :
Lấy kE= 0,98

5, Chiều dài tính toán của lõi sắt stato:
-Đây là máy nhiều cực nên kd = 0,91 – 0,92
→ kd = 0,92
Lấy αδ= = 0,64
kδ== 1,11
Với h= 200 mm, 2p =4 → A = 370 A/cm
Bδ= 0,77 T.

Page 9

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện

GV: PhạmVănCường

Lấy lδ= 11,9 cm
Do lõi sắt ngắn nên làm thành một khối . Chiều dài lõi sắt stato, roto bằng :
l1= l2= lδ= 11,9 cm.
6, Bước cực :
7, Lập phương án so sánh :
Hệ số = 0,64
Trong dãy động cơ không đồng bộ K, P= 25 kW , 2p = 4 có cùng đường kính ngoài (
cùng chiều cao tâm trục h) với máy P= 30 kW , 2p= 4.
Hệ số tăng công xuất của máy là
γ = = 1,2
→ λ30 = γλ25= 1,2×0,64 = 0,77
Theo đồ thị quan hệ giữa λ = l/trong máy điện không đồng bộ , hai hệ số λ30 và λ25đều
nằm trong phạm vi kinh tế do đó phương án trên là hợp lý.
8, Dòng điện 3 pha định mức :
2. Dâyquấn, rãnh stato và khe hở không khí:
9, Số rãnh stato:
Ta lấy q1 = 4.
Z1 = 2mpq1 = 2×3×2×4 = 48.
10, Bước rãnh stato:
11, Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh:
Chọn số mạch nhánh song song a1 = 4

Page
10

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
Ta lấy
ur1 = 84.

GV: PhạmVănCường

12, Số vòng dây nối tiếp của một pha:
13, Tiết diện và đường kính dây dẫn:
Theo trị số AJ của máy điện không đồng bộ → AJ = 1880 A2/cm.mm2.
Mật độ dòng điện

.
Tiết diện dây (Sơ bộ):
Ở đây lấy n1 = 2 sợi.
Chọn dây đồng tráng men PETV có d/dcd= 0,93/0,995 ,
14, Kiểu dây quấn:
Chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y = 10.
15, Hệ số dây quấn:
Hệ số bước ngắn ky = sinβ= sin= 0,966
Hệ số bước rải:

Trong đó:
Hệ số dây quấn kd = ky.kr= 0,966×0.958 =0,925.
16, Từ thông khe hở không khí:
17, Mật độ từ thông khe hở không khí:
18, Sợ bộ định chiều rộng của răng:
Page
11

S = 0,679 mm2.

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
Lấy Bz1 = 0,75 T và hệ số ép chặt lõi kc = 0,95
19, Sơ bộ định chiều cao gông stato:
Lấy Bg1 = 1,55 T và kc = 0,95
20, Kích thước rãnh và cách điện:
hr1 = 27,5 cm; h12 =21,5 mm
d1 =9 mm ; b41 = 3 mm
d2 = 11 mm; h41 = 0,5 mm
Từ đó ,ta có: + Chiều dày cách điện rãnh : c = 0,4 mm
+ Chiều dày cách điện nêm : c’ = 0,5 mm.

Diện tích rãnh trụ nêm:

Chiều rộng của tấm cáctông nêm :
Chiều rộng tấm cách điện giữa hai lớp là:
Diện tích cách điện rãnh:

Diện tích có ích của rãnh:
Sr= S’r – Scđ = 250 -39 = 211 mm2
Hệ số lấp đầy rãnh:
21, Bề rộng răng stato:
Page
12

GV: PhạmVănCường

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện

GV: PhạmVănCường

22, Chiều cao gông stato:
23, khe hở không khí:

Theo những máy đã chế tạo trong bảng :
Chiều cao tâm trục
h ; mm
50
56
63
71
80
90
100
112
132
160
180
200
225
250

Số cực 2p
2
0,25
0,25
0,3
0,35
0,35
0,4
0,45
0,6
0,6
0,8
0,9
0,9
1,0
1,2

4
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,3
0,3
0,35
0,5
0,6
0,7
0,85
1,0

→ δ = 0,7 mm = 0,07 cm.

Page
13

6
0,25
0,25
0,25
0,25
0,3
0,3
0,35
0,45
0,45
0,5
0,6
0,7

8
0,25
0,25
0,25
0,3
0,3
0,35
0,45
0,45
0,5
0,6
0,7

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện

GV: PhạmVănCường

3. Dây quấn, rãnh và gông roto:
24, Số rãnh roto theo bảng:
2p
4

Z1
12
18
24

Z2
Rãnhthẳng
9*
10*, 14*
15*, 16*, 17, (32)

Rãnh ngiễng
15*
18*, 22*
16, 18, (20), 30, 33, 34, 35, 36

36
48
60

26, 44, 46
34, 38, 56, 58, 62, 64
50, 52, 68, 70,74

(24), 27, 28, 30, (32), 34, 45, 48
(36), (38), (39), 40, (44), 57, 59
48, 49, 51, 56, 64, 69, 71

72

62, 64, 80, 82, 86

61, 63, 68, 76, 81, 83

→ Z2= 38 rãnh
25, Đường kính ngoài roto:
D’ = D - 2δ = 23,5 -2×0,07 = 23,36 cm
26, Bước răng roto:
27, Sợ bộ định chiều rộng của roto:
Lấy Bz2 = 1,75 T
28, Đường kính trục roto:
Dt = 0,3D = 0,3×23,5 = 7,05 cm
Lấy Dt = 7 cm
29, Dòng điện trong thanh dẫn roto:
Ta có kI = 0,94 (Hệ số kI theo cosφ)
Page
14

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
30, Dòng điện trong vành ngắn mạch:
Tiết diện thanh dẫn bằng nhôm:
Lấy J2= 3 A/mm2
32, Sơ bộ chọn mật độ dòng điện trong vòng ngắn mạch
Lấy Jv = 2,5 A/mm2.
Tiết diện vành ngắn mạch :

33, Kích thước rãnh roto và vành ngắn mạch:
hr2 = 32 mm

h42 = 1,5 mm

h12 = 24,7 mm

h42 = 0,5 mm

d= d1 = d2 = 6,8 mm
a × b = 34 × 23
Dv = D-(a+1) = 235 - (34 +1 ) = 200 mm.
34, Diện tích rãnh roto:
35, Diện tích vành ngắn mạch:
a × b = 34 × 28 = 782 mm2
36, Bể rộng răng roto ở 1/3 chiều cao răng:

37, Chiều cao gông roto:
38, Làm nghiễng rãnh ở roto:
Độ nghiễng bằng một bước rãnh stato:
Page
15

GV: PhạmVănCường

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
bn ≈ t1 =1,54 cm

GV: PhạmVănCường

4. Thiết kế mạch từ
? Khe hở không khí :
- Khi chọn khe khở không khí δ sẽ lấy nhỏ để cho dòng điện không tải nhỏ và
cosφ cao. Nhưng không được chọn khe hở không khí quá nhỏ sẽ làm cho việc
chế tạo và lắp ráp thêm khó khăn, stato rất dễ chạm roto làm tăng thêm tổ nhao
phụ và điện kháng tản của máy.
- Chọn khe hở không khí :
+ Theo kếtcấu: khe hở phụ thuộc vào kích thước đường kính ngoài roto,
khoảng cách giữa hai ổ bi và đường kính trục.
+ Theo chế tạo và vận hành: khe hở không khí phụ thuộc vào độ đồng tâm, độ
ô van của các chi tiết giacông, độ lệch tâm do lắp ghép, khe hở trong ổ bi và độ
mòn của ổ bi sau một thời gian làm việc.
- Công thức:
+ Với máy có P ≤ 20 kW:
Khi 2p ≥ 4

δ = 0,25 + mm

Khi 2p = 2

δ = 0,3 + mm

+ Với máy có P ˃ 20 kW:
δ = *(1 + ) mm
- Với những động cơ điện làm việc trong điều kiện không khí khắt khe phải
tăng khe hở không khí lên.
? Trị số tương đối của các tham số máy điện không đồng bộ:
- Các tham số của máy điện không đồng bộ thường được biểu thị bằng trị số
tương đối. Chuẩn của trở kháng thường lấy
- Trong máy điện không đồng bộ , trị số tương đối của các tham số thường ở
trong khoảng:
+ Điện trở : r1* ≈ r2* = 0,01 – 0,08
+ Điệnkháng : x1* ≈ x2* = 0,08 – 0,14 (0,09 – 0,12)
- Những trị số tương đối không sét đến hiệu ứng mặt ngoài trong thanh dẫn roto
và ảnh hưởng của bão hòa từ tản đến điện kháng.
5. Xác định đặc tính làm việc và khởi động:
Page
16

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
• Đặc tính làm việc:

GV: PhạmVănCường

- Sau khi chọn các kích thước và dây quấn của động cơ điện, tính toán các
tham số, dòng điện từ hóa và các tổn hao, có thể tìm được đặc tính của
máy ở chế độ làm việc bình thường.
- Các đặc tính có thể xác định dựa vào giải tích mạch điện thay thế và đồ
thì véc tơ tương ứng.
- Một số công thức tiêu biểu
Bội số mômen cực đại:


• Đặc tính khởi động:
- Các đại lượng đặc trưng cho đặc tính khởi động là mômen khởi động,
dòng điện khởi động và mômen cực tiểu trong quá trình khởi động.
Môment khởi động:

Tính toán mạch từ:
39, Hệ số khe hở không khí:
Trong đó:

Có:
→ kδ = kδ1.kδ2 = 1,099 × 1,024 = 1,125
40, Dùng thép cán nguội loại 2212.

Page
17

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
41, Sức từ động khe hở không khí:
Fδ = 1,6.Bδ.kδ.δ.104=1,6×0,78×1,125×0,07×104 = 983 A
42, Sức từ động khe hở không khí:
43, Cường độ từ trường trên răng stato, ta lấy:
Hz1 = 23,0 A/cm
44, Sức từ động trên răng roto:
Fz1 = 2h’z1.Hz1 = 2×2,38×23 =109,5 A
Trong đó:
45, Mật độ từ thông ở răng roto:
46, Cường độ từ trường trên răng roto, ta lấy :
Hz2 = 23,0 A/cm.
47, Sức từ động trên răng roto:
Fz2 = 2h’z2.Hz2 = 2×2,97×23,0 = 136,6 A
Trong đó :
48, Hệ số răng bao hòa:
49, Mật độ từ thông trên gông roto:
50, Cường độ từ trường của gông stato, ta lấy:
Hg1 = 43,1 A/cm.
51, Chiềudàimạch từ ở gông stato:
52, Sức từ động ở gông roto:
Fg1 = Lg1.Hg1 = 25 × 43,1 = 1077,5 A.
53, Mật độ từ thông trên gông roto:
Page
18

GV: PhạmVănCường

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
54, Cường độ từ trường ở gông roto, ta lấy:
Hg2 = 3,57 A/cm
55, Chiều dài mạch từ ở gông roto:
56, Sức từ động trên gông roto:
Fg2 = Lg2.Hg2 = 9,5 × 3,57 = 33,9 A.
57, Tổng sức từ động của mạch từ:
F = Fδ + FZ1 + FZ2 + Fg1 +Fg2
= 983 + 109,5 +136,6 + 1077,5 +33,9 = 2340 A
58, Hệ số bão hòa toàn mạch:
59, Dòng điện từ hóa:
Dòng điện từ hóa phần trăm :
6. Tham số của động cơ điện ở chế độ định mức:
60, Chiều dài phần đấu nối của dây quấn stato:
lđ1 = Kđ1τy + 2B = 1,3 × 17,2 + 2 × 1 =24,4 cm
Trong đó:
61, Chiều dài trung bình nửa vòng dây của dây quấn stato:
ltb = l1 + lđ1 = 11,9 + 24,4 = 36,3 cm
62, Chiều dài dây quấn một pha của stato:
L1 = 2.ltb.w1.10-2 = 2× 36,3 × 168 × 10-2 = 122 m
63, Điện trở tác dụng của dây quấn stato:
Tính theo đơn vị tương đối:
64, Điện trở tác dụng của dây quấn roto:
Page
19

GV: PhạmVănCường