Tính toán thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha lồng sóc

lêi nãi ®Çu Cïng víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña x· héi, ®êi sèng sinh ho¹t cña nh©n d©n ngµy cµng ®­îc n©ng cao, do ®ã cÇn thiÕt ph¸t triÓn nh÷ng lo¹i m¸y ®iÖn míi. Tèc ®é ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh c«ng n«ng nghiÖp, ngµy cµng ®ßi hái sù ph¸t triÓn t­¬ng xøng ngµnh c«ng nghiÖp ®iÖn lùc vµ ngµnh chÕ t¹o m¸y ®iÖn cÇn ®¸p øng nh÷ng yªu cÇu cao h¬n. §ång thêi nhu cÇu sö dông ®iÖn n¨ng ngµy cµng ph¸t triÓn trong mäi lÜnh vùc, ®êi sèng sinh ho¹t cña con ng­êi. Do ®ã ngµy cµng cÇn thiÕt ph¸t triÓn nhiÒu lo¹i m¸y ®iÖn míi cã c¸c tÝnh n¨ng kü thuËt còng nh­ c«ng suÊt cao h¬n. §Æc biÖt ®éng c¬ ®iÖn ®­îc sö dông ngµy cµng nhiÒu trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp, thñ c«ng nghiÖp, trong c¸c thiÕt bÞ tù ®éng, c¸c lo¹i truyÒn ®éng vµ trong c¸c thiÕt bÞ gia dông. Nh­ vËy ®éng c¬ ®iÖn dïng lµm nguån ®éng lùc cho c¸c lo¹i thiÕt bÞ ®iÖn c«ng suÊt nhá vµ lín. Trong tÊt c¶ c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn th× ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to lång sãc lµ mét trong nh÷ng lo¹i ®éng c¬ ®­îc sö dông réng r·i nhÊt v× c«ng nghÖ chÕ t¹o ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh h¹, dÔ sö dông, vËn hµnh ®¬n gi¶n, dÔ b¶o d­ìng söa ch÷a. HiÖn nay, ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ tèi ­u trong c¸c lo¹i ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to lång sãc ®Òu ®­îc thùc hiÖn b»ng m¸y tÝnh. §©y lµ ph­¬ng ph¸p to¸n häc ®· ®­îc dïng réng r·i trong khoa häc kü thuËt. Nh­ng ®Ó thùc hiÖn ®­îc thiÕt kÕ tù ®éng còng cÇn hiÓu râ ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ tÝnh to¸n th«ng th­êng. ë ®©y, ®Ó tÝnh to¸n thiÕt kÕ cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to lång sãc ba pha. Trong qu¸ tr×nh tËp tÝnh to¸n thiÕt kÕ, v× thêi gian, tµi liÖu vµ tr×nh ®é cã h¹n nªn kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt xin ®­îc c¸c thÇy, c« l­îng thø vµ gãp ý ®Ó tËp thiÕt kÕ nµy ®­îc hoµn chØnh h¬n. Trong thêi gian tËp tÝnh to¸n thiÕt kÕ, nhê sù h­íng dÉn nhiÖt t×nh cña thÇy Vò Gia Hanh vµ c¸c thÇy c« trong bé m«n TB§-T§ em ®· hoµn thµnh tËp thiÕt kÕ nµy em xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù gióp ®ì quý b¸u ®ã. Hµ néi ngµy 24 th¸ng 4 n¨m 2003. Sinh viªn : NguyÔn H÷u Th¸i Giíi ThiÖu VÒ §éng C¬ Kh«ng §ång Bé R«to Lång Sãc KÕt cÊu ®éng c¬ ®iÖn r«to M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµ lo¹i m¸y ®iÖn xoay chiÒu chñ yÕu dïng lµm ®éng c¬ ®iÖn. Do kÕt cÊu ®¬n gi¶n, lµm viÖc ch¾c ch¾n, hiÖu suÊt cao, gi¸ thµnh h¹ nªn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to lång sãc lµ lo¹i m¸y ®­îc dïng réng r·i nhÊt trong nghµnh kinh tÕ quèc d©n víi c«ng suÊt tõ vµi chôc ®Õn hµng ngh×n kil«oat. Trong c«ng nghiÖp th­êng dïng m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµm nguån ®éng lùc cho m¸y c¸n thÐp lo¹i võa vµ nhá, ®éng lùc cho c¸c m¸y c«ng cô ë nhµ m¸y c«ng nghiÖp nhÑ v...v..trong hÇm má dïng lµm m¸y têi hay qu¹t giã. Trong n«ng nghiÖp dïng lµm m¸y b¬m m¸y gia c«ng n«ng s¶n phÈm. Trong ®êi sèng hµng ngµy, m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé còng dÇn dÇn chiÕm mét vÞ trÝ quan träng: qu¹t giã, m¸y quay ®Üa, ®éng c¬ trong tñ l¹nh, v.v... Tãm l¹i, theo sù ph¸t triÓn cña nÒn s¶n xuÊt ®iÖn khÝ hãa, tù ®éng hãa vµ sinh ho¹t hµng ngµy, ph¹m vi øng dông cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé ngµy cµng réng r·i lång sãc ®¬n gi¶n, lµm viÖc ch¾c ch¾n, cã ®Æc tÝnh lµm viÖc tèt nh­ng ®Æc tÝnh më m¸y cña nã kh«ng ®­îc nh­ cña ®éng c¬ ®iÖn r«to d©y quÊn. Dßng ®iÖn më m¸y th­êng lín mµ m«men më m¸y l¹i kh«ng lín l¾m. §Ó c¶i thiÖn ®Æc tÝnh më m¸y cña ®éng c¬ ®iÖn r«to lång sãc, ng­êi ta ®· chÕ t¹o ra nhiÒu kiÓu ®Æc biÖt trong ®ã hiÖn nay dïng nhiÒu nhÊt lµ ®éng c¬ ®iÖn r«to r·nh s©u vµ r«to hai lßng sãc hay lång sãc kÐp. §éng c¬ ®iÖn r«to r·nh s©u lîi dông hiÖn t­îng tõ th«ng t¶n trong r·nh r«to g©y nªn hiÖn t­îng hiÖu øng mÆt ngoµi cña dßng ®iÖn ®Ó c¶i thiÖn ®Æc tÝnh më m¸y. §Ó t¨ng hiÖu øng mÆt ngoµi r·nh r«to cã h×nh d¸ng võa hÑp, võa s©u, th­êng tû lÖ gi÷a chiÒu cao vµ chiÒu réng r·nh vµo kho¶ng 10 ®Õn 12. Thanh dÉn ®Æt trong d·nh cã thÓ coi nh­ gåm nhiÒu thanh nhá ®Æt xÕp lªn nhau theo chiÒu cao vµ hai ®Çu ®­îc nèi ng¾n m¹ch l¹i bëi hai vµnh ng¾n m¹ch, v× vËy ®iÖn ¸p hai ®Çu c¸c m¹ch song song ®ã b»ng nhau, do ®ã sù ph©n phèi dßng ®iÖn trong c¸c m¹ch phô thuéc vµo ®iÖn kh¸ng t¶n cña chóng. Khi më m¸y lóc ®Çu dßng ®iÖn d©y quÊn r«to cã tÇn sè lín nhÊt b»ng tÇn sè l­íi f1 tõ th«ng t¶n còng biÕn thiªn theo tÇn sè ®ã. KÕt qu¶ viÖc dßng ®iÖn tËp trung lªn trªn, tiÕt diÖn t¸c dông cña d©y dÉn coi nh­ bÞ nhá ®i ®iÖn trë r«to t¨ng lªn vµ nh­ vËy lµm cho m«men më m¸y t¨ng lªn. MÆt kh¸c dßng ®iÖn tËp chung lªn trªn còng lµm gi¶m tæng tõ th«ng mãc vßng ®i mét Ýt, nghÜa lµ x2 sÏ nhá ®i. HiÖu øng mÆt ngoµi cña dßng ®iÖn phô thuéc vµo tÇn sè vµ h×nh d¸ng cña r·nh, v× vËy khi më m¸y tÇn sè cao, hiÖu øng mÆt ngoµi m¹nh. Khi tèc ®é m¸y t¨ng lªn, tÇn sè dßng ®iÖn r«to gi¶m xuèng nªn hiÖu øng mÆt ngoµi gi¶m ®i, dßng ®iÖn dÇn dÇn ph©n bè l¹i ®Òu ®Æn v× vËy dßng ®iÖn trë r«to r2 coi nh­ nhá trë l¹i, ®iÖn kh¸ng t¶n quy ®æicña r«to do tÇn sè l­íi x2 t¨ng lªn, ®Õn khi m¸y lµm viÖc b×nh th­êng th× do tÇn sè dßng ®iÖn r«to thÊp kho¶ng 2 ®Õn 3 Hz hiÖn t­îng hiÖu øng mÆt ngoµi hÇu nh­ kh«ng cã, do ®ã ®éng c¬ ®iÖn r·nh s©u trªn thùc tÕ cã ®Æc tÝnh lµm viÖc nh­ c¸c m¸y lo¹i th­êng. Trong qu¸ tr×nh më m¸y ®éng c¬ ®iÖn, m«men më m¸y lµ ®Æc tÝnh chñ yÕu nhÊt trong nh÷ng ®Æc tÝnh më m¸y cña ®éng c¬ ®iÖn. Muèn cho m¸y quay ®­îc th× m«men më m¸y cña ®éng c¬ ®iÖn ph¶i lín h¬n m«men t¶i tÜnh. Theo yªu cÇu cña nhµ s¶n xuÊt, ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé lóc lµm viÖc th­êng ph¶i më m¸y vµ ngõng m¸y nhiÒu lÇn. Tïy theo tÝnh chÊt cña t¶i vµ t×nh h×nh cña l­ãi ®iÖn mµ yªu cÇu vÒ më m¸y ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn còng kh¸c nhau. Cã khi yªu cÇu më m¸y lín, cã khi cÇn h¹n chÕ dßng ®iÖn më m¸y vµ cã khi cÇn c¶ hai. Nh÷ng yªu cÇu trªn ®ßi hái ®éng c¬ ®iÖn ph¶i cã tÝnh n¨ng më m¸y thÝch øng. Trong nhiÒu tr­êng hîp, do ph­¬ng ph¸p më m¸y hay do chän ®éng c¬ ®iÖn cã tÝnh n¨ng më m¸y kh«ng thÝch ®¸ng nªn th­êng háng m¸y. Nãi chung khi më m¸y mét ®éng c¬ cÇn xÐt ®Õn nh÷ng yªu cÇu c¬ b¶n sau: + Ph¶i cã m«men më m¸y ®ñ lín ®Ó thÝch øng víi ®Æc tÝnh c¬ cña t¶i. + Dßng ®iÖn më m¸y cµng nhá cµng tèt. + Ph­¬ng ph¸p më m¸y vµ thiÕt bÞ cÇn dïng ®¬n gi¶n, rÎ tiÒn, ch¾c ch¾n. + Tæn hao c«ng suÊt trong qu¸ tr×nh më m¸y cµng thÊp cµng tèt. TÝnh To¸n ThiÕt KÕ§éng C¬ Kh«ng §ång Bé Ba Pha r«to Lång Sãc P®m= 40 kW U®m= 220/380 V p = 2 f = 50 Hz % = 91,5 cos = 0,91 7 1,1 KiÓu kÝn , c¸ch ®iÖn cÊp E, lµm viÖc liªn tôc. A. KÝch th­íc chñ yÕu : 1.Tèc ®é ®ång bé: n®b (v/ph) Ta cã : sè ®«i cùc p = 2 2p = 4 Tõ c«ng thøc: p = n1 = = 1500 (v/ph ) Trong ®ã: f1 = 50 HZ 2. §­êng kÝnh ngoµi stato: Theo gi¸o tr×nh thiÕt kÕ m¸y ®iÖn PGS_ TrÇn Kh¸nh Hµ vµ PTS_NguyÔn Hång Thanh , ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé r«to lång sãc cã: Víi P = 40 kW , 2p = 4 ta chän h = 200 mm = 20 cm ( theo h×nh 10-1). Theo ( b¶ng 10.3 trang 230 TKM§ ) víi h = 20 cm cã ®­êng kÝnh ngoµi stato tiªu chuÈn : Dn= 34,9 cm 3. §­êng kÝnh trong stato : Theo( b¶ng 10.2 trang 230 TKM§) cã kD = 0,64 0,68 D = kD. Dn = ( 0,64 0,68 ) 34,9 = 22,34 23,73 cm LÊy: D = 23,5 cm 4. C«ng suÊt tÝnh to¸n: P’ = = 47 kVA Trong ®ã: kE = 0,98 lÊy theo ( h×nh 10-2 trang 231 TKM§ ) P®m = 40 kV = 0,915 cos = 0,91 5. ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña lâi s¾t stato : S¬ bé chän : kd = 0,92 ( hÖ sè d©y quÊn ) LÊy 0,64 ( hÖ sè xung cùc tõ ) ks = = 1,11 ( hÖ sè sãng h×nh sin ) kz = 1,2 ( hÖ sè b·o hßa r¨ng ) Theo ( h×nh 10-3a trang 233 TKM§ ) ta chän : A = 365 (A/cm) B= 0,77 T Trong ®ã: P’ = 47 kVA 0,64 ( hÖ sè cung cùc tõ ) kd = 0,92 ( hÖ sè d©y quÊn ) A = 365 A/cm ( t¶i ®­êng ) B = 0,77 T ( mËt ®é tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ ) D = 23,5 cm ( ®­êng kÝnh trong stato) n1 = 1500 v/ph 18,48 cm LÊy : 18,8 cm Do lâi s¾t ng¾n nªn lµm thµnh mét khèi ChiÒu dµi lâi s¾t stato, r«to b»ng: l1 = l2= 18,8 cm 6. B­íc cùc : 18,5 cm Trong ®ã : D = 23,5 cm p = 2 7. LËp ph­¬ng ¸n so s¸nh: HÖ sè: 1,016 Trong d·y ®éng c¬ kh«ng ®ång bé K c«ng suÊt 40 kW, 2p = 4 cã cïng ®­êng kÝnh ngoµi ( nghÜa lµ cïng chiÒu cao t©m trôc h ) víi m¸y c«ng suÊt 47 kW, 2p = 4 . HÖ sè t¨ng c«ng suÊt cña m¸y nµy lµ 1,175 do ®ã cña m¸y 47 kW b»ng : 47 = .40 = 1,175 . 1,016 = 1,193 VËy : 40 = 1,016 47 = 1,193 Theo( h×nh 10-3b trang 235 TKM§ ) hai hÖ sè 40 vµ 47 ®Òu n»m trong ph¹m vi kinh tÕ do ®ã viÖc chän ph­¬ng ¸n trªn lµ h¬p lý . 8. Dßng ®iÖn pha ®Þnh møc : I1 = = 72,7 A Trong ®ã : U1 = 220 V P = 40 KW = 0,915 cos = 0,91 B. D©y quÊn , r·nh stato vµ khe hë kh«ng khÝ : 9. Sè r·nh stato: LÊy q1 = 4 Z1 = 2m. p. q1 = 2. 3. 2. 4 = 48 r·nh Trong ®ã : m = 3 pha p = 2 q1 = 4 10. B­íc r·nh stato : t1 1,538 cm Trong ®ã: D = 23,5 cm Z1 = 48 r·nh 11. Sè thanh dÉn t¸c dông cña mét r·nh: Chän sè m¹ch nh¸nh song song: a1 = 4 Ur1 = 30,88 Trong ®ã : A = 365 A/cm t1 = 1,538 cm a1 = 4 I1 = 72,7 A LÊy : Ur1 = 30 thanh 12. Sè vßng d©y nèi tiÕp cña mét pha : W1 = p. q1 vßng W1 = 60 vßng Trong ®ã : p = 2 q1 = 4 Ur1 = 30 thanh 13. TiÕt diÖn vµ ®­êng kÝnh d©y dÉn: Theo( h×nh 10-4 trang 237 TKM§ ) chän tÝch sè AJ = 1880 A/cm.mm MËt ®é dßng ®iÖn: J’1 = = 5,15A/ mm TiÕt diÖn d©y(s¬ bé) : S’1 = = 1,764 mm Trong ®ã : I1®m = 72,7 A a1 = 4 ë ®©y lÊy: n1 = 2 sîi J’1 = 5,15 A/ mm2 Theo phôc lôc VI, b¶ng VI.1 ( trang 646 TKM§ ) chän d©y ®ång tr¸ng men PETV cã ®­êng kÝnh : s = 1,767 mm 14. KiÓu d©y quÊn : Chän d©y quÊn hai líp b­íc ng¾n víi y = 10 0,833 15. HÖ sè d©y quÊn : HÖ sè b­íc ng¾n: ky = sin = sin0,966 HÖ sè b­íc d¶i: kr = 0,958 Trong ®ã : = 150 HÖ sè d©y quÊn : kd = ky. kr = 0,966. 0,958 = 0,925 Trong ®ã : ky = 0,966 kr = 0,958 16. Tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ : 0,0174 Wb Trong ®ã : kE = 0,98 U1 = 220 V ks = 1,11 kd = 0,925 f = 50 Hz W = 60 vßng 17. MËt ®é tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ : 0,78 T Trong ®ã : 0,0174 Wb 0,64 18,5 cm l1 = 18,8 cm 18. S¬ bé ®inh chiÒu réng cña r¨ng stato: b’Z1 = 0,737 cm Trong ®ã: T l1 = 18,8 cm t1 = 1,538 cm ë ®©y lÊy BZ1 = 1,75 T( theo b¶ng 10.5b trang 241TKM§) vµ hÖ sè Ðp chÆt lâi s¾t: kc = 0,93 ( cã phñ s¬n ) 19. S¬ bé ®Þnh chiÒu cao g«ng stato: h’g1 = 3,2 cm Trong ®ã: 0,0174 Wb kc = 0,93 l1 = 18,8 cm ë ®©y lÊy Bg1= 1,55 T (theo b¶ng 10.5 kiÓu m¸y IP44 trang 240 TKM§ ) 20. KÝch th­íc r·nh vµ c¸ch ®iÖn: b41 = dc® + 1,5 = 1,585 + 1,5 = 3,085 mm LÊy : b41 = 3 mm h41 = ( 0,4 0,8) mm LÊy : h41 = 0,5 mm - TÝnh d1: d1 = 10,5 mm = 1,05 cm Trong ®ã: Dn = 34,9 cm h’g1= 3,2 cm Z1 = 48 r·nh - TÝnh d2 : d2 = 8,6 mm = 0,86 cm Theo ( b¶ng VIII.1 trang 629 TKM§ ) chiÒu dÇy c¸ch ®iÖn r·nh l 28,5 mm 22 mm 0,5 mm 3 mm 10,5 mm 8,6 mm c = 0,4 mm c’ = 0,5 mm VËy ta cã kÝch th­íc r·nh stato: hr1 = 28,5 mm h12 = 22 mm h41 = 0,5 mm d1 = 10,5 mm d2 = 8,6 mm b41= 3 mm c = 0,4 mm c’ = 0,5 mm - DiÖn tÝch r·nh trõ nªm: S’r = Trong ®ã : d1 = 10,5 mm d2 = 8,6 mm h12 = 22 mm S’r = S’r = 241 mm2 - DiÖn tÝch c¸ch ®iÖn r·nh: ChiÒu réng cña miÕng cact«ng nªml µ (d2/2 ) cña tÊm c¸ch ®iÖn gi÷a hai líp lµ ( d1+d2 ) Sc® Trong ®ã : c = 0,4 mm c’ = 0,5 mm Sc® Sc® = 39 mm2 - DiÖn tÝch cã Ých cña r·nh stato : Sr1 = S/r - Sc® = 241- 39 = 202 mm2 - HÖ sè lÊp ®Çy r·nh: kd = = 0,746 Trong ®ã: ur = 30 thanh dc® = 1,585 cm Sr = 202 mm2 n1 = 2 21. BÒ réng r¨ng stato : b’’Z1 b’’Z1 = 0,74 cm b’’’Z1 b’’’Z1 = 0,781 cm Trong ®ã : D = 23,5 cm h41 = 0,05 cm h12 = 2,2 cm d1 = 1,05 cm d2 = 0,86 cm Z1 = 48 r·nh bZ1 = 0,76 cm bZ1 = 0,76 cm 22. ChiÒu cao g«ng stato : hg1 Trong ®ã : Dn = 34,9 cm D = 23,5 cm hr1 = 2,85 cm d1 = 1,05 cm hg1 = 3,1 cm 23. Khe hë kh«ng khÝ: = 0,644 mm Theo nh÷ng m¸y ®· chÕ t¹o ( b¶ng 10.8 trang 253 TKM§ ) ta lÊy: = 0,7 mm = 0,07 cm C. D©y quÊn , r·nh vµ g«ng r«to: 24. Sè r·nh r«to: Chän theo ( b¶ng 10.6 trang 246 TKM§): Z2 =38 r·nh 25. §­êng kÝnh ngoµi r«to: D’ = D – 2 = 23,5 – 2. 0,07 = 23,36 cm 26. B­íc r¨ng r«to : t2 = 1,930 cm Trong ®ã: D’ = 23,36 cm Z2 = 38 r·nh 27. S¬ bé ®Þnh chiÒu réng r¨ng r«to: b’Z2 = = 0,9249 cm Trong ®ã: = 0,78 T t2 = 1,930 cm kc = 0,93 ë ®©y lÊy BZ2 = 1,75 T ( theo b¶ng 10.5b kiÓu m¸y IP44 trang 241 TKM§) 28. §­êng trôc r«to: Dt = 0,3.D = 0,3.23,5 = 7,05 cm LÊy : Dt = 7 cm 29. D ßng ®iÖn trong thanh dÉn r«to : Itd = I2 = k1. I1 Itd = I2 = 0,95. 72,7 = 605 A Trong ®ã: kI = 0,95 lÊy theo h×nh 10-5 trang 244 TKM§ I1 = 72,7 A W1 = 60 vßng kd1 = 0,925 Z2 = 38 r·nh VËy : Itd = I2 = 605 A 30. Dßng ®iÖn trong vµnh ng¾n m¹ch: Iv = Itd = 1838 A Trong ®ã: Itd = 605 A Z2 = 38 r·nh p = 2 31. TiÕt diÖn thanh dÉn b»ng nh«m: S’td = 201,7 mm2 Trong ®ã: Chän :J2 = 3 (A/ mm2) Itd = 605 A 32. S¬ bé chän mËt ®é dßng ®iÖn trong vµnh ng¾n m¹ch: Jv = 2,5 A/ mm2 Iv = 1838 A TiÕt diÖn vµnh ng¾n m¹ch : Sv = 735 mm2 33. KÝch th­íc r·nh r«to vµ vµnh ng¾n m¹ch: Khi chiÒu cao t©m trôc h = 200 mm . Ta chän vµnh t«to cã c¹nh song song h×nh «van ®­êng kÝnh : d1 = d2 = 7 mm = 0,7 cm h22 = = 20 mm Trong ®ã: Std = 201,7 mm2 hr2= h22 + h42 + d = 20 + 0,5 + 7 = 27,5 mm = 2,75 cm Chän:b42 = 1,5 mm h42 = 0,5 mm VËy ta cã kÝch th­íc r·nh r«to: hr2 = 27,5 mm h22 = 20 mm h42 = 0,5 mm b42 = 1,5 mm d1 = d2 = 7 mm a. b = 40.19 Dv = D – ( a + 1) = 235 – ( 40 + 1) = 194 mm = 19,4 cm Trong ®ã: D = 235 mm 0,5 mm 27,5 mm 20 mm 7 mm 1,5 mm b=19mm a=40mm Dv=194mm 34. DiÖn tÝch r·nh r«to: Sr2 = d2 + h22 .d = 72 + 20 . 7 = 178,5 mm2 Sr2 = 178,5 mm2 Trong ®ã: d = 7 mm h22 = 20 mm 35. DiÖn tÝch vµnh ng¾n m¹ch: a . b = 40 . 19 = 760 mm2 36. BÒ réng r¨ng r«to ë 1/3 chiÒu cao r¨ng: = 0,9245 cm Trong ®ã : D’ = 23,36 cm h42 = 0,05 cm h22 = 2 cm d = 0,7 cm Z2 = 38 r·nh 37. ChiÒu cao g«ng r«to: Trong ®ã: D’ = 23,36 cm Dt = 7 cm hr2 =2,7 cm d2 = 0,7 cm hg2 = = 5,5 cm 38. Lµm nghiªng r·nh ë r«to: §é nghiªng b»ng mét b­íc r·nh stato bn t1 = 1,538 cm bn= 1,54 cm D. TÝnh to¸n m¹ch tõ: 39. HÖ sè khe hë kh«ng khÝ : = 1,099 Trong ®ã: t1 = 1,538 cm = 0,7 mm = 0,07 cm b41 = 3 mm = 1,978 = 1,023 Trong ®ã: t2 = 1,930 cm = 0,7 mm = 0,07 cm b42 = 1,5 mm = 0,15 cm = 0,643 VËy : = 1,099 . 1,023 = 1,124 40. Dïng thÐp kü thuËt ®iÖnc¸n nguéi lo¹i 2212 : 41. Søc tõ ®éng khe hë kh«ng khÝ: Trong ®ã: = 0,78 T = 1,124 = 0,07 cm VËy : = 1,6. 0,78. 1,124. 0,07. 104 = 982 A = 982 A 42. MËt ®é tõ th«ng ë r¨ng stato: BZ1 = = 1,704 T Trong ®ã: = 0,78 T t1 = 1,538 cm l1 = 18,8 cm bZ1 = 0,76 cm kc = 0,93 43. C­êng ®é tõ tr­êng trªn r¨ng stato : Theo ( phô lôc V- B¶ng V.6 trang 608 TKM§ ) cã: HZ1 = 19,2 ( A/cm ) 44. Søc tõ ®éng trªn r¨ng stato: FZ1 = 2h’Z1. HZ1 = 2. 2,5. 19,2 = 96 A Trong ®ã: HZ1 = 19,2 A/cm hr1 = 28,5 mm d1 = 10,5 mm h’Z1 = 25 mm =2,5 cm 45. MËt ®é tõ th«ng ë r¨ng r«to: BZ2 = = 1,724 T Trong ®ã: = 0,78 T t2 = 1,930 cm l2 = 18,8 cm bZ2 = 0,9245 cm kc = 0,93 46. C­êng ®é tõ tr­êng trªn r¨ng r«to: Theo ( phô lôc V- B¶ng V.6 trang 608 TKM§ ) cã: HZ2 = 20,3 (A/cm) 47. Søc tõ ®éng trªn r¨ng r«to: FZ2 =2h’Z2. HZ2 = 2. 2,516. 20,3 = 102 A Trong ®ã: HZ2 = 20,3 A/cm hr2 = 27,5 mm d1 = 10,5 mm h’Z2 = 25,16 mm = 2,516 cm 48. HÖ sè b·o hoµ r¨ng: kZ = = 1,206 Trong ®ã: = 982 A FZ1 = 96 A FZ2 = 102 A Nh­ vËy trÞ sè nµy gÇn ®óng víi trÞ sè gi¶ thiÕt ban ®Çu kZ =1,2nªn ta kh«ng cÇn tÝnh l¹i. 49. MËt ®é tõ th«ng trªn g«ng stato: Bg1 = 1,571 T Trong ®ã : = 0,0174 Wb hg1= 3,1 cm l1 = 18,8 cm kc = 0,95 50. C­êng ®é tõ tr­êng ë g«ng stato: Theo b¶ng V.9 trang 611 ë phô lôc V TKM§ cã: Hg1 = 13,7 A/cm 51. ChiÒu dµi m¹ch tõ ë g«ng stato: Lg1 = 25 cm Trong ®ã: Dn = 34,9 cm hg1 = 3,1 cm p = 2 52. Søc tõ ®éng ë g«ng stato: Fg1 = Lg1. Hg1 = 25. 13,7 = 342 A Trong ®ã: Lg1 = 25 cm Hg1 = 13,7 cm 53. MËt ®é tõ th«ng trªn g«ng r«to: Bg2 = 0,904 T Trong ®ã: = 0,0174 Wb hg2= 5,5 cm l2 = 18,8 cm kc = 0,93 54. C­êng ®é tõ tr­êng ë g«ng r«to: Theo b¶ng V.9 trang 611 ë phô lôc V TKM§ cã: Hg2 = 2,31 A/cm 55. ChiÒu dµi m¹ch tõ ë g«ng r«to: Lg2 = 9,8 cm Trong ®ã: Dt = 7 cm hg2 = 5,5 cm p = 2 56. Søc tõ ®éng trªn g«ng r«to: Fg2 = Lg2. Hg2 = 9,8. 2,31 = 22 A Trong ®ã: Lg2 = 9,8 cm Hg2 = 2,31 cm 57. Tæng søc tõ ®éng cña m¹ch tõ: F = + FZ1 + FZ2 + Fg1 + Fg2 Trong ®ã: = 982 A FZ1 = 96 A FZ2 = 102 A Fg1 = 342 A Fg2 = 22 A F = 982 + 96 + 102 + 342 + 22 = 1544 A F = 1544 A 58. HÖ sè b·o hoµ toµn m¹ch: = 1,57 59. Dßng ®iÖn tõ ho¸: = 20,6 A Trong ®ã: p = 2 F = 1544 A W1 = 60 vßng kd1 = 0,925 - Dßng ®iÖn tõ ho¸ %: 28,3 % Trong ®ã: = 20,6 A I®m = 72,7 A E. Tham sè cña ®éng c¬ ®iÖn ë chÕ ®é ®Þnh møc : 60. ChiÒu dµi phÇn ®Çu nèi cña d©y quÊn stato : l®1 = K®1.+ 2B = 1,3 + 17,2 +2. 1 = 24,4 cm Trong ®ã: = 17,2 cm K®1 = 1,30 ( theo b¶ng 3.4 trang 49 TKM§ ) B = 1 cm ( theo b¶ng 3.4 trang 49 TKM§ ) D = 23,5 cm hr1 = 2,85 cm y =10 Z1 = 48 r·nh 61. ChiÒu dµi trung b×nh nöa vßng d©y cña d©y quÊn stato: ltb = l1 + l®l = 18,8 + 24,4 = 43,2 cm Trong ®ã: l1 = 18,8 cm l®l = 24,4 cm 62. ChiÒu dµi d©y quÊn mét pha cña stato: L1 = 2. ltb.W1.10-2 = 2. 43,2. 60. 10-2 = 51,84 m Trong ®ã: ltb = 24,4 cm W1 = 60 vßng 63. §iÖn trë t¸c dông cña d©y quÊn stato: r1 = 0,079 Trong ®ã: L1 = 51,84 m n1 = 2 sîi a1 = 4 S1 = 1,767 mm2 - TÝnh theo ®¬n vÞ t­¬ng tèi: r1* = 0,0261 Trong ®ã: r1 = 0,079 I1 = 72,7 A U1 = 220 V 64. §iÖn trë t¸c dông cña d©y quÊn r«to: rt® = 0,4579. 10-4 Trong ®ã: = 1/23 l2 = 18,8 cm Sr2 = 178,5 mm2 65. §iÖn trë vµnh ng¾n m¹ch: rt® = 0,00935.10-4 Trong ®ã: = 1/23 Dv = 19,4 cm Z2 = 38 r·nh Sv = 745 mm2 66. §iÖn trë r«to: r2 = rt®+=.10-4 = 0,63.10-4 Trong ®ã: = 2sin = 0,329 rt® = 0,4579 rv = 0,00935.10-4 Z2 = 38 r·nh p = 2 67. HÖ sè quy ®æi: = = 973 Trong ®ã: m = 3 pha W1 = 60 vßng kd1 = 0,925 Z2 = 38 r·nh 68. §iÖn trë r«to ®· quy ®æi: r’2 = . r2 = 973. 0,63.10-4 = 0,0613 Trong ®ã: = 973 r2 = 0,63.10-4 - TÝnh theo ®¬n t­¬ng ®èi: r2* = 0,020 Trong ®ã: r’2 = 0,0613 I1 = 72,7 A U1 = 220 V 69. HÖ sè tõ dÉn t¶n r·nh stato: Trong ®ã: = 0,833 = = 0,875 = = 0,9063 Mµ : b’ = d1 = 10,5 mm b = d2 = 8,6 mm hr1 = 28,5 mm c = 0,4 mm c’ = 0,5 mm h1 = hr1- 0,1. d1 – 2c – c’ h1 = 28,5 – 0,1. 10,5 – 2. 0,4 – 0,5 = 26,15 mm h2 = = - 3 mm = 1,293 70. HÖ sè tõ dÉn t¶n t¹p stato: Trong ®ã: k41= 1- 0,033 = 0,9724 q1 = 4 t1 = 1,538 cm kdl = 0,925 0,72 theo b¶ng 5.3 trang 137 TKM§ = 0,0062 theo b¶ng 5.2a trang 134 TKM§ b41 = 0,3 cm = 0,07 cm = 1,045 71. HÖ sè tõ t¶n phÇn ®Çu nèi: Trong ®ã: q1 = 4 = 18,8 cm ld1 = 24,4 cm = 0,833 = 18,5 cm = 1,293 = 1,051 = 1,051 72. HÖ sè tõ dÉn t¶n stato: = 1,293 + 1,045 + 1,051 = 3,389 = 3,389 Trong ®ã: = 1,293 = 1,045 73. §iÖn kh¸ng d©y quÊn stato: x1 = Trong ®ã: f1 = 50 Hz W1 = 60 vßng = 18,8 cm p = 2 q1 = 4 = 3,389 x1 = = 0,226 x1 = 0,226 - TÝnh theo ®¬n vÞ t­¬ng ®èi: x*1 = = 0,0746 Trong ®ã: x1 = 0,226 I1 = 72,7 A U1 = 220 V 73. HÖ sè tõ dÉn t¶n r·nh r«to: Trong ®ã: h1 = 27,5 mm b = d1 = d2 = 7 mm Sc = Sr2 = 178,5 mm2 k1 = 1 b42 = 1,5 mm h42 = 0,5 mm = 1,928 75. HÖ sè tõ dÉn t¶n t¹p r«to: Trong ®ã: k41= 1- 0,033 = 1 q2 = = 3,16 Z2 = 38 r·nh p = 2 t2 = 1,930 cm kd2 = 1 = 0,72 theo b¶ng 5.3 trang 137 TKM§ = 0,0062 theo b¶ng 5.2c trang 134 TKM§ b42 = 0,15 cm = 0,07 cm = 2,028 = 2,028 76. HÖ sè tõ t¶n phÇn ®Çu nèi: Trong dã: Dv = 19,4 cm Z2 = 38 r·nh l2 = 18,8 cm = 0,329 a = 40 mm = 4 cm b = 19 mm = 1,9 cm p = 2 = 0,329 = 0,634 77. HÖ sè tõ t¶n do r·nh nghiªng: = 0,643 Trong ®ã: bn = t1 = 1,538 cm t2 = 1,930 cm = 2,028 78. HÖ sè tõ t¶n r«to: Trong ®ã: = 1,928 = 2,028 = 0,634 = 0,643 = 1,928 + 2,028 + 0,634 + 0,643 = 5,233 = 5,233 79. §iÖn kh¸ng t¶n d©y quÊn r«to: x2 = 7,9. f1. l2..10-8 Trong ®ã: f1 = 50 Hz l2 = 18.8 cm = 5,233 x2 = 7,9. f1. l2..10-8 = 7,9. 50. 18,8. 5,233. 10-8 = 3,88.10-4 x2 = 3,88.10-4 80. §iÖn kh¸ng r«to ®· quy ®æi: x’2 = . x2 = 973. 3,88.10-4 = 0,3775 Trong ®ã: = 973 x2 = 3,88.10-4 - TÝnh theo ®¬n vÞ t­¬ng ®èi: x*2 = x’2. 0,3775. 0,124 Trong ®ã: x’2 = 0,3775 I1 = 72,7 A U1 = 220 V 81. §iÖn kh¸nh hç c¶m: x12 = = 10,45 Trong ®ã: U1 = 220 V = 20,6 A x1 = 0,226 - TÝnh theo ®¬n vÞ t­¬ng ®èi: x*12 = x12 = = 3,45 Trong ®ã: x12 = 10,45 I1 = 72,7 A U1 = 220 V 82. TÝnh l¹i trÞ sè kE : kE = = 0,979 Trong ®ã: U1 = 220 V = 20,6 A x1 = 0,226 TrÞ sè nµy kh«ng sai kh¸c nhiÒu so víi gi¶ thiÕt ®· tra theo h×nh ( 10-2 trang 231 TKM§ ) ban ®Çu lµ : kE = 0,98 nªn kh«ng cÇn ph¶i tÝnh l¹i. F. Tæn hao thÐp vµ tæn hao c¬ : 83. Träng l­îng r¨ng stato: GZ1 = . Z1. bZ1. h’Z1. l1. kc1.10-3 GZ1 = 7,8. 48. 0,76. 2,5. 18,8. 0,93.10-3 = 11,45 kg Trong ®ã: = 7,8 kg/ m3 Z1 = 48 r·nh bZ1 = 0,76 cm h’Z1 = 2,5 cm .l1 = 18,8 cm kc1 = 0,93 84. Träng l­îng g«ng tõ stato: Gg1 = . l1. Lg1. hg1. 2p. kc.10-3 Gg1 = 7,8. 18,8. 25. 3,1. 4. 0,93.10-3 = 42,27 kg Trong ®ã: = 7,8 kg/ m3 l1 = 18,8 cm Lg1 = 25 cm hg1 = 3,1 cm p = 2 kc1 = 0,93 85. Tæn hao s¾t trong lâi s¾t stato: - Trong r¨ng: PFeZ1 = kgc. pFeZ. B2Z1. GZ1.10-3 PFeZ1 = 1,8. 2,5. 1,7042. 11,45.10-3 = 0,149 kW Trong ®ã: kgc = 1,8 pFeZ = = 2,5 W/ kg (suÊt tæn hao ) BZ1 = 1,704 T GZ1 = 11,45 kg - Trong g«ng: PFeg1 = kgc. PFeg1. B2g1.Gg1.10-3 PFeg1 = 1,6. 2,5. 1,5712. 42,27.10-3 = 0,417 kW Trong®ã: kgc = 1,6 pFeg1 = 2,5 kW Bg1 = 1,571 T Gg1 = 24,27 kg - Trong c¶ lâi s¾t: P’Fe = PFeZ1 + PFeg1 = 0,149 + 0,417 = 0,566 kW Trong®ã: PFeZ1 = 0,149 kW PFeg1 = 0,417 kW 86. Tæn hao bÒ mÆt trªn r¨ng r«to: Pbm = Trong ®ã: pbm = B0 = . . = 0,26. 1,124. 0,78 = 0,227 T Mµ : = 0,26 khi = 4,285 ( tra ë h×nh 6-1 trang 141 TKM§ ) = 1,124 = 0,78 T Víi r«to lÊy ( k0 = 1,7 2 ) Ta lÊy k0 = 2 ( k0 hÖ sè kinh nghiÖm ) pbm = pbm = 185,5 VËy: Pbm = Pbm = = 0,023 kW Pbm = 0,023 kW 87. Tæn hao ®Ëp m¹ch trªn r¨ng r«to: P®m = 0,11.GZ2.10-3 Trong ®ã B®m lµ biªn ®é dao ®éng cña mËt ®é tõ th«ng trong r¨ng r«to: B®m = Bz2 = = 0,061 T B®m = 0,061 T Trong ®ã: = 1,978 = 0,07 cm t2 = 1,930 BZ2 = 1,724 T GZ2 = .Z2 . h’Z2 . b’Z2 .l2 . kc .10-3 ,05 k GZ2 = 7,8. 38. 2,516. 0,9245. 18,8. 0.93.10-3 = 12,05 kg GZ2 = 12,05 kg Trong ®ã: = 7,8 kg/ m3 Z2 = 38 r·nh h’Z2 = 2,516 cm b’Z2 = 0,9245 T l2 = 18,8 cm kc = 0,93 P®m = 0,11.GZ2.10-3 P®m = 0.1112,05.10-3 = 0,025 kW P®m = 0,025 kW 88. Tæng tæn hao thÐp : PFe = P’Fe + Pbm + P®m = 0,566 + 0,023 + 0,025 = 0,614 kW PFe = 0,614 kW Trong ®ã: P’Fe = 0,566 kW Pbm = 0,023 kW P®m = 0,025 W 89. Tæn hao c¬: Pc¬ = k.10-3 Trong ®ã: 2p = 4 nªn kcd = 1 n1 = 1500 v/ph Dn = 34,9 cm Pc¬ = 1.10-3 = 0,334 kW 90. Tæn hao kh«ng t¶i: P0 = PFe + Pc¬ = 0,614 + 0,334 = 0,948 kW P0 = 0,948 kW G. ®Æc tÝnh lµm viÖc r1 = 0,079 r’2 = 0,0613 x1 = 0,226 x’2 = 0,3775 x12 = 10,45 - C¸c th«ng sè : Thµnh phÇn ph¶n kh¸ng vµ t¸c dông cña dßng ®Ön ë tèc ®é kh«ng ®ång bé. C1 = 1 + = 1 + = 1,021 Trong ®ã: x1 = 0,226 x12 = 10,45 C = 1,042 I®bx = I = 20,6 A I®br = = = 1 A I®br = 1 A Trong ®ã: P’Fe = 0,566 kW = 20,6 A r1 = 0,079 U1 = 220 V E1 = U1 - I. x1 = 220 – 20,6. 0,226 = 215,3 V E1 = 215,3 V kI = = = 8,76 Trong ®ã: W1 = 60 vßng kd1 = 0,925 Z2 = 38 r·nh I = = = 69,06 A Trong ®ã: I2 = 605A k1 = 8,76 s®m = = = 0,0196 sm = = = 0,102 91. Béi sè m«men cùc ®¹i: mmax = = Trong ®ã: I’2m = 238,7 A víi sm = 0,102 ( theo b¶ng ®Æc tÝnh lµm viÖc ) I’2®m = 70,19 A víi s®m = 0,0196 ( theo b¶ng ®Æc tÝnh lµm viÖc ) mmax = = 2,21 b¶ng ®Æc tÝnh lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn KH¤NG Bé ba pha r«to lång sãc S §. VÞ 0,005 0,01 0,015 0,0196 0,025 0,102 1 2 3 4 5 6 7 8 W 12,855 6,468 4,338 3,139 2,635 0,706 W 0,624 0,624 0,624 0,624 0,624 0,624 W 12,870 6,498 4,382 3,200 2,707 0,942 A 17,45 34,56 51,25 70,19 82,97 238,4 0,9988 0,9953 0,9899 0,9809 0,9734 0,048 0,096 0,142 0,195 0,230 A 18,07 34,69 50,68 67,13 80,10 A 21,42 23,84 27,72 34,00 39,29 1 2 3 4 5 6 7 8 A 28,02 42,09 57,76 75,24 88,21 0,644 0,824 0,877 0,892 0,908 kW 11,926 22,895 33,448 44,30 52,86 kW 0,186 0,419 0,790 1,341 1,844 kW 0,055 0,219 0,483 0,906 1,265 kW 0,059 0,114 0,167 0,221 0,264 kW 0,948 0,948 0,948 0,948 0,948 kW 1,248 1,700 2,388 3,416 4,321 P2 = P1 - SP kW 10,678 21,195 31,060 40,884 48,539 % 89,53 92,57 92,86 92,28 91,82 H. tÝnh to¸n ®Æc tÝnh khëi ®éng 92. Tham sè cña ®éng c¬ khi xÐt ®Õn hiÖu øng mÆt ngoµi: Víi s = 1 a. Thanh dÉn b»ng nh«m th× chiÒu cao t­¬ng ®èi = 0,067. a . Trong ®ã: a = ( hr2 - h42 ) = 27,5 – 0,5 = 27mm = 0,067. a . = 0,067. 27. 1 = 1,8 Theo h×nh 10-13 trang 256 TKM§ khi = 1,8 tra ra = 0,8 = 0,8 b. HÖ sè: kR = 1 + = 1 + 0,8 = 1,8 c. §iÖn trë cña thanh dÉn khi tÝnh ®Õn dßng ®iÖn hiÖu øng mÆt ngoµi lµ: rtd = kR. rtd = 1,8. 0,4579.10-4 = 0,824.10-4 rtd = 0,824.10-4 Trong ®ã: kR = 1,8 rtd = 0,4579 d. §iÖn trë cña r«to khi xÐt ®Õn hiÖu øng mÆt ngoµi víi s= 1 : r2 = rtd + r2 = = 0,9967.10-4 Trong ®ã: rtd = 0,824.10-4 rv = 0,00935 = 0,329 e. §iÖn trë r«to ®· quy ®æi: r = = 973 . 0,9967 . 10-4 = 0,0969.10-4 = 973 = 0,9967.10-4 f. HÖ sè tõ dÉn r·nh r«to khi xÐt ®Õn hiÖu øng mÆt ngoµi Víi s = 1 = + Trong ®ã: h1 = 27,5 mm b = d1 = d2 = 7 mm Sc = Sr2 = 178,5 mm2 b42 = 1,5 mm h42 = 0,5 mm = 0,8 = = 1,609 g. Tæng hÖ sè tõ dÉn r«to khi xÐt ®Õn hiÖu øng mÆt ngoµi: Víi s = 1 = Trong ®ã: = 1,609 = 2,028 = 0,634 = 0,643 = 1,609 + 2,028 + 0,634 + 0,643 = 4,914 h. §iÖn kh¸ng r«to khi xÐt ®Õn hiÖu øng mÆt ngoµi: x= x. Trong ®ã: x’2 = 0,3775 = 4,914 = 4,914 x= x. = 0,3775.= 0,3544 i. Tæng trë ng¾n m¹ch khi xÐt ®Õn hiÖu øng mÆt ngoµi: Víi s = 1 rn = r1 + = 0,079 + 0,0969 = 0,1759 Trong®ã: r1 = 0,079 = 0,0969 xn = x1 + x= 0,226 + 0,3544 = 0,5804 Trong ®ã: x1 = 0,226 x= 0,3544 Zn = = = 0,6065 k. Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch khi chØ xÐt ®Õn hiÖu øng mÆt ngoµi : In = = = 362,7 A Trong®ã: U1 = 220 V Zn = 0,6065 93. Tham sè cña ®éng c¬ ®iÖn khi xÐt c¶ hiÖu øng mÆt ngoµi vµ sù b·o hßa cña m¹ch tõ t¶n khi s = 1: - S¬ bé chän hÖ sè b·o hßa khi : kbh = 1,35 ( v× ®éng c¬ ®iÖn cã r·nh r«to kÝn nªn kbh ( 1,3 1,45 ) a. Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch khi xÐt c¶ hiÖu øng mÆt ngoµi vµ sù b·o hßa cña m¹ch tõ t¶n : Inbh = kbh . In = 1,35. 362,7 = 489 A Trong ®ã: kbh = 1,35 In = 362,7 A b. Søc tõ ®éng trung b×nh cña mét r·nh stato : Fzbh = Víi = 0,833 th× theo h×nh 10-14 cã k= 0,88 (theo h×nh 10-14 trang 259 TKM§) Trong ®ã: Ur1 = 30 thanh ky = 0,966 k® = 0,925 a1 = 4 Z1 = 48 r·nh Z2 = 38 r·nh Inbh = 489 A Fzbh = Fzbh = Fzbh = 5134 c. Sù biÕn ®æi t­¬ng ®­¬ng cña r·nh hë tÝnh to¸n tõ th«ng t¶n khi b·o hßa trong khe hë kh«ng khÝ: Cbh = 0,64 + 2,5. Trong ®ã: = 0,07 cm t1 = 1,538 cm t2 = 1,930 cm Cbh = 0,64 + 2,5. = 0,64 + 2,5. = 0,995 Cbh = 0,995 d. MËt ®é tõ th«ng quy ®æi trong khe hë kh«ng khÝ: Trong ®ã: Fztb = 5134 Cbh = 0,995 = 0,07 cm = 4,6 T Theo h×nh 10-15 trang 260 TKM§ tra ra ta ®­îc: = 0,5 C1 = (t1 – b41) .( 1- ) Trong ®ã: t1 = 1,538 cm b41 = 0,3cm C1 = (t1 – b41) .( 1- ) C1 = ( 1,538 – 0,3) ( 1- 0,5 ) = 0,61 e. V× stato d¹ng d·nh 1/2 kÝn nªn sù gi¶m nhá cña hÖ sè tõ dÉn cña tõ th«ng t¶n do b·o hßa ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: Trong ®ã: h41 = 0,05 cm b41 = 0,3 cm d2 = 0,86 cm h3 = = = 0,43 cm C1 = 0,61 = 0,574 = 0,574 g. HÖ sè tõ dÉn t¶n r·nh stato khi xÐt ®Õn b·o hßa m¹ch tõ t¶n: = 1,293 – 0,574 = 0,719 = 0,719 Trong ®ã: = 1,293 = 0,574 h. HÖ sè tõ t¶n t¹p stato khi xÐt ®Õn b·o hßa m¹ch tõ t¶n: = 1,045. 0,5 = 0,522 = 0,522 Trong ®ã: = 1,045 = 0,5 i. Tæng hÖ sè tõ t¶n stato khi xÐt ®Õn b·o hßa m¹ch tõ t¶n: = + + = 0,719 + 0,522 + 1,051 = 2,292 = 2,292 Trong ®ã: = 0,719 = 0,522 = 1,051 k. §iÖn kh¸ng stato khi xÐt ®Õn b·o hßa m¹ch tõ t¶n: x1bh = x1. = 0,152 Trong ®ã: = 2,292 = 3,389 x1 = 0,226 l. §èi víi r«to sù biÕn ®æi t­¬ng ®­¬ng miÖng r·nh lµ: C2 = ( t2 – b42 ) ( 1 - ) = ( 1,930 – 0,15 ) ( 1- 0,5 ) = 0,89 C2 = 0,89 Trong ®ã: t2 = 1,930 cm b42 = 0,15 cm = 0,5 V× r«to r·nh 1/2 kÝn nªn sù gi¶m nhá sè tõ dÉn t¶n r·nh do b·o hßa: Trong ®ã: h42 = 0,05 cm b42 = 0,15 cm C2 = 0,89 = 0,2852 = 0,2852 m. HÖ sè tõ dÉn t¶n r·nh r«to khi xÐt ®Õn b·o hßa m¹ch tõ t¶n vµhiÖu øng mÆt ngoµi: = - = 1,609 - 0,2852 = 1,3238 = 1,3238 Trong ®ã: = 1,609 = 0,2852 n. HÖ sè tõ t¶n t¹p r«to khi xÐt ®Õn b·o hßa m¹ch tõ t¶n: = . = 2,028. 0,5 = 1,014 = 1,014 Tronh ®ã: = 2,028 = 0,5 o. HÖ sè tõ t¶n do r·nh nghiªng r«to khi xÐt ®Õn b·o hßa m¹ch: = . = 0,643. 0,5 = 0,321 = 0,321 p. Tæng hÖ sè tõ t¶n r«to khi xÐt ®Õn b·o hßa m¹ch tõ t¶n vµ hiÖu øng mÆt ngoµi: = + + + = 1,3238 + 1,014 + 0,634 + 0,321 = 3,29 = 3,29 Trong ®ã: = 1,3238 = 1,014 = 0,634 = 0,321 q. §iÖn kh¸ng r«to khi xÐt ®Õn hiÖu øng mÆt ngoµi vµ sù b·o hßa cña m¹ch tõ t¶n: x’2bh = x’2. = 0,267 x’2bh = 0,267 Trong ®ã: = 3,29 = 5,233 x ‘2 = 0,3775 94. C¸c tham sè ng¾n m¹ch khi xÐt ®Õn hiÖu øng mÆt ngµi vµ sù b·o hßa cña m¹ch tõ t¶n: = r1 + = 0,079 + 0,0969 = 0,1759 Trong ®ã: r1 = 0,079 = 0,0969 = + x’2bh = 0,152 + 0,267 = 0,419 Trong ®ã: = 0,152 x’2bh = 0,267 = = 0,454 = 0,454 95. Dßng ®iÖn khëi ®éng : Ik = = 484 A Trong ®ã: U1 = 220 V = 0,454 TrÞ sè nµy kh«ng sai kh¸c nhiÒu víi trÞ sè gi¶ thiÕt ë môc 93 ( Inbh = 489 A ) nªn kh«ng cÇn gi¶ thiÕt l¹i . 96. Béi sè dßng ®iÖn khëi ®éng: ik = = 6,65 Trong ®ã: Ik = 484A I®m = 72,7 A §iÖn kh¸ng hç c¶m khi xÐt ®Õn b·o hßa : x12n = x12. = 10,45. 1,57 = 16,4 Trong ®ã: x12 = 10,45 = 1,57 = 1 + = 1+ = 1,016 = 1,016 Trong ®ã: x’2bh = 0,267 x12n = 14,6 I'2k = = 476 A Trong ®ã: Ik = 484 A = 1,016 97. Béi sè m«men khëi ®éng: mk = Trong ®ã: I'2k = 476 A I'2®m = 70,19 A = 0,0969 r'2 = 0,0613 S®m = 0,0196 mk = = 1,424 mk = 1,424 J. TÝnh to¸n nhiÖt : - S¬ ®å thay thÕ nhiÖt cña m¸y : Khi lµm viÖc, trong m¸y ®iÖn sinh ra c¸c tæn hao, n¨ng l­îng tiªu tèn ®ã biÕn thµnh nhiÖt n¨ng vµ lµm nãng c¸c bé phËn cña m¸y. Khi tr¹ng th¸i nhiÖt trong m¸y ®· æn ®Þnh th× toµn bé nhiÖt l­îng ph¸t ra tõ m¸y ®Òu táa ra m«i tr­êng xung quanh . Sö dông lµm m¸t m¸y cã qu¹t thæi ngoµi vá m¸y qua c¸c c¸nh t¶n nhiÖt ®ång thêi cã giã tuÇn hoµn trong vá m¸y nhê c¸nh qu¹t ®Æt trªn vµnh ng¾n m¹ch cña r«to lång sãc . 98. C¸c nguån nhiÖt trong s¬ ®å thay thÕ nhiÖt bao gåm: - Tæn hao ®ång trªn stato: Qcu1 = Pcu1 + 0,5Pf = 1341 + 0,5. 221 = 1451 W Trong®ã: Pcu1 = 1341 W Pf = 221 W - Tæn hao ®ång trªn stato: QFe = PFe = 566 W - Tæn hao trªn r«to: QR = PR = Pcu1 + 0,5.Pf + Pc¬ + Pbm + P®m QR = PR = 906 + 0,5. 221 + 334 + 23 + 25 = 1398 W QR = PR = 1398 W Trong ®ã: Pcu1 = 906 W Pf = 221 W Pc¬ = 334 W Pbm = 23 W P®m = 25 W 99. NhiÖt trë trªn mÆt lâi s¾t stato: RFe = RFeg + Rg = Trong ®ã: SDn = . Dn. l = 3,14. 34,9. 20 = 2193 cm2 SDn = 2139 cm2 ( diÖn tÝch bÒ mÆt truyÒn nhiÖt cña g«ng ) Mµ : Dn = 34,9 cm l = 20 cm =0,096 W/cm2 0C Mµ : = 30.10-2 W/cm2 0C ( tra b¶ng 8.2 trang 170 TKM§ ) hg1 = 3,1 cm = 0,09 W/cm2 0C (theo kinh nghiÖm nhiÖt trë phô ) RFe = RFeg + Rg = RFe = RFeg + Rg = = 0,98.10-2 0C/W RFe = RFeg + Rg = 0,98.10-2 0C/W 100. NhiÖt trë phÇn ®Çu nèi cña d©y quÊn stato: R® = Trong ®ã: = 0,02 cm ( c¸ch ®iÖn ®Çu nèi b»ng b¨ng v¶i ) = 0,75.10-3 W/ 0C (®èi víi c¸ch ®iÖn cÊp E tra b¶ng 8.1 trang 166 TKM§ ) = ( 1 + 0,54. vR2 )10-3 ( hÖ sè t¶n nhiÖt ®Çu d©y quÊn ) = ( 1 + 0,54. 18,072 )10-3 = 0,177 W/cm2 0C Trong ®ã: vR = ( tèc ®é ®­êng phÇn øng ) vR = = 18,07 m/s Mµ : D = 23,5 cm n = 1470 v/ph S® = 2. Z1. Cb. l® = 2. 48. 5,4. 24,4 = 12648 cm2 Trong ®ã: Z1 = 48 r·nh Cb = 5,4 cm ( chu vi cña bèid©y ) l® = 24,4 cm ( chiÒu dµi trung b×nh cña phÇn ®Çu nèi d©y quÊn ) R® = R® = = 0,25.10-2 0C/W R® = 0,25.10-2 0C/W 101. NhiÖt trë ®Æc tr­ng cho ®é chªnh nhiÖt gi÷a kh«ng khÝ nãng bªn trong m¸y vµ vá m¸y: = 8,4.10-2 0C/W Trong ®ã: = ( 1 + k0. vR ) 10-3 = 1,42 W/cm2 0C ko = 0,05 0,07 chän ko = 0,06 vR = 18,07 m/s ( tèc ®é phÇn øng ) = ( 1 + k0. vR ) 10-3 = 1,42( 1 + 0,06. 18,07 )10-3 = 0,295 W/cm2 0C = 4000 cm2 x¸c ®Þnh theo kÕt cÊu m¸y ( : bÒ mÆt bªn trong vá m¸y bao gåm nh÷ng phÇn kh«ng tiÕp xóc víi bÒ mÆt ngoµi cña lâi s¾t stato vµ bÒ mÆt trong cña hai n¾p m¸y ) 102. NhiÖt trë bÒ mÆt ngoµi vá m¸y: ë ®©y: = Kg. ( hÖ sè t¶n nhiÖt ) Kg = Trong ®ã: c = 1,5 2cm Chän c = 1,5 cm ( kho¶ng c¸ch trung b×nh gi÷a c¸c g©n ) b 3 mm ®èi víi nh«m ®óc Chän b = 4 mm = 0,4 cm ( chiÒu dÇy g©n ) = 3,6 . d-0,2. v0,8.10-4 Víi ®­êng kÝnh t­¬ng ®­¬ng : d = 2,4 cm = 0,024 m vv: tèc ®é giã thæi mÆt ngoµi vá m¸y ®· tÝnh ®Õn sù suy gi¶m 50 % theo chiÒu dµi g©n t¶n nhiÖt . §­êng kÝnh ngoµi c¸nh qu¹t lÊy b»ng Dn . vv = = 13,5 m/s vv = 13,5 m/s Trong ®ã: Dn = 34,9 cm n = 1470 v/ph = 3,6 . 0,024-0,2.13,50,8.10-4 = 6,05.10-3 W/cm2 0C = 6,05.10-3 W/cm2 0C = . . th ( h ) ( hÖ sè t¶n nhiÖt trªn c¸c g©n ) Trong ®ã: = = 1 Mµ : = 6,05.10-3 W/cm2 0C = 4.10-2 W/ 0C b = 0,3 cm h = 2,5 cm chiÒu cao c¸nh = .. th ( h ) = 1. 4.10-2th ( 1. 2,5 ) = 3,95.10-2 W/cm2 0C = 3,95.10-2 W/cm2 0C Kg = = = 2,16 Kg = 2,16 Trong ®ã: c = 1,5 cm b = 0,4 cm = 3,95.10-2 W/cm2 0C = 6,05.10-3 W/cm2 0C = Kg. = 2,16. 6,05.10-3 = 13,06.10-3 W/ cm2 oC = 13,06.10-3 W/ cm2 oC ë n¾p sau, tèc ®é giã cña c¸nh qu¹t kh«ng bÞ suy gi¶m nªn hÖ sè t¶n nhiÖt trªn n¾p cã giã thæi b»ng: = 3,6.d-0,2.v0,8.10-4 vv = = 26,9 m/s vv = 26,9 m/s Trong ®ã: Dn = 34,9 cm n = 1470 v/ph = 3,6.d-0,2.v0,8.10-4 = 3,6. 0,024-0,2. 26,90,8.10-4 = 10,5.10-3 W/ cm2 oC = 10,5.10-3 W/ cm2 oC Trong ®ã: d = 2,4 cm = 0,024 m vv = 26,9 m/s HÖ sè t¶n nhiÖt trªn n¾p kh«ng cã giã thæi : = 3,6.d-0,2.10-4 = 3,6. 0,024.10-4 = 1,42.10-3 W/ cm2 oC = 1,42.10-3 W/ cm2 oC DiÖn tÝch t¶n nhiÖt cña vá m¸y ( kÓ c¶ g©n ): Sv = 6000 cm2 DiÖn tÝch t¶n nhiÖt cña n¾p: Sn = S'n = 1000 cm2 Kho¶ng c¸ch trung b×nh gi÷a c¸c g©n: c = 1,5 cm ChiÒu dÇy g©n : b = 0,4 cm ( ®­îc x¸c ®Þnh khi thiÕt kÕ kÕt cÊu m¸y ) = 1,107.10-2 oC/W Trong ®ã: = 13,06.10-3 W/ cm2 oC = 10,5.10-3 W/ cm2 oC = 1,42.10-3 W/ cm2 oC Sv = 6000 cm2 Sn = S'n = 1000 cm2 103. NhiÖt trë trªn líp c¸ch ®iÖn r·nh: Rc = Trong ®ã: = 0,02 cm = 0,75.10-3 W/ 0C (®èi víi c¸ch ®iÖn cÊp E tra b¶ng 8.1 trang 166 TKM§ ) Sc = Z1. Cb. l1 = 48. 5,4. 18.8 = 4872 cm2 Mµ : Z1 = 48 r·nh Cb = 5,4 cm ( chu vi cña bèi d©y ) l1 = 18,8 cm Rc = = = 0,54.10-2 oC/ W Rc = 0,54.10-2 oC/ W 104. §é chªnh nhiÖt cña vá m¸y víi m«i tr­êng: = ( Qcu1 + PFe + PR ).R Trong®ã: Qcu1 = 1451 W PFe = 566 W PR = 1398 W R = 1,107.10-2 oC/ W = ( 1451 + 566 + 1398 ). 1,107.10-2 = 37,8 oC = 37,8 oC 105. §é t¨ng nhiÖt cña d©y quÊn stato: = Trong ®ã: Qcu1 = 1451 W PFe = 566 W PR = 1398 W RFe = 0,98.10-2 0C/W Rc = 0,54.10-2 0C/W R' = 8,4.10-2 0C/W R® = 0,25.10-2 0C/W = 37,8 oC PFe. RFe = 566. 0,98.10-2 = 554.10-2 PR. R' = 1398. 8,4.10-2 = 11743.10-2 PFe + Rc = ( 0,98 + 0,54 ) .10-2 = 1,52.10-2 0C/W R' + R® = ( 8,4 + 0,25 ). 10-2 = 8,65.10-2 0C/W = = = 78,73 oC 106. §é t¨ng nhiÖt cña lâi s¾t stato: = Trong ®ã: PFe = 566 W RFe = 0,98.10-2 0C/W Rc = 0,54.10-2 0C/W = 37,8 oC = 78,73 oC = = = 67,76 oC K. Träng l­îng vËt liÖu t¸c dông vµ chØ tiªu sö dông: 107. Träng l­îng thÐp silÝc cÇn chuÈn bÞ : GFe = ( Dn + )2. l1. kc. . 10-3 Trong ®ã: Dn = 34,9 cm = 0,7 l1 = 18,8 cm kc = 0,93 = 7,8 kg/m3 GFe = ( 34,9 + 0,7 )2. 18,8. 0,93. 7,8.10-3 = 172,8 kg GFe = 172,8 kg 108. Träng l­îng ®ång cña d©y quÊn stato cÇn chuÈn bÞ : - Khi kh«ng tÝnh c¸ch ®iÖn: G'cu = Z1. ur1. n. S1. ltb. . 10-5 Trong ®ã: Z1 = 48 r·nh ur1 = 30 thanh n = 2 sîi S1 = 1,767 mm2 ltb = 43,2 cm = 8,9 kg/ m3 G'cu = 48. 30 . 2. 1,767. 43,2. 8,9. 10-5 = 19,56 kg G'cu = 19,56 kg - Khi kÓ c¶ c¸ch ®iÖn: Gcu = .G'cu Trong ®ã: dc® = 1,585 mm d = 1,5 mm G'cu = 19,56 kg Gcu = .19,56 = 19,84 kg Gcu = 19,84 kg 109. Träng l­îng nh«m r«to ( kh«ng kÓ c¸nh qu¹t ë vµnh ng¾n m¹ch ) - Träng l­îng nh«m ë thanh dÉn: Gtd = Z2. Std. l2.. 10-5 Trong ®ã: Z2 = 38r·nh Std = 201,7 mm2 = 2,6 kg/cm3 Gtd = Z2. Std. l2.. 10-5 = 38. 201,7. 18,8. 2,6.10-5 = 3,74 kg Gtd = 3,74 kg - Träng l­îng nh«m ë vµnh ng¾n m¹ch: Gv = 2. Dv. Sv. . 10-5 Trong®ã: Dv = 194 mm = 19,4 cm Sv = 735 mm2 = 2,6 kg/cm3 Gv = 2. Dv. Sv. . 10-5 = 2. 3,14. 19,4. 735. 2,6.10-5 = 2,32 kg Gv = 2,32 kg - Träng l­îng nh«m ë r«to: GAl = Gtd + Gv = 3,74 + 2,32 = 6,06 kg GAl = 6,06 kg 110. ChØ tiªu kinh tÕ vµ vËt liÖu t¸c dông: - ThÐp kü thuËt ®iÖn : gFe = = 4,32 kg/kW Trong ®ã: GFe = 172,8 kg P = 40 kW - §ång : gcu = = 0,496 kg/kW Trong ®ã: Gcu = 19,84 kg P = 40 kW - Nh«m: gAl = = 0,1515 kg/kW Trong ®ã: GAl = 6,06 kg P = 40 kW MôC LôC Lêi nãi ®Çu Giíi thiÖu vÒ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to lång sãc. TÝnh to¸n thiÕt kÕ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha lång sãc A. KÝch th­íc chñ yÕu B. D©y quÊn , r·nh stato vµ khe hë kh«ng khÝ C. D©y quÊn , r·nh vµ g«ng r«to D. TÝnh to¸n m¹ch tõ E. Tham sè cña ®éng c¬ ®iÖn ë chÕ ®é ®Þnh møc F. Tæn hao thÐp vµ tæn hao c¬ G. §Æc tÝnh lµm viÖc H. TÝnh to¸n ®Æc tÝnh khëi ®éng J. TÝnh to¸n nhiÖt K. Träng l­îng vËt liÖu t¸c dông vµ chØ tiªu sö dông Tµi liÖu tham kh¶o 1. ThiÕt kÕ m¸y ®iÖn - PTS NguyÔn Hång Thanh - PGS TrÇn Kh¸nh Hµ 2. M¸y ®iÖn I - 3. M¸y ®iÖn II -