Lời nói đầu
Động cơ công suất nhỏ ngày nay được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như trong công,nông nghiệp,trong tự động hoá và máy tính,trong hàng không,trong sinh hoạt gia dình .Phần lớn những động cơ điện công suất nhỏ thuộc loại một pha và thường là động cơ điện không đồng bộ.Cách tính toán những động cơ điện này có khác với những động cơ điện có công suất trung bình,nhất là khi tính đặc tính của máy.Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán động cơ công suất nhỏ ,mỗi phương pháp đều có ưu điểm riêng của nó,độ chính xác và thời gian cần thiết để tính toán của các phương pháp cũng khác nhau.Trong phần thiết kế của em dùng phương pháp tính toán theo giáo trình động cơ điện không đồng bộ ba pha và một pha công suất nhỏ của thầy trần khánh hà bản in lần thứ hai có sửa chữa và bổ sung xuất bản năm 2002.
Nhiệm vụ của em trong quyển đồ án này là thiết kế động cơ không đồng bộ một pha điện dung dùng cho quạt. Với yêu cầu của bản thiết kế: Tính toán điện từ và dây quấn, tính các đường đặc tính,cùng với chuyên đề :"Nghiên cứu phương pháp điều khiển vận tốc động cơ dùng cho quạt ". Với thế mạnh về tính năng đồ hoạ của phần mềm Matlab em đưa thêm vào cách tính và vẽ các đường đặc tính làm việc và đặc tính khởi động nó đem lại kết quả chính xác hơn. Ngoài ra với tầm cỡ của đồ án tốt nghiệp em đã cố gắng sưu tập và nghiên cứu tài liệu trong và ngoài nước để cố gắng trình bày những hiểu biết của mình về loại động cơ này.
Để hoàn thành bản đồ án này trước tiên em xin chân thành cảm ơn cô giáo T.S. Nguyễn Hồng Thanh đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo giúp em có được kết quả tốt nhất có thể. Đồng thời cảm ơn nhà máy Điện Cơ Thống Nhất Hà Nội,đặc biệt là phòng kĩ thuật đã giúp đỡ tận tình,cùng bạn bè, sự động viên khích lệ của cha mẹ và gia đình. Với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, thời gian và trình độ thiết kế có hạn tất nhiên không thể tránh khỏi những sai sót.Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô trong khoa Điện và bạn bè để bản thiết kế hoàn thiện và hiểu sâu hơn về máy điện nói chung và động cơ điện dung nói riêng. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn đã đào tạo dìu dắt trong xuất thời gian học tập tại trường.
MỤC LỤC
PHầN I 3
TổNG QUAN Về CáC PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU động cơ điện dung 3
1.1. Giới thiệu chung và phân loại động cơ điện công suất nhỏ 3
1.2. Mô hình toán học của động cơ không đồng bộ điện dung ở chế độ xác lập dùng cho bài toán thiết kế. 3
1.2.2. Phương pháp trực tiếp 3
PHầN ii 3
TíNH TOáN THIếT Kế Động cơ không đồng bộ một pha điện dung dùng cho quạt 3
Chương 1 3
xác định kích thước chủ yếu và thông số pha chính 3
1. Tốc độ đồng bộ của động cơ 3
2. Đường kính ngoài stato 3
3. Đường kính trong stato 3
4. Bước cực stato 3
5. Chiều dài tính toán của stato 3
6. Chiều dài khe hở không khí 3
7. Đường kính ngoài lõi sắt rôto 3
8. Đường kính trục rôto 3
10. Trong động cơ điện dung, thường số rãnh của hai pha dưới mỗi cực bằng nhau. 3
11. Chọn dây quấn 3
12. Hệ số dây quấn stato 3
13. Từ thông khe hở không khí 3
14. Số vòng dây sơ bộ của cuộn chính 3
15. Số thanh dẫn trong rãnh 3
16. Dòng điện định mức 3
17. Tiết diện dây quấn chính sơ bộ 3
18. Bước răng stato. 3
19. Bước răng rôto 3
Chương 2 3
xác định kích thước răng rãnh stato 3
1. Chọn loại thép 3
2. Xác định dạng rãnh stato 3
3. Với căn cứ như vậy ta chọn rãnh hình nửa quả lê 3
4. Chiều cao miệng rãnh 3
5. Chiều rộng miệng rãnh 3
6. Kết cấu cách điện rãnh 3
7. Chiều rộng răng stato ( Sơ bộ) 3
8. Chiều cao gông stato. 3
9. Đường kính phía trên stato 3
10. Chiều rộng rãnh dưới stato 3
11. Chiều cao rãnh stato. 3
12. Chiều cao phần thẳng của rãnh. 3
13. Sau khi chọn kích thước rãnh thì kích thước thực của gông stato là: 3
14. Bình quân bề rộng răng stato: 3
15. Diện tích rãnh stato 3
16. Kiểm tra hệ số lấp đầy 3
Chương 3 3
Xác định kích thước răng rãnh rôto 3
1. Rãnh rôto dạng tròn, quả lê 26
2. Chọn rãnh hình quả lê 3
3. Chiều cao miệng rãnh. 3
4. Chiều rộng miệng rãnh 3
5. Làm rãnh nghiêng ở rôto và chọn thanh dẫn bằng nhôm . 3
6. Hệ số dây quấn rôto 3
7. Dòng điện tác dụng trong thanh dẫn rôto 3
8. Bề rộng răng rôto 3
9. Đường kính phía trên rôto 3
10. Đường kính phía dưới rôto 3
11. Chiều cao phần thẳng rãnh rôto 3
12. Chiều cao rãnh rôto 3
13.Chiều cao tính toán của răng rôto . 3
14. Chiều cao gông rôto. 3
15. Diện tích rãnh rôto. 3
16. Dòng điện trong vòng ngắn mạch 3
17. Mật độ dòng điện trong vòng ngắn mạch 3
18. Tiết diện vành ngắn mạch 3
19. Chiều cao vành ngắn mạch 3
20. Tiết diện vành ngắn mạch sau khi đã làm tròn 3
21. Mật độ dòng điện lúc này 3
22. Đường kính vành ngắn mạch 3
Chương 4 3
xác định trở kháng stato và rôto 3
I. Xác định thành phần trở kháng stato 3
1. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato 3
2. Chiều dài trung bình nửa vòng dây quấn stato 3
3. Tổng chiều dài dây quấn stato 3
4. Điện trở tác dụng của dây quấn stato 3
5. Điện trở stato tính theo đơn vị tương đối 3
6. Hệ số từ dẫn của từ tản rãnh rs 3
7. Hệ số từ dẫn của từ tản tạp t 3
8. Hệ số từ tản phần đầu nối của dây quấn stato 3
9. Tổng hệ số từ dẫn stato 3
10. Điện kháng tản dây quấn chính stato 3
11. Điện kháng tản của dây quấn chính stato tính theo đơn vị tương đối 3
12. Điện trở tác dụng của rôto lồng sóc 3
13. Điện trở của phần trở rôto lồng sóc 3
14. Điện trở rôto tính theo đơn vị tương đối 3
15. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto 3
16. Hệ số từ tản tạp rôto 3
17. Hệ số từ dẫn phần đầu nối 3
18. Tổng hệ số từ tản rôto 3
19. Điện kháng rôto quy đổi sang stato 3
20. Điện kháng rôto tính theo đơn vị tương đối 3
Chương 5 3
Tính toán mạch từ 3
1. Tính toán mạch từ bao gồm tính dòng điện từ hoá I 3
2. Sức từ động khe hở không khí 3
3. Sức từ động ở răng stato 3
4. Sức từ động ở gông stato 3
5. Tổng sức từ động trên stato 3
6. Sức từ động ở răng rôto. 3
7. Sức từ động ở gông rôto. 3
8. Tổng sức từ động rơi trên rôto 3
9. Tổng sức từ động của mạch từ 3
10. Dòng điện từ hoá 3
11. Dòng điện từ hoá phần trăm 3
12. Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí 3
13. Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí tương đối 3
Chương 6 3
Tính toán chế độ định mức 3
1. Tham số ban đầu của mạch điện thay thế pha chính 3
2. Tính hệ số từ kháng của mạch điện 3
3 Chọn hệ số trượt định mức. 3
4. Điện trở tác dụng thứ tự thuận và thứ tự nghịch của mạch điện 3
5. Điện kháng thứ tự thuận và nghịch của mạch điện thay thế 3
6. Tổng trở thứ tự thuận và nghịch của máy điện thay thế 3
7. Tổng trở mạch điện thay thế thứ tự thuận 3
Chương 7 3
Tính toán pha phụ. 3
1. Tỉ số biến áp 3
2. Dung kháng trong dây quấn phụ 3
3. Điện dung cần thiết của tụ điện 3
4. Tính lại tụ dung kháng 3
5. Để đảm bảo điều kiện từ trường tròn, tỉ số biến áp 3
6. Số thanh dẫn trong 1 rãnh của dây cuốn phụ 3
7. Vòng dây của dây quấn phụ 3
8. Tỉ số giữa vòng dây hai cuộn 3
9. Sơ bộ tính ra tiết diện dây dẫn pha phụ 3
10. Kiểm tra hệ số lấp đầy 3
11. Điện trở tác dụng pha phụ B 3
12. Tổng trở thứ tự thuận pha phụ B 3
13. Tổng trở thứ tự nghịch pha chính 3
14. Tổng trở thứ tự nghịch pha phụ 3
15. Thứ tự thuận nghịch của dây quấn Stato pha chính 3
16. Sức điện động thứ tự thuận 3
17. Kiểm tra hệ số kE 3
Chương 8 3
Tính tổn hao sắt và dòng điện phụ. 3
1. Trọng lượng răng stato 3
2. Trọng lượng răng roto 3
3. Trọng lượng gông stato 3
4. Trọng lượng gông roto 3
5. Tổn hao sắt trên răng stato 3
6. Tổn hao sắt trên răng roto 3
7. Tổn hao sắt trên gông stato 3
8. Tổn hao sắt trên gông roto 3
9. Tổn hao sắt tính toán của stato 3
10. Tổn hao sắt tính toán của roto 3
11. Khi E1 =151,23 (V) thì tổn hao sắt do từ trường thuận gây nên 3
12. Dòng điện phụ thứ tự thuận do tổn hao sắt gây nên 3
13. Sức điện động thứ tự nghịch 3
14. Dòng điện stato có xét đến tổn hao sắt ở cuộn dây chính 3
15. Dòng điện trong cuộn dây phụ 3
16. Mật độ dòng điện của dây quấn chính và phụ 3
17. Dòng điện tổng stato lấy từ lưới 3
18. Công suất điện từ 3
19. Tổn hao cơ 3
20. Tổn hao phụ 3
21. Tổng công suất cơ trên trục 3
22. Tổn công suất cơ tác dụng lên trục 3
23. Mômen tác dụng 3
24. Tổn hao đồng stato 3
25. Tổn hao đồng roto 3
26. Tổng tổn hao 3
27. Công suất tiêu thụ 3
28. Hiệu suất 3
29. Hệ số công suất 3
30 . Điện áp rơI trên dây quấn phụ 3
31. Điện áp trên tụ điện 3
Chương 9 3
Tính toán chế độ khởi động. 3
1.Tính toán tham sô ở chế độ khởi động
2. Dòng điện thứ tự thuận của dây quấn chính 3
3. Dòng điện thứ tự ngịch của dây quấn chính 3
4. Dòng điện tổng của dây quấn chính 3
5. Dòng điện tổng của pha phụ 3
6. Mật độ dòng khởi động dây quấn chính 3
7. Mật độ dòng dây quấn phụ 3
8. Dòng điện khởi động tổng 3
9. Bội số dòng khởi động 3
10. Hệ số công suất tổng lúc khởi động 3
10. Công suất điện từ lúc khởi động 3
11. Mômen khởi động 3
12. Bội số mômen khởi động 3
13. Công suất tiêu thụ lúc khởi động 3
14. Điện áp trên dây quấn phụ lúc khởi động 3
15. Điện áp trên tụ lúc khởi động 3
PHầN iii 3
Vẽ đặc tính làm việc và đặc tính cơ bằng Matlab 3
PHầN iV 3
chuyên đề điều khiển tốc độ động cơ 3
I. Cơ sở điều chỉnh tốc độ của động cơ công suất nhỏ. 3
Kết luận
Qua thời gian tìm hiểu và nghiên cứu phương pháp thiết kế Động cơ không đồng bộ một pha điện dung dùng cho quạt có công suất 22 W. Với sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Nguyễn Hồng Thanh cùng sự giúp đỡ của các bạn em trong thời gian qua em hoàn thành nhiệm vụ đồ án được giao.Đồ án gồm những phần sau:
Phần I: Trong phần này em đã tìm hiểu và trình bày một số kiến thức hỗ trợ.
Phần II:Từ những quan hệ rút ra ở trên, trong phần này chủ yếu tập trung vào phần thiết kế và tính toán kiểm tra đối với loại động cơ của em.
Phần III: Trong phần này em có nêu phương pháp điều khiển tốc độ quạt cũng như sơ đồ điều khiển.
Do thời gian và trình độ có hạn cùng với kiến thức thực tế chưa nhiều nên em không thể tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn trong quá trình thiết kế, em mong các thầy cô cùng các bạn thông cảm và chỉ bảo để em được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa em xin trân thành cảm ơn cô giáo Nguyễn Hồng Thanh cùng các thầy các cô trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án thiết kế tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Tài liệu tham khảo
1. Tác giả TRầN KHáNH Hà
+Động cơ không đồng bộ một pha và ba pha công suất nhỏ
Bản in lần thứ hai xuất bản năm 2002
+Thiết kế máy điện xuất bản năm 1998
2. Tác giả nguyễn hồng thanh
+Máy điện trong điều khiển tự động
xuất bản năm 1999
+Thiết kế máy điện
Xuất bản năm 1998
3. Tác giả phan tử thụ
+Máy điện I xuất bản năm 1996
+Máy điện II xuất bản năm 1996
4. Tác giả nguyễn đức sỹ
+Công nghệ chế tạo máy điện va máy biến áp
Xuất bản năm 1995
65 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1796 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nghiên cứu phương pháp điều khiển vận tốc động cơ dùng cho quạt, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
lêi nãi ®Çu
§éng c¬ c«ng suÊt nhá ngµy nay ®îc sö dông rÊt réng r·i trong nhiÒu lÜnh vùc nh trong c«ng,n«ng nghiÖp,trong tù ®éng ho¸ vµ m¸y tÝnh,trong hµng kh«ng,trong sinh ho¹t gia d×nh...PhÇn lín nh÷ng ®éng c¬ ®iÖn c«ng suÊt nhá thuéc lo¹i mét pha vµ thêng lµ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé.C¸ch tÝnh to¸n nh÷ng ®éng c¬ ®iÖn nµy cã kh¸c víi nh÷ng ®éng c¬ ®iÖn cã c«ng suÊt trung b×nh,nhÊt lµ khi tÝnh ®Æc tÝnh cña m¸y.HiÖn nay cã nhiÒu ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®éng c¬ c«ng suÊt nhá ,mçi ph¬ng ph¸p ®Òu cã u ®iÓm riªng cña nã,®é chÝnh x¸c vµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó tÝnh to¸n cña c¸c ph¬ng ph¸p còng kh¸c nhau.Trong phÇn thiÕt kÕ cña em dïng ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n theo gi¸o tr×nh ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha vµ mét pha c«ng suÊt nhá cña thÇy trÇn kh¸nh hµ b¶n in lÇn thø hai cã söa ch÷a vµ bæ sung xuÊt b¶n n¨m 2002.
NhiÖm vô cña em trong quyÓn ®å ¸n nµy lµ thiÕt kÕ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha ®iÖn dung dïng cho qu¹t. Víi yªu cÇu cña b¶n thiÕt kÕ: TÝnh to¸n ®iÖn tõ vµ d©y quÊn, tÝnh c¸c ®êng ®Æc tÝnh,cïng víi chuyªn ®Ò :Nghiªn cøu ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn vËn tèc ®éng c¬ dïng cho qu¹t . Víi thÕ m¹nh vÒ tÝnh n¨ng ®å ho¹ cña phÇn mÒm Matlab em ®a thªm vµo c¸ch tÝnh vµ vÏ c¸c ®êng ®Æc tÝnh lµm viÖc vµ ®Æc tÝnh khëi ®éng nã ®em l¹i kÕt qu¶ chÝnh x¸c h¬n. Ngoµi ra víi tÇm cì cña ®å ¸n tèt nghiÖp em ®· cè g¾ng su tËp vµ nghiªn cøu tµi liÖu trong vµ ngoµi níc ®Ó cè g¾ng tr×nh bµy nh÷ng hiÓu biÕt cña m×nh vÒ lo¹i ®éng c¬ nµy.
§Ó hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy tríc tiªn em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c« gi¸o T.S. NguyÔn Hång Thanh ®· tËn t×nh híng dÉn vµ chØ b¶o gióp em cã ®îc kÕt qu¶ tèt nhÊt cã thÓ. §ång thêi c¶m ¬n nhµ m¸y §iÖn C¬ Thèng NhÊt Hµ Néi,®Æc biÖt lµ phßng kÜ thuËt ®· gióp ®ì tËn t×nh,cïng b¹n bÌ, sù ®éng viªn khÝch lÖ cña cha mÑ vµ gia ®×nh. Víi kinh nghiÖm thùc tÕ cha nhiÒu, thêi gian vµ tr×nh ®é thiÕt kÕ cã h¹n tÊt nhiªn kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng sai sãt.Em rÊt mong ®îc sù chØ b¶o cña c¸c thÇy c« trong khoa §iÖn vµ b¹n bÌ ®Ó b¶n thiÕt kÕ hoµn thiÖn vµ hiÓu s©u h¬n vÒ m¸y ®iÖn nãi chung vµ ®éng c¬ ®iÖn dung nãi riªng. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« trong bé m«n ®· ®µo t¹o d×u d¾t trong xuÊt thêi gian häc tËp t¹i trêng.
Hµ Néi 5/2004
môc lôc
PHÇN I
TæNG QUAN VÒ C¸C PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU ®éng c¬ ®iÖn dung
1.1. Giíi thiÖu chung vµ ph©n lo¹i ®éng c¬ ®iÖn c«ng suÊt nhá
M¸y ®iÖn c«ng suÊt nhá lµ ®îc dïng rÊt réng r·i trong gÇn nöa thÕ kû nay.Giíi h¹n c«ng suÊt cña nã thêng trong kho¶ng mét vµi phÇn cña o¸t ®Õn 750W song còng cã nh÷ng lo¹i m¸y ®iÖn c«ng suÊt nhë cã c«ng suÊt lín h¬n. Víi sù ph¸t triÓn nhanh cña c«ng nghiÖp, tù ®éng ho¸ cao, do vËy mµ viÖc ®ßi sö dông ®éng m¸y ®iÖn nhá trong ®iÒu khiÓn tù ®éng, c«ng nghiÖp nhÑ, c«ng nghiÖp thùc phÈm, xÝ nghiÖp y tÕ, nhµ ¨n c«ng céng, c¸c nghµnh tiÓu thñ c«ng nghiÖp vµ sinh ho¹t hµng ngµy lµ mét ®Iòu kh«ng thÓ thiÕu ®îc trong thêi ®¹I ngµy nay. Trong ®éng cë kh«ng ®ång bé Roto lång sãc lµ lo¹I phæ biÕn nhÊt hiÖn nay trong c¸c lo¹i ®éng c¬ xoay chiÒu c«ng suÊt nhá. §éng c¬ kh«ng kh«ng ®ång bé mét pha dïng nguån ®iÖn mét pha cña líi ®iÖn sinh ho¹t nªn ®îc dïng ngµy cµng rÊt réng r·I ë mäi n¬i. VÝ dô nh nã cã thÓ ®îc dïng ®Ó kÐo c¸c m¸y tiÖn nhá, m¸y ly t©m, m¸y nÐn, b¬m níc, m¸y xay s¸t nhá, qu¹t ®iÖn, m¸y xay sinh tè, m¸y ghi ©m, m¸y l¹nh, m¸y giÆt.
§éng c¬ kh«ng ®ång bé c«ng suÊt nhá so víi nh÷ng lo¹i ®«ng c¬ ®iÖn kh¸c nhÊt lµ déng c¬ cã vµnh ®æi chiÒu th«ng dông cã nh÷ng u ®iÓm sau:
+ KÕt cÊu ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh h¹
+ Kh«ng sinh ra can nhiÕu v« tuyÕn
+ Ýt tiÕn ån
+ Sö dông ®¬n gi¶n vµ ch¾c ch¾n
Song nhîc ®iÓm cña ®éng c¬ Roto lång sãc lµ cã ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh tèc ®é thÊp.
Ba pha
§éng c¬ K§B bé
®éng lùc CSN
Gi¶m tèc
Mét pha
Víi gi¶m tèc ®iÖn tõ
Víi Roto l¨n
Víi roto ®Æc
Víi roto lång sãc
V¹n n¨ng
Ba pha
Mét pha
B×nh thêng
Ph©n lo¹i ®éng c¬ K§B c«ng suÊt nhá
TÊt c¶ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha c«ng suÊt nhá ®Òu cã nhîc ®iÓm lµ lu«n cã chèt li t©m hoÆc r¬le chuyªn dông ®Ó ng¾t phÇn tö khëi ®éng sau khi ®éng c¬ khëi ®éng .§iÒu ®ã dÉn ®Õn t¨ng gi¸ thµnh cña ®éng c¬ vµ gi¶m ®é tin cËy cña chóng.Trong trêng hîp khi ®é tin cËy cña ®éng c¬ ®ãng vai trß quan träng nhÊt cßn yªu cÇu m« men khëi ®éng kh«ng qu¸ cao, ngêi ta thêng dïng ®éng c¬ mét pha víi tô lµm viÖc m¾c cè ®Þnh. §éng c¬ kh«ng ®ång bé ®iÖn dung cã hai pha trªn stato thêng ®îc cÊp ®iÖn qua ®iÖn dung ®Ó t¹o ra ®iÖn ¸p hai pha cho qu¸ tr×nh më m¸y. KÕt thóc qu¸ tr×nh më m¸y phÇn tö ®iÖn dung vÉn tham gia vµo qu¸ tr×nh lµm viÖc.
Trong nh÷ng trêng hîp ®Æc biÖt, yªu cÇu lóc më m¸y vµ lóc t¶i ®Þnh møc tõ trêng quay gÇn trßn nhÊt ®Ó ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt ngêi ta dïng hai ®iÖn dung(mét ®Ó më m¸y vµ mét ®Ó lµm viÖc).
§éng c¬ ®iÖn dung ®îc cÊp ®iÖn tõ líi mét pha víi hai cuén d©y trªn stato gåm cuén chÝnh(Cuén A) nèi trùc tiÕp víi nguån vµ cuén phô(Cuén B) nèi víi nguån qua tô ®iÖn.Chóng ®îc ®Æt lÖch nhau 900 .
S¬ ®å m¹ch ®iÖn ®éng c¬ ®éng c¬ ®iÖn dung:
§éng c¬ víi tô lµm viÖc cã ®Æc tÝnh lµm viÖc t¬ng ®èi tèt : h = 0,5 – 0,9; Cosj = 0,8 –0.95; Mmax = (1,6 – 2,2)M®m; song nhîc ®iÓm cña lo¹i ®éng c¬ nµy lµ momen khëi ®éng nhá MK = (0,3-0,6)M®m.
Díi ®©y sÏ tiÕn hµnh kh¶o s¸t vÒ c¸c ph¬ng ph¸p diÔn t¶ to¸n häc cña mçi lo¹i vµ ph©n biÖt c¸ch x¸c ®Þnh kÝch thíc c¬ b¶n ®Ó c¶i tiÕn cho phï hîp víi c«ng t¸c nghiªn cøu.
1.2. M« h×nh to¸n häc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®iÖn dung ë chÕ ®é x¸c lËp dïng cho bµi to¸n thiÕt kÕ.
Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ m¸y ®iÖn nãi chung, m« h×nh to¸n diÔn t¶ chÕ ®é x¸c lËp ®îc dïng ®Ó x¸c ®Þnh c¸c ®Æc tÝnh lµm viÖc. M« h×nh to¸n häc ph¶n ¸nh b¶n chÊt cña m¸y ®iÖn ®îc thiÕt kÕ qua c¸c ®Æc tÝnh tÜnh. NÕu nh c¸c ®Æc tÝnh nhËn ®îc tõ m« h×nh cha ®¶m b¶o tiªu chuÈn th× ph¶i tÝnh to¸n l¹i tõ ®Çu. M« h×nh to¸n häc cña m¸y ®iÖn xoay chiÒu ë chÕ ®é x¸c lËp ®îc tr×nh bµy bëi hÖ thèng c¸c ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p ë d¹ng phøc sè vµ biÓu thøc m«men ®iÖn tõ ë d¹ng trÞ sè hiÖu dông.
§éng c¬ ®ang nghiªn cøu thuéc lo¹i ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha ®iÖn dung th«ng dông. Trªn stato cã hai cuén d©y ®Æt lÖch nhau mét gãc 900 ®iÖn trong kh«ng gian. Gãc lÖch pha vÒ thêi gian ®îc t¹o nªn nhê ®iÖn dung C nèi vµo mét trong hai cuén. §éng c¬ ®îc cung cÊp ®iÖn tõ líi mét pha. Roto cã cÊu t¹o kiÓu lång sãc. Hai cuén d©y trªn stato lµ hai pha A vµ B cã tiÕt diÖn d©y vµ sè vßng d©y kh«ng ®èi xøng. C¶ hai cuén d©y ®Òu tham gia lµm viÖc trong suèt qu¸ tr×nh qu¸ ®é vµ qu¸ tr×nh x¸c lËp. Cã hai ph¬ng ph¸p diÔn t¶ to¸n häc ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®iÖn dung mét pha lµ: ph¬ng ph¸p ph©n lîng ®èi xøng vµ ph¬ng ph¸p trùc tiÕp tù nhiªn.
1.2.1. ph¬ng ph¸p ph©n lîng ®èi xøng
Nguyªn lý x©y dùng m« h×nh nµy xuÊt ph¸t tõ dßng ®iÖn mét pha t¹o ra tõ trêng ®Ëp m¹ch cã thÓ ph©n tÝch thµnh hai tõ trêng quay thuËn vµ ngîc. Trong ®éng c¬ ®iÖn dung, trªn stato cã hai cuén d©y t¬ng øng víi bèn ®éng c¬ ®èi xøng, trong ®ã cã mét ®éng c¬ quay thuËn vµ mét ®éng c¬ quay ngîc. Gäi UA, UB lµ ®iÖn ¸p ®ãng vµo hai cuén d©y stato th× ph©n lîng thuËn vµ ngîc cña s®iÖn ¸p ®îc x¸c ®Þnh:
UA(1,2) = (UAj UB)
UB(1,2) = (UAj UA)
Gäi tæng trë c¸c cuén d©y stato lµ: ZsA, ZsB
Tæng trë tõ ho¸ ZsA, ZsB;
§iÖn trë vµ ®iÖn kh¸ng cña roto t¬ng øng víi c¸c pha A vµ B lµ rrA, rrB, Xs2A, Xs2B ;
Tû sè gi÷a tèc ®é quay cña roto vµ tèc ®é quay cña tõ trêng 1 lµ :
Khi ®ã bèn hÖ thèng ph¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p ®îc thÓ hiÖn trªn c¸c m¹ch ®iÖn thay thÕ ë h×nh sau:
UB(1,2)
IrA(1,2)
IA(1,2)
IoA(1,2)
ZoA(1,2)
UA(1,2)
ZA
IrB(1,2)
IB(1,2)
IoB(1,2)
ZoB(1,2)
ZB
H×nh vÏ: M¹ch ®iÖn thay thÕ øng víi c¸c thµnh phÇn thuËn vµ ngîc cña c¸c pha A vµ B
Trong ph¬ng tr×nh cña m¹ch ®iÖn thay thÕ c¸c dßng ®iÖn thùc tÕ cã d¹ng :
§Ó x¸c ®Þnh ®îc IA(1,2) vµ IB(1,2) ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn dung th× c¸c ph¬ng tr×nh ®iÖn ¸p cña nã cã d¹ng:
UA(1,2) =
UB(1,2) =
M« men ®iÖn tõ ®îc tÝnh to¸n nh sau:
Mdt = [rrAI2rA1+ rrBI2rB1] - [ rrAI2rA2+ rrBI2rB2]
TÝnh to¸n c¸c ®Æc tÝnh lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn dung theo ph¬ng ph¸p nµy kh¸ cång kÒnh, sè lîng phÐp tÝnh lín. V× thÕ trong thêi gian gÇn ®©y ngêi ta ®a ra ph¬ng ph¸p x©y dùng m« h×nh trùc tiÕp, kh«ng sö dông ph¬ng ph¸p ph©n lîng ®èi xøng.
1.2.2. Ph¬ng ph¸p trùc tiÕp
Ph¬ng ph¸p trùc tiÕp lµ ph¬ng ph¸p kh«ng sö dông nguyªn lý xÕp chång tõ trêng quay thuËn vµ ngîc trong khe hë kh«ng khÝ. Ph¬ng ph¸p nµy cho phÐp thu gän sè lîng c¸c ph¬ng tr×nh vµ biÓu thøc tÝnh to¸n trong thiÕt kÕ ®éng c¬ ®iÖn dung.
Tõ hÖ thèng bèn ph¬ng tr×nh vi ph©n cña m¸y ®iÖn tæng qu¸t ®îc viÕt trong hÖ to¹ ®é quay a, b sau khi chuyÓn vÒ phøc sè ë tr¹ng th¸i x¸c lËp cã d¹ng:
Ua = Z+Z0A(a +ra)
0 = Z0A(a +ra) + ( + jxs2) ra +(ra -jr )
jUa=ZsBj+Z0B(j+jr) -jXcjb
0 = ZoB(j+jr)+( + jxs2) jr+( jr-ra)
Tõ hÖ thèng bèn ph¬ng tr×nh nµy vÏ ®îc m¹ch ®iÖn thay thÕ trªn h×nh 2-2:
ZoA
jI-Ir
Ir
jIr
ZoB
jI
U
I
jU
Z
jX
Z
JXC
jX
H×nh vÏ: S¬ ®å thay thÕ cña déng c¬ kh«ng ®ång bé ®iÖn dung theo ph¬ng ph¸p trùc tiÕp
HÖ thèng 4 ph¬ng tr×nh trªn ®©y chøa 4 Èn sè dßng ®iÖn lµ A, , B, ra, rb. Gi¶i hÖ thèng bèn ph¬ng tr×nh nµy sÏ t×m ®îc dßng ®iÖn trong c¸c cuén d©y. Khi ®ã m« men ®iªn tõ ®îc tÝnh theo biÓu thøc sau:
Mdt=[g(I2r+I2r) + 2IrIrsinr]
trong ®ã r lµ gãc lÖch pha thêi gian gi÷a Ir,Ir.
MÆc dï ph¬ng ph¸p nµy cã nhiÒu h¬n ph¬ng ph¸p ph©n lîng ®èi xøng
song kh«ng thÊy râ ¶nh hëng trùc tiÕp ®Õn m« men ®iÖn tõ.
PHÇN ii
TÝNH TO¸N THIÕT KÕ §éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha ®iÖn dung dïng cho qu¹t
Ch¬ng 1
x¸c ®Þnh kÝch thíc chñ yÕu vµ th«ng sè pha chÝnh
C¸c yªu cÇu ®Æt ra cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé c«ng suÊt nhá thêng m©u thuÉn víi nhau, v× vËy viÖc x¸c ®Þnh kÝch thíc chñ uÕu trë nªn phøc t¹p. KÝch thíc chñ yÕu ë ®©y lµ ®êng kÝnh trong D, ®êng kÝnh ngoµi Dn vµ chiÒu dµi tÝnh to¸n l cña lâi s¾t stato.
1. Tèc ®é ®ång bé cña ®éng c¬
n®b= vßng/phót
trong ®ã :
p :Sè ®«i cùc p= 2
f: TÇn sè nguån
2. §êng kÝnh ngoµi stato
Trong thùc tÕ hiÑn nay ®èi víi lo¹i qu¹t c«ng suÊt nµy ngêi ta thêng chÕ t¹o víi dêng kÝnh :
Dn=7,9 cm.
3. §êng kÝnh trong stato
D = kD.Dn = 0,6.168 = 100,8 (mm)
Trong ®ã :
kD:HÖ sè kÕt cÊu
kD = (0,485 – 0,615) víi 2p = 4. Trong trêng hîp bµi to¸n nµy ta chän kD = 0,58.
4. Bíc cùc stato
¸p dông c«ng thøc:
t » 36 (mm)
5. ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña stato
l = l.D = 0,391.46 = 18 (mm)
Trong ®ã:
l:HÖ sè kÕt cÊu, lµ tû lÖ chiÒu dµi lâi s¾t stato víi ®êng kÝnh trong
l = (0,22 – 1,57) :Theo tµi liÖu I
Trong tÝnh to¸n trªn ta chän l = 0, 391;
6. ChiÒu dµi khe hë kh«ng khÝ
§Ó gi¶m nhá dßng ®iÖn kh«ng t¶i vµ n©ng cao cosj ,khe hë kh«ng khÝ thêng chän nhá, nhng khe hë kh«ng khÝ cµng nhá th× vÊn ®Ò c«ng nghÖ kh«ng ®¸p øng ®îc vµ lµm t¨ng sãng bËc cao lªn.
Khe hë kh«ng khÝ trong m¸y ®iÖn c«ng suÊt nhá thêng chän trong kho¶ng sau:
d =0,2-0,3 (mm).
Ta dïng kÕt cÊu æ ®ì lµ b¹c ®ì,do cã kh¶ n¨ng bÞ lÖch t©m nªn lÊy lín mét Ýt
ta chän d = 0,3 mm.
7. §êng kÝnh ngoµi lâi s¾t r«to
D’ = D – 2.d = 1046– 2.0,3 = 45,4 (mm)
8. §êng kÝnh trôc r«to
dt = 0,3.D = 0,3.46 = 13,8 (mm)
Chän dt =14 (mm).
ViÖc chän sè r·nh stato Zs cña ®éng c¬ ®iÖn dung vµ sè r·nh r«to Zr cã quan hÖ mËt thiÕt víi nhau, khi chän ta ph¶i xÐt ®Õn c¸c mèi quan hÖ sau:
+ Trªn ®Æc tÝnh m«men M = f(n) kh«ng cã chç lâm nhiÒu do nh÷ng m«men ký sinh ®ång bé vµ kh«ng ®ång bé sinh ra.
+ §éng c¬ khi lµm viÖc tiÕng ån do lùc híng t©m sinh ra nhá nhÊt.
+ Tæn hao phÇn r¨ng sinh ra nhá nhÊt.
9. Víi nh÷ng lý do trªn ta quyÕt ®Þnh chän sè r¨ng nh sau:
Víi 2p = 4 ta cã Zs = 16; Zr = 17.
Sù t¬ng øng gi÷a Zs vµ Zr theo b¶ng 2.1 trang 29 tµi liÖu [I]
10. Trong ®éng c¬ ®iÖn dung, thêng sè r·nh cña hai pha díi mçi cùc b»ng nhau.
11. Chän d©y quÊn
Chän d©y quÊn 1 líp, ®ång t©m ph©n t¸n hai mÆt ph¼ng
B
A
Y
X
D©y quÊn bíc ®ñ y=t = Zs/2.p =16/4 = 4
12. HÖ sè d©y quÊn stato
ë ®©y :
= 1- bËc cña sãng c¬ b¶n
13. Tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ
fd = ad.t.l.Bd.10-4 = 0,64.3,6.1,8.0,5.10- 4 = 2,0736.10-4 (Wb)
Trong ®ã:
ag:HÖ sè cung cùc tõ, ag =0,64
Bd - tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ: Bd = (0,3 - 1)T, ta chän Bd = 0,5T;
14. Sè vßng d©y s¬ bé cña cuén chÝnh
(vßng)
Trong ®ã:
U ®m-®iÖn ¸p pha ®Þnh møc
ks :hÖ sè sãng phô thuéc vµo ®é b·o hoµ r¨ng stato vµ r« to.
ks= 1,11 lµ trÞ sè ë sãng c¬ b¶n
kE = = (0,7 ¸ 0,9); ë ®©y ta chän kE = 0,7;
15. Sè thanh dÉn trong r·nh
(vßng)
quy chuÈn uaA = 905 (vßng)
Trong ®ã
a:sè m¹ch nh¸nh song song ,chän a=1.
TÝnh l¹i:
(vßng)
16. Dßng ®iÖn ®Þnh møc
(A)
Theo yªu cÇu thiÕt kÕ:
hII.cosjII = 0,38
17. TiÕt diÖn d©y quÊn chÝnh s¬ bé
Trong ®ã:
Idm- Dßng ®iÖn pha ®Þnh møc.
a:sè m¹ch nh¸nh song song , a=1.
J - mËt ®é dßng ®iÖn J = (6 ¸ 8,5) A/mm2, ë ®©y ta chän J = 6 A/mm2.
Ta quy chuÈn ssA = 0,0314 mm2.
Do c¸ch ®iÖn lµ cÊp B nªn ta chän lo¹i d©y men chÞu nhiÖt P'TB
Dùa vµo phô lôc II trong tµi liÖu [I] ta chän ®îc:
§êng kÝnh chuÈn cña d©y dÉn kh«ng c¸ch ®iÖn d = 0,20 mm;
§êng kÝnh chuÈn cña d©y dÉn kÓ c¶ c¸nh ®iÖn dc® = 0,23 mm.
18. Bíc r¨ng stato.
19. Bíc r¨ng r«to
ch¬ng 2
x¸c ®Þnh kÝch thíc r¨ng r·nh stato
1. Chän lo¹i thÐp
Ta chän thÐp c¸n nguéi kÝ hiÖu 2211. ChiÒu dµy l¸ thÐp lµ 0,5 mm cã hÖ sè Ðp chÆt kc = 0,97.
2. X¸c ®Þnh d¹ng r·nh stato
Stato cña ®éng c¬ ®iÖn dung cã thÓ dïng cho c¸c d¹ng r·nh sau:
H×nh qña lª.
H×nh nöa qu¶ lª.
H×nh thang.
Víi c¸c d¹ng r·nh nµy chiÒu réng r¨ng sÏ ®Òu suèt c¶ chiÒu cao r·nh.
R·nh h×nh qu¶ lª cã khu«n dËp ®¬n gi¶n nhÊt, tõ trë ë ®¸y r·nh so víi 2 r·nh kia nhá h¬n v× vËy ®¬n gi¶n ®îc søc tõ ®éng cÇn thiÕt trªn r¨ng.
R·nh h×nh nöa qu¶ lª cã diÖn tÝch lín h¬n d¹ng r·nh h×nh qu¶ lª.
DiÖn tÝch r·nh d¹ng h×nh thang lín nhÊt nhng tÝnh c«ng nghÖ kÐm h¬n d¹ng r·nh nöa qu¶ lª.
3. Víi c¨n cø nh vËy ta chän r·nh h×nh nöa qu¶ lª
4. ChiÒu cao miÖng r·nh
Theo tµi liÖu [I] th× chiÒu cao miÖng r·nh h4s = (0,5 ¸ 0,8)mm. Ta chän h4s = 0,8 mm.
5. ChiÒu réng miÖng r·nh
b4s =dcd + (1,1- 1,5) (mm) =0,22+ (1,1 –1,5) (mm)
Trong ®ã:
dcd lµ dêng kÝnh d©y dÉn kÓ c¶ c¸ch ®iÖn cña d©y quÊn stato
Ta lÊy b4s = 1,5 mm.
6. KÕt cÊu c¸ch ®iÖn r·nh
Dïng giÊy c¸ch ®iÖn cã bÒ dµy c = 0,5 mm.
7. ChiÒu réng r¨ng stato ( S¬ bé)
§îc x¸c ®Þnh theo kÕt cÊu, tøc lµ xÐt ®Õn:
§é bÒ cña r¨ng;
Gi¸ thµnh cña khu«n dËp; ®é bÒn cña khu«n;
§¶m b¶o mËt ®é tõ th«ng qua r¨ng n»m trong ph¹m vi cho phÐp, thêng Bzs£ 2 T.
bzs
Trong ®ã:
Chän mËt ®é tõ th«ng r¨ng stato Bzs = 1,4 (T).
HÖ sè Ðp chÆt kc =0,97.
8. ChiÒu cao g«ng stato.
ChiÒu cao nµy bÞ h¹n chÕ bëi mËt ®é tõ th«ng cho phÐp trªn g«ng:
hgs
Chän hgs =5,3 (mm).
9. §êng kÝnh phÝa trªn stato
§èi víi r·nh h×nh nöa qu¶ lª:
Chän d1s =7,5 (mm).
10. ChiÒu réng r·nh díi stato
b2
11. ChiÒu cao r·nh stato.
§èi víi r·nh h×nh nöa qu¶ lª:
12. ChiÒu cao phÇn th¼ng cña r·nh.
h12s = hrs – 0,5.(d1s + 2.h4s) =
= 11,2 – 0,5.(7,5 + 2.0,8) = 6,65 (mm)
13. Sau khi chän kÝch thíc r·nh th× kÝch thíc thùc cña g«ng stato lµ:
14. B×nh qu©n bÒ réng r¨ng stato:
b’zs
b’’zs =
B×nh qu©n:
bzs =
15. DiÖn tÝch r·nh stato
16. KiÓm tra hÖ sè lÊp ®Çy
Trong ®ã:
DiÖn tÝch c¸ch ®iÖn r·nh
Scd= c.(d2s + 2.hrs)= 0,5.(10,1 + 2.11,2)=6,5 (mm2)
DiÖn tÝch r·nh cã Ých
Sr = Srs – Scd = Srs – c.(d2s + 2.hrs) =
= 80,6 – 6,5 = 74,1 (mm2)
Ch¬ng 3
X¸c ®Þnh kÝch thíc r¨ng r·nh r«to
1. R·nh r« to cã d¹ng trßn, qu¶ lª.
Thêng lµ r·nh miÖng kÝn ®Ó ®¶m b¶o ®é bÒn cña khu«n dËp vµ tiÖn cho viÖc ®óc nh«m.
Theo quan ®iÓm vÒ chÕ t¹o khu«n dËp th× r·nh trßn ®¬n gi¶n nhÊt nhng tiÕt diÖn thanh dÉn r«to cã thÓ kh«ng ®ñ.Do ®ã thêng chän r·nh qu¶ lª,víi d¹ng nµy th× chiÒu r«ng r¨ng ®îc ®Òu theo chiÒu cao cña r·nh h¬n.
2. Chän r·nh h×nh qu¶ lª
3. ChiÒu cao miÖng r·nh.
§èi víi ®éng c¬ c«ng suÊt nhá,®Ó ®¶m b¶o ®é bÒn cña khu«n dËp, chiÒu cao miÖng r·nh nhá nhÊt lÊy vµo kho¶ng
h4r = (0,3 ¸ 0,4) mm
Ta chän h4r = 0,4 mm
4. ChiÒu réng miÖng r·nh
b4r = (1 ¸ 1,5) mm
Chän b4r = 1 mm
5. Lµm r·nh nghiªng ë r«to vµ chän thanh dÉn b»ng nh«m nh»m lµm gi¶m tiÕng ån vµ m«men ký sinh.
bn
αn
bnnnnnnnnbnn
53.45091875
53.45091875
d
6. HÖ sè d©y quÊn r«to
Trong ®ã:
: gãc ë t©m r·nh nghiªng
bn:§é nghiªng r·nh biÓu thÞ b»ng ph©n sè cña bíc r¨ng stato
bn - ®é nghiªng cña r·nh tÜnh theo cung trßn cña r«to vµ nghiªng 1/16 vßng trßn nghÜa lµ mét bíc r·nh statoÞ bn=ts=9,03 (mm)
7. Dßng ®iÖn t¸c dông trong thanh dÉn r«to
Ta cã quan hÖ kI = f(cosj), cosj = 0,9 , tra h×nh 10.5 tµi liÖu [I] ta cã kI = 0,92.
8. BÒ réng r¨ng r«to
bzr
Trong ®ã :
Bzr-MËt ®é tõ th«ng r¨ng stato,chän Bzr =1,3 (T).
Kc-HÖ sè Ðp chÆt,kc
9. §êng kÝnh phÝa trªn r«to
Chän d1r =4,2 (mm)
10. §êng kÝnh phÝa díi r«to
Chän d2r =2,4 (mm)
11. ChiÒu cao phÇn th¼ng r·nh r«to
Chän h12r =4,8 (mm).
12. ChiÒu cao r·nh r«to
hrr = h12r + 0,5.(d1r + d2r) + h4r = (mm)
= 4,8 + 0,5.(4,2 + 2,4) + 0,4 = 8,5 (mm)
13. V× r·nh h×nh qu¶ lª nªn chiÒu cao tÝnh to¸n cña r¨ng r«to kh¸c víi chiÒu cao tÝnh to¸n cña r·nh r«to (hzr # hrr).
hzr = hrr – 0,1.d2r = 8,5 – 0,1.2,4 = 8,26 (mm)
14. ChiÒu cao g«ng r«to.
15. DiÖn tÝch r·nh r«to.
16. Dßng ®iÖn trong vßng ng¾n m¹ch
17. MËt ®é dßng ®iÖn trong vßng ng¾n m¹ch
Jv = (0,6 ¸ 0,8)Jtd = (0,6 ¸ 0,8).(2 ¸ 3) A/mm2
Chän Jv = 2,5 A/mm2
18. TiÕt diÖn vµnh ng¾n m¹ch
19. ChiÒu cao vµnh ng¾n m¹ch
bv³1,2h12r=1,2.8,5=10,2
Chän bv = 11 mm
Chän av = 7 mm.
20. TiÕt diÖn vµnh ng¾n m¹ch sau khi ®· lµm trßn
Sv = av.bv = 7.11= 77 (mm2)
21. MËt ®é dßng ®iÖn lóc nµy
22. §êng kÝnh vµnh ng¾n m¹ch
Dv = D – av – 2.d = 46 -7 – 2.0,3 = 38,4 (mm)
Ch¬ng 4
x¸c ®Þnh trë kh¸ng stato vµ r«to
I. X¸c ®Þnh thµnh phÇn trë kh¸ng stato
§é chÝnh x¸c cña tÝnh to¸n ®éng c¬ ®iÖn dung phô thuéc vµo ®é chÝnh x¸c cña tÝnh to¸n tham sè. V× vËy viÖc x¸c ®Þnh ®iÖn trë, ®iÖn kh¸ng d©y quÊn stato vµ r«to lµ rÊt quan träng.
1. ChiÒu dµi phÇn ®Çu nèi cña d©y quÊn stato
l® = kI.ty +2.B =1,3.3,37 +2.1 =6,38 (cm)
trong ®ã:
kI - hÖ sè kinh nghiÖm, kI = 1,3 khi 2p =4
B – hÖ sè kinh nghiÖm B = (0,5 ¸ 1,5), ë ®©y ta chän B = 1
V× lµ d©y quÊn ®ång khu«n nªn:
.ty
Bíc d©y b×nh qu©n y=3 ; =3/4
2. ChiÒu dµi trung b×nh nöa vßng d©y quÊn stato
ltb = l® + l = 1,8 + 6,381 = 8,181 (cm)
3. Tæng chiÒu dµi d©y quÊn stato
lsA = 2.ltb.WsA.10-2 = 2.8,181.366.10-2 = 592,3 (m)
4. §iÖn trë t¸c dông cña d©y quÊn stato
trong ®ã r75 = 2,13.10-2 W.mm2/m - ®iÖn trë suÊt cña kim lo¹i b»ng ®ång dïng trong ®éng c¬ ë nhiÖt ®é 750 C.
5. §iÖn trë stato tÝnh theo ®¬n vÞ t¬ng ®èi
víi:
6. HÖ sè tõ dÉn cña tõ t¶n r·nh lrs
Nã phô thuéc vµo kÝch thíc vµ h×nh d¹ng r·nh còng nh lo¹i d©y quÊn(mét líp hay hai líp). Khi ta tÝnh to¸n chØ xÐt ®Õn tõ t¶n ë miÖng r·nh vµ thµnh r·nh; kh«ng xÐt ®Õn tõ t¶n ë ngoµi r·nh
HÖ sè tõ dÉn r·nh h×nh nöa qu¶ lª ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
trong ®ã:
Ta sö dông d©y quÊn mét líp bíc ®ñ nªn ta cã hÖ sè kb = kb1 = 1;
h2 = bc® - d1s/2 = 0,2 - 7,5/2 = -3,55 (mm)
h1 = hrs – h4s – d1s/2 - bc® - h2 – d2s/10 =
= 11,2 – 0,8 – 7,5/2 – 0,2 –(-3,55) –4,2/10 =10 (mm)
7. HÖ sè tõ dÉn cña tõ t¶n t¹p lt
XÐt ®Õn ¶nh hëng cña tõ trêng sãng bËc cao (sãng ®iÒu hoµ r¨ng vµ sãng ®iÒu hoµ d©y quÊn) g©y nªn tõ th«ng mãc vßng t¶n trong d©y quÊn stato, cã khi cßn gäi lµ tõ t¶n trong khe hë kh«ng khÝ vµ tõ trêng t¬ng øng chñ yÕu phô thuéc vµo sù dÉn tõ cña c¸c ®êng søc tõ trong khe hë kh«ng khÝ.
HÖ sè lt phô thuéc vµo kÝch thíc m¸y ®iÖn( bíc r¨ng, khe hë kh«ng khÝ) vµ sè liÖu d©y quÊn.BÒ réng miÖng r·nh stato vµ r«to còng cã ¶mh hëng nhÊt ®Þnh ®Õn tõ t¶n t¹p (hÖ sè khe hë kh«ng khÝ kd phô thuéc vµo bÒ réng miÖng r·nh).
Trong ®ã:
ts = 9,03 mm;
d = 0,3 mm – bÒ réng khe hë kh«ng khÝ;
kd = kds.kdr = 1,091.1,05 = 1,146 – hÖ sè khe hë kh«ng khÝ;
Cã: Zs/Zr=16/17 vµ Zs/2p=16/4=4
Theo h×nh 4-9 tµi liÖu I.Tra ra =0,81
8. HÖ sè tõ t¶n phÇn ®Çu nèi cña d©y quÊn stato
Tõ t¶n ®Çu nèi còng rÊt phøc t¹p, phô thuéc vµo lo¹i d©y quÊn vµ gãc ®é nghiªng cña phÇn ®Çu nèi.
HÖ sè tõ t¶n phÇn ®Çu nèi d©y quÊn ph©n t¸n hai mÆt ph¼ng:
9. Tæng hÖ sè tõ dÉn stato
åls = lrs + lts + lds = 1,189 + 1,788 + 1,223 = 4,2
10. §iÖn kh¸ng t¶n d©y quÊn chÝnh stato
11. §iÖn kh¸ng t¶n cña d©y quÊn chÝnh stato tÝnh theo ®¬n vÞ t¬ng ®èi
12. §iÖn trë t¸c dông cña r«to lång sãc
Trong ®ã:
kds = 0,924-HÖ sè d©y quÊn stato
kdqr = kn = 0,974 – HÖ sè d©y quÊn r«to lång sãc khi lµm r·nh nghiªng
13. §iÖn trë cña phÇn trë r«to lång sãc
Trong ®ã:
- ®iÖn trë t¸c dông cña thanh dÉn r«to lµm b»ng nh«m
=
rv - ®iÖn trë vµnh ng¾n m¹ch;
Srr – tiÕt diÖn thanh dÉn t¸c dông r«to (mm2);
lr- chiÒu dµi t¸c dông cña r«to (mm).
rrA = k12.rpt = 554,99.104.0,473.10-4 = 262,51 (W)
14. §iÖn trë r«to tÝnh theo ®¬n vÞ t¬ng ®èi
15. HÖ sè tõ dÉn t¶n r·nh r«to
víi:
h1r = h12r + 0,4. d2r = 4,8 + 0,4.2,4 =5,76 (mm)
km – hÖ sè c¶n.§èi víi ®éng c¬ nhá km=1
16. HÖ sè tõ t¶n t¹p r«to
Ta cã:
V× Zr/2.p=17/2.2<5 nªn:
Cã:
Theo h×nh 4-7 tµi liÖu I ta tra ®îc =0,03.
17. HÖ sè tõ dÉn phÇn ®Çu nèi
Trong ®ã :
a: chiÒu dµy(híng trôc) cña vµnh ng¾n m¹ch
b: chiÒu réng(híng t©m)cña vµnh ng¾n m¹ch.
Dv:®êng kÝnh vµnh ng¾n m¹ch.
18. Tæng hÖ sè tõ t¶n r«to
ålr = ldr + ltr + lrr = 0,473+2,336+1.091 =3,9
19. §iÖn kh¸ng r«to quy ®æi sang stato
20. §iÖn kh¸ng r«to tÝnh theo ®¬n vÞ t¬ng ®èi
ch¬ng 5
TÝnh to¸n m¹ch tõ
HÖ sè Ðp chÆt cã phñ s¬n c¸ch ®iÖn cña thÐp c¸n nguéi 2211 chän trong b¶ng 5-1 trang 89 tµi liÖu I
HÖ sè Ðp chÆt : KC =0,95
§iÖn trë suÊt: 1/50=2,6[w/kg]
1. TÝnh to¸n m¹ch tõ bao gåm tÝnh dßng ®iÖn tõ ho¸ Im
Thµnh phÇn ph¶n kh¸ng cña dßng ®iÖn kh«ng t¶i vµ dßng ®iÖn t¬ng øng víi khe hë kh«ng khÝ XmA.
2. Søc tõ ®éng khe hë kh«ng khÝ
Fd = 1,6.kd.d.Bd.104 = 1,6.1,146.0,03.0,5.104 = 275,04 (A)
3. Søc tõ ®éng ë r¨ng stato
Fzs = 2.Hzs.hzs = 2.8,97.1,12 = 20,09 (A)
Trong ®ã:
Hzs: Cêng ®é tõ trêng phô thuéc vµo lo¹i thÐp kÜ thuËt vµ Bzs cña r¨ng
Hzs = f(Bzs) víi:
Bzs =1,4(T)
Tra b¶ng quan hÖ gi÷a Hzs vµ Bzs ë phô lôc 1.3(Tµi liÖu I) ta cã Hzs =8.97A/cm.
V× r·nh nöa qu¶ lª ta cã hzs=hrs=11,2.
4. Søc tõ ®éng ë g«ng stato
Tra b¶ng quan hÖ gi÷a Hgs vµ Bgs ë phô lôc 1.2(Tµi liÖu I) ta cã
Hgs =3,44A/cm
5. Tæng søc tõ ®éng trªn stato
Fs = Fzs + Fgs = 20,09 +19,9 = 39,99 (A)
6. Søc tõ ®éng ë r¨ng r«to.
FZr = 2.HZr.hZr = 2.7,24.0,826 = 11,96 (A)
Ta cã Hzr = f(Bzr); víi Bzr = 1,3T, tra phô lôc 1-3 tµi liÖu I ta cã:
Hzr = 7,24 A/cm.
7. Søc tõ ®éng ë g«ng r«to.
Tra b¶ng quan hÖ gi÷a Hgr vµ Bzr ë phô lôc 1.2(Tµi liÖu I)
Ta cã :
Hgr =1,56A/cm
8. Tæng søc tõ ®éng r¬i trªn r«to
Fr = Fzr + Fgr = 11,96+1,57 =13,53 (A)
9. Tæng søc tõ ®éng cña m¹ch tõ
Fm = Fd + Fs + Fr = 275,04+39,99+13,53=328,56 (A)
10. Dßng ®iÖn tõ ho¸
11. Dßng ®iÖn tõ ho¸ phÇn tr¨m
12. §iÖn kh¸ng øng víi tõ trêng khe hë kh«ng khÝ
13. §iÖn kh¸ng øng víi tõ trêng khe hë kh«ng khÝ t¬ng ®èi
ch¬ng 6
tÝnh to¸n chÕ ®é ®Þnh møc
Tõ trêng ®Ëp m¹ch cña pha chÝnh ®îc ph©n tÝch thµnh tæng hai tõ trêng quay thuËn vµ quay ngîc, øng víi mçi tõ trêng quay ta cã mét s¬ ®å thay thÕ
1-Víi dßng thø tù thuËn
2-Víi dßng thø tù thuËn
H×nh : S¬ ®å thay thÕ pha chÝnh cña ®éng c¬ ®iÖn dung
1. Tham sè ban ®Çu cña m¹ch ®iÖn thay thÕ pha chÝnh
rrA = 262,51 W XRA =153,87 W
rsA = 401,8 W XSA = 195,66 W
XmA = 1412,84 W
2. TÝnh hÖ sè tõ kh¸ng cña m¹ch ®iÖn
3 Chän hÖ sè trît ®Þnh møc.
§éng c¬ thiÕt kÕ lµ ®éng c¬ ®iÖn dung dïng lµm qu¹t giã nªn cã yªu cÇu riªng: M«men ®Þnh møc cña ®éng c¬ gÇn b»ng m«men cùc ®¹i nªn hÖ sè trît còng gÇn b»ng hÖ sè trît cùc ®¹i, do ®ã hÕ sè trît ®Þnh møc còng t¬ng ®èi lín.
Chän s dm= 0,18 lµm gi¸ trÞ tÝnh to¸n.
Tèc ®é ®Þnh møc:
n®m=n®b.(1-s®m)=1500.(1-0,18)=1230 vßng/phót
4. §iÖn trë t¸c dông thø tù thuËn vµ thø tù nghÞch cña m¹ch ®iÖn
5. §iÖn kh¸ng thø tù thuËn vµ nghÞch cña m¹ch ®iÖn thay thÕ
6. Tæng trë thø tù thuËn vµ nghÞch cña m¸y ®iÖn thay thÕ
ZrA1 = rrA1 + j.XrA1 = 635,68+ j.730,35 (W)
ZrA2 = rrA2 + j.XrA2 = 116,64+ j.149,53 (W)
7. Tæng trë m¹ch ®iÖn thay thÕ thø tù thuËn
ZA1 = rA1 + j.XA1 = (rsA + rrA1) + j.(XsA + XrA1) =
= (401,8 + 635,68) + j.(195,66 + 730,35) = 1037,5 + j.926,01 (W)
Ch¬ng 7
tÝnh to¸n pha phô.
TÝnh to¸n d©y quÊn phô theo ®iÒu kiÖn ®¹t ®îc tõ trêng quay trßn ë chÕ ®é ®Þnh møc.
Tham sè cña phô ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn dung nã quyÕt ®Þnh tÝnh n¨ng lµm viÖc vµ ®Æc tÝnh khëi ®éng, vËy néi dung cña phÇn lµ tÝnh to¸n x¸c ®Þnh c¸c tham sè cña pha phô vµ tÝnh chän phÇn tö phô ( ®iÖn dung tô ®iÖn).
§iÒu kiÖn ®Ó cã tõ trêng trßn :
k2rA1 + rc – kxA1 = 0 (1)
k2xA1 - xc + krA1 = 0 (2)
1. TØ sè biÕn ¸p
2. Dung kh¸ng trong d©y quÊn phô
Tõ trêng quay trßn, do ®ã ®iÖn kh¸ng tô ®iÖn dîc tÝnh theo c«ng thøc:
XC = k2.XA1 + k.rA1. =0,8922.926,01 + 0,892.1037,5 = 1662,2 (W).
3. §iÖn dung cÇn thiÕt cña tô ®iÖn
chän CV = 2m.
4. TÝnh l¹i tô dung kh¸ng
5. ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn tõ trêng trßn th× tØ sè biÕn ¸p ph¶i x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau
6. Sè thanh dÉn trong 1 r·nh cña d©y cuèn phô
UrB = k.UrA = 0,887.905 = 802,75(Thanh)
chän UrB = 803 thanh.
7. Vßng d©y cña d©y quÊn phô
WSB = UrB.p.q = 803.2.2 = 3212 (vßng)
8. TØ sè gi÷a vßng d©y hai cuén
.
9. S¬ bé tÝnh ra tiÕt diÖn d©y dÉn pha phô
Dùa vµo phô lôc 2 tµi liÖu I ta chän d©y men p'T B tiÕt diÖn kh«ng cã c¸ch ®iÖn lµ s=0,0353 mm
§êng kÝnh trong kh«ng kÓ c¸ch ®iÖn d = 0,212 mm.
§êng kÝnh kÓ c¶ c¸ch ®iÖn dc® = 0,242 mm.
10. KiÓm tra hÖ sè lÊp ®Çy
.
11. §iÖn trë t¸c dông pha phô B
rSB = k.t.rSA = 0,887.0,887.401,8 = 316,13(W)
12. Tæng trë thø tù thuËn pha phô B
ZB1 = (rSB + k2.rRA1)+j.(k2.xA1 – xC) = = (316,13+ 0,8872.635,68)+j.(0,8872.926,01 – 1592,36) = 816,25- j.863,81 W.
Do ®iÖn dung chän lµ sè nguyªn nªn ®iÒu kiÖn ®Ó ®¹t ®îc tõ trêng trßn lµ kh«ng ®îc tho¶ m·n. v× vËy ta ph¶i dïng c«ng thøc chung cho tõ trêng elip ®Ó tÝnh c¸c tham sè ë chÕ ®é ®Þnh møc.
13. Tæng trë thø tù nghÞch pha chÝnh
ZA2 = rA2 + j.xA2 = (rSA + r’RA2) + j.( xSA + x’RA2) = (401,8 + 116,64) + j.(195,66 +149,53) = 518,44 + j.345,19 W.
14. Tæng trë thø tù nghÞch pha phô
ZB2 = (rSB + k2.rRA2)+j.(k2.xA2 – xC) = (316,16 + 0,8872.116,64)+j.(0,8662.345,19 – 1592,36) = 407,89 - j.1320,8 W.
15. Thµnh phÇn thø tù thuËn nghÞch cña d©y quÊn Stato pha chÝnh
Trong ®ã:
ZA1 = 1037,5+ j.926,01 W ZA2 = 518,44 +j.345,19 W ZB1 = 816,25 - j.863,81 W
ZB2 = 407,89- j.1320,8 W
16. Søc ®iÖn ®éng thø tù thuËn
E1 = IA1.ZrA1 = (0.1189-j.0,1073).(635,68+j.730,35)=
=155,046,90 V
17. KiÓm tra hÖ sè kE
Sai sè nµy rÊt bÐ so víi 5% nªn chÊp nhËn ®îc.
Ch¬ng 8
tÝnh tæn hao s¾t vµ dßng ®iÖn phô.
§éng c¬ kh«ng ®ång bé c«ng suÊt nhá còng gièng nh m¸y ®iÖn thêng, khi lµm viÖc cã c¸c lo¹i tæn hao sau:
+ Tæn hao s¾t ë Stato vµ Roto: Phô thuéc vµo mËt ®é tõ th«ng vµ tÇn sè
+ Tæn hao trong d©y quÊn
+ Tæn hao c¬
+ Tæn hao phô
C«ng nghÖ gia c«ng vµ chÊt lîng l¾p r¸p c¸c chi tiÕt m¸y ®iÖn nhá cã ¶nh hëng rÊt lín ®Õn c¸c tæn hao.
1. Träng lîng r¨ng stato
GZS = 7,8.ZS.bZS.hZS.lS.kC.10–3 = 7,8.16.0,32.1,12.1,8.0,97.10–3 = 0,078 (kg)
2. Träng lîng r¨ng roto
GZR = 7,8.ZR.bZR.hZR.lR.kC.10–3 = 7,8.17.0,33.0,826.1,8.0,97.10–3 = 0,063 (kg)
3. Träng lîng g«ng stato
Ggs = 7,8.p.(Dn – hgs).hZS.lS.kC.10–3 = 7,8.3,14.(7,9 – 0,53).0,53.1,8.0,97.10–3 = 0,17 (kg)
4. Träng lîng g«ng roto
GgR = 7,8.p.(dt + hgR).hZR.lR.kC.10–3 = 7,8.3,14.(1,4 + 0,861).0,861.1,8.0,97.10–3 = 0,083 (kg)
5. Tæn hao s¾t trªn r¨ng stato
Trong ®ã:
kgc = 1,1 theo b¶ng 6-2 tµi liÖu I =2,6
6. Tæn hao s¾t trªn r¨ng roto
7. Tæn hao s¾t trªn g«ng stato
8. Tæn hao s¾t trªn g«ng roto
9. Tæn hao s¾t tÝnh to¸n cña stato
PtS = P tZS + P tgS = 0,79 + 0,887 = 1,677 (W)
10. Tæn hao s¾t tÝnh to¸n cña roto
PtR = PtZR + PtgR = 0,747 + 0,164 = 0.911 (W)
11. Khi E1 =151,23 (V) th× tæn hao s¾t do tõ trêng thuËn g©y nªn
12. Dßng ®iÖn phô thø tù thuËn do tæn hao s¾t g©y nªn
13. Søc ®iÖn ®éng thø tù nghÞch
E2 = IA2.ZRA2 = (-0,0025+j.0,004).( 116,64+j149,53)
=0,897 173,30 (V)
V× søc ®iÖn ®éng nµy nhá so víi E1 nªn ta cã thÓ bá qua tæn hao s¾t vµ d©y ®iÖn phô do thµnh phÇn thø tù nghÞch sinh ra.
14. Dßng ®iÖn stato cã xÐt ®Õn tæn hao s¾t ë cuén d©y chÝnh
ISA1 = (I’A1 + IT1) +j.I’’A1 = (0,1189 +0,0057) - j.0,1073 =
=0,1246 - j.0,1073 (A) ISA2 = (I’A2 + IT2) +j.I’’A2 = - 0,0025 + j.0,004 (A)
Trong ®ã:
I’A1, I’A2 - thµnh phÇn thùc cña IA1, IA2; I’’A1, I’’A2 - thµnh phÇn ¶o cña IA1, IA2.
ISA = ISA1 + ISA2 = (0,1246-j0,1073)+( - 0,0025 + j0,004 ) =
=0,1221 – j.0,1033 (A) =0,16-40,20 A
15. Dßng ®iÖn trong cuén d©y phô
16. MËt ®é dßng ®iÖn cña d©y quÊn chÝnh vµ phô
17. Dßng ®iÖn tæng stato lÊy tõ líi
IS = ISA + ISB = (0,1247- j.0,1073) + (0,1331 + j.0,134) =
=0,2578 + j.0,0267 (A) =0,259 5.90 A
18. C«ng suÊt ®iÖn tõ
19. Tæn hao c¬
20. Tæn hao phô
21. Tæng c«ng suÊt c¬ trªn trôc
22. Tæn c«ng suÊt c¬ t¸c dông lªn trôc
23. M«men t¸c dông
24. Tæn hao ®ång stato
25. Tæn hao ®ång roto
26. Tæng tæn hao
27. C«ng suÊt tiªu thô
28. HiÖu suÊt
29. HÖ sè c«ng suÊt
30 . §iÖn ¸p r¬I trªn d©y quÊn phô
31. §iÖn ¸p trªn tô ®iÖn
NhËn xÐt:
§iÖn ¸p trªn tô lu«n lín h¬n ®iÖn ¸p líi.Do ®ã lµ ®iÓm cÇn lu ý khi chän tô.§iÖn ¸p cña tô kh«ng thÓ nhá h¬n gi¸ trÞ tÝnh trªn bëi v× ë mét sè chÕ ®é lµm viÖc khi cã tõ trêng elip, ®iÖn ¸p trªn tô cã thÓ lín h¬n so víi khi tõ trêng trßn
Chän tô ®iÖn cã ®iÖn ¸p lµm viÖc lµ 400 V
B¶ng tÝnh to¸n ®Æc tÝnh lµm viÖc
Tham sè
§¬n vÞ
HÖ sè tr ît
0.07
0.09
0.11
0.13
0.15
0.17
0.18
0.19
R’RA1
W
452.44
530.47
584.03
616.8
633.12
637.14
635.67
632.4
X’RA1
W
1221.5
1126.1
1028.1
933.54
845.8
766.6
730.3
696.3
R’RA2
W
110.1
111.23
112.39
113.57
114.78
116.01
116.64
117.27
X’RA2
W
148.35
148.54
148.75
148.96
149.18
149.41
149.53
149.64
RA1
W
854.2
932.27
985.83
1018.6
1035
1038.9
1037.5
1034.2
XA1
W
1417.1
1321.7
1223.8
1129.2
1041.5
962.25
926.01
891.98
RA2
W
511.89
513.03
514.19
515.37
516.58
517.81
518.44
519.07
XA2
W
344.01
344.21
344.41
344.62
344.84
345.07
345.79
345.3
IA
A
0.1185
0.1205
0.1258
0.1332
0.1419
0.1514
0.1536
0.1602
Pdt
W
20.06
23.82
26.77
29.06
30.8
32.09
32.59
33.01
P’R
Vg/p
18.66
21.68
23.83
25.28
26.18
26.63
26.73
26.74
PR
G.m
14
17.02
19.17
20.62
21.52
21.97
22.07
22.08
MR
W
976.1
1212
1396.9
1537.3
1641.8
1716.9
1745
1767.8
Pt1
W
1.705
1.716
1.729
1.741
1.754
1.768
1.775
1.782
Pt2
A
0.0088
0.0062
0.004
0.0023
0.0011
0.00031
0.00012
0.00005
ISA
W
0.1537
0.154
0.1554
0.1574
0.1605
0.1788
0.1645
0.1661
P®s
W
19.5
19.56
19.87
20.37
21.01
21.75
22.15
22.56
Pdr
W
2.56
2.88
3.39
4.01
4.72
5.48
5.88
6.28
tP
W
29.45
28.83
29.65
30.79
32.15
33.56
34.46
35.28
PS
42.45
45.85
48.82
51.41
53.67
55.64
56.53
57.36
Hs
0.33
0.37
0.39
0.384
0.387
0.39
0.392
0.394
Cosj
0.832
0.885
0.925
0.946
0.973
0.994
0.996
0.997
ch¬ng IX
tÝnh to¸n chÕ ®é khëi ®éng.
Khi hÖ sè trît S = 1 th× ®iÒu kiÖn ®¹t ®îc m«men khëi ®éng lín nhÊt vµ dßng ®iÖn khëi ®éng nhá nhÊt lµ m©u thuÉn nhau. Nªn khi x¸c ®Þnh ®Æc tÝnh khëi ®éng cña ®éng c¬ ®iÖn th× ph¶i x¸c ®Þnh chØ tiªu nµo lµ quan träng nhÊt. Thùc tÕ khi thiÕt kÕ yªu cÇu m«men khëi ®éng cµng lín cµng tèt, víi dßng kh«ng lín l¾m. VËy khi thiÕt kÕ ta cÇn chó ý c¸c ®iÓm sau:
Víi dßng khëi ®éng ®· cho ph¶i ®¹t ®îc m«men khëi ®éng lín nhÊt.
Víi dßng ®iÖn khëi ®éng ®· cho ph¶i ®¹t ®îc hÖ sè phÈm chÊt lín nhÊt.
1. Tham sè cña m¹ch ®iÖn thay thÕ d©y quÊn chÝnh
2. Dßng ®iÖn thø tù thuËn cña d©y quÊn chÝnh
3. Dßng ®iÖn thø tù ngÞch cña d©y quÊn chÝnh
4. Dßng ®iÖn tæng cña d©y quÊn chÝnh
5. Dßng ®iÖn tæng cña pha phô
6. MËt ®é dßng khëi ®éng d©y quÊn chÝnh
7. MËt ®é dßng d©y quÊn phô
8. Dßng ®iÖn khëi ®éng tæng
9. Béi sè dßng khëi ®éng
10. HÖ sè c«ng suÊt tæng lóc khëi ®éng
10. C«ng suÊt ®iÖn tõ lóc khëi ®éng
P®Tk=( W)
11. M«men khëi ®éng
12. Béi sè m«men khëi ®éng
13. C«ng suÊt tiªu thô lóc khëi ®éng
14. §iÖn ¸p trªn d©y quÊn phô lóc khëi ®éng
UBK = IBK.(ZBK - Zc) =
= (0,0528 – 0,1487j).(475,75 – j1307,91 – j1592,36) = 87,91Ð100,8(V)
15. §iÖn ¸p trªn tô lóc khëi ®éng
Uc = IBK.Zc = (0,0528-j0,1487).(-j1592,36) = 252,55Ð-20,1 (V)
B¶ng tÝnh to¸n ®Æc tÝmh khëi ®éng:
Tham sè
§¬n vÞ
HÖ sè tr ît
0.25
0.3
0.45
0.6
0.75
1
r'RA1
W
589.97
543.28
417.57
330.88
271.82
208.22
X’RA1
W
590
442.13
294.23
231.16
199.50
173.67
r’RA2
W
121.22
124.72
136.52
150.75
168.23
208.22
X’RA2
W
150.39
151.08
153.54
156.83
161.33
173.67
RA1
W
991.77
945
819.36
732.69
673.62
610.02
XA1
W
729.74
637.79
489.88
426.83
395.16
369.33
RB1
W
788.29
743.56
644.65
576.45
529.98
479.94
-JB1
W
1018.2
1090.6
1206.9
1256.5
1281.5
1301.8
RA2
W
523.02
526.52
583.32
552.55
570.03
610.01
XA2
W
346.05
346.74
349.20
352.49
357
369.33
RB2
W
411.5
414.25
423.53
434.73
448.49
479.94
-JXB2
W
1320.1
1319.6
1317.6
1315
1311.5
1301.8
IA1
A
0.170
0.1776
0.195
0.2072
0.2155
0.2237
IA2
A
0.017
0.0284
0.0528
0.0676
0.0773
0.0863
IA
A
0.186
0.2053
0.2477
0.2716
0.2921
0.3085
IB
A
0.1715
0.1692
0.1605
0.1576
0.1572
0.1586
Pdt
W
34.21
34.05
31.02
27.02
23.23
17.74
Pr
W
21
19.18
12.41
6.14
1.14
N
Vg/p
1125
1050.00
825
600.00
375.00
M
G.cm
1815.8
1777.1
1462.2
1253.60
1173.40
1159.40
PHÇN iii
VÏ ®Æc tÝnh lµm viÖc vµ ®Æc tÝnh c¬ b»ng Matlab
§Æc tÝnh lµm viÖc:
function tuan2
anpha=.168;
beta=.902;
xma=1412.84;
xra=153.87;
rra=262.51;
rsa=401.84;
xsa=195.66;
rsb=313.62;
k=0.864
for m=1:1000
s(m)=0.0005*m;
rra1p(m)=anpha*beta*xma*s(m)/(anpha^2+s(m)^2);
xra1p(m)=xra*beta*(rra*anpha/xra+s(m)^2)/(anpha^2+s(m)^2);
rra2p(m)=anpha*beta*xma*(2-s(m))/(anpha^2+(2-s(m)^2));
xra2p(m)=beta*xra*(rra*anpha/xra+(2-s(m))^2)/(anpha^2+(2-s(m))^2);
ra1(m)=rsa+rra1p(m);
xa1(m)=xsa+xra1p(m);
rb1(m)=rsb+k^2*rra1p(m);
xb1(m)=(k^2*xa1(m)-1592.36);
ra2(m)=rsa+rra2p(m);
xa2(m)=xsa+xra2p(m);
rb2(m)=rsb+k^2*rra2p(m);
xb2(m)=(k^2*xa2(m)-1592.36);
zb2(m)=rb2(m)+j*xb2(m);
zb1(m)=rb1(m)+j*xb1(m);
za1(m)=ra1(m)+j*xa1(m);
za2(m)=ra2(m)+j*xa2(m);
Ia1(m)=220*(zb2(m)-j*k*za2(m))/(za1(m)*zb2(m)+za2(m)*zb1(m));
Ia2(m)=220*(zb1(m)+j*k*za1(m))/(za1(m)*zb2(m)+za2(m)*zb1(m));
Ia(m)=Ia1(m)+Ia2(m);
Isa(m)=Ia(m)+0.0059;
n(m)=1500*(1-s(m));
Pdt(m)=2*abs(Ia1(m))^2*rra1p(m)-2*abs(Ia2(m))^2*rra2p(m);
Pco=6*(n(m)/1000)^2*(79/100)^3;
Pr(m)=Pdt(m)*(1-s(m))-0.29-Pco;
M(m)=Pr(m)*10^5/(1.028*n(m));
Pdr(m)=2*abs(Ia1(m))^2*rra1p(m)*s(m)+2*abs(Ia2(m))^2*rra2p(m)*(2-s(m));
mm(m)=M(m)/(22*10^5/(1.028*1215));
Isb(m)=j*(Ia1(m)-Ia2(m))/k +0.0059/k;
Pds(m)=abs(Isa(m))^2*rsa + abs(Isb(m))^2*rsb;
tP(m)=Pdr(m)+Pds(m)+1.784 + 4.37 + 0.29;
Ps(m)=Pr(m)+tP(m);
hs(m)=1-tP(m)/Ps(m);
Is(m)= Isa(m)+Isb(m);
cosp(m)=real(Is(m))/abs(Is(m));
if s(m)> 0.19
break
end
end
plot(Pr,hs)% dac tinh hieu suat
axis([0 22 0 1])
grid on
hold on
plot(Pr,n/1500,'k')%toc do
plot(Pr,cosp,'g')% cosp
plot(Pr,abs(Isa),'r')
%A=[s(225) M(225) n(225);s(405) M(405) n(405);s(705) M(705) n(705)]
b) §Æc tÝnh c¬:
function tuan1
anpha=.168 ;
beta=.902;
xma=1412.84;
xra=1153.87;
rra=262.51;
rsa=401.8;
xsa=195.66;
rsb=313.62;
k=0.877
for m=1:1000
s(m)=0.005*m;
rra1p(m)=anpha*beta*xma*s(m)/(anpha^2+s(m)^2);
xra1p(m)=xra*beta*(rra*anpha/xra+s(m)^2)/(anpha^2+s(m)^2);
rra2p(m)=anpha*beta*xma*(2-s(m))/(anpha^2+(2-s(m)^2));
xra2p(m)=beta*xra*(rra*anpha/xra+(2-s(m))^2)/(anpha^2+(2-s(m))^2);
ra1(m)=rsa+rra1p(m);
xa1(m)=xsa+xra1p(m);
rb1(m)=rsb+k^2*rra1p(m);
xb1(m)=(k^2*xa1(m)-1592.36);
ra2(m)=rsa+rra2p(m);
xa2(m)=xsa+xra2p(m);
rb2(m)=rsb+k^2*rra2p(m);
xb2(m)=(k^2*xa2(m)-1592.36);
zb2(m)=rb2(m)+j*xb2(m);
zb1(m)=rb1(m)+j*xb1(m);
za1(m)=ra1(m)+j*xa1(m);
za2(m)=ra2(m)+j*xa2(m);
Ia1(m)=220*(zb2(m)-j*k*za2(m))/(za1(m)*zb2(m)+za2(m)*zb1(m));
Ia2(m)=220*(zb1(m)+j*k*za1(m))/(za1(m)*zb2(m)+za2(m)*zb1(m));
Ia(m)=Ia1(m)+Ia2(m);
Isa(m)=Ia(m)+0.0059;
n(m)=1500*(1-s(m));
Pdt(m)=2*abs(Ia1(m))^2*rra1p(m)-2*abs(Ia2(m))^2*rra2p(m);
Pco=6*(n(m)/1000)^2*(79/100)^3;
Pr(m)=Pdt(m)*(1-s(m))-0.29-Pco;
M(m)=Pr(m)*10^5/(1.028*n(m));
Pdr(m)=2*abs(Ia1(m))^2*rra1p(m)*s(m)+2*abs(Ia2(m))^2*rra2p(m)*(2-s(m));
%mm(m)=M(m)/(22*10^5/(1.028*1215));
Isb(m)=j*(Ia1(m)-Ia2(m))/k +0.0059/k;
Pds(m)=abs(Isa(m))^2*rsa + abs(Isb(m))^2*rsb;
tP(m)=Pdr(m)+Pds(m)+1.784 + 4.37 + 0.29;
Ps(m)=Pr(m)+tP(m);
hs(m)=1-tP(m)/Ps(m);
Is(m)= Isa(m)+Isb(m);
cosp(m)=real(Is(m))/abs(Is(m));
if s(m)> .94
break
end
end
plot(s,M,'b')
grid on
hold on
%A=[s(225) M(225) n(225);s(405) M(405) n(405);s(705) M(705) n(705)]
§Æc tÝnh khëi ®éng ch¹y b»ng ch¬ng tr×nh Matlab
§Æc tÝnh lµm viÖc ch¹y b»ng ch¬ng tr×nh Matlab
Ch¬ng 11
§Æc tÝnh khëi ®éng ch¹y b»ng ch¬ng tr×nh Matlab
PHÇN iV
chuyªn ®Ò ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬
I. C¬ së ®iÒu chØnh tèc ®é cña ®éng c¬ c«ng suÊt nhá.
Nh ta ®· biÕt :Trong khi thiÕt kÕ m«t sè yªu cÇu ®Ó ®¹t ®iÒu kiÖn tõ trêng trßn lµ kh«ng ®îc tho· m·n.Do ®ã tõ trêng trong ®éng c¬ lµ tõ trêng elÝp.Mét tõ trêng elÝp cã thÓ ph©n tÝch thµnh hai tõ trêng quay trßn thuËn vµ quay ngîc.
-§èi víi trêng hîp ®¹t dîc tõ trêng trßn th× chØ cßn thµnh phÇn quay thuËn.
-f®=fthuËn+fnghÞch
-øng víi fthuËn víi hÖ sè trît s sÏ sinh ra suÊt ®iÖn ®éng r«to thuËn ®M«men do tõ trêng quay thuËn sinh ra M1.
øng víi fnghÞch víi hÖ sè trît (2-s) sÏ sinh ra suÊt ®iÖn ®éng r«to nghÞch ®M«men do tõ trêng nghÞch sinh ra M2.
Cã: MS=M1+M2=f(s).
§Æc tÝnh: (h×nh vÏ)
Nh vËy :
§Ó ®iÒu chØnh vËn tèc quay cña ®éng c¬ th× ngêi ta thêng gi¸n tiÕp ®iÒu chØnh gi¸ trÞ cña c¸c thµnh phÇn m«men thø tù nghÞch M2
Khi M2 thay ®æi ®MS thay ®æi ®Tèc ®é cña ®éng c¬ thay ®æi
-B¶n chÊt cña ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é nµy lµ lµm thay ®æi ®é elÝp cña tõ trêng quay.
§é elÝp cña tõ trêng quay cµng t¨ng th× thµnh phÇn tõ trêng quay ngîc cµng lín dÉn ®Õn m«men t«ng cµng bЮTèc ®é quay cµng gi¶m.
2 §èi víi ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é cña ®éng c¬ ®iÖn dung dïng cho qu¹t.
§èi víi lo¹i ®éng c¬ nµy,ngêi ta kh«ng dïng c¸c ph¬ng ph¸p trªn mµ ngêi ta thêng ®iÒu chØnh tèc ®é còng trªn nguyªn t¾c lµ lµm thay ®æi ®é elÝp cña tõ trêng trªn c¬ së thay ®æi tØ sè biÕn ¸p k=Wpha phu/WphachÝnh.
-S¬ ®å:
S¬ ®å ®iÒu chØnh tèc ®é
C¬ cÊu ®îc nèi theo kiÓu vi sai
Khi tiÕp ®iÓm K thay ®æi nÕu sè vßng d©y pha phô WB gi¶m th× sè vßng d©y pha chÝnh WA t¨ng dÉn ®Õn tØ sè biÕn ¸p k=WB/WA gi¶m , c¸c ®iÒu kiÖn ®Ó ®¹t tõ trêng quay trßn lóc nµy kh«ng ®îc tho· m·n ,®é elÝp cña tõ trêng t¨ng.Tõ trêng ngîc cµng m¹nh dÉn ®Õn tèc ®é quay cña ®éng c¬ gi¶m.
§iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi vÞ trÝ cña tiÕp ®iÓm K
Khi :K ë vÞ trÝ 3 t¬ng øng n=n3=ndm
K ë vÞ trÝ 2 t¬ng øng n=n 2
K ë vÞ trÝ 1 t¬ng øng n=n1.
-Theo TCVN4265-1999 th× khi thiÕt kÕ ph¶i cã:
n1=0,75 n3
n2=0,5 n3
- n3=ndm.
Theo lý thuyÕt chóng ta cã thÓ tõ c¸c cÊp tèc ®é ®· chän tríc, b»ng ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña pha chÝnh, pha phô t¬ng øng,tõ ®ã biÕt ®îc sè vång d©y pha chÝnh pha phô t¬ng øng. Nhng c¸ch tÝnh to¸n nµy lµ rÊt phøc t¹p nªn trong thùc tÕ ngêi ta kh«ng lµm vËy.
-Trong thùc tÕ ®Ó biÕt sè vßng d©y pha phô WB t¬ng øng víi c¸c cÊp tèc ®é nguêi ta thay vÞ trÝ cña tiÕp ®iÓm K vµ ®o tèc ®é ra cña ®éng c¬ ,khi
n=n1®tÝnh ®îc sè vßng d©y pha phô WB3
n=n2®TÝnh ®îc WB2.
¦u ®iÓm:
CÊu t¹o,s¬ ®å ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n,kh«ng ph¶i m¾c thªm c¸c linh kiÖn ®iÖn tö ®Ó ®iÒu khiÓn nh c¸c hÖ ®iÒu chØnh tèc ®é kh¸c.
Chi phÝ Ýt.Kh«ng tèn kÐm thªm nguyªn vËt liÖu .
Tuy nhiªn ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn lµm thay ®æi ®é elÝp cña tõ trêng còng kh«ng kinh tÕ v× cã thªm tæn hao do tõ trêng ngîc sinh ra.§iÒu nµy lµm gi¶m hiÖu suÊt cña ®éng c¬.
+Mét sè yªu cÇu khi thiÕt kÕ ®éng c¬ ®iÖn dung dïng cho qu¹t:
.Khi ®iÖn ¸p nguån cÊp thay ®æi trong kho¶ng -15%Udm qu¹t vÉn cã thÓ khëi ®éng víi c¸c tèc ®é n1,n2,n3.
.V× ®éng c¬ ®îc dïng lµm qu¹t giã nªn khi thiÕt kÕ ph¶i cã gi¸ trÞ cña m«men ®Þnh møc Mdm gÇn víi gi¸ trÞ cña M«men cùc ®¹i Mm
DM=Mm-Mdm cµng bÐ cµng tèt
.§éng c¬ cña em thiÕt kÕ cã c«ng suÊt 22 W t¬ng øng víi lo¹i qu¹t c¸nh 400 mm.Víi mçi lo¹i c¸nh qu¹t cã ®Æc tÝnh c¬ æn ®Þnh,riªng
ta cã :M«men c¶n cña c¸nh qu¹t tØ lÖ víi b×nh ph¬ng tèc ®é
trong ®ã:
k: h»ng sè ®èi víi mçi lo¹i c¸nh
VËy dÆc tÝnh Mcq cã d¹nh æn ®Þnh vµ cã d¹ng parabol.
§Æc tÝnh c¬ c¸nh qu¹t
yªu cÇu:M«men cña c¸nh qu¹t t¹i tèc ®é ®Þnh møc ph¶i trïng víi M«men ®Þnh møc.
KÕt luËn
Qua thêi gian t×m hiÓu vµ nghiªn cøu ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ §éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha ®iÖn dung dïng cho qu¹t cã c«ng suÊt 22 W. Víi sù híng dÉn tËn t×nh cña c« gi¸o NguyÔn Hång Thanh cïng sù gióp ®ì cña c¸c b¹n em trong thêi gian qua em hoµn thµnh nhiÖm vô ®å ¸n ®îc giao.§å ¸n gåm nh÷ng phÇn sau:
PhÇn I: Trong phÇn nµy em ®· t×m hiÓu vµ tr×nh bµy mét sè kiÕn thøc hç trî.
PhÇn II:Tõ nh÷ng quan hÖ rót ra ë trªn, trong phÇn nµy chñ yÕu tËp trung vµo phÇn thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n kiÓm tra ®èi víi lo¹i ®éng c¬ cña em.
PhÇn III: Trong phÇn nµy em cã nªu ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é qu¹t còng nh s¬ ®å ®iÒu khiÓn.
Do thêi gian vµ tr×nh ®é cã h¹n cïng víi kiÕn thøc thùc tÕ cha nhiÒu nªn em kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng sai sãt vµ nhÇm lÉn trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, em mong c¸c thÇy c« cïng c¸c b¹n th«ng c¶m vµ chØ b¶o ®Ó em ®îc hoµn thiÖn h¬n.
Mét lÇn n÷a em xin tr©n thµnh c¶m ¬n c« gi¸o NguyÔn Hång Thanh cïng c¸c thÇy c¸c c« trong bé m«n ®· gióp em hoµn thµnh ®å ¸n thiÕt kÕ tèt nghiÖp nµy.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n !
tµi liÖu tham kh¶o
T¸c gi¶ TRÇN KH¸NH Hµ
+§éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha vµ ba pha c«ng suÊt nhá
B¶n in lÇn thø hai xuÊt b¶n n¨m 2002
+ThiÕt kÕ m¸y ®iÖn xuÊt b¶n n¨m 1998
T¸c gi¶ nguyÔn hång thanh
+M¸y ®iÖn trong ®iÒu khiÓn tù ®éng
xuÊt b¶n n¨m 1999
+ThiÕt kÕ m¸y ®iÖn
XuÊt b¶n n¨m 1998
T¸c gi¶ phan tö thô
+M¸y ®iÖn I xuÊt b¶n n¨m 1996
+M¸y ®iÖn II xuÊt b¶n n¨m 1996
T¸c gi¶ nguyÔn ®øc sü
+C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y ®iÖn va m¸y biÕn ¸p
XuÊt b¶n n¨m 1995
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DA thiet ke dong co dien 3 pha dien dung dung cho quat co Thanh.DOC
