ĐỒ ÁN TỐT MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
PHẦN II CHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ ĐỀ TÀI
Thiết kế động cơ KĐB một pha điện dung Dữ liệu cho trước: Pđm 550[W] n = 0,66 imm 0,92 m =2 mmax = 1,5 p=2 mmm = 0,4
Nội dung thiết kế:
1. Xác định kích thước chủ yếu
2. Xác định thông số dây quấn pha chính: Wa; dA/dAcđ; klđA.
3. Xác định kích thước lõi thép Stato và Roto
4. Tính toán dây quấn phụ: WB; dB/dBcđ; klđB; C
5. Tính kiểm tra
6. Vẽ bản vẽ tổng lắp ráp ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ PHẦN MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ Máy điện công suất nhỏ là được dùng rất rộng rãi trong gần nửa thế kỷ nay.Giới hạn công suất của nó thường trong khoảng một vài phần của oát đến 750W song cũng có những loại máy điện công suất
39 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2250 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế động cơ kđb một pha điện dung dữ liệu cho trước, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỒ ÁN TỐT MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
PHẦN II CHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ
ĐỀ TÀI
Thiết kế động cơ KĐB một pha điện dung
Dữ liệu cho trước:
Pđm 550[W]
n >= 0,66
imm <=5
Uđm = 220[V]
cosϕ > 0,92
m = 2
mmax >= 1,5
p = 2
mmm >= 0,4
Nội dung thiết kế:
1. Xác định kích thước chủ yếu
2. Xác định thông số dây quấn pha chính: Wa; dA/dAcđ; klđA.
3. Xác định kích thước lõi thép Stato và Roto
4. Tính toán dây quấn phụ: WB; dB/dBcđ; klđB; C
5. Tính kiểm tra
6. Vẽ bản vẽ tổng lắp ráp
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 3 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
PHẦN MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ
Máy điện công suất nhỏ là được dùng rất rộng rãi trong gần nửa thế kỷ
nay.Giới hạn công suất của nó thường trong khoảng một vài phần của oát
đến 750W song cũng có những loại máy điện công suất nhở có công suất
lớn hơn. Với sự phát triển nhanh của công nghiệp, tự động hoá cao, do vậy
mà việc đòi sử dụng động máy điện nhỏ trong điều khiển tự động, công
nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, xí nghiệp y tế, nhà ăn công cộng, các
nghành tiểu thủ công nghiệp và sinh hoạt hàng ngày là một đIũu không thể
thiếu được trong thời đạI ngày nay. Trong động cở không đồng bộ Roto
lồng sóc là loạI phổ biến nhất hiện nay trong các loại động cơ xoay chiều
công suất nhỏ. Động cơ không không đồng bộ một pha dùng nguồn điện
một pha của lưới điện sinh hoạt nên được dùng ngày càng rất rộng rãI ở
mọi nơi. Ví dụ như nó có thể được dùng để kéo các máy tiện nhỏ, máy ly
tâm, máy nén, bơm nước, máy xay sát nhỏ, quạt điện, máy xay sinh tố, máy
ghi âm, máy lạnh, máy giặt….
Động cơ không đồng bộ công suất nhỏ so với những loại đông cơ
điện khác nhất là dộng cơ có vành đổi chiều thông dụng có những ưu điểm
sau:
+ Kết cấu đơn giản, giá thành hạ
+ Không sinh ra can nhiếu vô tuyến
+ ít tiến ồn
+ Sử dụng đơn giản và chắc chắn
Song nhược điểm của động cơ Roto lồng sóc là có đặc tính điều chỉnh
tốc độ thấp.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 4 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
Hình 1: Phân loại động cơ KĐB công suất nhỏ
Các loại động cơ không đồng bộ một pha công suất nhỏ với điện trở
khởi động, tụkhởi động, tụ khởi động và tụ làm việc đều có nhược điểm là
luôn luôn phải có chốt ly tâm hoặc rơ le chuyên dụng để ngắt phần tử khởi
động sau khi động cơ khởi động. Điều đó làm cho giá thành của động cở
tăng lên và giảm độ tin cậy. Vì vậy mà khi người ta cần sử dụng lại động
cơ một phâ có độ tin cậy lớn mà không cần mo men khởi động cao thì
người ta thường dùng động cơ một pha với tụ làm việc mắc cố định (Động
cơ điện dung)
Ba pha
Động cơ KĐB bộ
động lực CSN
Giảm tốc
Một pha
Với giảm tốc điện từ Với Roto lăn
Với roto
đặc
Với roto
lồng sóc
Vạn năng Ba pha Một pha
Bình thường
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 5 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
Hình 2. Sơ đồ mạch điện
Động cơ với tụ làm việc có đặc tính làm việc tương đối tốt : η = 0,5 – 0,9;
Cosϕ = 0,8 –0.95; Mmax = (1,6 – 2,2)Mđm; song nhược điểm của loại động
cơ này là momen khởi động nhỏ MK = (0,3-0,6)Mđm.
A
C
B
IB
IA
IC
Ul
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 6 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
PHẦN II
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN
CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN VÀ THÔNG
SỐ PHA CHÍNH
Kích thước chủ yếu của động cơ điện dung kiểu kín được xác định giống
động cở ba pha.
Qui đổi công suất động cơ một pha ra công suất động cơ ba pha như sau:
PđmIII = Pđm β1
Trong đó với động cơ điện dung có giá trị =1.25÷1.7 chọn β = 1,25
PđmIII = Pđm β = 180.1,25 =687.5 (W)
- Công suất tính toán của động cơ điện 3 pha đẳng trị :
IIICosη
P
SIIIP .
'
III
mIIId= = Error! = 1206.1 [W]
+ Trong đó CosϕIII.ηIII = f(Pđm,p) = 0.57 được tra theo hình 1-1
trang20 –TL 1
-Tốc độ đồng bộ của động cơ ndb=Error!== Error! = 1500(v/ph)
- Đường kính ngoài stato được tính theo công thức sau :
Dn= 3 .λ..δ
'
44
dbnAB
SIIIP
Dk
= 05.163
1500.82,0.210.7,0
2.1,1206
65,0
44 =
[cm]
+ Trong đó : Với thép kỹ thuật điện dùng làm mạch từ ta chọn loạI
loạI thép cán nguội của Nga 2211 với mật từ thông khe hở không khí
trong khoảng B÷1 [T]
chọn Bδ = 0.7 [T]
Tải đường : A = 90÷210 [A/cm ]chọn A=210
[A/cm)
Hệ số : λ = l/D = 0.22÷chọn =0.82
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 7 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
Hệ số kết cấu : kD =
nD
D =0.495 chọn
kD=0,65
- Dựa vào bảng đường kính ngoàI tiêu chuẩn trang 36 – sách ĐCKĐBCSN
thì chọn:
Dn = 149 [cm]
H= 90[cm]
- Đường kính trong stato : D = kD.Dn = 0,65.149= 96,85 [cm]
Lấy D = 97[cm]
- Bước cực: τ =Error! = Error! =7,618[cm]
- Chiều dài stato : ls = λ.D = 0,82.9,7 = 80 [cm]
- Chọn khe hở không khí : Khe hở không khí càng lớn thì tổn hao không tải
và hệ số Cos nhỏ nhưng nếu như chọn khe hở không khí nhỏ quá thì vấn đề
công nghệ không đáp ứng được và làm taưng sóng bậc cao lên. Vì vậy để
cho phù hợp ta chọn : δ = 0,03[cm]
- Đường kính ngoài lõi sắt Roto :
D’ = D - 2.δ = 9,7 - 2.0,03 = 9,64 [cm]
- Đường kính trục Roto : Dtt = 0,3.D = 0,3.9,7 = 2,91 [cm]
Lấy Dt = 3[cm] = 30[mm]
-Bước cực : τ = Zs/2p = 6
- Bước răng stato : ts = πD/Zs = 12,69[mm]
- Bước răng roto : tR = πD’/ZR = 17,81[mm]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 8 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN DÂY QUẤN, RÃNH VÀ GÔNG
ROTO
I. Tính toán dây quấn
- Theo bảng 2-2 trang 29 thì việc chọn ĐCKĐB điện dung mà để giảm
được mmô men ký sinh đồng bộ, tiếng ồn … xuống trị số cực tiểu thì tâ
chọn :
Chọn số rãnh Stato ZS = 24
Số rãnh Roto ZR = 17
- Trong động cơ điện một pha điện dung thường lấy số rãnh pha chính
(pha A) bằng số rãnh pha phụ(pha B): ZA=ZB .;QA = QB (QA,QB là số rãnh
dưới một cực của pha chính và pha phụ)
Do đó: ZA= 2
SZ =12; ZB =ZS-ZA=12
QA = 3
2.1.2
12
..2
==
pm
AZ ; QB= QA = 3
- Chọn dây quấn : Chọn dây quấn phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ PhảI triệt tiêu hoặc làm yếu đI sóng đIũu hoà bậc cao(đặc biệt là
sóng bậc ba)
+ Tăng cường việc lợi dụng rãnh(klđ tăng lên)
+ Giảm chiều dài phần đầu nối
Dây quấn của máy điịen nhỏ có hai loại cơ bản : Dây quấn một lớp và dây
quấn hai lớp . Để đảm bảo những yêu cầu trên, giảm từ tản tạp và đơn giản
nên chọn dây quấn một lớp đồng tâm bước đủ
Sơ đồ dây quấn như sau:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 9 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 151617 18 19 20 21 22 23 24
A1 B1 A2 B2
Hình 3. Sơ đồ dây quấn một lớp bước đủ( Z = 24; 2p =4; Bước đủ)
- Hệ số dây quấn stato
kdA= =
q
q
.4
.sin.
707,0
νπ =
3.4
1.sin.3
707,0
π 0,91
- Sơ bộ chọn kZ = 1,2 ; αδ = 0,69 ; kS = 1,09 ; kE = 0,9 ;
- Từ thông khe hở không khí :
φ = αδ.τ.l.Bδ..10-4 = 0,69.76,18.80.0,0,7.10-4 = 29,26.10-4
[Wb]
- Số vòng dây của dây quấn chính
WSA=Error! =
91,0.410.26,29.50.09,1.4
220.9,0
− =341,1 [vòng ]
Chọn WSA=342[vòng ]
-Số thanh dẫn trong một rãnh
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 10 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
UrA =
AQp
aW
SA
.
.
=
3.2
1.342
= 57[vòng]
- Do hiệu chỉnh lạI số vòng dây ppha chính nên ta phảI hiệu chỉnh lạI từ
thông và mật độ từ cả
B 69,0342
1,341 = [T]
φ = 29,26.10-4. =
342
1,341 29,15.10-4[Wb]
Trong đó : a là số mạch nhánh song song lấy a = 1
-Sơ bộ xác định được dòng điện định mức :
IdmA =Error! =
220.2.65,0
550 = 2,72 [A]
+ Trong đó CosϕII.ηII = f(Pđm,p) = 0,65 được tra theo hình 1-3
trang21 –Sách ĐCKĐBCSN
-Sơ bộ xác định được tiết diện dây quấn chính
S’SA =
sAJn
dmI
.
=
6
72,2
= 0,45[mm2]
Chọn mật độ dòng điện JSA = 6 [A/mm2 ]
- Chọn dây men π∋B-2 có tiết diện chuẩn SSA = 0,442 [mm2]
+ Đường kính chuẩn của dây không cách điện d A= 0,75 [mm]
+ Đường kính chuẩn kể cả cách điện dcdA = 0,865[mm]
- Bước răng stato : tS =Error! = 0935,124
7,9.14,3 = [ cm]
- Bước răng roto : tR =Error! = 3942,117
548,7.14,3 = [ cm]
- Tiết diện đồng trong một rãnh là:
SĐS = SSA.Ur = 0,442.57 = 25,194[mm2]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 11 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
II. Xác định kích thước rãnh và gông stato
- Chọn thép cán nguội mã hiệu 2211 , có oxy hoá bề mặt và chiều dày lá
thép 0,5 [mm] do đó hệ số ép chặt kC = 0,95 .
Xác định kích thước rãnh và cách điện : chọn rãnh hình quả lê
Chọn chiều miệng rãnh h4S trong khoảng 0,5
Lấy: h4S = 0,6 [mm]
Chọn bề rộng miệng rãnh:
b4S = dcd + (1,1÷1,5) = 0,865 + 1,2 = 2,065
Hình 4. Kết cấu rãnh stato
- Sơ bộ tính chiều rộng răng Stato như sau
bzs = Error!= 95,0.5,1
269,1.69.0 =0,614[cm]=6,14[mm]
Trong đó
Mật độ từ thông trong răng Stato sơ bộ chọn : BZS = 1,5[T]
Mật độ từ thông khe hở không khí :Bδ =0,69[T]
Bước rãnh Stato : ts =1,269[cm]
Hệ số ép chặt: kc=0,95
hrS
d2
d1
h4S
h12
b4S
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 12 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
- Sơ bộ định chiều cao gông
hgS =0,2. bZS. p
SZ = 0,2.0,614.
2
24 =1,474[cm]=14,74[mm]
- Các kích thước rãnh :
d1s =
π
.)4.2(π
−
−+
sZ
sZzsbshD
= 72,7
14,324
24.14,6)6,0.297(14,3 =−
−+ [mm]
d2s = Error!
=
π.(149 - 214,74) - 6
14.24 ; 24 + π = 8,4[ mm]
- Chiều cao rãnh:
hrS =
2
gsh2DnD .−− =
2
74,14.297149 −−
=11,26 [mm]
- Chiều cao phần thẳng của rãnh :
h12 = hrS - 0,5(d1S +d2s+ 2.h4S) [mm]
h12 = 11,26- 0,5(7,72+8,4+2.0,6) = 2,6[mm]
- Diện tích rãnh
SrS = Error!+Error!h1(d1S+d2S)
= Error!+Error!.2,6(7,72+8,4)=72,06[mm2]
- Diện tích nêm : Snêm = 6[mm2]
- Diện tích cách điện rãnh
Scd = C.(Error! + 2.h12s)
= 0,2.(Error! + 2.2,6) = 6,10 [mm2]
- Diện tích rãnh có ích
Sr = Srs - Scd –Snêm = 72,06 – 6,10 – 6 = 59,96[mm2]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 13 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
- Hệ số lấp đầy rãnh
klđr= =
rS
cddrAU
2. =
96,59
748,0.57
0,71
Giá trị này nằm trong khoảng klD÷0,75 vì vậy có thể chấp
nhận được
- Kiểm nghiệm lại bề rộng răng Stato
bZS' = −
++
sZ
dshD )14.2(π
1d
= −++
24
)72,76,0.297(14,3
7,72 = 6,145[mm]
bZS'' =Error! – d2
= Error! – 8,4= 6,146[mm]
bzs1 = 2
''' bb zszs+ = =+
2
146,6145,6
6,145[mm]
- Sai số
bzsΔ =
b
bb
zs
zszs −1 .100% =
14,6
14,6145,6 −
.100% = 0,0814% có
thể chấp nhận được
CHƯƠNG III-XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC RÃNH RĂNG RÃNH
RÔTO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 14 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
Ở động cơ công suất nhỏ thì dạng rãnh của roto thường là hình tròn hoặc
hình quả lê.Đối với động cơ một pha điện dung một pha công suất nhỏ chọn
Hình 5. Dạng rãnh roto
dạng ránh hình quả lê để đảm bảo tiết diện thanh dẫn
- Chọn h4R trong khoảng 0,3[mm]lấy h4R = 0,4 [mm]
- Chọn b4R = 1[mm] chọn b4R=1,5 [mm]
- Sơ bộ chọn bề rộng răng
bZR = Error!=
95,40,1
781,1.69,0
= 0,924 [cm] =9,24[mm]
Trong đó:
sơ bộ chọn mật độ từ thông răng Roto BZR = 1,4
- Đường kính trên của rãnh roto :
π
.π).2'( 4
1 +
−−=
r
rzrr
r Z
ZbhDd
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 15 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
=
14,317
17.2,914,3).4,0.24,96(
+
−−
=7,11[mm]
- Đường kính duới rãnh roto:
d2R = 5[mm]
- Chiều cao phần thẳng của rãnh:
h12R = 0,5(D’-d1R –2.h4R-Error!)
= 0,5(96,4-7,11 –2.0,4-Error!) = 5,176[mm]
- Chiều cao rãnh Roto
hrR =0,5(d1R+d2R)+h12R+h4R
=0,5(7,11+5)+5,716 0,4=12,18[mm]
- Diện tích rãnh Rôto :
SrR = Error!(d21r +d22r) +0,5 .h12r(d1r +d2r)
= Error!(7,112 +52) + 0,5.5,716(7,11+5)=64,30[mm2]
CHƯƠNGIV-TRỞ KHÁNG CỦA DÂY QUẤN STATO VÀ ROTO
I.TRỞ KHÁNG DÂY QUẤN STATO
Thông thường khi tính toán sơ bộ coi rs ; xs kkhông đổi khi động cơ làm
việc với mọi tảI
1. Điện trở tác dụng của dây quấn stato
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 16 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
- Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato:
lđ1 = k1τy + 2.B =k1.Error! + 2B
= 1,3.Error! + 2.1,2 = 13,45[cm]
Trong đó:
Chiều rộng bình quân của phần tử:
p
hD rs
y .2
).(πτ += [cm]
Chọn B = 11,5 [T] lấy B = 1,2
k :Hệ số ,với máy có hai đôi cực thì k1 = 1,3 ;
- Chiều dài trung bình 1/2 vòng dây quấn stato :
ltb = l1 + lđ1 = 8+13,45 =21,45 [cm]
- Tổng chiều dài dây dẫn của dây quấn stato:
LSA = 2.ltb.WSA.10-2 =2.21,45.342 .10-2 = 146,376 [m]
- Điện trở tác dụng của dây quấn stato
05,7
442,0.1
376,1460213,0
..
ρ
1
75 ===
sa
sa
sa Sa
Lr [Ω]
2.Điện kháng tản của dây quấn stato
a- Hệ số từ tản rãnh stato( dây quấn một lớp hình quả lê ):
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ ++−+= 1
4
4
1
2
1
4
1
1 )
2
785,0(
3 ββ
λ k
b
h
d
h
d
bk
d
h
s
ss
rs
=
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ ++−+= 1).
065,2
6,0
72,7
46,1
72,7.2
065,2785,0(1.
72,7.3
06,4 =1,132
Trong đó :
βk = 1βk =1:hệ số bước ngắn của dây quấn(Tra bảng 4.2 trang
72 –ĐCKĐBCSN )
h1=hrS- h4S- hn –2.C –(1/2)d2=11,26 – 0,6-2-2.0,2= 4,06 [mm]
h2= d1/2 – hn - 2.C = 4,2- 2 – 0,4 =1,46 [ mm ]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 17 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
b-Tính hệ số từ dẫn tản tạp ts:
Hệ số từ dẫn của từ tản tạp xét đến ảnh hưởng của từ trường sóng bậc cao
(sóng điêù hoà răng và sóng đIều hoà của dây quấn ).
sk
st
ts δξ.
δ.δ.9,11
λ = = 3,1.
25,1.3,0.9,11
69,12 = 3,697
Trong đó:
st = 1,269[cm]: bước răng Stato
δk = δSk . δRk : hệ số khe hở không khí giữa Stato và Roto
St
SbStSb
Sb
S 4.4
45
k
5
−
+
=
+ δ
δδ =
69,12
065,269,12.
3,0
065,2
3,0
065,25
5
−
+
+
=1,15
Rt
RbRtRb
Rb
R 44
45
k
5
−+
+
=
+ δ
δδ =
81,17
5,181,17.
3,0
5,15
3,0
5,15
−
+
+
=1,087
δk = δSk . δRk =1,15. 1,087=1,144
sδξ hê số phụ thuộc:
Error! =
17
24 =1,4117
p
Z s
.2
=
2.2
24 =6
Tra hình 4-9 ,trang 80-TL1 sδξ =1,3
c.Tính hệ số rãnh nghiêng
Mục đích làm ránh nghiêng là để suy giảm sóng đIũu hoà răng. Để giảm
sóng đIũu hoà răng được tốt thì ta chọn bước rãnh nghiêng bằng bước răng
stato
bn = ts = 12,69[mm]
- Hệ số rãnh nghiêng :
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 18 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
kn = kdR = Error! = Error! = 0,99
- Độ nghiêng rãnh:
nError! =
81,17
69.12
=0,712
- Góc ở tâm rãnh nghiêng và được xác định theo công thức sau:
n
r
n Z
p βπα ..2= 712,0.
17
2.14,3.2= =0,526 [radian]
d- Hệ số từ tản phần đầu nối dây quấn :
đs = 0,47 Error!(lđ -0,64)
=0,47 Error!.(134,5 – 0,64.76,18) = 1,52
- Tổng hệ số từ tản : ΣS=rS +tS+đS= 1,132 + 3,697 + 1,52 = 6,349
- Điệnkháng tản dây quấn chính
=Σ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛= s
A
sa
sa Qp
lWfx λ
.100100
158,0
2
= )(9,7349,6.
3.2
8
100
342
100
50.158,0
2
Ω=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
II. TRỞ KHÁNG RÔTO
1. Tính kích thước vành ngắn mạch
Mật độ dòng điện của thanh dẫn roto đúc nhôm jt = 3÷ 5(A/mm2)
Mật độ dòng điện của vành ngắn mạch : jv = 0,8jt = 2,4 ÷ 4(A/mm2)
- Tiết diện vành ngắn mạch : Sv = (St.jt)/ jv = 80,375 (mm2)
- Chiều cao vành ngắn mạch :
a’= 1,2.hrR = 1,2.12,18 = 14,52[mm]
- chọn: a = 16[mm] : Chiều cao vành ngắn mạch
b = 4,5[mm] : Chiều rộng vành ngắn mạch
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 19 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
- Đường kính trung bình của vành ngắn mạch:
Dv = Error!= Error!= 8,84 = 88,40[mm]
Trong đó:
Dv’ = D’ = 96,40
Dv’’ = D’ – a = 96,4-16 = 80,40[mm]
2. Điện trở phần tử lồng sóc
- Điện trở tác dụng của dây quấn rôto:
[ ]Ω=== −−− 422 10.578,0
3,64
10.80465,010.ρ
rR
R
Altd S
lr
Trong đó
Alρ 75=0,0465[
2mmΩ /m ] : điện trở suất của nhôm đúc Rôto ở
nhiệt độ 750C
rRS =64,3[mm2]: tiết diện thanh dẫn Roto
- Điện trở vành ngắn mạch :
[ ]Ω=== −−− 42275 10.1295,016.5,4.17 10.4,8.14,30465,0..10.πρ vvR vAlv baZ
Dr
- Điện trở phần tử roto:
[ ]Ω=+=Δ+= −
−
4
2
4
22
10.071,1
722,0
10.1298,0.2578,0.2 vtd
rrr
Trong đó
722,0
17
2.1802
17
.2 ===Δ SinpSinπ
- Điện trở rôto đã qui đổi rRA = r2.γ ; trong đó γ là hệ số qui đổi
44,55275
99,0.17
)91,0.342.(2.4
.
)..(.4
2
2
2
2
12 ===
drr
daSA
kZ
kWm
k
rRA = r2.k12 = 1,071.10-4 .55275,44 = 5,92 [Ω]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 20 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
3. Điện kháng Roto
a-Hệ số từ tản rãnh rôto (dây quấn một lớp quả lê):
r
r
r
r
rR
r
r
r
rR b
hk
d
b
S
d
d
h
4
4
μ
1
4
22
1
1
1
.2
66,0
8
π1
.3
λ +⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
−+⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −=
= 99,0
5,1
4,01.
11,7.2
5,166,0
2
3,64.8
211,7.14,31
11,7.3
716,7 =+−+−
⎥⎥
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎢
⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
Trong đó
h1r = h12R+ 0,4.d2R = 5,716 + 0,4.5 = 7,716[mm]
Với máy điện nhỏ :k=1(Hệ số cản)
b- Hệ số từ dẫn tản tạp Rotor:
Rk
Rt
tr δξ.
δ.δ.9,11
λ = = 082,4023,1.
25,1.3,0.9,11
81,17 =
Trong đó:
Error! = Error!= 0,0842
Error! = Error! = 5
Tra bảng 4-7,trang 77-ĐCKĐBCSN , ta có
rZΔ = 0,05
vì Error! = Error! = 4,25 < 5 nên
023,1
2)
17
2(1
05,0
17.5
2.π1
2)(1.5
.π1δξ =−
−+=
−
Δ−+=
rZ
p
rZ
rZ
p
r
c- Hệ số từ tản đầu nối :
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
=
v
v
v
2
r
r
v
dr
b
2
a2
D74
Z
πp2lZ
D92
λ
.,lg
.sin.
.,
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 21 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
=
406,0
5,4
2
162
4,88.7,4lg
17
180.2sin.28.17
4,88.9,2
2
=
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
- Tổng hệ số từ tản rôto :
477,5406,0082,499,0λλλλ =++=++=Σ drtrrrr
534,6
99,0
91,0
17
24477,5λλ
22
' =⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛Σ=Σ
dr
da
R
S
rr k
k
Z
Z
- Điện kháng Rôto qui đổi sang stato :
xR= xs.Error!= 7,9.Error!= 8,13[Ω]
CHƯƠNGV : TÍNH TOÁN MẠCH TỪ
Hệ số ép chặt có phủ sơn cách điện của thép cán nguội 2211 chọn trong
bảng 5-1 trang 89 sách ĐCKĐBCSN
Hệ số ép chặt : KC =0,95
Điện trở suất: ρ 1/50=2,6[w/kg]
- Sức từ động khe hở không khí
F δ = 1,6.K δ .B δ .δ .104 = 1,6.1,25.0,69.0,03. 104= 381,54[A]
- Mật độ từ thông ở răng Stato
BZS = BδError! = 0,563. Error! =1,50[T]
- Sức từ động trên răng stato
FZS =2.HZS.hZS =2.11,2.1,049 =23,49[A]
Trong đó
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 22 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
HZS = 11.2[A/cm] , cường độ từ trường trên răng stato,
B ZS =1,2999[T]
{Trong phụ lục 1-3 sách ĐCKĐBCSN }
hZS = hRS – 0,1.d1 = 11,26 – 0,1.7,72 = 10,49[mm]
= 1,049[cm]
- Mật độ từ thông ở gông Stato
B gS = Error!=Error! =1,308[T]
Trong đó
hgS = Error!- hrS = Error!- 11,26 =14,74[mm]
= 1,474[cm]
- Sức từ động ở gông Stato
FgS = HgSError!=5,21.Error!=54,93[A]
Trong đó
HgS = 5,21[A/cm] : cường độ từ trường trên gông stato
với Bgs=1,308[T]
{Trong phụ lục 1-2 sách ĐCKĐBCSN }
- Mật độ từ thông ở răng Stato
BZR = BδError! = 0,69. Error! =1,39[T]
- Sức từ động ở răng Stato
FZR =2.HZR.hZR =2.8,79.1,168 =20,53[A]
Trong đó
HZR = 8,79[A/cm] : cường độ từ trường trên răng Roto
khi BzR=1,39[T]
{Trong phụ lục 1-3 sách ĐCKĐBCSN }
hZR = hrR –0,1. d2R = 12,18 –0,1.5 = 11,68[mm]
= 1,168[cm]
- Mật độ từ thông ở gông Roto
BgR = Error!=Error! =0,79[T]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 23 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
Trong đó
hgS : chiều cao gông
hgS = Error!- hZR=Error!– 11,68=24,39
= = 2,44[cm]
- Sức từ động ở gông Roto
FgR = HgRError!=1,9Error!=7,98[A]
Trong đó
HgR = 1,9[A/cm] : cường độ từ trường trên gông Roto
với BgR=0,79[T]
{Trong phụ lục 1-3 sách ĐCKĐBCSN }
- Tổng sức từ động của mạch từ
F=Fδ+FZR+FZS+FgS+FgR=
=381,54+23,49+20,53+54,93+7,98 = 488,47[A]
- Dòng điện từ hoá
Iμ`=
p.F; 0
9.m. WSA kdS =Error!= 1,74[A]
- Thành phần phản kháng của dòng điện không tải
IOX = Iμ = 1,74[A]
- Hệ số bão hoà răng
KZ1`=Error! = Error! =1,115
Tra đường cong hình 2-16 trang 47 ta được :
+ Hệ số cung cực từ : αδ = 0,7
+ Hệ số sóng : kδ = 1,09 . Vì vậy có thể chấp nhận
được
- Tỷ lệ thành phần phản kháng so vớidòng điện định mức
xmA`=Error! = Error! = 113[Ω]
Bảng 1. Bảng tính toán mạch từ
Bảng tính toán mạch từ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 24 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
Khe hở không khí Bδ = 0,69[T] Fδ = 381,54[A]
Răng Stato BZS = 1,50[T] FZS = 23,49[A]
Răng Roto BZR = 1,39[T] FZR = 20,53[A]
Gông Stato BgS = 1,308[T] FgS = 54,93[A]
Gông Roto BgR = 0,79[T] FgR = 7,98[A]
CHƯƠNGVI. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC
(Của pha chính)
Từ trường đập mạch của pha chính được phân tích thành tổng hai từ trường
quay thuận và quay ngược. ỉng với mỗi từ trường quay ta có một sơ đồ thay
thế
1-Với dòng thứ tự thuận
2-Với dòng thứ tự thuận
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 25 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
Hình 6. Sơ đồ thay thế pha chính của động cơ điện dung
Tham số ban đầu của mạch điện thay thế pha chính :
rSA =7,05 [Ω]
xSA = 7,9 [Ω]
xma = 113 [Ω]
rRA = 5,92 [Ω]
xRA =8,13 [Ω]
- Tính hệ số trở kháng của mạch điện :
048873,0
13,8113
92,5α =+=+= rama
ra
xx
r
9329,0
13,8113
113β =+=+= rama
ma
xx
x
- Chọn hệ số trượt định mức: Sđm =0,05
nđm = nđb(1 - Sđm) = 1500(1 – 0,05) = 1434 (vg/ph)
1. Tính thành phần trở kháng của mạch phân nhánh của từ trường
quay thuận
- Điện trở tác dụng:
r’RA1 = Error! = Error! = 52,694 [Ω]
- Điện kháng :
x’RA1=xRAError!=
= 0,9329.8,13Error! =59,091 [Ω]
-Tổng trở thứ tự thuận của mạch điện phân nhánh pha chính:
ZRA1 = r’RA1 + jx’RA1 = 52,694 + j59,091[Ω]
- Tổng trở thứ tự thuận của pha A:
ZA1 = ZSA + Z’RA1 = (xSA + x’RA1) + j( rSA + r’RA1)
= (7,9 + 59,091) + j(7,05 + 52,694) = 59,744 + j66,991[Ω]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 26 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
2. Tính thành phần trở kháng của mạch phân nhánh của thành phần
thứ tự ngươc
r’RA2 = Error!
= Error!=2,6404 [Ω]
x’RA2= xRAError!
= 0,9329Error! =7,6505[Ω]
- Tổng trở thứ tự nghịch của mậch phân nhánh pha chính:
ZRA2 = r’RA2 + jx’RA2 = 2,6404 + j7,6505[Ω]
- Tổng trở tác dụng thứ tự nghịch của pha chính
ZA2 = rA2 + jxA2 = (rSA +r’RA2) + j(xSA + x’RA2)
= (7,05 +2,6404) + j(7,9 +7,6505) = 9,6904 + j15,5505[Ω]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 27 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
CHƯƠNG VII. TÍNH TOÁN CUỘN DÂY PHỤ
Tham số pha phụ của động cơ điện dung quyết điịnh tínhnăng làm việc và
đặc tính khởi động của động cơ.
Điều kiện để có từ trường tròn :
k2rA1 + rc – kxA1 = 0 (1)
k2xA1 - xc + krA1 = 0 (2)
- Tỷ số biến áp giữa dây quán phụ và dây quấn chính :
k= Error!= Error!= 1,1213
- Dung kháng trong dây quấn phụ
xCv’ = k2.xA1 + k.rA1
= 1,12132.66,991 + 1,1213.59,744 = 151,2196 [Ω]
- Điện dung cần thiết
CV’ = Error! = Error! = 21,0495[μF]
Chọn CV = 21,36[μF]
- Lúc đó điện kháng là
xC = Error! = Error! = 149[Ω]
Để dảm bảo điều kiện thứ hai của từ trường quay tròn tỷ số biến áp phải là
k = Error! =
= Error! = 1.113 [Ω]
- Số thanh dẫn trong một rãnh stato của dây quấn phụ
u’rB = k. urA = 1,1213.57 = 63,91
Chọn urB = 64(thanh dẫn)
- Số vòng dây của dây quấn phụ
wSB = u’rB.p.q = 64.2.3 = 384[vòng]
- Tỷ số biến áp
k=Error! = Error! = 1.1213
- Tiết diện dây quấn pha phụ
Sơ bộ tính tiết diện dây dẫn phụ theo tỷ số
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 28 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
Error! = t
ta chọn t = k
S’SB = Error!= Error!=0,394[mm2]
Dựa theo bảng tiết diện tiêu chuẩn (phụ lục 2 trang269 –
ĐCKĐBCSN )
chọn SSB = 0,396[mm2]
Ta có
dB/dcđB =0,71/0,77[mm]
- Như vậy
t= Error! = Error! = 1,116
- Điện trở tác dụng pha phụ B
rSB =k.t.rSA = 1,1213.1,116.7,05 =8,83[Ω]
- Tổng trở thứ tự thuận pha phụ
ZB1 = r’B1 + jx,,B1 = (rSB +k2r’RA1) + j(k2xA1- xC)
= (8,83 +1,12132.52,6941) + j(1,12132.66,9909- 149)
= 75,0831 – j64,7715[Ω]
Do ta chọn điện dung CV là số nguyên nên điều kiện đạt từ trường tròn
không được thoả mãn vì vậy phải dùng công thức chung cho từ trường elíp
để tính toán các tham số ở chế độ định mức
- Điện trở tự nghịch của pha phụ
ZB2 = (rSB +k2.r’RA2) + j(k2.xA2 - xC) =
= (8,83 + 1,12132.2,6404) + j(1,12132.15,5505 – 149) =
=12,1498 – j129,448[Ω]
CHƯƠNG VIII. TÍNH TOÁN TỔN HAO
Có 4 loạI tổn hao chính:
+ Tổn hao sắt ở Stato và Roto
+ Tổn hao trong dây quấn
+ Tổn hao cơ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 29 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
+ Tổn hao phụ
- Dòng điện thứ tự thuận của pha chính
IA1 = UđmError!
= Error!= 1,5998 – j1,8561
= 2,4504∠- 49,240
Trong đó
Uđm =220[V]
ZB2-j.k ZA2 =(2,1498 -j129,448) -j1,1213(9,6904 +
j15,5505)
= 5967,978 – j30869,1
ZA1 ZB2 +ZA2 ZB1
= (59,7441 + j66,9909).( 12,1498 -j129,448 ) +
(9,6904 + j15,5505).(75,0831 - j64,7715)
= 11132,53 – j6379,92
- Dòng điện tứ tự nghịch của dây quấn chính:
IA2 = UđmError!
= Error!
= - 0,0194+ j0,0327= 0,0381∠120,690
Trong đó
ZB1+j.k ZA1 = 75,0831 - j64,7715 + j1,1213.(59,7441 +
j66,9909)
= -7,4338 + j488,3207
- Sức điện động thứ tự thuận
.
E 1=
.
I A1.ZRA1 = (1,5998 – j1,8561)( 52,694 + j59,091) =
=193,979 – j3,272= 194,00∠- 0,9660 [V]
Trong đó
ZRA1 = r’RA1 + j x’RA1 = 52,694 + j59,091
- Sức điện động thứ tự thuận bằng
.
E 2 =
.
I A2.ZRA2 = (- 0,0194+ j0,0327)( 2,6404 + j7,6505)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 30 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
= - 0,3014 - j0,062= 0,3077∠- 168,36[V]
Trong đó
ZRA2 = r’RA2 + j x’RA2 = 2,6404 + j7,6505
- Tổng sức điện động
.
E =
.
E 1 +
.
E 2 = (193,979 – j3,272) +(- 0,3014 - j0,062) =
=193,677 – j3,334 = 193,706∠- 0,9860 [V]
- Kiểm tra lại KE
KE = Error!=Error! = 0,88
ΔΕ=Error!
= Error! = 0,0217 < 0,05
Như vậy với KE = 0,9 đã chọn ban đầu có thể chấp nhận được
I.TÍNH TOÁN TRỌNG LƯỢNG
- Trọng lượng răng stato :
GZS = 7,8.ZS.bZS.hZS.lS.kC.10-3
= 7,8.24.1,049.0,6145.8.0,95.10-3 = 0,916 [Kg]
- Trọng lượng răng Rôto :
GZR = 7,8.ZR.bZR.hZR.lR.kC.10-3 =
= 7,8.17.0,924.1,168.8.0,95. 10-3 = 1,088 [Kg]
- Trọng lượng gông stato:
GGS = 7,8.π.(Dn - hGS)hGS.lS.kC.10-3
= 7,8.π.(14,9 – 1,474)1,474.8.0,95.10-3 = 3,685 [Kg]
- Trọng lượng gông Rôto:
GGR = 7,8.π.(Dt + hGR).hGR.lR.kC.10-3
= 7,8.π.(3 + 2,44).2,44.8.0,95.10-3 = 2,472 [Kg]
-Tổn hao sắt trên răng stato :
P’TZS = 1,8p1,0/50B2ZS .GZS gck
3,1
50
f ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ =
= 1,8.2,6.1,502.0,916.11,3.1,1 = 10,61 [W]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 31 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
Hệ số gia công kgc = 1,1 tra bảng 6.2-trang96 –ĐCKĐBCSN
p1,0/50 = 2,6[w/kg]
- Tổn hao sắt trên răng Rôto :
P’TZR = 1,8p1,0/50B2ZR .GZR gck
3,1
50
f ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ =
= 1,8.2,6.1,392.1,088.11,3.1,1 = 10,82[W]
- Tổn hao sắt trên gông stato :
P’TGS = 1,6p1,0/50B2GS .GGS
3,1
50
f ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ =
= 1,6.2,6.1,3082.3,685.11,3 = 26,23 [W]
- Tổn hao sắt trên gông Rôto :
P’TGR = 1,6p1,0/50B2GR .GGR
3,1
50
f ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ =
= 1,6.2,6.0,792.2,472.11,3 = 6,42[W]
Trong đó P1,0/50 = 2,6 (w/kg) : suất tổn hao thép tra bảng 6-1 trang 95
- Tổn hao sắt tính toán của stato :
P’TS = P’TSZ + P’TSG = 10,61 + 26,23 = 36,84[W]
- Tổn hao sắt tính toán của Rôto :
P’TR = P’TZR + P’TZG = 10,82 + 6,42 = 17,24[W]
- Tổn hao sắt stato do từ trường thuận và nghịch gây nên bằng
PTS1= P’TS.(Error!)2 = 36,84(Error!)2 = 35,00[W]
PTS2= P’TS.(Error!)2 =
= 36,84(Error!)2 = 0,00008914 [W]
- Tổn hao sắt rôto do từ trường thuận và nghịch gây nên bằng
PTR1= P’TR.(Error!)2 .s1,3
= 17,24(Error!)20,051,3 = 0,3358[W]
PTR2= P’TR.(Error!)2.(2 – s)1,3 =
= 17,24(Error!)2(2- 0,05)1,3 = 0,0000994 [W]
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 32 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
PT1= PTS1+PTR1 = 35,00 + 0,3358 = 35,3358[W]
PT2 = PTS2+PTR2 = 0,00008914+ 0,0000994 = 0,0001885[W]
- Dòng điện phụ pha chính thứ tự thuận và nghịch do tổn hao sắt gây nên
IT1`=Error! = Error! = 0,091[A]
IT2=Error! = Error! = 0,000306 [A]
- Dòng điện dây quấn chính stato khi xét đến tổn hao sắt
ISA1=(I’A1 + IT1 )+ j .I’’A1 = (1,5998 + 0,091) –j 1,8561 =
= 1,6908 – j 1,8561 [ A] = 2,511∠- 47,6680
ISA2 =(I’A2 + IT2 )+ jI’’A2 =
= (- 0,0194+0,000306) +j 0,0327 =
= - 0,01909+ j 0,0327 [ A] = 0,0379∠120,280
Trong đó IA1’,IA2’ và IA1’’,IA2’’ là phần thực và phần ảo của
dòng IA1 và IA2
ISA = ISA1 + ISA2 = 1,6717 – j1,8234 = 2,4737∠- 47,480
- Dòng điện trong cuộn dây phụ:
ISB1 = jError! + Error!
= jError! + Error! =1,7365 + j1,4267
ISB2 = - jError! + Error!
= - jError! + Error!
= 0,02944 + j0,01733
ISB = ISB1 + ISB2 = 1,7659 + j1,444 = 2,2812∠39,270
- Dòng điện tổng Stato lấy từ lưới :
IS = ISA + ISB
= 1,6717 – j1,8234 + 1,7659 + j1,444
= 3,4376 - j0,3794 = 3,4585∠- 6,2980
- Mật độ dòng điện dây quấn chính stato
JA =Error! = Error! = 5,5955[A/mm2]
JB =Error! = Error! = 5,761[A/mm2]
- Tốc độ của động cơ :
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 33 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
n= nđb (1-s) = 1500(1-s) = 3000(1-0,05)=1245[v/ph]
- Công suất điện từ :
Pđt = 2I2A1 r’RA1-2 I2A2r’RA2
= 2,45042 .52,6941 – 2. 0,03812.2,6404 = 632,7675 [W]
- Tổn hao cơ :
Pcơ = k.(Error!2.(Error!)3 =40,3030 [W]
- Tổn hao phụ :
][5
55,0
550005,0
η
005,0 WPP dmf ===
- Tổng công suất cơ :
P’R = PĐT(1-s) = 632,7675(1- 0,05) = 601,1291 [W]
- Công suất cơ tác dụng trên trục :
PR = P’R - PCƠ - Pf
= 601,1291 – 40,3030 - 5 =555,8261 [W]
- Mômen tác dụng :
M =
103;1
028.n PR =
103;1
028.1425 .555,8261 = 37,94291[kG.cm]
- Tổn hao đồng Stato:
PĐS = ISA2.rSA + ISB2.rSB
= 2,47272.7,05 + 2,28122.8,83 = 89,0556[W]
- Tổn hao đồng Rôto :
PĐR = 2I2A1r’RA1.s + 2IA22r’RA2.(2-s)
= 2.2,45042.52,6941.0,05 + 2.0,03812.2,6404.(2 – 0,05)
= 31,640 + 0,01495 = 31,6549[W]
- Tổng tổn hao :
ΣP = PĐS + PĐR + PT + PCƠ + PF
= 89,0556 + 31,6549 + 35,3358 + 0,0001885 + 40,3030 + 5
= 201,3495 [W]
- Công suất tiêu thụ :
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 34 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
PS = PR + ΣP =555,8261 + 201,3495 =757,1705 [W]
- Hiệu suất :
SP
P∑−=1η =1- Error! =0,734
- Hệ số công suất :
cosϕ = Error! = Error! = 0,99
-Điện áp dây quấn pha phụ :
UB1=ISB1(ZB1-ZC)
=(1,7365+j1,4267)(75,083-j64,7115 +j149)
=10,186+j253,435 = 253,64∠97,440.
UB2=ISB2(ZB2-ZC)=(0,02944+j 0,01733)(12,1498-
j129,448+j149)
= 0,01885 + j0,7861 = 0,7864∠88,6260
UB = UB1 + UB2
= 10,186+j253,435 + 0,01885 + j0,7861
= 10,205 + j254,221=254,426∠87,700.
- Điện áp rơi trên tụ :
UC=ISB.ZC
= (1,7659 + j1,444).(-j149)
= 215,156 - j236,119 =339,888∠- 47,600
Chọn tụ có điện áp làm việc là 400V.
Bảng 2. Tính toán đặc tính mo men của động cơ điện
dung
S
(Hệ số
trượt)
r’RA1
[Ω]
x’RA1
[Ω]
rA1
[Ω]
xA1
[Ω]
r’RA2
[Ω]
x’RA2
[Ω]
rA2
[Ω]
XA2
[Ω]
0,01 20,7025 108,764 27,7525 116,664 2,58738 7,64787 9,63738 15,5478
0,025 42,7397 91,1373 49,7897 99,0373 2,60700 7,64884 9,65700 15,5488
0,035 49,9005 77,2642 56,9505 85,1642 2,62025 7,64950 9,67025 15,5495
0,05 52,6941 59,0908 59,7441 66,9908 2,64038 7,65050 9,69038 15,5505
0,07 49,4800 42,1306 56,5300 50,0306 2,66771 7,65188 9,71771 15,5518
0,1 41,5866 27,909 48,6366 35,809 2,70978 7,65403 9,75978 15,5540
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 35 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
0,12 36,8249 22,5822 43,8749 30,4822 2,73857 7,65552 9,78857 15,5555
0,14 32,8024 19,0354 39,8524 26,9354 2,76797 7,65706 9,81797 15,5570
0,16 29,4519 16,5806 36,5019 24,4806 2,79802 7,65865 9,84802 15,5586
0,18 26,6569 14,8221 33,7069 22,7221 2,82872 7,66029 9,87872 15,5602
0,2 24,3083 13,5244 31,3583 21,4244 2,86010 7,66198 9,91010 15,5619
0,5 10,2064 8,58197 17,2564 16,4819 3,43101 7,69612 10,4810 15,5961
0,7 7,32428 8,09570 14,3742 15,9957 3,95747 7,73311 11,0074 15,6331
1 5,13971 7,83552 12,1897 15,7355 5,13971 7,83552 12,1897 15,7355
S
(Hệ số
trượt)
I’A1
[A]
I’’A1
[A]
IA1
[A]
IA2'
[A]
IA2''
[A]
IA2
[A]
Pđt
[W]
Pcơ
[W]
0,01 0,57567 -1,8912 1,97687 -1,3623 0,25746 1,38648 151,865 43,7684
0,025 0,98736 -1,8329 2,08192 -0,8107 0,22494 0,84133 366,812 42,4521
0,035 1,24449 -1,8267 2,21036 -0,4742 0,16503 0,50211 486,280 41,5858
0,05 1,59977 -1,8560 2,45035 -0,0194 0,03273 0,03806 632,767 40,3030
0,07 2,01386 -1,9475 2,80153 0,49519 -0,1965 0,53276 775,181 38,6239
0,1 2,51364 -2,1493 3,30729 1,09131 -0,5930 1,24202 901,402 36,1722
0,12 2,77653 -2,3030 3,60739 1,39169 -0,8639 1,63805 943,731 34,5824
0,14 2,99310 -2,4600 3,87433 1,63058 -1,1269 1,98214 963,01 33,0283
0,16 3,17136 -2,6142 4,10995 1,82004 -1,3763 2,28183 965,849 31,5100
0,18 3,31829 -2,7620 4,31742 1,97011 -1,6091 2,54377 957,173 30,0274
0,2 3,43974 -2,9017 4,50023 2,08894 -1,8246 2,77364 940,584 28,5805
0,5 4,04547 -4,1034 5,76228 2,50669 -3,5723 4,36408 547,099 11,1642
0,7 4,12658 -4,4007 6,03286 2,48206 -3,9995 4,70711 357,769 4,01913
1 4,6360 -5,0010 6,8270 2,44299 -4,2574 4,90853 237,522 0
S
(Hệ số
trượt)
Pr
[W]
M
[kGcm]
0,01 101,578 6,65397
0,025 310,190 20,6318
0,035 422,674 28,4049
0,05 555,826 37,9429
0,07 677,294 47,2291
0,1 770,089 55,4899
0,12 790,901 58,2848
0,14 790,160 59,5843
0,16 774,803 59,8174
0,18 749,854 59,3033
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 36 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
0,2 718,886 58,2755
0,5 257,385 33,3833
0,7 98,3117 21,2520
1,00 15,4040
CHƯƠNG IX. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ KHỞI ĐỘNG
- Trở kháng mạch điện :
r’RAK = Error!
=
00
9329.113.1;2+12 = 5,1397 [Ω
x’RAK= xRAError!
= Error! = 7,8355 [Ω]
- Tổng trở mạch điện thay thế thứ tự thuận và nghịch pha chính :
ZAK = rAK + jxAK = (rSA +r’RAK) + j(xSA + x’RAK)
= (7,05 + 5,1397) + j(7,9 + 7,8355)
= 12,1897 + j15,7355 ( Ω)
ZBK = rBK + jxBK = (rSB +k2r’RAK) + j(k2. xAK - xC)
= (8,83 +1,12132.5,1397) + j(1,12132. 15,7355 - 149)
= 15,2922 - j129,216 [Ω]
- Dòng điện thứ tự thuận của dây quấn chính:
IAK1 = Error!.(Error! - jError!)
= Error!.(Error! - jError!)
= 4,636 – j5,001[Ω]=6,827∠-47,190
IAK2 = Error!.(Error! + jError!)
=.(Error! + jError!)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 37 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
= 2,4430 - j4,2574[Ω] = 4,9085∠-60,150
- Dòng điện khởi động tổng của pha chính:
IAK = IAK1 + IAK2 = 7,079 – j9,2584 = 11,654∠-52,600.
- Dòng điện khởi động tổng của day quấn phụ:
IBK = IBK’ + jIBK’’ = jError! - jError!
= jError! - jError! = 4,0561+j3,7571 - 3,7968 – j2,1787
= 0,2593 + j1,5784 = 1,5995∠80,670
- Mật độ dòng điện khởi động của cuộn dây quấn chính:
JAK = Error!= Error!= 26,369[A/mm2]
JBK = Error!= Error!=4,039[A/mm2]
- Dòng khởi động tổng của dây quấn phụ :
IK= IAK+IBK
= (7,079– j9,2584) + (0,2593 + j1,5784)
=7,3383-j7,68=10,622∠-46,300.
-Bội số dòng khởi động :
iK=Error!=Error!=3,072
- Hệ số công suất lúc khởi động:
cosϕK = Error!=Error!=0,69.
-Công suất điện từ lúc khởi động :
PđtK = m.r’RAK(I2AK1-I2AK2)
= 2.5,1397(6,8272-4,90852) =237,522(W).
-Mô men khởi động :
MK=
P®tK.102;1
028.n®b
= Error! =15, 404(KG.cm)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 38 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
-Bội số mô men khởi động :
mmm=Error!=Error!=0,406
- Bội số mo men max: mmax
mmax = Error! = Error! = 1,5934
KẾT LUẬN
Sau khi tính toán song, so với yêu cầu của đề tài thiết kế em cảm thấy
kết quả tính toán và thiết kế của em đều đạt yêu cầu.
Qua bản thiết kế đồ án môn học về động cơ điện dung này đã giúp
cho em được một lần nữa hiểu sâu hơn về lý thuyết máy điện và công nghệ
chế tạo máy điện , đặc biệt là máy điện mhỏ. Ngoài ra, em cảm thấy rút ra
được rất nhiều bài học kinh nghiệm về việc thiết kế, tính toán máy điện
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 39 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
đồng thời nó đã giúp ích rất tốt cho việc làm đồ án tốt nghiệp và công việc
của em sau khi ra trường.
Để đạt được kết quả như vậy, em rất cảm ơn sự hướng dẫn tận tình
của cô Nguyễn Hồng Thanh trong thời gian vừa qua.
Hà nội ngày 20 – 10- 2002
SINH VIÊN : Nguyễn Đình Tuân
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA VÀ MỘT PHA CÔNG SUẤT NHỎ
- Trần Khánh Hà
2. MÁY ĐIỆN TRONG THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG
- Nguyễn Hồng Thanh & Nguyễn Phúc Hải
3. THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐỘNG CƠ
- 40 -
NGUYỄN ĐÌNH TUÂN LỚP:TBĐ - ĐT2 - K43
- Trần Khánh Hà & Nguyễn Hồng Thanh
4. MÁY ĐIỆN 1&2
- Trần Khánh Hà
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- a2.PDF