Thiết kế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc

Chia sẻ: Mr Yo Ko | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Thêm vào BST

Báo xấu

490
lượt xem 119
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đối với động cơ điện không đồng bộ thì đườn gkính trong ( D ) và chiều dài lõi thép của stato là những kích thước chủ yếu. Những kích thước này được tính chọn trên cơ sớ đảm bảo cho động cơ khi được chế tạo có tính kinh tế cao...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc

1 PHÇN I: THIÕT KÕ §éng c¬ kh«ng ®ång bé roto lång sãc CH¦¥NG 1 : X¸C §ÞNH KÝCH TH¦íC CHñ YÕU §èi víi ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé th× ®−êng kÝnh trong (D) vμ chiÒu dμi lâi thÐp (lδ) cña stato lμ nh÷ng kÝch th−íc chñ yÕu. Nh÷ng kÝch th−íc nμy ®−îc tÝnh chän trªn c¬ së ®¶m b¶o cho ®éng c¬ khi ®−îc chÕ t¹o cã tÝnh kinh tÕ cao, ®ång thêi cã tÝnh n¨ng phï hîp tho¶ m·n c¸c chØ tiªu vÒ kü thuËt mμ nhμ n−íc qui ®Þnh. TÝnh kinh tÕ cña ®éng c¬ kh«ng chØ lμ vËt liÖu sö dông ®Ó chÕ t¹o ra nã mμ cßn xÐt ®Õn qu¸ tr×nh chÕ t¹o trong nhμ m¸y. Chän kÝch th−íc chñ yÕu cßn ph¶i phï hîp víi ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ nh− khu«n dËp, vËt ®óc, c¸c chi tiÕt gia c«ng c¬ khÝ, chi tiÕt tiªu chuÈn ho¸ ... Tuy nhiªn trong ph¹m vi thiÕt kÕ tèt nghiÖp, c«ng viÖc tÝnh chän c¸c kÝch th−íc chñ yÕu cña ®éng c¬ dùa trªn c¬ së ®¶m b¶o tho¶ m·n nh÷ng tiªu chuÈn kü thuËt mμ nhμ n−íc qui ®Þnh. Khi tÝnh to¸n D vμ lδ ph¶i dùa vμo mét h»ng sè ®−îc gäi lμ h»ng sè m¸y ®iÖn (h»ng sè Arnold) ®−îc biÓu diÔn bëi c«ng thøc sau: 6,1.10 7 D 2 .lδ .n CA = = α δ .k S .k d . A.Bδ p′ D vμ lδ cïng tØ lÖ sÏ quyÕt ®Þnh träng l−îng gi¸ thμnh, c¸c ®Æc tÝnh kinh tÕ kü thuËt còng nh− ®é tin cËy lμm viÖc cña ®éng c¬. V× vËy viÖc x¸c ®Þnh kÝch th−íc chñ yÕu D vμ lδ lμ kh©u c¬ b¶n cña viÖc thiÕt kÕ . Tõ h»ng sè m¸y ®iÖn ta thÊy D vμ lδ phô thuéc vμo nhiÒu yÕu tè nh−: tèc ®é ®ång bé, c«ng suÊt ®iÖn tõ, t¶i ®iÖn tõ cña vËt liÖu t¸c dông. §Ó x¸c ®Þnh D vμ lδ tr−íc tiªn ta cÇn x¸c ®Þnh c¸c yÕu tè trªn. 1.1. Sè ®«i cùc tõ (p) - Ta cã hÖ sè kD phô thuéc vμo sè ®«i cùc. V× vËy ®Ó chän kD ta ph¶i tÝnh sè ®«i cùc. - Sè ®«i cùc tõ: 60.f1 p= n1 60.50 = = 2 1500 Trong ®ã: f1: TÇn sè ®Þnh møc n1: Tèc ®é ®ång bé SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
2 - Sè cùc cña m¸y : 2p = 2 x 2 = 4 (cùc) 1.2. X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh ngoμi cña lâi thÐp stato (Dn): -Khi x¸c ®Þnh kÕt cÊu cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé gi÷a ®−êng kÝnh trong D D vμ ngoμi Dn cña stato cã mét mèi quan hÖ nhÊt ®Þnh theo hÖ sè KD = . Quan hÖ Dn nμy phô thuéc vμo sè ®«i cùc. MÆt kh¸c, ®−êng kÝnh ngoμi Dn cã liªn quan ®Õn chiÒu réng cuén t«n kü thuËt ®iÖn vμ chiÒu cao t©m trôc m¸y h ®· ®−îc tiªu chuÈn hãa. - Tr−íc hÕt ta x¸c ®Þnh ®−êng kÝnh ngoμi Dn theo chiÒu cao h. - Theo b¶ng IV.1 cña phô lôc IV d·y c«ng suÊt, chiÒu cao t©m trôc cña ®éng c¬ roto lång sãc kiÓu IP44 theo tiªu chuÈn TCVN - 1987- 1994 TL[1], Víi P = 1,5kW, 2p = 4 ta chän h = 100 (mm). - Víi h = 100 (mm) theo b¶ng 10.3 TL[1], ta chän ®−êng kÝnh ngoμi stato tiªu chuÈn Dn = 16,8 (cm). 1.3. §−êng kÝnh trong stato (D) §−êng kÝnh trong stato x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : D = kD.Dn Theo b¶ng 10.2 TL[1] , víi 2p = 4, chän kD = 0,64 ÷ 0,68 +Víi Dn = 16,8 (cm) D = kD × Dn = ( 0,64 ÷ 0,68 )x 168 = ( 10,752 ÷ 11,424 ) (mm) Chän D = 11,3 (mm) 1.4. C«ng suÊt ®iÖn tõ tÝnh to¸n (P’) k E .Pâm P' = η. cos ϕ kE lμ hÖ sè chØ quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p ®Æt vμo vμ søc ®iÖn ®éng sinh ra trong ®éng c¬, øng víi Dn = 16,8cm vμ 2p = 4 theo h×nh 10 -2 TL[1] tra ®−îc kE = 0,945 η ,cos ϕ ,n lμ hiÖu suÊt,hÖ sè c«ng suÊt vμ tèc ®é ®ång bé Víi Dn =16,8 Tra b¶ng 10.1,TL [1] ta ®−îc : η = 77% , cos ϕ = 0,83. Suy ra: SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
3 k E .P 0,945 × 1,5 P/ = = = 2,218 (KVA) η. cos ϕ 0,77 × 0,83 1.5. ChiÒu dμi tÝnh to¸n cña lái s¾t ( lδ ): 6,1.10 7.P / lδ = α δ .k s .k d . A.Bδ .D 2 .n Víi : α δ : hÖ sè cung cùc tõ. k s : hÖ sè sãng. kd : HÖ sè d©y quÊn. A: T¶i ®−êng. Bδ : MËt ®é tõ th«ng t¹i khe hë kh«ng khÝ. + Mμ α δ vμ ks phô thuéc vμo møc ®é b·o hoμ r¨ng kZ cña m¹ch tõ. + S¬ bé chän : α δ = 0,71 vμ kS = 1,12, kZ =1,24. (Theo h×nh 4.7 TL[1].) + V× d©y quÊn mét líp cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n nªn th−êng dïng cho ®éng c¬ cã c«ng suÊt nhë h¬n 10kw.Víi d©y quÊn 1 líp ta cã k d = 0,95 ÷ 0,96 ta chän kd = 0,95 + A vμ Bδ phô thuéc vμo Dn , 2p. ViÖc chän A , Bδ cã ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn kÝch th−íc chñ yÕu D , lδ cña m¸y ®iÖn. §øng vÒ mÆt tiÕt kiÖm vËt liÖu nªn cho A vμ Bδ lín, nÕu A vμ Bδ qu¸ lín th× tæn hao ®ång vμ thÐp t¨ng lªn lμm ®éng c¬ nãng, ¶nh h−ëng ®Õn tuæi thä cña m¸y.Do ®ã khi chän A vμ Bδ cÇn xÐt ®Õn chÊt liÖu cña vËt liÖu sö dông, nÕu sö dông vËt liÖu s¾t tõ tèt ( cã tæn hao Ýt hay ®é tõ thÈm cao ) th× cã thÓ chän A lín. Ngoμi ra, tØ sè A vμ Bδ còng ¶nh h−ëng ®Æc tÝnh lμm viÖc vμ khëi ®éng cña ®éng c¬ v× A ®Æc tr−ng cho m¹ch ®iÖn cßn Bδ ®Æc tr−ng cho m¹ch tõ. Víi 2p=4, Dn =16,8 theo h×nh 10.2b TL[1] tra ®−îc: B δ = 0,87 (T) A = 250 (A/cm) n : Tèc ®é ®ång bé . n =1500 (vßng / phót): tèc ®é ®ång bé cña ®éng c¬ - Do ®ã chiÒu dμi lâi s¾t stato lμ: 6,1 × 10 7 × 2,18 lδ = = 4,450 (cm) 0,71 × 1,12 × 0,95 × 250 × 0,87 × 11,3 2 × 1500 LÊy l δ = 4,5 (cm). SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
4 1.6. B−íc cùc ( τ ) B−íc cùc ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : π.D 3,14 × 11,3 τ= = = 8,02 (cm) 2p 4 V× l δ = 4,5 (cm) chiÒu dμi lâi s¾t ng¾n, viÖc t¶n nhiÖt kh«ng khã kh¨n nªn lâi s¾t cã thÓ Ðp thμnh mét khèi, do ®ã chiÒu dμi tÝnh to¸n cña lâi s¾t phÇn øng trªn khe hë kh«ng khÝ b»ng chiÒu dμi lâi s¾t. VËy chiÒu dμi lâi s¾t stato vμ r«to lμ: l1 = l2 = l δ = 4,5 (cm) Còng gièng nh− c¸c ®éng c¬ kh¸c, nªn viÖc chän kÝch th−íc chñ yÕu D vμ lδ cho mét ®éng c¬ kh«ng chØ cã mét nhãm trÞ sè. V× vËy khi thiÕt kÕ ph¶I c¨n cø vμo t×nh tr¹ng s¶n xuÊt mμ tiÕn hμnh so s¸nh c¸c ph−¬ng ¸n mét c¸ch toμn diÖn ®Ó ®−îc mét ph−¬ng ¸n kinh tÕ vμ hîp lý nhÊt. Quan hÖ D vμ lδ ®−îc biÓu thÞ trong quan hÖ: lδ λ = τ lδ 4,5 - HÖ sè kinh tÕ: λ 3 = = = 0,56 τ 8,02 Trong d·y ®éng c¬ kh«ng ®ång bé roto lång sãc kiÓu IP44 cÊp c¸ch ®iÖn B, víi ®éng c¬ P = 1,5 kW, 2p = 4 cã cïng ®−êng kÝnh ngoμi Dn (nghÜa lμ cïng chiÒu cao t©m trôc h) cã ®éng c¬ P = 2,2 kW, 2p = 4. 2,2 Ta cã hÖ sè t¨ng c«ng suÊt cña m¸y nμy lμ γ = = 1,46 1,5 lδ Do ®ã λ 4 = cña m¸y cã c«ng suÊt P = 2,2 kw 2p = 4 lμ: τ λ 4 = γ .λ3 = 1,46.256 = 0,81 Theo h×nh 10. 3a TL[1] th× λ 3 vμ λ 4 ®Òu n»m trong ph¹m vi kinh tÕ nªn ta chän c¸c th«ng sè trªn lμ hîp lý . 1.7. Dßng ®iÖn pha ®Þnh møc (I1) Dßng ®iÖn pha ®Þnh møc cña m¸y ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: P.10 3 I1 = 3.U 1η. cos ϕ U1: ®iÖn ¸p pha cña l−íi . U1= 220 (V) P, η , cos ϕ : c«ng suÊt , hiÖu suÊt vμ hÖ sè c«ng suÊt cña m¸y . SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
5 P = 1,5 (kW). η = 77 %. Cos ϕ = 0,83. Thay vμo: 1,5.10 3 I1 = = 3,55 (A) 3.220.0,77.0,83 SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
6 CH¦¥NG 2 : X¸C §ÞNH D¢Y QuÊn, R·NH STATO Vμ KHE Hë KH¤NG KHÝ *Chän r·nh stato khi thiÕt kÕ d©y quÊn stato cÇn ph¶i x¸c ®Þnh sè r·nh cña mét pha d−íi mét cùc tõ (q1), th−êng ta lÊy q1 = 3 ÷ 4 ®èi víi nh÷ng ®éng c¬ cã c«ng suÊt nhá. Chän q1 nhiÒu hay Ýt ®Òu ¶nh h−ëng ®Õn sè r·nh stato (Z1). Sè r·nh nμy kh«ng nªn qu¸ nhiÒu, v× nh− vËy diÖn tÝch c¸ch ®iÖn chiÕm chç so víi r·nh Ýt sÏ nhiÒu h¬n, do ®ã hÖ sè lîi dông r·nh sÏ kÐm ®i, mÆc kh¸c vÒ ph−¬ng diÖn ®é bÒn c¬ n¨ng sÏ yÕu ®i. Ýt r¨ng qu¸ sÏ lμm d©y quÊn ph©n bè kh«ng ®Òu trªn bÒ mÆt lâi thÐp, nªn søc tõ ®éng phÇn øng cã nhiÒu sãng bËc cao, do ®ã khã chän hÖ sè d©y quÊn thÝch hîp ®Ó triÖt tiªu sãng bËc cao ®ã. TrÞ sè q1 nãi chung nªn chän sè nguyªn v× nh− vËy cã thÓ c¶i thiÖn ®Æc tÝnh lμm viÖc vμ cã kh¶ n¨ng gi¶m ®−îc tiÕng kªu cña ®éng c¬. Trong thiÕt kÕ d·y ®éng c¬ ®iÖn, th−êng ta muèn lîi dông mét sè khu«n dËp r·nh ®Ó dËp l¸ t«n dïng ®−îc cho nhiÒu m¸y kh¸c nhau. V× vËy muèn cã trÞ sè q1 phï hîp víi nh÷ng ®éng c¬ kh¸c nhau, ta kh«ng thÓ chän q1 tuú ý ®−îc. 2.1. sè r·nh stato(Z1): - sè r·nh cña 1 pha d−íi mçi b−íc cùc q1. Chän q1 = 3. - m lμ sè pha, m = 3. - Sè r·nh stato: Z1 = 2m.p.q1 = 2.3.2.3 = 36(r·nh) 2.2. B−íc r·nh stato (t1) π .D t1 = Z1 3,14 × 11,5 = = 1,00(cm ) 36 2.3. Sè thanh dÉn t¸c dông cña 1 r·nh (ur1) Sè thanh dÉn mét r·nh x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: A.t1 .a1 u r1 = I1 250 × 1,00 × 1 = = 70 3,55 Chän a1 = 1: sè m¹ch nh¸nh song song LÊy ur1 = 70 (vßng). SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
7 2.4. Sè vßng d©y nèi tiÕp cña mét pha (w1) Sè vßng d©y nèi tiÕp mét pha x¸c ®Þnh nh− sau: p.q1 .u r1 2 × 3 × 70 W1 = = = 420 (vßng) a1 1 2.5. Chän kÝch th−íc d©y dÉn: - Muèn chän kÝch th−íc d©y dÉn tr−íc hÕt ta ph¶i chän mËt ®é dßng ®iÖn J cña d©y dÉn, råi c¨n cø vμo dßng ®Þnh møc ®Ó ta tÝnh ra tiÕt diÖn cÇn thiÕt. Dùa vμo h = 100 (mm), Dn =16,8 (cm), 2p = 4 ta chän tØ lÖ suÊt t¶i nhiÖt cña m¸y AJ = 1750 A2/cm, theo h×nh 10.4 TL[1] - MËt ®é dßng ®iÖn: AJ 1750 J1 = = = 7( A / mm 2 ) A 250 - TiÕt diÖn d©y s¬ bé: I1 3,55 S1/ = = = 0,55(mm 2 ) a1 .n1 .J 1 1 × 1 × 7 n1 : sè sîi ghÐp song song, chän n1 = 1 Theo phô lôc VI, b¶ng VI.1 TL[1]. Chän d©y ®ång tr¸ng men PETV cã c¸c kÝch th−íc sau ®©y: + TiÕt diÖn d©y: 0,55 (mm2) + §−êng kÝnh d©y ch−a kÓ c¸ch ®iÖn: d = 0,75 (mm) + §−êng kÝnh d©y kÓ c¶ c¸ch ®iÖn: dc® = 0,815 (mm) §éng c¬ cã h = 112cm, do ®ã ta chän d©y quÊn mét líp b−íc ®ñ ®Æt vμo r·nh n÷a kÝn - B−íc cùc τ : kho¶ng c¸ch gi÷a hai cùc kÕ tiÕp, tÝnh b»ng sè r·nh. Z 1 36 y1 = τ = = =9 2p 4 - HÖ sè b−íc r·i: α 30 sin q1 sin 3 kr = 2 = 2 = 0,96 α 30 q1 . sin 3 sin 2 2 - gãc ®é ®iÖn gi÷a hai r·nh kÒ nhau: p.360 2.360 α= = = 20 0 Z1 36 - HÖ sè d©y quÊn: kd =kr = 0,96 SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
8 2.6. Tõ th«ng qua khe hë kh«ng khÝ (φ ) - Tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: k E .U 1 0,945 × 220 Φ= = = 0,00230(Wb) 4.k s .k d . f 1 .W1 4 × 1,12 × 0,96 × 50 × 420 2.7. MËt ®é tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ (Bδ ) - MËt ®é tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Φ.10 4 0,00230.10 4 Bδ = = = 0,89(T ) α δ .τ.l1 0,71.8,02.4,5 2.8. S¬ bé ®Þnh chiÒu réng cña r¨ng (bZ1) - S¬ bé chiÒu réng cña r¨ng stato x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Bδ .lδ .t1 0,89 × 4,5 × 1,00 bZ 1 = / = = 0,53(cm) B z1 .l1 .k c 1,77 × 4,5 × 0,95 Do lâi thÐp ng¾n nªn viÖc t¶n nhiÖt kh«ng khã kh¨n, v× vËy gi÷a lâi thÐp kh«ng cã r·nh th«ng giã h−íng kÝnh, do ®ã chiÒu dμi tÝnh to¸n lâi thÐp lδ b»ng chiÒu dμi thùc cña lâi thÐp stato l1 Bz1: mËt ®é tõ th«ng trong r¨ng stato, øng víi ®éng c¬ cã chiÒu cao t©m trôc h = (50 ÷ 132)mm vμ sè cùc 2p = 4 th× BZ 1 = (1,75 ÷ 1,95)T , ta chän BZ1 = 1,77T kC: HÖ sè Ðp chÆt. HÖ sè Ðp chÆt lâi cùc tõ chØ quan hÖ gi÷a chiÒu dμi phÇn thÐp víi chiÒu dμi thùc cña lâi thÐp. HÖ sè nμy phô thuéc vμo ¸p suÊt Ðp chÆt lâi thÐp, ®é kh«ng ®ång ®Òu cña bÒ dμy l¸ thÐp, chiÒu dμy líp s¬n c¸ch ®iÖn vμ chiÒu dμy lâi thÐp. Khi chiÒu dμy lâi thÐp kh«ng qu¸ (14 ÷ 15)cm th× kh«ng cÇn phñ s¬n. Lâi thÐp stato cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®−îc lμm b»ng thÐp kü thuËt ®iÖn dμy 0,5mm. Ta chän kC = 0,95. 2.9. S¬ bé ®Þnh chiÒu cao cña g«ng stato (h’g1) - S¬ bé chiÒu cao cña g«ng x¸c ®Þnh nh− sau: Φ.10 4 0,00230.10 4 h = / = = 1,68(cm) 2.B g1 .l1 .k c 2 × 1,6 × 4,5 × 0,95 g1 Bg1: mËt ®é tõ th«ng trong g«ng stato, víi chiÒu cao t©m trôc h = (50 ÷ 132)mm , 2p = 4, kiÓu m¸yIP44, Bg1 = (1,45 ÷ 1,6)T , ta chän Bg1 = 1,6T 2.10. Chän kÝch th−íc r·nh vμ c¸ch ®iÖn: KÝch th−íc r·nh vμ c¸ch ®iÖn cña r«to x¸c ®inh nh− sau: + b41 = dc® + 1,5 = 0,815 + 1,5 = 2,315 (mm) SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
9 + h41 = (0,4 ÷ 0,8) ; chän h41 = 0,6 (mm) d2 − h41 = 10,7 − − 0,6 = 7,1(mm ) 6 h12 = hr1 − 2 2 D −D 16,8 − 11,3 + hr 1 = n − h' g 1 = − 1,68 = 1,07(cm) 2 2 π (D + 2.h41 ) − b z' 1 .Z 1 3,14(113 + 2 × 0,6) − 5,3.36 + d1 = = = 5(mm ) Z1 − π 36 − 3,14 π (Dn + 2.hg '1 ) − bz1.Z1 3,14(168 + 2 × 16,8) − 5,3 × 36 ′ + d2 = = = 6(mm) Z1 + π 36 + 3,14 2,3 5 10,7 H×nh 2.1: KÝch th−íc r·nh stato. Theo b¶ng VIII.1 phô lôc VIII chän chiÒu dμy c¸ch ®iÖn r·nh lμ: c = 0,2 mm , ChiÒu dμy c¸ch ®iÖn phÝa miÖng r·nh cm = 0,35 mm - DiÖn tÝch r·nh trõ nªm πd 22 d1 + d 2 3,14.(5 2 + 6 2 ) 5 + 6 = 63(mm 2 ) 3,14.6 2 S r' = + h12 = + .7,1 + 8 2 8 2 8 - DiÖn tÝch c¸ch ®iÖn r·nh : ⎛ πd ⎞ πd S cd = ⎜ 2 + 2h12 + 2h41 ⎟.c + 1 .c m ⎝ 2 ⎠ 2 SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
10 ⎛ 3,14.6 ⎞ 3,14.5 =⎜ + 2.7,1 + 2.0,6 ⎟.0,2 + .0,3 ⎝ 2 ⎠ 2 = 7,3(mm 2 ) - DiÖn tÝch cã Ých cña r·nh : S r = S r/ − Sc = 6,3 - 7,3= 55 (mm2) - HÖ sè lÊp ®Çy r·nh: 2 u r1 .n1 .d cd 70.1.0,8315 2 k® = = = 32,58 Sr 55 TrÞ sè cña hÖ sè lÊp ®Çy k® nªn lÊy trong kho¶ng (0,7 ÷ 0,75) lμ hîp lý, k® kh«ng nªn lÊy qu¸ 0,8 vμ nh− vËy khi ®Æt d©y quÊn vμo rÊt khã kh¨n vμ dÔ lμm cho d©y bÞ x©y x¸t, k® nhá qu¸ nhá qu¸ th× kh«ng lîi dông triÖt ®Ó ®−îc r·nh vμ khi ®éng c¬ lμm viÖc do lùc ®iÖn tõ d©y sÏ bung vμ sÏ lμm h− háng c¸ch ®iÖn cña d©y. 2.11. BÒ réng r¨ng stato (bZ1) - BÒ réng r¨ng r«to x¸c ®Þnh nh− sau: π (D + 2h41 + d1 ) bZ 1 = / − d1 Z1 3,14(113 + 2.0,6 + 5) bZ 1 = / − 5 = 5,39(mm) 36 π ( D + 2(h12 + h41 )) bZ 1 = // − d2 Z1 3,14(113 + 2(7,1 + 0,6 )) bZ 1 = // − 6 = 5,19(mm) 36 bz/1 + bz//2 5,39 + 5,19 bz 1 = = = 5,29(mm) 2 2 2.12. ChiÒu cao g«ng stato (hg1) Dn − D d hg 1 = − hr − 2 2 6 16,8 − 113 6 hg 1 = − 10,7 − = 15,8(mm) 2 6 2.13. khe hë kh«ng khÝ (δ ) Khi chän khe hë kh«ng khÝ δ ta cè g¾ng lÊy nhá ®Ó dßng kh«ng t¶i nhá vμ cos ϕ cao. Nh−ng khe hë nhá lμm cho viÖc chÕ t¹o vμ l¾p r¸p thªm khã kh¨n, stato dÔ ch¹m víi roto lμm t¨ng thªm tæn hao phô vμ ®iÖn kh¸ng t¶n t¹p cña ®éng c¬ t¨ng lªn. SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
11 ViÖc chän khe hë kh«ng khÝ δ chñ yÕu dùa vμo c«ng thøc kinh nghiÖm: D δ = 0,25 + 1000 113 = 0,25 + = 0,363(mm) 1000 Víi ®éng c¬ cã 2p = 4, h = 100 mm. Theo b¶ng 10.8 TL[1] ta chän δ =0,3 (mm).` • Tãm l¹i: Sau khi thiÕt kÕ l¸ thÐp stato ta nhË`n thÊy mËt ®é tõ th«ng trong r¨ng, g«ng stato n»m trong ph¹m vi cho phÐp, lâi thÐp stato cã ®ñ ®é bÒn c¬ khÝ, kh«ng bÞ biÕn d¹ng khi gia c«ng còng nh− l¾p r¸p. Sè r·nh còng nh− kÝch th−íc r·nh ®ùoc chän lμ hîp lý. • C«ng nghÖ chÕ t¹o lâi thÐp stato: §Ó chÕ t¹o lâi thÐp stato tõ thÐp kü thuËt ®iÖn ta dïng phu¬ng ph¸p dËp phøc hîp. §©y lμ ph−¬ng ph¸p mμ mçi lÇn dËp cã thÓ c¾t ®−îc nhiÒu h×nh. −u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nμy lμ cho n¨ng suÊt vμ ®é chÝnh x¸c cao, tuy nhiªn viÖc chÕ t¹o khu«n dËp phøc hîp rÊt khã kh¨n vμ ®¾t tiÒn. • Ph−¬ng ph¸p dËp 3 ®−êng kÝnh: §©y lμ ph−¬ng ph¸p th«ng dông cña c¸c nhμ m¸y. + B−íc 1: DËp r·nh stato + B−íc 2: DËp r·nh roto, lç th«ng giã + B−íc 3: DËp ®−êng kÝnh ngoμi l¸ thÐp stato, ®−êng kÝnh trong vμ lç trôc . −u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nμy lμ lùc dËp cña c¸c b−íc t−¬ng ®èi ®ång ®Òu, bëi v× 3 ®−êng kÝnh: ®−êng kÝnh trôc, ®−êng kÝnh ngoμi, ®−êng kÝnh trong cña l¸ thÐp stato ®Òu dËp mét lÇn nªn ®é ®ång t©m rÊt cao. ViÖc c¸ch ®iÖn c¸c l¸ thÐp stato vμ roto ®−îc thùc hiÖn b»ng ph−¬ng ph¸p oxi ho¸ trªn bÒ mÆt l¸ thÐp. Xö lý ®é bavia b»ng ph−¬ng ph¸p dòa. Víi d©y quÊn 3 pha ®ång t©m mét líp b−íc ®ñ 2 mÆt ph¼ng cã Z1 = 36, 2p = 4, q1 = 3 . Ta cã gãc lÖch pha gi÷a 2 c¹nh liªn tiÕp: p.360 2.360 α= = = 20 0 Z1 36 y = τ = m.q1 = 3.3 = 9 * Pha A gåm: 3 phÇn tö t¹o thμnh bëi c¸c c¹nh t¸c dông (1-12), (2-11) vμ (3-10) d−íi ®«i cùc thø nhÊt 3 phÇn tö t¹o thμnh bëi c¸c c¹nh t¸c dông (19-30), (20-29) vμ (21-28) d−íi ®«i cùc thø hai SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
12 * Pha B: 3 phÇn tö t¹o thμnh bëi c¸c c¹nh t¸c dông (7-18), (8-17) vμ (9-16) d−íi ®«i cùc thø nhÊt 3 phÇn tö t¹o thμnh bëi c¸c c¹nh t¸c dông (25-36), (26-35) vμ (27-34) d−íi ®«i cùc thø hai * Pha C: 3 phÇn tö t¹o thμnh bëi c¸c c¹nh t¸c dông (13-24), (14-23) vμ (15-22) d−íi ®«i cùc thø nhÊt 3 phÇn tö t¹o thμnh bëi c¸c c¹nh t¸c dông (31-6), (32-5) vμ (33-4) d−íi ®«i cùc thø hai §em nèi tiÕp c¸c phÇn tö thuéc cïng 1 pha ta ®−îc d©y quÊn 3 pha T T T T H×nh 2.2. D©y quÊn stato 2.14. Qu¸ tr×nh tÈm sÊy d©y quÊn stato. D©y quÊn ®éng c¬ sau khi chÕ t¹o xong ®−îc chuyÓn dÕn ph©n x−ëng tÈm sÊy. ë ph©n x−ëng nμy, d©y quÊn ®−îc sÊy kh« råi ®em nhóng vμo mét lo¹i s¬n c¸ch ®iÖn nμo ®ã, sau ®ã l¹i ®em sÊy kh«. Môc ®Ých cña c«ng ®o¹n nμy lμ n©ng cao tuæi thä c¸ch ®iÖn cña d©y quÊn (T¨ng cao tuæi thä cho ®éng c¬). SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
13 Qu¸ tr×nh tÈm sÊy: vËt liÖu c¸ch ®iÖn tr−íc khi tÈm bao giê còng nhiÔm Èm kÓ c¶ vËt liÖu cao cÊp. Do ®ã tr−íc khi tÈm cÇn ph¶i sÊy kh« toμn bé d©y quÊn. H¬i Èm trong c¸ch ®iÖn sÏ hæn hîp víi n−íc trong s¬n vμ ®−îc lo¹i trõ khi sÊy kh«. NhiÖt ®é sÊy cμng cao th× qu¸ tr×nh bay h¬i n−íc cμng nhanh nh−ng kh«ng ®−îc cao qu¸ cÊp chÞu nhiÖt t−¬ng øng víi vËt liÖu c¸ch ®iÖn ®ã. Cã thÓ ®Èy nhanh qu¸ tr×nh sÊy kh« d−íi ¸p suÊt thÊp, nh−ng chó ý tr−íc khi hót ch©n kh«ng ph¶i sÊy nãng d©y quÊn ®Õn nhiÖt ®é ®Þnh møc. Ph−¬ng ph¸p tÈm c¬ b¶n lμ nhóng toμn bé d©y quÊn ®· sÊy kh« (cßn nãng) vμo s¬n c¸ch ®iÖn. S¬n ®−îc thÊm s©u vμo líp c¸ch ®iÖn. S¬n ®−îc thÊm s©u vμo líp c¸ch ®iÖn nhê mao dÉn vμ ¸p suÊt do khèi l−îng bªn trªn t¹o ra. Sè lÇn tÈm s¬n phô thuéc vμo ®iÒu kiÖn lμm viÖc cña ®éng c¬ vμ lo¹i c¸ch ®iÖn d−îc dïng. Khi tÈm trong b×nh ch©n kh«ng vμ ¸p lùc ph¶i tu©n theo mét qui tr×nh ®Þnh tr−íc, ®¶m b¶o thêi gian vμ ¸p lùc qui ®Þnh(tõ 3 ®Õn 5 phót d−íi ¸p lùc tõ 7 ®Õn 8kg/cm2). Sau khi tÈm ®Ó r¸o s¬n, tiÕp tôc sÊy kh« s¬n. Giai ®o¹n sÊy kh« cã thÓ chia thμnh 2 c«ng ®o¹n: lo¹i trõ dung m«i cña s¬n vμ thiªu kÕt líp mμn s¬n. Thêi gian sÊy vμ nhiÖt ®é sÊy tuú thuéc vμo ®iÖn trë cña c¸ch ®iÖn vËt liÖu. CH¦¥NG 3 : X¸C §ÞNH d©y quÊn , R·NH Vμ G¤NG R¤TO 3.1. Chän sè r·nh roto (Z2) SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
14 ViÖc chän sè r·nh roto lång sãc (Z2) lμ mét vÊn ®Ò quan träng v× khe hë kh«ng khÝ nhá. Khi më m¸y momen phô do tõ tr−êng sãng bËc cao g©y nªn ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn qu¸ tr×nh më m¸y vμ ¶nh h−ëng ®Õn dÆc tÝnh lμm viÖc. V× vËy ®Ó cã tÝnh n¨ng tèt, khi chän Z2 ph¶i tu©n theo mét sù h¹n chÕ nhÊt ®Þnh ®Ó gi¶m m«men phô. KÕt qu¶ cña viÖc nghiªn cøu lý thuyÕt vμ thùc nghiÖm cho phÐp chän Z2 thÝch hîp cã thÓ h¹n chÕ ®−îc c¸c m«men phô, còng nh− m«men g©y rung vμ tiÕng ån. Trong nh÷ng ®éng c¬ c«ng suÊt nhá, ta chän Z2
15 Dt = 0,3.D = 0,3 × 11,24 = 3,72 (cm). . Chän : Dt = 3,4 (cm) 3. 6. Dßng ®iÖn trong thanh dÉn roto (Itd) 6.W1.k d I td = I 2 = k I .I1 Z2 6 × 420 × 0,81 I td = 0,87 × 3,55 × = 266,8( A) 28 Víi cos ϕ = 0,83 theo h×nh 10.5 TL[1] chän kI = 0,87. 3.7. Dßng ®iÖn trong vμnh ng¾n m¹ch (Iv) Dßng ®iÖn vμnh ng¾n m¹ch x¸c ®Þnh theo dßng ®iÖn trong thanh dÉn I td IV = π.p 2 sin Z2 266,8 Iv = = 3,82( A) 2.180 2 sin 28 3.8. TiÕt diÖn thanh dÉn b»ng nh«m (Std) Víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé roto lång sãc , do diÖn tÝch r·nh roto ®ång thêi lμ tiÕt diÖn thanh dÉn, v× vËy ph¶i thiÕt kÕ tiÕt diÖn r·nh roto sao cho n»m trong ph¹m vi cho phÐp. MËt ®é dßng ®iÖn trong thanh dÉn n»m trong ph¹m vi (2,5 ÷ 3,5)A / mm 2 I td Std = J2 266,8 Std = = 81,85( mm 2 ) 3,5 J2 : lμ mËt ®é dßng ®iÖn trong thanh dÉn Do thanh dÉn ®óc nh«m nªn J2 = (2,5 ÷ 3,5), chän J2 = 3,5(A/mm2) 3.9. TiÕt diÖn vμnh ng¾n m¹ch (Sv) Theo trang 234, TL[1] th× mËt ®é trong vμnh ng¾n m¹ch thÊp h¬n mËt ®é dßng ®iÖn trong thanh dÉn tõ (20 ÷ 30)% , v× vËy ta chän Jv = 80% J2 Jv = 0,8.3,5 = 2,8 (A / mm 2 ) I V 643,82 SV = = = 230(mm 2 ) JV 2,8 SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
16 3.10. KÝch th−íc r·nh roto vμ vμnh ng¾n m¹ch +s¬ bé ®Þnh chiÒu cao g«ng roto Φ.104 0, 00230.104 hg 2 = ' = = 2, 24 ( cm ) 2.Bg 2l2 kc 2.1, 2.4,5.0,95 Bg2: mËt ®é tõ th«ng trong g«ng roto, theo b¶ng 3.3 TL[2] chän Bg2 = 1,2 T Víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé roto lång sãc cã h < 160 mm ta chän + b42 = 1 (mm) + h42 = 1 (mm) π ( D ' − 2h42 ) − bz' 2 .Z 2 3,14 (111, 4 − 2.1) − 28.4,5 d1 = = = 7 ( mm ) Z2 + π 28 + 3,14 π ( Dt + 2.hg 2 ) − bz' 2 .Z 2 ' 3,14 ( 34 + 2.22, 4 ) − 28.4,5 d2 = = = 4,8 ( mm ) Z2 − π 28 − 3,14 1⎡ ' Z 2 ( bz' 2 + d 2 ) ⎤ h12 = ⎢ D − 2h42 − d1 − ⎥ 2⎢ ⎣ π ⎥ ⎦ 1⎡ 28 ( 4,5 + 4,8 ) ⎤ h12 = ⎢112, 4 − 2.1 − 7 − ⎥ = 9,925 ( mm ) 2⎣ 3,14 ⎦ d1 + d 2 7 + 4,8 hr 2 = + h12 + h42 = + 9,925 + 1 = 16,8 ( mm ) 2 2 +BÒ réng r¨ng roto π ( Dt + d 2 + 2hg 2 ) ' 3,14 ( 34 + 4,8 + 22, 4 ) ' bz 2 = − d2 = − 4,8 = 4,5 ( mm ) Z2 28 π ( D ' − d1 − 2h42 ) 3,14 (112, 4 − 2.1 − 7 ) b = '' z2 − d1 = − 7 = 4,5 ( mm ) Z2 28 bz' 2 + b z'' 2 7 + 7 bz 2 = = = 7(mm ) 2 2 +ChiÒu cao g«ng r«to D ' − Dt d 112, 4 − 34 4,8 hg 2 = − hr 2 − 2 = − 16,8 − = 21,5 ( mm ) 2 6 2 6 T 7 16,8 9,9 SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9 4,8
17 + DiÖn tÝch r·nh r«to : π ⎛ d + d2 ⎞ Sr 2 = 8 (d+ d 2 ) + h12 ⎜ 1 1 22 ⎝ 2 ⎠ ⎟ Sr 2 = 8 ( 7 + 4,82 ) + 9,925 ⎛ 7 +24,8 ⎞ = 86,82(mm2 ) 3,14 2 ⎜ ⎝ ⎟ ⎠ + KÝch th−íc vμnh ng¾n m¹ch : a Dv H×nh 3.2. KÝch th−íc vμnh ng¾n m¹ch Theo trang 234,TL[1], chiÒu cao vμnh ng¾n m¹ch b ≥ 1,2hr 2 ta chän b = 1,294hr 2 = 1,294.17 = 22(mm) S v 230 a= = = 10,45(mm) b 22 +DiÖn tÝch vμnh ng¾n m¹ch: SVNM = a.b = 10,45 × 22= 230 (mm2) §−êng kÝnh trung b×nh cña vμnh ng¾n m¹ch Dv = D '' − b = 111, 4 − 22 = 89, 4 ( mm ) D '' = D ' − 1 = 112, 4 − 1 = 111, 4 ( mm ) + KÝch th−íc vμ sè c¸nh qu¹t ®Çu vμnh ng¾n m¹ch: ë 2 ®Çu vμnh ng¾n m¹ch ®óc liÒn c¸nh gi¶i nhiÖt, sè c¸nh vμ kÝch th−íc nh− sau: SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
18 Theo b¶ng 10.7,TL[1] víi h = 100 (mm), 2p = 4, chän sè c¸nh Nc = 11(c¸nh) Theo h×nh 10.9a, TL[1] víi h = 100mm, chän c¸nh qu¹t cã Ld = 30,45mm hd = 20mm, b1c = 6mm, b2c = 4mm H×nh 3.3. KÝch th−íc c¸nh t¶n nhiÖt ®Çu vμnh ng¾n m¹ch b2c 3.11. lμm nghiªng r·nh roto (bn) §Ó gi¶m lùc ký sinh tiÕp tuyÕn vμ h−íng t©m, ta lμm nghiªng r·nh ë roto hay stato, v× lμm nh− thÕ cã thÓ triÖt tiªu sãng ®iÒu hoμ r¨ng.Th«ng th−êng ta lμm nghiªng r·nh ë roto §é nghiªng b»ng mét b−íc r·nh stato: bn ≈ t1= 1,00cm SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
19 CH¦¥NG 4 :TÝNH TO¸N M¹CH Tõ Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n m¹ch tõ lμ x¸c ®Þnh søc tõ ®éng cÇn thiÕt ®Ó t¹o ra ë khe hë kh«ng khÝ mét tõ th«ng cã thÓ sinh ra søc ®iÖn ®éng ®· x¸c ®Þnh ë phÇn d©y quÊn phÇn øng. Do tÝnh chÊt ®èi xøng cña m¸y ®iÖn, tõ th«ng sinh ra ë mçi cùc tõ ®−îc ph©n bè thμnh hai phÇn b»ng nhau bëi trôc cùc tõ, c¸c phÇn nμy cïng víi c¸c phÇn kh¸c cña cùc tõ kÕ cËn t¹o thμnh nh÷ng m¹ch tõ khÐp kÝn. Sè cùc tõ nμy b»ng ®óng sè cùc tõ cña m¸y ®iÖn. V× vËy khi tÝnh to¸n ta chØ cÇn tÝnh m¹ch tõ ë mét ®«i cùc. NÕu ký hiÖu søc tõ ®éng cña m¹ch tõ lμ F th× v× m¹ch tõ gåm nhiÒu ®o¹n nèi tiÕp nhau nªn theo ®Þnh luËt toμn dßng ®iÖn ta cã: F = ∫ H .dl = ∑ H x .l x = ∑ Fx = I .W Hx: C−êng ®é tõ tr−êng (A/cm) Lx: ChiÒu dμi ®o¹n m¹ch tõ bÊt kú cña m¹ch tõ Fx; Søc tõ ®éng ë ®o¹n m¹ch tõ lx M¹ch tõ cña ®éng c¬ gåm 5 ®o¹n nèi tiÕp: khe hë kh«ng khÝ, r¨ng roto, r¨ng stato, g«ng stato vμ g«ng roto. Sóc tõ ®éng cña mçi ®«i cù tõ b»ng tæng søc tõ ®éng cña c¸c ®o¹n m¹ch tõ F = F δ + FZ1 + FZ2 + Fg1 + Fg2 Trong ®ã c¸c ký hiÖu δ , Z, g chØ khe hë kh«ng khÝ, r¨ng vμ g«ng lâi thÐp, ký hiÖu 1, 2 chØ stato vμ roto. C¨n cø vμo søc ®iÖn ®éng cÇn thiÕt ë d©y quÊn phÇn øng tÞm ®−îc tõ th«ng φ , theo kÝch th−íc cña ®éng c¬ t×m tiÕt diÖn sx cña tõng ®o¹n m¹ch tõ, sau ®ã x¸c ®Þnh tõ c¶m Bx cña mçi ®o¹n m¹ch tõ SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9
20 φ Bx = Sx Theo trÞ sè Bx , sö dông ®−êng cong tõ ho¸ t−¬ng øng víi lo¹i vËt liÖu s¾t tõ t×m 5 Hx vμ tÝnh ®−îc Hx.lx. Sau ®ã lÊy tæng ∑H 1 x .l x ®Ó ®−îc søc tõ ®éng F cña toμn m¹ch tõ 4.1. HÖ sè khe hë kh«ng khÝ ( k δ ) HÖ sè khe hë kh«ng khÝ ®−îc tÝnh theo c«ng thøc : t1 1, 00 + kδ 1 = = = 1,16 t1 −ν 1.δ 1, 00 − 4, 68 × 0, 03 ( b 41 / δ) 2 (2,3/ 0,3)2 Víi ν1= = = 4, 68 5 + b 41 / δ 5 + 2,3/ 0,3 t2 1, 26 + kδ 2 = = = 1, 03 t2 −ν 2 .δ 1, 26 − 1,33 × 0, 03 2 2 ⎛ b42 ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ν2 = ⎝ δ ⎠ = ⎝ 0,3 ⎠ = 1,33 Víi b 1 5 + 42 5 + δ 0,3 ⇒ kδ = kδ 1.kδ 2 = 1,16 × 1, 03 = 1,19 Ta chän lo¹i thÐp kü thuËt ®iÖn c¸n nguéi lo¹i 2211 4.2. Søc tõ ®éng khe hë kh«ng khÝ ( Fδ ) Fδ = 1,6.Bδ .k δ .10 4 = 1,6 × 0,85 × 1,22 × 0,03.10 4 = 497,76( A) 4.3. Søc tõ ®éng ë r¨ng stato (BZ1) - MËt ®é tõ th«ng ë r¨ng stato Bδ .l1 .t1 0,85 × 1,07 BZ 1 = = = 1,8(T ) bZ 1 .l1 .k c 0,53 × 0,95 - C−êng ®é tõ tr−êng trªn r¨ng stato: øng víi lo¹i thÐp 2211 vμ Bz1 = 1,7T Theo b¶ng V.6 phô lôc V TL[1] chän HZ1 = 19 (A/cm) - Søc tõ ®éng trªn r¨ng stato: FZ 1 = 2hZ 1.H Z 1 = 2 × 0,87 × 27 = 33, 06( A) / SV: NguyÔn V¨n V-¬ng Líp: TB§ - §T – CH9