MỞĐẦU
Hiện nay động cơđiện được sử dụng ngày càng nhiều trong các ngành
công nghiệp, giao thông vận tải trong các thiết bị tựđộng có các loại truyền
động và trong các thiết bị gia dụng sinh hoạt hàng ngày.
Trong tất cả các loại động cơ hiện nay thì động cơ không đồng bộ công
suất nhỏ là một sản phẩm công nghiệp được sử dụng mạnh mẽ trong gần nửa
thế kỷ nay. Người ta giới hạn động cơ công suất nhỏ trong khoảng vài phần
oát đến 750W. Nhưng cũng có khi chế tạo đến 1,5 kW. Căn cứ vào cách sử
dụng và làm việc hoặc khởi động có thể chia động cơ này thành nhiều loại.
Động cơ công suất nhỏ loại thông dụng chủ yếu được dùng trong công
nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, xí nghiệp y tế, nông nghiệp các ngành
tiểu thủ công nghiệp và đặc biệt là sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt hằng ngày
của người dân.
Loại sau dùng trang bị tựđộng, hàng không tàu thuỷ và các cơ cấu
khống chế khác.
Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc ba pha và một pha là loại phổ
biến nhất trong các động cơ xoay chiều công suất nhỏ. Có thể dùng động cơ
này để truyền động các máy công cụ dân dụng như: máy tiện nhỏ, máy ly tâm,
máy nén, bơm nước, máy giặt
Động cơ không đồng bộ một pha dùng nguồn điện một pha của lưới
điện sinh hoạt nên được sử dụng ngày càng rộng rãi vì có những ưu điểm sau:
- Kết cấu đơn giản giá thành hạ
- Không sinh can nhiễu vô tuyến
- Ít tiếng ồn
- Sử dụng đơn giản chắc chắn
Hiện nay phương pháp tính toán thiết kế tối ưu cho các loại động cơ
không đồng bộ ro to lồng sóc đều thực hiện bằng máy tính. Nhưng để thực
hiện được việc thiết kế tựđộng cũng cần phải nắm vững cách thiết kế bằng
phương pháp thông thường.
Trong đồ án thiết kế này tính toán động cơ một pha điện dung làm việc
được thiết kế các bước sau:
Phần I:
1. Khái niệm chung vềđộng cơ không không đồng bộđộng lưc
2.Tìm hiểu động cơđiện dung.
Phần II
-Xác định kích thước chủ yếu
-Dây quấn, rãnh và gông stato.
-Dây quấn, rãnh và gông rôto.
-Tính toán mạch từ.
-Trở kháng của dây quấn stato và rôto.
- Tính toán chếđộđịnh mức.
- Tính toán dây quấn phụ.
- Tính toán tổn hao sắt và dòng điện phụ.
- Tính toán chếđộ khởi động.
- Tính và vẽ các đặc tính làm việc và đặc tính cơ
Trong thời gian làm đồ án thiết kế này tôi được sự chỉ bảo tận tình của
thầy giáo Bùi Văn Thi nên tôi đã hoàn thành được nội dung các phần tính
toán thiết kế. Nhưng do thời gian và trình độ có hạn nên trong quá trình tính
toán thiết kế không tránh khỏi những sai sót. Tôi rất mong được sựđóng góp
ý kiến đểđề tài thiết kế này được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn Thiết Bị
Điện và khoa Điện đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình làm đồ án này.
Đặc biệt là thầy giáo Bùi Văn Thi.
Đồ án chia làm 2 phần ,dài 63 trang
63 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2277 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế động cơ điện dung làm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ay thế pha chính sẽ giúp chúng ta tính toán các đặc tính -
làm việc và đặc tính mômen M = f(S) dựa theo phương pháp thành phần đối
xứng của hệ thống hai pha từ mạch điện hình 4.
XSA
IA1 IRA1
XRA
Xμ XmA
rSA
rRA/S
XSA
IA1
Xμ
rSA
XmA
XRA
IRA1 rRA/(2-S)
(Với dòng thứ tự thuận) (Với dòng thứ tự nghịch)
Tương ứng với việc phân tích mômen quay từ hai thành phần thuận,
nghịch ta cũng phân tích dòng điện thành hai thành phần sau:
AI = 21 AA II + ;
Mmax Mđm
sđm sK 1
s
M
MK
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 10
BI = 21 BB II + ;
Dòng 1AI và 1BI lệch pha nhau 900 tạo ra từ trường quay thuận.
Dòng 2AI và 2BI lệch pha nhau 900 tạo ra từ trường quay ngược.
Tổng trở thứ tự thuận của pha A:
ZA1 = ZSA + Z'RA1 = rA1 + jxA1
Trong đó:
ZSA = rSA + jxSA: Tổng trở dây quấn Stato.
Z'RA1 = r'RA1 + jx'RA1: Tổng trở mạch phân nhánh từ trường thuận.
ZA1= (rA1+ jxA1) = (rSA+ r'RA1) + j(xSA+ x'RA1);
221 s
S.x..
'r mARA +α
βα=
22
2
1
s
s).x/r(
.x.'x RARARARA +α
+αβ= ;
RAmA
RA
xx
r
+=α
RAmA
mA
xx
x
+=β
Tổng trở thứ tự nghịch của pha A
ZA2 = ZSA + Z’RA2 = rA2 + jxA2
Trong đó:
Z'RA2 = r'RA2 + jx'RA2: Tổng trở mạch phân nhánh từ trường
nghịch.
=> ZA2 = rA2 + jxA2= (rSA + r'RA2) + j(xSA + x'RA2)
222 2
2
)s(
)s.(x..
'r mARA −+α
−βα=
22
2
2
2
2
)s(
)s().x/r(
x.'x RARARARA −+α
−+αβ=
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 11
Như vậy trong từ trường elip nói chung dòng điện thứ tự thuận và
nghịch của pha chính bằng:
1221
22
1
BABA
AB
dmA Z.ZZ.Z
)Z.k.jZ(
.UI +
−=
1221
11
2
BABA
AB
dmA Z.ZZ.Z
)Z.k.jZ(
.UI +
+=
Trong đó:
ZB1 = (rSB+ k2.r'RA1) + j(k2.xA1 - XC)
ZB2 = (rSB+ k2.r'RA2) + j(k2.xA2 - XC)
k: Tỷ số biến áp.
Động cơ không đồng bộ một pha với điện dung khởi động và làm việc
Nhươc điểm chung của các loại động cơ với điện trở khởi động và tụ
khởi động là chúng có chỉ số năng lượng (η cosϕ ) tương đối thấp bởi vì ở
chế độ làm việc chỉ có pha chính được nối với nguồn nên tạo ra từ trường
đập mạch không phải là từ trường quay .
Trong tất cả các trường hợp yêu cầu chỉ số năng lượng cao và đặt tính
khởi động tốt người ta thường sử dụng động cơ với tụ khởi động và tụ làm
việc . trong mạch cuộn B có hai tụ mắt song song với tụ làm việc CL luôn nối
với mạch còn cuộn khởi động CK chỉ nối vào mạch trong thời gian khởi động
.
Sơ đồ mắc mạch điện a, và đặt tính cơ của động cơ không đồng bộ với tụ khởi
động và tụ làm việc
IA
I A
U M
a
CL+Ck
Cl
Mmax MđmIB
Cl
K
CK
B
Sđm Sk 0,5 1 S
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 12
Khi khởi động cũng như khi làm việc động cơ luôn làm việc với hai
pha do đó các cuộn dây A và B chiếm số rãnh như nhau trên stato .
NZA=NZB=NZS/2 với NZS số rãnh stato
Nhằm mục đích nhận được chỉ số năng lượng cao các thông số của
động cơ và điện dung của tụ điện làm việc cần tính chọn sao cho đảm bảo từ
trường ở chế độ định mức là từ trường tròn
K=WB/WA = tgϕ Ađm
Xc=XAđm+XBđm= XAđm /cosϕ Ađm
Trong đó : ϕ ϕ Ađm , XAđm , XBđm các thông số của động cơ ở tần số
quay định mức .
Điện dung của tụ khởi động chọn sao cho tổng điện dung (CK+CL) đảm
bảo được giá trị cần thiết của mômen khởi động
MK=(2,0__2,2)Md η = (0,5__0,9)
cosϕ = (0,8__0,95) Mmax=(1,8__2,5)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 13
PHẦN II
THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA CÔNG
SUẤT NHỎ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC
CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
1. Đường kính ngoài Stato:
3
44
db
SIII
D
n n..A.B
P.P
K
D λ= δ
Trong đó:
- D
n
DK 0,65
D
= = : hệ số tỷ lệ giữa hai đường kính trong và đường kính ngoài
- 2p = 4: Số cực
- l 0,85
D
λ = = : Hệ số tỷ lệ giữa chiều dài lõi thép với đường kính
trong.
- Chọn tải đường:
A = 210 (A/cm2): tải đường
Bδ = 0,55 (T): Mật độ từ thông khe hở không khí
Công suất định mức của động cơ điện 3 pha đẳng trị
PdmIII = β1.Pđm = 1,4. 90 = 126 W:
Trong đó β1 = 1,4 (Trang 19 tài liệu 1)
ηIIIcosϕIII = 0,44: Hiệu suất điện năng (tra hình 1-1 trang 20- Sách động
cơ không đồng bộ 3 pha, 1 pha - TG- trần Khánh Hà - NXB Khoa học kỹ
thuật).
dmIII
SIII
III III
P 126P 286,36(W)
.cos 0,44
= = =η ϕ
Vậy:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 14
3n
44 286,36.2D 10,6(cm)
0,65 0,55.210.0,85.1500
= =
Căn cứ vào bảng đường kính ngoài tiêu chuẩn theo chiều cao tâm trục
trang 20- Sách Động cơ KĐB ba pha, 1 pha công suất như TG. Trần Khánh
Hà - NXB KHKT.
Ta chọn:
Dn = 10,0 (cm) = 100 (mm)
2. Đường kính trong Stato:
D = KD. Dn = 0,65 . 10 = 6,5 (cm)
Lấy D = 6,5 (cm) =65(mm)
3. Bước cực:
.D .6,5 5,1(cm) 51(mm)
2P 4
π πτ = = = =
Chọn τ1 = 5,1(cm)
Trong đó: p=2 : số đôI cực từ
4. Chiều dài lõi sắt Stato và rôto:
Chiều dài lõi sắt stato tính toán được xác định theo hệ số kết cấu λ với
λ = 0,85.
Ta có: ls = lR = λ.D = 0,85. 5,1 = 5,52 (cm) = 55,2(mm)
Trong đó : λ =0,85
5. Khe hở không khí:
Chọn khe hở không khí :khe hở không khí càng nhỏ thi cosϕ càng
lớn.Tuy nhiên nếu khe hở không khí δ qua nhỏ thì vấn đề công nghệ không
đáp ứng được và làm tăng sóng bậc cao lên.Với động cơ điện công suất nhỏ,
thường chọn khe hở không khí δ =0,2÷0,3 (mm)
Ta chọn δ = 0,3 (mm) = 0,03 (cm)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 15
CHƯƠNG II: DÂY QUẤN, RÃNH VÀ GÔNG STATO
6. Số rãnh stato và rôto:
Để giảm tới mức tối thiểu ảnh hưởng của mômen ký sinh đồng bộ,
không đồng bộ và tiếng ồn, ta chọn số rãnh stato và rôto với tỷ lệ
ZS/ZR=24/17.
ZS = 24 và ZR =17
Tỷ số ZS/ZR chọn được phù hợp với quy định trong bảng 2-1 và phù
hợp rãnh stato, rôto này được dùng trong bảng thống nhất. Tỷ số rãnh stato
của dây quấn chính và phụ trong động cơ điện dung chọn ZA =ZB =12.
Số rãnh dây quấn chính và phụ dưới mỗi cực
SZ 24q 3
2.mp 2.2.2
= = =
Trong động cơ điện dung thường lấy số rãnh của 2 pha dưới mỗi cực
bằng nhau, do đó: q=QA =QB =3 (rãnh).
Dùng dây quấn đồng tâm phân tán 2 mặt phẳng. Như vậy đây là dây quấn một
lớp bước đủ.
S
Z 24y 6
2p 4
= τ = = =
7. Bước răng Stato:
)cm(,
,.
Z
D.
t
S
S 033124
97 =π=π=
8. Bước dây quấn:
Ta chọn dây quấn đồng tâm phân tán hai mặt phẳng (bước đủ).
6
22
24
2
===τ=
.P.
Z
Y S
9. Hệ số dây quấn Stato:
Hệ số dây quấn Stato được tính như sau:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 16
dq 0 0
0,707 0,707K 0,91
45 45qsin 3.sin
q 3
= = =
10. Sơ bộ chọn:
chọn sơ bộ KS = 1,11: Hệ số sóng tra đường cong hình 2.16 trang 47
sách động cơ điện một pha. αδ = 0,64: hệ số cung cực từ
11. Từ thông trong khe hở không khí:
φ = αδ. τ. l. Bδ. 10-4
= 0,64. 5,1. 5,52. 0,55.10-4
= 0,0988.10-2 (Wb)
12. Số vòng dây của dây quấn chính:
−= = =φ
E dm
SA 2
S dA
K .U 0,85.220
W 936
4.K .f. .K 4.1,11.50.0,0988.10 .0,91
(vòng)
13. Số thanh dẫn trong một rãnh
= = =SArA W .a 936.1U 156(vßng)p.q 2.3
lấy UrA = 156 (vòng)
14. Dòng điện định mức của dây quấn chính (xác định sơ bộ):
= = =η ϕ
dm
dmA
II II dm
P 90
I 0,59(A)
cos . 2.U 0,51.0,96. 2.220
Số liệu ban đầu:
Pđm =90W công suất định mức
Uđm =220V điện áp định mức
η > 0,5. chọn η = 0,51
cosϕ > 0,95. chọn cosϕ =0,96
15. Mật độ dòng điện:
Mật độ dòng điện trong dây quấn thường khoảng 6÷8,5 A/mm2. Với vật
liệu bằng đồng ta chọn sơ bộ JSA =6A/mm2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 17
16. Tiết diện dây quấn chính Stato:
= = = 2dmSA
SA
I 0,59
S ' 0,0894mm
a.J 1.6
Trong đó:
a = 1: Số mạch nhánh song song
JSA = 6 (A/mm2): Mật độ dòng điện (sơ bộ).
17. Chọn tiết diện dây tiêu chuẩn:
Dựa theo bảng tiết diện tiêu chuẩn (tra phụ lục 2 - trang 281TL-1).
Chọn dây men π∋TB có tiết diện tiêu chuẩn
+ Tiết diện dây tiêu chuẩn: SSA = 0,099 (mm2)
+ Đường kính dây dẫn: d/dcd = 0,345/0,395 (mm2)
18. Kích thước rãnh và gông Stato.
Căn cứ vào tiết diện dây dẫn trong rãnh để chọn dạng rãnh và kích
thước rãnh ta chọn rãnh có dạng nửa quả lê. Rãnh nửa quả lê có tiết diện lớn
hơn rãnh quả lê vì vậy tiết diện lớn hơn rãnh quả lê vì vậy tiết diện thanh dẫn
lớn hơn -> dòng điện tăng -> Mômen tăng -> thường dùng cho nhiều loại
động cơ có công suất lớn hơn nhưng có nhược điểm dòng điện từ hoá tăng ->
tổn hao tăng.
Chiều rộng răng Stato được xác định theo kết cấu tức là xét đến độ bền
của răng giá thành và khuôn, mật độ từ thông qua răng nằm trong phạm vi
cho phép.
19. Sơ bộ định chiều dày của răng.
Lõi sắt động cơ điện này dùng thép kỹ thuật điện cán nguội ký hiệu
2211.
Hệ số ép chặt kC =0,97. Bề mặt lá tôn không phủ sơn cách điện.
+ Sơ bộ chọn chiều rộng răng Stato bZS như sau:
S
ZS
ZS C
B .tb
B .K
δ=
Trong đó:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 18
- Bδ = 0,55 (T) mật độ từ thông khe hở không khí
- BZS = 1,35 (T): Mật độ từ thông răng Stato (Sơ bộ chọn)
- Kc = 0,97 Hệ số ép chặt
- tS : bước răng stato
π π= = =
⇒ = =
S
S
ZS
.D .65
t 8,5(mm)
Z 24
0,55.8,5
b 3,6(mm)
1,35.0,97
20. Sơ bộ định chiều cao gông:
=
= =
S
gS ZS
Z
h 0,2b .
p
24
0,2.3,6. 8,64(mm)
2
chọn hgS = 8,6(mm)
21. Chọn kích thước rãnh:
- Lấy chiều cao miệng rãnh: h4S = 0,5 (mm)
Chiều rộng miệng rãnh: b4S = dcđ +( 1,1÷1,5)
b4S = 0,395+( 1,1÷1,5)= (1,495÷1,895) mm.
Chọn b4S = 1,8 (mm)
22. Các kích thước rãnh khác:
π + − π + −= =− π − π
=
4S S ZS
1
S
(D 2.h ) Z .b (65 2.0,5) 24.3,6
d
Z 24
5,8 (mm )
trong đó: h4S = 0,5(mm): chiều cao miệng rãnh – mục 23
bZS =3,6(mm ) bề rộng răng rôto – mục 21
- - 3,6
π − π −= =
=
n gs
2 ZS
S
(D 2h ) (100 2.8,6)
b b
Z 24
7,2 (mm)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 19
trong đó: hgs=8,6 (mm) chiều cao gông stato
23. Chiều cao rãnh Stato:
− − − −= = =n gSrS
D D 2.h 100 65 2.8,6
h 8,9(mm)
2 2
24. Chiều cao phần thẳng của rãnh:
( )
( )
= − +
= − + =
12 rS 1 4Sh h 0,5 d 2.h
8,9 0,5 5,8 2.0,5 5,5(mm)
Trong đó:h4S =0,5 (mm) chiều cao nêm – mục 23
25. Diện tích rãnh trừ nêm:
( )+ += − − = − − =' 22 1rs rs 4S nb d 7,2 5,8S .(h h h ) 8,9 0,5 2 41,6(mm )2 2
trong đó: hn = 2(mm): chiều cao nêm
hrS =8,9 (mm)chiều cao rãnh stato – mục 23
26. Diện tích cánh điện rãnh:
Tên Vật liệu Kích thước (mm) Chú thích
Dây dẫn
Cách điện rãnh
Nêm
π ⊃B –2
Tấm cách điện
cách điên
cd
d 0,345
d 0,395
=
0,3
0,2
Một mặt
của rãnh
Scđ = C.(b2 + 2.hrs)
= 0,3 (7,2+2.8,9) = 7,47 (mm2)
Với C = 0,3 (mm) chiều dày cách điện
27. Diện tích rãnh có ích:
Sr = S’rs - Scđ = 41,6-7,47 = 34,13 (mm2)
Trong đó : S’rs =41,6(mm2 )diện tích rãnh trừ nêm (mục 27)
Scđ =7,47(mm2)diện tích cách điện (mục 28)
28. Hệ số lấp đầy rãnh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 20
Kd = = =
2 2
rA cd
r
U .d 156.0,395
0,713
S 34,13
Trong đó: UrA = 156 (vòng): số thanh dẫn trong một rãnh.
dcđ = 0,395(mm): đường kính dây kể cả cách điện.
29. Chiều cao gông stato thực sự:
− −= − = − = 2ngS rSD D 100 65h h 8,9 8,6(mm )2 2
trong đó :hrS =8,9 (mm) chiều cao rãnh stato (mục 23)
30. Bề rộng răng stato:
ZS
' 4S 1 12
S
(D 2h d 2hb
z
(65 2.0,5 5,8 2.5,5) 7,2 3,64(mm)
24
π
π
+ + +=
+ + += − =
( )π + +π − += − = − ='' n 4S 1SZS 1S
S
. 65 2.0,5 5,8(D 2.h d )
b d 5,8 3,6(mm)
Z 24
+ += = =ZS ZSZS b ' b" 3,64 3,6b 3,62(mm)2 2
trong đó:h4S =0,5 (mm)
h12 =5,5(mm ) chiều cao phần thẳng của rãnh
b4s =1,8
R·nh stato
=5,5
=5,8
=8,9rsh
1sd
12sh
=0,5h4s
=7,22sb
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 21
gi
¶n
®
å
kh
ai
tr
iÓ
n
d©
y
qu
Ên
s
ta
to
.
Z
s
=
24
,
q=
Q
a=
Q
b=
3,
2
p=
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 22
CHƯƠNG III: DÂY QUẤN - RÃNH VÀ GÔNG RÔTO
Căn cứ vào tiết diện dây dẫn trong rãnh để chọn dạng rãnh và kích
thước rãnh. Ta chọn rãnh quả lê vì có thể thiết kế chiều rộng răng được đều
theo chiều cao của rãnh.
Để cho nhôm có thể lấp đầy đáy rãnh khi đúc đường kính đáy d2R
không được nhỏ hơn 2,5mm. Ta chọn d2R = 3mm
31. Đường kính ngoài rôto:
D’= D - 2.δ = 65 – 2. 0,3 = 64,4 (mm)
Với δ =0,3mm (theo mục 9)
32. Bề rộng răng rôto:
δ= = =RZR
ZR c
B .t 0,55.11,9
b 4,93(mm)
B .K 1,37.0,97
trong đó : tR bước răng rôto
'
R
R
.D .64,4t 11,9(mm)
z 17
π π= = =
chọn bZR = 4,9(mm)
Trong đó: BZR = 1,37(T) : mật độ từ thông răng rôto (Sơ bộ
chọn)
+ Lấy chiều cao miệng rãnh h4R = 0,5mm
rRh
d =5,81R
2Rd
=11,7
=3
=6,8h12R
=1b4R =0,5h4R
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 23
Chiều rộng miệng rãnh b4R = 1mm
33. Đường kính rãnh rôto:
( ) ( )⎡ ⎤ ⎡ ⎤− δ + π − − + π −⎣ ⎦ ⎣ ⎦=+ π + π
=
4S ZR R
1R
R
D 2 h . b .Z 65 2 0,3 0,5 . 4,9.17
d =
Z 17
5,75(mm)
Chọn d1R = 5,8(mm)
Trong đó D =65 (mm) (mục 2)
bZR =4,9 (mm) (mục 24)
34. Chiều cao phần thẳng của rãnh roto:
( )
+⎡ ⎤− − −⎢ ⎥π⎣ ⎦
⎡ ⎤+= − − −⎢ ⎥π⎣ ⎦
=
' R ZR ZR
12R 1R 4R
Z (b d )
h = 0,5. D d 2.h
17 4,9 3
0,5 64,4 5,8 2.0,5
6,75(mm)
Chọn h12R = 6,8(mm)
35. Chiều cao rãnh rôto:
hrR = 0,5 (d1R + d2R) + h12R + h4R
= 0,5(5,8 +3) + 6,8 + 0,5 = 11,7( mm)
trong đó: d1R =5,8 (mm) (mục
d2R =3(mm) đường kính đáy rôto
36. Diện tích rãnh rô to:
( )
( ) ( )
π + + +
π= + + + =
2 2
rR 1R 2R 12R 1R 2R
2 2 2
S = (d d ) 0,5h . d d
8
5,8 3 0,5.6,8. 5,8 3 46,65(mm )
8
trong đó:h12R =6,8 (mm) chiều cao phần thăng của rãnh
37. Đường kính trong lõi sắt rôto:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 24
Dt = 0,3.D = 0,3.65 = 19,5(mm)
38.Chiều cao gông:
− −= − = − =tgR rRD ' D 64,4 19,5h h 11,7 10,75(mm)2 2
39. Bề rộng răng rôto:
( ) ( )
( ) ( )
π − − π − −= − = − =
π − − − π − − −= − = −
=
+ += = =
' 4R 1R
ZR 1R
R
'' 4R 1R 12R
ZR 2R
R
' ''
ZR ZR
ZR
. D' 2.h d . 64,4 2.0,5 5,8
b d 5,8 4,84(mm)
Z 17
D' 2.h d 2.h . 64,4 2.0,5 5,8 2.6,8
b d 3
Z 17
4,94(mm)
b b 4,84 4,94
b 4,89(mm)
2 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 25
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN MẠCH TỪ
Tính toán mạch từ bao gồm tính toán đòng điện từ hóa Iμ. Thành phần
phản kháng của dòng điện không tải và điện kháng tưong ứng với khe hở
không khí là Xm.
Lõi sắt động cơ điện này dùng thép kỹ thuật điện cán nguội ký hiệu
2211. Hệ số ép chặt lấy KC = 0,97, bề mặt lá tôn không phủ sơn cách điện.
40. Hệ số khe hở không khí:
δ
+ δ += = =− −+ +δ
4S
S
4S S 4S
S
5 b / 5 1,8 / 0,3
k 1,13
b t b 1,8 8,5 1,8
5 . 5 .
t 0,3 8,5
Trong đó: b4S = 1,8(mm): Chiều rộng miệng rãnh (mục 23)
tS = 8,5(mm): Bước răng stato (mục 21)
δ
+ δ += = =− −+ +δ
4R
R
4R R 4R
R
5 b / 5 1/ 0,3
k 1,035
b t b 1 11,9 1
5 . 5 .
t 0,3 11,9
trong đó b4R =1(mm)
tR =11,9(mm) bước răng rôto (mục 34)
⇒ kδ = kδS. kδR = 1,13.1,035 =1,169
41. Sức từ động khe hở không khí
Fδ = 1,6 Kδ . Bδ . δ .104
= 1,6.1,169.0,55.0,03.104 = 308,62 (A)
42. Mật độ từ thông răng ở Stato:
δ= = =SZS
ZS C
t 8,5
B B . 0,55. 1,34(T)
b .K 3,6.0,97
trong đó : bZS =3,6 (mm) bước răng stato (mục21)
43. Cường độ từ trường trên răng stato:
Theo phụ lục 1-1 trang 278.
Ta có BZS = 1,34(T) ⇒ HZS = 7,9 (A/cm)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 26
44. Sức từ động trên răng Stato:
FZS = 2.HZS.hrS = 2.7,9.0,89 = 14,06 (A)
Trong đó:
hrS = 0,89 (cm): chiều cao răng Stato (mục 26)
45. Mật độ từ thông ở răng rôto:
δ=
= =
R
ZR
ZR C
t
B B
b .K
11,9
0,55. 1,38(T)
4,9.0,97
Trong đó: tR = 11,9(mm): bước răng rôto.
bZR = 4,9(mm): chiều rộng răng rôto.
46. Cường độ từ trường trên răng rôto:
Theo phụ lục 1-3 trang 280 ta có BZR = 1,38 (T) ⇒ HZR = 8,57(A/cm)
47. Sức từ động trên răng rôto:
FZR = 2.hZR.HZR = 2.1,14.8,57 = 20(A)
Trong đó: hZR = hrR – 0,1.d2 = 11,7 - 01.3 =11,4(mm)
18. Hệ số bão hòa răng:
δ
δ
+ + + += = =ZS ZRZ F F F 308,62 14,06 20k 1,114F 308,62
trong đó: Fδ =308,62 (A) (mục 43)
FZS =14,06 (A) (mục46)
FZR =20 (A) (mục 49)
49. Kiểm tra lại hệ số kZ:
− −Δ = = =Z ZbhZ
Z
k k 1,114 1,11
k .100 .100 0,35%
k 1,114
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 27
Trị số này gần đúng với giả thiết ban đầu nên không cần tính lại.
Chọn kZbh = 1,11 (mục 11)
50. Mật độ từ thông ở gông Stato:
−φ= = =
4 2 4
gS
gS S C
.10 0,0988.10 .10
B 1,07(T)
2h .l .K 2.0,86.5,52.0,97
trong đó : hgS =0,86 (cm) chiều cao gông stato (mục22)
lS =5,52 (cm) chiều dài lõi sắt stato (mục 4)
51. Cường độ từ trường trên gông stato:
Theo phụ lục 1-1 trang278 ta có BgS = 1,07(T) ⇒HgS = 4,6(A/cm)
52. Sức từ động ở gông Stato:
π −=
π −= =
n gS
gS gS
(D h )
F H .
2P
(10 0,86)
4,6. 33(A)
2.2
trong đó: hgR =10,75 (mm) chiều cao gông rôto(mục 40)
53. Mật độ từ thông trên gông rôto:
−φ= = =
4 2 4
gR
gR R C
.10 0,109.10 .10
B 0,86(T)
2h .l .K 2.1,075.5,52.0,97
54. Cường độ từ trường trên gông rôto:
Theo phụ lục 1-1 trang278 ta có BgR = 0,86(T) ⇒ HgR = 3,22(A/cm)
55. Sức từ động trên gông rôto:
( ) ( )π + π += = =t gRgR gR D h . 1,95 1,075F H . 2,25. 5,35(A)2p 2.2
56. Sức từ động của mạch từ:
F = Fδ + FZS + FZR + FgS + FgR
= 308,62 + 14,06 + 20 + 33 + 5,35 = 381,03(A)
trong đó: Fδ =308,62 (A) (mục 43)
57. Hệ số bão hòa toàn mạch:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 28
μ
δ
= = =F 381,03k 1,24
F 308,62
trong đó: F= 381,03 (A) sức từ động của mạch từ
Fδ =308,62 (A) sức từ động khe hở không khí
58. Dòng điện từ hóa:
μ = = =
SA dq
p.F 2.381,03
I 0,5(A)
0,9.m.W .k 0,9.2.936.0,91
59. Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí:
μ
= = = ΩE dmmA K .U 0,85.220X 374( )I 0,5
60. Tính theo đơn vị tương đối:
= = =* dmmA mA
dm
I 0,59
X X . 374. 1,003
U 220
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 29
CHƯƠNG V: TRỞ KHÁNG CỦA DÂY QUẤN STATO VÀ RÔTO
61. Chiều dài bình quân phần đầu nối dây quấn chính:
lđ = K1.τ1 .β + 2.B = BY.P
)hD(
K rS 2+
τ2
+π
1
=1,3. + +3,14(6,5 0,89) 6. 2.1
4 6
= 9,54 (cm)
Trong đó:
K1 = 1,3: Hệ số kinh nghiệm
B = (0,5÷1,5): Hệ số kinh nghiệm. Chọn B = 1
hrS =0,89 (cm) chiều cao rãnh stato (mục 25)
62. Chiều dài bình quân nửa vòng dây
ltb = l1 + lđ = 5,52 + 9,54 = 15,06 (cm)
63. Tổng chiều dài dây dẫn của đường dây quấn chính:
LSA = 2.ltb.wSA.10-2 = 2.15,06.936.10-2 = 281,92 (cm)
Trong đó : WSA = 936(vòng) (mục 13)
64. Điện trở tác dụng của dây quấn chính stato:
= ρ = = = ΩSASA 75
SA
L 1 281,92
r . 61,9( )
S .a 46 0,099.1
Trong đó:
ρ75 = 1/46 (Ωmm2/m) điện trở suất của dây đồng ở nhiệt độ 750C đối
với cách điện cấp B
SSA = 0,099 (mm2) tiết diện dây dẫn đồng.
65. Tính theo đơn vị tương đối:
= = =* dmASA SA
dmA
I 0,59
r r . 61,9. 0,17
U 220
66. Hệ số từ tản rãnh Stato (dây quấn một lớp hình sin nửa quả lê):
-β β
⎛ ⎞λ = + + +⎜ ⎟⎝ ⎠
1 4S 2 4S
rS 1
1 1 1 4S
h b h h
.K (0,785 ) .K
3.b 2d d b
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 30
⎛ ⎞−⎛ ⎞= + − + + =⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠
5,8.1 1,8 0,3 0,5
0,785 .1 1,186
3.5,8 2.5,8 5,8 1,8
Trong đó:
Kβ = Kβ1 = 1 hệ số theo bước ngắn của dây quấn
(Tra bảng 4.2- Trang 74 - sách động cơ điện KĐB 3 pha, 1 pha công
suất nhỏ - tác giả Trần Khánh Hà - NXB KHKT)
h1 = hrS - h4S- hn- 2.C
= 8,9 - 0,5 - 2- 2.0,3 = 5,8 (mm)
h2 = hrS - h4S - h1 - 1
d
2
= 8,9 - 0,5 - 5,8 - = −5,8 0,3(mm)
2
67. Hệ số từ tản tạp Stato:
Xét đến ảnh hưởng từ trường bậc cao(sóng diều hòa răng và sóng diều
hòa dây quấn) gây lên từ thông móc vòng tản trong dây quấn stato,có khi còn
gọi là từ tản khe hở không khívà từ trường tương ứngchủ yếu phụ thuộc vào
từ dẫn của các đường sức từ trong khe hở không khí.
Hệ số λts phụ thuộc vào kích thước máy điện(bước răng,khe hở không
khí)và các số liệu dây quấn.Bề rộng miệng rãnh statovà rôtocùng có ảnh
hưởng nhất định đén từ tản tạp.
δ
ξλ = = =δ
S S
ts
t 0,85.1,35
. 2,75
11,9. K 11,9.0,03.1,169
Trong đó:
ξS = 1,35 (Tra hình 4.9 trang 82 - sách động cơ KĐB 3 pha, 1
pha công suất nhỏ tác giả - Trần Khánh Hà - NXB KHKT)
Kδ =1,169 hệ số khe hở không khí ( mục42)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 31
68. Hệ số từ tản phần đầu nối dây quấn Stato phân tán 2 mặt phẳng:
δ
λ = − τ
= − =
dS d
q
0,27. (l 0,64. )
l
3
0,27 (9,54 0,64.5,1) 0,92
5,52
Với lδ = lS = 5,52(cm): chiều dàI stato.
τ = 5,1(cm): bước cực.
lđ = 9,1(cm): chiều dài đầu nối.
q = 3 số rãnh dây quấn chính và phụ dưới mỗi cực (mục 6)
69. Tổng hệ số từ dẫn Stato:
Σλs = λrs + λts + λđs = 1,186 + 2,75+ 0,92 = 4,856
trong đó: λrs =1,186 hệ số từ tản rãnh stato
λts =2,75 hệ số từ tản tạp stato (mục 69)
70. Điện kháng tản dây quấn chính Stato.
δ⎛ ⎞= λ⎜ ⎟⎝ ⎠ ∑
2
SA
SA S
lf W
x 0,158. .
100 100 p.q
⎛ ⎞= = Ω⎜ ⎟⎝ ⎠
2
SA
50 936 5,52
x 0,158. . .4,856 30,92( )
100 100 2.3
71. TÍNH THEO ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI:
= = =* dmSA SA
dm
I 0,59
X X . 30,92. 0,083
U 220
72. Điện trở tác dụng của thanh dẫn roto đúc bằng nhôm:
− −
−= ρ = = Ω
2 2
4R
t 75
t
l .10 1 5,52.10
R . . 0,514.10
S 23 46,65
Trong đó: ρ75 = 1/23.Ω Điện trở suất của nhôm đúc rôto độ 750C
St = 46,65 mm2; tiết diện thanh dẫn (cũng chính là diện tích rãnh rôto).
lδ =lR =5,52 (cm) chiều dài lõi sắt stato cũng là chiều dài lõi sắt rôto
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 32
73. Hệ số quy đổi điện trở sang stato:
( )= 2SA dS12 2
R dR
W .k
K 4.m.
Z .k
Trong đó : WSA = 936(vòng)
ZR = 17(rãnh)
kdS = 0,91: hệ số dây quấn stato.
kdR = kn : hệ số dây quấn rôto.
Làm rãnh nghiêng rôto và nghiêng 1/24 vòng tròn nghĩa là một bước
rãnh stato.
bn
bn
rãnh nghiêng ở rôto lồng sóc
Như vậy bn = tS = 8,5(mm)=0,85(cm).
Độ nghiêng rãnh β = = =nn
R
b 0,85
0,714
t 1,19
Góc nghiêng rãnh π πα = β = =n n
R
2. .p 2. .2
. .0,714 0,528(rad)
Z 17
Hệ số rãnh nghiêng đồng thời là hệ số dây quấn rôto:
( ) ( )α= = = =α nn dq n
2.sin / 2 2.sin 0,582 / 2
k k 0,988
0,582
( )⇒ = =212 24.2 936.0,91k 34975,1717.0,988
74. Dòng điện trong thanh dẫn roto:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 33
= = SA dq1td 2 I dmA
R dR
4.W .K
I I K .I .
Z .K
4.936.0,91
0,96.0,59 114,89 (A)
17.0,988
= =
Trong đó:
KI = 0,96: hệ số dòng điện lấy theo cosϕ > 0,95.
I1 = 0,59 (A): dòng điện định mức dây quấn chính
75. Dòng điện trong vòng ngắn mạch:
= = =πV td
R
1 114,89
I I 159(A)
p 180.2
2sin 2.sin
Z 17
76. Sơ bộ mật độ dòng điện trong vành ngắn mạch:
Chọn Jv = 3,5(A/mm2)
77. Diện tích vành ngắn mạch:
= = = 2vv
v
I 159
S 45,43(mm )
J 3,5
Chọn bv =1,2.hrR = 1,2.11,7 = 14,04 (mm)
= = =vv
v
S 45,43
a 3,24(mm)
b 14,04
Đường kính trung bình vành ngắn mạch:
DV =
+ += =
''
V VD' D 64,4 50,36 57,4(mm)
2 2
Trong đó:
D’V = D = 64,4 mm: đường kính ngoài rôto.
Dv" = DV' - bV = 64,4 - 14,04 = 50,36 (mm)
78. Điện trở vành ngắn mạch của roto:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 34
− −
−
π π= ρ =
= Ω
2 2
V
V 75
R V V
4
.D .10 1 .5,74.10
r . .
Z (a .b ) 23 17.3,24.14,04
0,1014.10
79. Điện trở của phần tử lồng sóc rôto.
( )−− −= + = + = Ωπ
4
4 4V
pt t
2 2
R
r 0,1014.10
r r 0,54.10 0,903.10
.p 180.2
2.sin 2.sin
Z 17
80. Điện trở Roto đã quy đổi sang Stato:
−= = = Ω4RA 12 ptr k .r 349753,17.0,903.10 31,58( )
trong đó K12 =34973,5 hệ số quy đỗi điện trở sang roto
81 . Tính theo đơn vị tương đối:
= = =* dmRA RA
dm
I 0,59
r r 31,58. 0,085
U 220
82. Hệ số từ tản rãnh Roto;
μ
⎡ ⎤⎛ ⎞π⎢ ⎥λ = − + − +⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦
⎡ ⎤⎛ ⎞π⎢ ⎥= − + − + =⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦
22
1R 1R 4R 4R
rR
1R t 1R 4R
22
h .d b h
1 0,66 K
3.d 8.S 2.d b
8 .5,8 1 0,5
1 0,66 .1 1,21
3.5,8 8.46,05 2.5,8 1
Trong đó: h1R = hrR - h4R - 2
1 d1R - 0,1 d2R
= 11,7 - 0,5 -
2
1 .5,8 - 0,1 . 3 = 8 mm
Kμ = 1
St = Sr = 45,48 (mm2): diện tích rãnh rôto.
h4R = 0,5 (mm) chiều co miệng rãnh (mục 34)
b4R = 1 (mm) chiều rộng miệng rãnh rôto (mục 34)
83. Hệ số từ tản tạp rôto.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 35
δ
ξλ = = =δ
R R
tR
t . 1,19.1,033
2,945
11,9. .K 11,9.0,03.1,169
Trong đó:
= =
= =δ
4R
R
4R
b 1
0,084
t 11,9
b 1
3,33
0,3
Tra hình 4.7- trang 79 sách Động cơ KĐB 3 pha, 1 pha công suất nhỏ
Trần Khánh Hà - NXB KHTN
Ta có hệ số ΔZ = 0,04
Vì = = <RZ 17 4,25 5
2.p 4
nên
π Δξ = + − ⎛ ⎞− ⎜ ⎟⎝ ⎠
π= + − =⎛ ⎞−⎜ ⎟⎝ ⎠
Z
R 2
R
R
2
1 .p
1 .
5 Z p
1
Z
1 .2 0,04
1 . 1,033
5 17 2
1
17
84. Hệ số từ tản phần đầu nối:
λ = ⎛ ⎞⎛ ⎞π +⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= =⎛ ⎞⎛ ⎞ +⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
V V
dR 2
V
V
R
R
2
2,9.D 4,7.D
.lg
bP 2 aZ .l 2sin 2Z
2,9.5,74 4,7.5,74
.lg. 0,38
1,404180.2 2 0,32417.5,52. 2sin
217
Trong đó DV =57,4 (mm) đường kính trung bình vành ngắn mạch(mục 79)
85. Tổng hệ số từ tản Roto:
ΣλR = λrR + λtR + λđR = 1,21 + 2,945 + 0,38 = 4,085
86. Tổng từ tản của rôto:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 36
⎛ ⎞∑λ = ∑λ ⎜ ⎟⎝ ⎠
⎛ ⎞= =⎜ ⎟⎝ ⎠
2
R S dS
R R
S R dR
2
l .Z K
'
l .Z K
5,52.24 0,91
4,085. 4,89
5,52.17 0,988
87. Điện kháng rôto quy đổi sang Stato:
∑λ= = = Ω∑λ
'
R
RA S
S
4,89
x x . 30,92. 31,14( )
4,856
XSA =30,92 (Ω)đIện kháng tản dây quấn chính stato (mục72)
∑λs =4,856 tổng hệ số từ dẫn stato (mục 71)
88. Tính theo đơn vị tương đối:
= = =∑∑ dm*RA RA dm
I 0,59
X X . 31,14. 0,0835
U 220
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 37
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC
* Tham số tính toán đầu của mạch điện thay thế pha chính:
rSA = 61,9 Ω; (mục 66). xSA = 30,92 Ω; (mục 72). xmA = 374 Ω; (mục 61).
rRA = 30,94Ω;(mục 82). xRA = 31,14 Ω;(mục 89).
* Lấy hệ số trượt định mức sđm = 0,052
nđm = nđb (1 - sđm) = 1500 (1 - 0,052) = 1422 (vòng/phút)
rSA
Iμ
A, dòng diện thứ tự thuận
Iμ rRA/(2-s)
B, dòng điện thứ tự nghịch
89. Hệ số trở kháng của mạch điện.
α = = =+ +
RA
mA RA
r 30,94
0,076
x x 374 31,14
β = = =+ +
mA
mA RA
x 374
0,92
x x 374 31,14
rSA
XmA
XSA
XRA
IA2 IRAZ
IRA1
XRA IA1
rRA/s
XmA
XSA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 38
90. Điện trở thứ tự thuận tương ứng nhánh từ hóa và nhánh thứ cấp của
mạch điện:
α β= α +
= = Ω+
' mA dm
RA1 2 2
dm
2 2
. .x .s
r
s
0,076.0,92.374.0,052
160,35
0,076 0,052
91. Điện kháng thứ tự thuận của mạch điện:
α += β α +
+= = Ω+
2
' RA RA dm
RA1 RA 2 2
dm
2
2 2
(r / x ). s
x .x
s
(30,94 / 31,14).0,076 0,052
0,92.31,14 264,24
0,076 0,052
92. Tổng trở thứ tự thuận pha chính:
ZA1 = rA1 + jxA1 = (rSA + r'RA1) + j(xSA + r'RA1)
= (61,9 + 160,35)+ j(30,92 + 264,24) = 222,25 + j295,16(Ω)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 39
CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN PHỤ.
Tính toán dây quấn phụtheo điều kiện đạt từ trường quay tròn ở chế đọ
định mức
Tham số của pha phụ đối với động cơ điện dungnó quyết định tính
năng làm việc và đặc tính khởi động.Vạy nội dung của phần này là xác
định,tính toán các tham số của pha phụ và tính chọn phần tử phụ(điện dung tụ
điện).
93. Tỷ số biến áp
= = =A1
A1
x 295,16
K 1,33
r 222,25
94. Dung kháng trong dây quấn phụ:
xC = K2 .XA1 + K.rA1 = 1,332.295,16 + 1,33 . 222,25
= 817,7 (Ω)
95. Điện dung cần thiết:
= = = μπ π
6 6
V
c
10 10
C ' 3,89 F
2 .f.x 2. .50.817,7
Chọn tụ: CV = 4 μF
96. Điện kháng thực sự :
= = = Ωπ π
6 6
c
V
10 10
x 796
2 .f.C 2 .50.4
97. Để đảm bảo điều kiện thứ hai của từ trường quay tròn theo 8-13b ta
có tỷ số biến áp phải là:
1
1
2
11
2
4
A
cAAA
x
x.xrr
K
++−=
− + += =
2222,25 222,25 4.295,16.796
K 1,31
2.295,16
98. Số thanh dẫn trong một rãnh của dây quấn phụ:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 40
U'rB = K.UrA = 1,31 . 156 = 204,36 (thanh dẫn)
Lấy UrB là số nguyên
UrB = 204 (thanh dẫn)
UrA =156 (lần) số thanh dẫn trong 1 rãnh (mục 14).
99. Số vòng dây của dây quấn phụ:
WSB = U’rB .p.q = 204.2.3 = 1224 (vòng)
100. Tỷ số biến áp:
= = =SB
SA
W 1224
K 1,31
W 936
101. Tiết diện dây dẫn pha phụ:
+ Sơ bộ tính tiết diện dây dẫn phụ theo tỷ số t
S
S
SB
SA = , ở đây ta chọn
t = k =1,31
= = = 2SAB S 0,099S ' 0,0755mmt 1,31
Dựa theo bảng tiết diện tiêu chuẩn phụ lục 2 trang 281 sách Động cơ
KĐB 3 pha, 1 pha công suất nhỏ - TG Trần Khánh Hà - NXB KHKT ta lấy:
SB = 0,0779 mm2
d/dcd = 0,315/0,35 mm
Như vậy:
= = =SA
SB
S 0,099
t 1,27
S 0,0779
102. Điện trở tác dụng pha phụ B:
rSB = K.t.rSA = 1.31.1,27 .61,9 = 102,98 Ω
103. Tổng trở thứ tự thuận pha phụ:
ZB1 = (rSB + K2 . r'RA1)+ j(K2.xA1 - xC)
= (102,98 + 1,312 . 160,35) + j(1,312.295,16 – 796)
= 378,17 - j 289,48 (Ω)
trong đó : XC =796 (Ω) (mục 18)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 41
'ra1r =160,35(Ω) : điện trở thứ tự tương ứng nhánh từ hóavà nhánh thứ
cấp của mạch điện (mục 92)
104. Điện trở tác dụng thứ tự nghịch của pha chính:
α β −= α + −
mA dm
RA2 2 2
dm
. .x .(2 s )
r '
(2 s )
−= = Ω+ −RA2 2 2
0,076.0,92.374(2 0,052)
r ' 13,4
0,076 (2 0,052)
trong đó: α =0,076 (mục 92)
β =0,92 (mục 92)
XmA =374 (Ω) điện kháng ứng với ừ trường khe hở không khí
XRA =34,11(Ω) điện trở rôto qui dổi sang stato
105. Điện kháng tác dụng thứ tự nghịch của pha chính:
α + −= β α + −
+ −= = Ω+ −
2
2
RA RA dm
RA RA 2 2
dm
2
2 2
(r / x ). (2 s )
x' .x
(2 s )
(30,94 / 31,14).0,076 (2 0,052)
0,92.31,14 29,17
0,076 (2 0,052)
106. Tổng trở thứ tự nghịch pha chính:
ZA2 = (rA2 + jxA2) = (rSA + r'RA2) + j(xSA + x'RA2)
= (61,9 + 13,4) + j(30,92 + 29,17)
= 75,3 + j60,09 (Ω)
107. Tổng trở thứ tự nghịch pha phụ:
ZB2 = (rSB + K2.r'RA2) + j(K2.xA2 - xC)
= (102,98 + 1,312 .13,4) + j(1,312 .60,09 - 796)
= 125,98 - j 692,88 (Ω)
108. Thành phần thứ tự thuận và nghịch của dòng điện Stato pha chính:
−= = ++
' "B2 A2
A1 dm A1 A1
A1 B2 A2 B1
Z j.K.Z
I U I I
Z .Z Z .Z
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 42
− − += + − + + −
125,98 j.692,88 j1,31(75,3 j60,09)
220.
(222,25 j.295,16)(125,98 j692,88) (75,3 j60,09)(378,17 j289,48)
( )−= − + −
−= − +
−= − + +
− −= =−
204,69 j791,52
220.
969,48 53,02.704,24 79,7 96,34 38,59.476,25 37,43
220.817,55 75,5
260202,6 26,68 45881,93 1,16
179861 75,5
232498,35 j116832,82 45872,53 j928,85
179861 75,5 179861 75
278370,87 j115903,97 −
= −
= −
,5
301536,19 22,61
0,59 52,89
0,356 j0,471 (A)
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
B1 A1
A2 dm
A1 B2 A2 B1
Z j.K.ZI U
Z .Z Z .Z
378,17 j289,48 j1,31 222,25 j295,16
220
222,25 j295,16 . 125,98 j692,88 j 75,3 j60,09 . 378,17 j298,48
220.8,65168,878,49 j1,67220
301536,19 22,61 301536,19 22,61
0,00631191,
+= +
− + += + − + + −
− += =− −
= 48 0,0062 j0,00126(A)= − −
109. Sức điện động thứ tự thuận:
( )
1 A1 RA1 A1 RA1 RA1E = I - Z = I (r' + jx' )
0,59 52,89 160,35 j264,24 0,59 52,89.309,158,75
182,36 5,86(V)
= − + = −
=
110. Sức điện động thứ tự nghịch:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 43
( )
2 A2 RA2 A2 RA2 RA2E = I - Z = I (r' + jx' )
0,0063191,48. 13,4 j29,17
0,0063191,48.32,1 65,33 0,2 256,81
0,046 j0,195(V)
= +
= =
= − −
111. Hệ số kE:
1 2
E1
dm
182,37 0,2E EK 0,83
U 220
++= = =
112. Kiểm tra lại hệ số kE:
E Ebh
E
E
k k 0,83 0,85
k .100% .100% 2,4%
k 0,83
− −Δ = = =
Ta thấy ΔkE =2,4% < 5% nên không cần tính lại
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 44
CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN TỔN HAO SẮT VÀ DÒNG ĐIỆN
PHỤ
113. Trọng lượng răng Stato:
GZS = 7,8 . ZS . bZS . hZS . lS . KC . 10-3
= 7,8 . 24 . 0,36 . 0,89 . 5,52 . 0,97 . 10-3
= 0,32 (Kg)
Trong đó:
bZS =3,6 (mm) : bề dày rãnh (mục 21)
hrS =8,9 (mm): chiều cao răng( mục 25)
lδ =5,52 (cm): chiều dài lõi sắt (mục 4)
114. Trọng lượng răng Roto:
GZR = 7,8 . ZR . bZR . hZR . lR . KC . 10-3
= 7,8 . 17 . 0,49 . 1,17 . 5,52 . 0,97 . 10-3
= 0,407 (Kg)
Trong đó:
ZR : số rãnh rôto
bZR =0,49 (cm): chiều dày răng rôto (mục 34)
hZR =1,17 (cm): chiều cao răng rôto (mục 37)
115. Trọng lượng gông Stato:
GgS = 7,8 . π . (Dn - hgS).hgS .lS . KC . 10-3
= 7,8 . π. (10 - 0,89). 0,89 . 5,52 . 0,97. 10-3
= 1,027( Kg)
hgS =0,89 (cm): chiều cao gông stato mục 32
116. Trọng lượng gông Roto:
GgR = 7,8 . π . (Dt - hgR).hgR .lR . KC . 10-3
GgR = 7,8 . π. (1,95 - 1,07). 1,07 . 5,52 . 0,97 . 10-3
= 0,123( Kg)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 45
Trong đó:
Dt : đường kính trục rôto (mục 41)
HgR : chiều cao gông rôto (mục 42)
117. Tổn hao sắt trên răng Stato:
gC
,
ZSZS/,TZS K.
f
.G.B.P.,'P
31
2
5001 50
81 ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
= 1,8 .2,6 (1,34)2.0,32.
1,350
50
⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ .0,9 = 2,4 (W)
Trong đó: KgC = 0,9 Hệ số gia công
P1,0/50 = 2,6 W/Kg: tổn hao sắt của thép
(Tra bảng 6 - 2 trang 98 Sách Động cơ KĐB 3 pha, 1 pha công suất nhỏ
- TG-Trần Khánh Hà - NXB KHKT)
BZS : mật độ từ thông tính toán (mục 46)
GZS =0.32 (kg): trọng lượng răng Stato
118. Tổn hao sắt trên răng Rôto:
gC
,
ZRZR/,TZR K.
f
.G.B.P.,'P
31
2
5001 50
81 ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
= 1,8.2,6.(1,38)2 .0,407 .
1,350
50
⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ .0,9
= 3,2 6(W)
BZR =1,38 (T ) mật độ từ thông ở răng rôto (mục 47)
GZR =0,407 (kg) trọng lượng răng rôto (mục 116)
119. Tổn hao sắt trên gông Stato:
31
2
5001 50
61
,
gSgS/,TgS
f
.G.B.P.,'P ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
= 1,6 . 2,6 .(1,07)2. 1,027 .
1,350
50
⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ = 4,42 (W)
BgS: mật độ từ thông trên gông stato. ( mục 54)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 46
120. Tổn hao sắt trên gông roto:
P’TgR = 1,6.P1,0/50. 2gRB .GgR ( 50
f
)1,3
P'TgR = 1,6 .2,6.(0,86)2 . 0,123 .1
= 0,378 (W)
BgR: mật độ từ thông trên gông rôto. (mục 57)
121. Tổn hao sắt tính toán của Stato:
P'TS = P'TZS + P'TgS
= 2,42 + 5,747 = 8,167 (W)
trong đó: 'ZSP 2,42= (W) tổn hao sắt trên răng stato ( mục 119)
'TgsP 4,42= (W)tổn hao sắt trên gông stato
122. Tổn hao sắt tính toán của Roto:
P'TR = P'TZR + P'TgR
= 3,265 + 0,378 = 3,643 (W)
trong đó: 'TZRP 3,265= (W)tổn hao sắt trên răng rôto
'TgRP 0,378 (W)tổn hao sắt trên gông rôto
123. Tổn hao sắt do từ trường thuận gây nên:
2 2
1
TS1 TS
E1 dm
E 182,37P P' 8,167 7,768(W)
K .U 0,85.220
⎛ ⎞ ⎛ ⎞= = =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠
2
1,31
TR1 TR dm
E1 dm
2
1,3
EP P ' .s
K .U
182,373,643 .0,052 0,074W
0,85.220
⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠
⎛ ⎞= =⎜ ⎟⎝ ⎠
PT1 = PTS1 + PTR1 = 7,768 + 0,074 = 7,842 (W)
Trong đó:
PTS1: tổn hao sắt do từ trường thuận stato gây nên.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 47
PTR1: tổn hao sắt do từ trường thuận rôto gây nên.
124. Dòng điện phụ thứ tự thuận do tổn hao sắt gây nên.
1
1
T
T
1
P 7,842I 0,0215(A)
2.E 2.182,37
= = =
125. Tổn hao sắt do từ trường nghịch gây nên:
2
2
TS2 TS
E dm
2
5
EP P'
K .U
0,2028,167 0,934.10 (W)
0,85.220
−
⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠
⎛ ⎞= =⎜ ⎟⎝ ⎠
2
1,32
TR 2 TR dm
E2 dm
2
1,3 5
EP P ' .(2 s )
K .U
0,23,643 .(2 0,052) 0,99.10 W
0,85.220
−
⎛ ⎞= −⎜ ⎟⎝ ⎠
⎛ ⎞= − =⎜ ⎟⎝ ⎠
PT2 = PTS2 + PTR2 = 0,934.10-5 + 0,99.10-5 = 0,193.10-4 W
126. Dòng điện phụ thứ tự nghịch do tổn hao sắt gây nên:
2
4
T 4
T2
2
P 0,193.10I 0,48.10 (A)
2.E 2.0,2
−
−= = =
127. Dòng điện Stato có xét đến tổn hao sắt ở cuộn dây chính:
' ''
SA1 A1 T1 A1I = (I + I ) + j I
0,356 0,0215 j0,471
0,3775 j0,471 0,6036 51,29(A)
= + −
= − = −
' ''
SA2 A2 T2 A2
4
I = (I + I ) + j I
0,0062 0,48.10 j0,00126
0,0061 j0,00126 0,0062 168,37(A)
−= − + −
= − − = −
SA SA1 SA2I I I
0,3775 j0,471 0,0061 j0,00126
0,3714 j0,4723 0,6 51,82(A)
= +
= − − −
= − = −
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 49
128. Dòng điện cuộn dây phụ
( )
1 1A T
SB1
I I 0,59 52,89 0,0215I j j
K K 1,31 1,31
j 0,2717 j0,3582 0,0164
−= + = +
= − +
0,376 j0,2717 0,46 35,98(A)= + =
( )
2 2
2
4
A T
SB
I I 0,00631191,48 0,48.10I j j
K K 1,31 1,31
j 0,00472 j0,000958 0,0000366
0,00922 j0,00472 0,0048101,05(A)
−
= − + = − +
= − − − +
= − + =
ISB = ISB1 + ISB2
= (0,376 + j0,2727) - 0,000922 + j0,00472)
= 0,375 + j0,277 =0,466 36,45(A)
129. Mật độ dòng điện trong dây quấn chính và phụ
2SA
SA
A
I 0,6J 6,06(A / mm )
S 0,099
= = =
2SB
SB
B
I 0,466J 5,985(A / mm )
S 0,0779
= = =
130. Dòng điện tổng Stato lấy từ lưới:
IS = ISA + ISB = 0,3714 – j0,4723 + 0,376 + j0,277
= 0,774 – j0,195 0,772 14,64(A)= −
131. Công suất điện từ
2
2
21
2
1 22 RAARARAdt 'r.I'r.IP −=
Pđt = 2.0,592.160,35 - 2.0,00632.13,4 = 111,63 (W)
Trong đó: IA1 =0,59 (A) ( mục 110)
IA2 =0,0063 (A) ( mục 110)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 50
132. Tổn hao cơ
2 2
n
co
2 2
n DP K .
1000 100
1422 1006. . 12,13(W)
1000 100
⎛ ⎞ ⎛ ⎞= ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠
⎛ ⎞ ⎛ ⎞= =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠
Trong đó: K = 6 khi 2P ≥ 2
133. Tổn hao phụ:
)W(,
,
.,
P
,P dmf 9050
9000500050 ==η=
134. Tổng công suất cơ tác dụng lên trục:
P'R = Pđt (1 - sđm ) = 111,63 (1 - 0,052) = 105,83 (W)
135. Công suất cơ tác dụng lên trục
PR = P'R - Pcơ - Pf
= 105,838 – 12,13 - 0,9 = 92,8( W)
136. Momen tác dụng:
5 5
R
dm
P .10 90.10M 6348,27 (G / cm)
1,028.n 1,028.1422
−
= = =
137 Tổn hao đồng Stato:
2 2
DS SA SA SB SBP I .r I .r= +
= 0,62 . 61,9 + 0,4662 . 102,98 = 44,65 (W)
138. Tổn hao đồng Roto
= 2.0,592.160,35.0,052 + 2.0,006312.13,4 (2-0,052)
= 5,807 (W)
139. Tổng tổn hao:
ΣP = PĐS + PĐR + Pcơ + Pf + PT1 + PT2
= 44,65 + 5,807 + 12,13 + 0,9 + 7,842 + 0,193.10-4
1 2 2 2
2 2
DR A RA dm A RA dmP 2I .r ' .S 2I .r ' (2 s )= + −
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 51
= 71,52 (W)
140. Công suất tiêu thụ
PS = PR + ΣP = 92,8 + 71,52 = 164,32 (W)
141. Hiệu suất:
S
P 71,521 1 0,56
P 164,32
∑η= − = − =
Hiệu suất η = 0,56 > 0,5 đạt yêu cầu nên không cần tính lại.
142. Hệ số công suất
S
S
I ' 0,7474cos 0,968
I 0,772
ϕ = = =
Cosϕ = 0,968 > 0,95 (yêu cầu) nên không cần tính lại.
143. Điện áp trên dây quấn phụ:
UB1 = ISB1 (ZB1 - ZC)
( )0,46 35,98 378,17 j289,48 j796
0,46 35,98.632,1153,25
290,77 89,23 3,8 j290,74(V)
= − +
=
= = +
UB2 = ISB2 (ZB2 - ZC)
0,0048101,05.(125,98 j692,88 j796)
0,0048101,05.162,8 39,3
0,78140,35 0,6 j0,497
= − −
=
= = − +
UB = UB1 + UB2
= 3,8 + j 290,74 - 0,6 + j0,497
= 3,2 + j 291,23 = 291,25 89,37 (V)
144. Điện áp trên tụ điện:
UC = ISB . ZC
0,466 36,45.796 90 370,94 53,55(V)= − = −
Chọn tụ điện có điện áp làm việc là UC = 400 V
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 52
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 53
CHƯƠNG IX: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ KHỞI ĐỘNG
Khi S = 1 thì điều kiện đạt mômen khởi động lớn nhất và dòng điện
khới động nhỏ nhất là mâu thuẫn nhau.Nên khíac định các đặc tính khởi
độngcủa động cơ điện thì phải xác định chỉ tiêu nào là quan trọng nhất.Thực
tếkhi thiết kế yêu cầu mômen khởi động càng lớn càng tốt và dòng điện khởi
động không lớn lắm.Như vậy khi thiết kết cần chú ý các điều kiện sau:
+Với dòng điện khởi động đã cho phải đạt mômen khởi động lớn nhất
+Với dòng điện đã cho phải đạt được hệ số phẩm chất lớn nhât tức là
bội số mômen mk =Mkđ / Mđm
Trong trường hợp mômen quá nhỏ ta có thể dùng các biện pháp sau:
+Tăng điện dung tụ điện
+Tăng điện trở rôto
+Tăng số cuộn dây phụ tức là tăng tỷ số biến áp.
Trong chế độ khởi động ta có tốc độ động cơ n = 0
Như vậy hệ số trượt 1
1
n ns 1
n
−= =
145. Điện trở mạch chính của pha A khi khởi động:
mA
RAK 2 2 2
. .x 0,076.0,92.374r '
1 0,076 1
26,15
αβ= =α + +
= Ω
trong đó :XmA =374 (Ω)
λ =0,076
β =0,92
146. Điện kháng mạch chính của A khi khởi động.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 54
RA RA
RAK RA 2 2
2
(r / x ) 1x ' .x .
1
30,94 0,076 1
31,140,92.31,14 30,64
0,076 1
α += β α +
⎛ ⎞ +⎜ ⎟⎝ ⎠= = Ω+
147. Tổng trở của pha chính khi khởi động:
ZAK = (rSA + r'RAK) + j (xSA + x'RAK)
= (61,9 + 26,15) + j (30,92 + 30,64)
= 88,05 + j 61,56 = 107,44 34,64( )Ω
trong đó:
'RAKr =26,15 (Ω)
'RAKX =30,64 (Ω)
148. Tổng trở của pha phụ lúc khởi động
ZBK = (rSB + K2r'RAK) + j (K2xAK - xC)
= (102,98 + 1,312.26,15) + j(1,312.61,56 - 796)
= 147,86 - j 690,36 = 706,01 77,91( )− Ω
149. Dòng điện thứ tự thuận của dây quấn chính:
( )
1
dm
AK
AK BK
U 1 kI j
2 Z Z
220 1 1,31j
2 107,44 34,96 706,01 77,91
220 . 0,0076 j0,0053 0,0018 j0,00039
2
110.0,011 31,15 1,21 31,15(A)
⎛ ⎞= −⎜ ⎟⎝ ⎠
⎛ ⎞= −⎜ ⎟⎜ ⎟−⎝ ⎠
= − + −
= − = −
150. Dòng điện thứ tự nghịch của dây quấn chính:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 55
2
dm
AK
AK BK
U 1 1i j
2 Z Z
220 1 1,31j
2 107,44 34,96 706,01 77,91
⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎝ ⎠
⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎜ ⎟−⎝ ⎠
( )110 0,0076 j0,0053 0,00180 j0,00039
110.0,0076 40,25 0,836 40,25(A)
= − − +
= − = −
151. Dòng điện tổng của dây quấn chính:
IAK = IAK1 + IAK2
1,21 31,15 0,836 40,25
1,036 j0,626 0,638 j0,54
1,674 j1,166 2,04 34,86 (A)
= − + −
= − + −
= − = −
152. Dòng điện tổng của pha phụ:
1 2AK AK'
BK BK BK
I I
I I jI j - j
K K
1,21 31,15 0,836 40,25
j j j0,924 31,15 j0,638 40,25
1,31 1,31
0,483 j0,8 0,412 j0,487
0,071 j0,313 0,32 77,22 (A)
= + =
− −= − = − − −
= + − −
= + =
153. Mật độ dòng điện khởi động dây quấn chính:
2AK
AK
A
I 2,04J 20,6 (A / mm )
S 0,099
= = =
154. Mật độ dòng khởi động dây quấn phụ.
2BK
BK
B
I 0,32J 4,11 (A / mm )
S 0,0779
= = =
155. Dòng điện khởi động tổng:
IK = IAK + IBK = (1,674-j1,166) + (0,071 + j0,313)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 56
= 1,745 – j0,853 = 1,922 26,05 (A)−
156. Bội số dòng khởi động:
ik = K
dm
I 1,942 3,29
I 0,59
= =
157. Hệ số công suất tổng lúc khởi động
K
K
I ' 1,745cos 0,9
I 1,942
ϕ = = =
158. Công suất điện từ lúc khởi động:
)II('r.mP AKAKRAKdtK
2
2
2
1 −=
PđtK = 2.26,15 (1,212 - 0,8362) = 40,02 (W)
159. Mômen khởi động:
5 5
dtK
K
db
P .10 40,02.10M 2595,33(G.cm)
1,028.n 1,028.1500
= = =
160. Bội số mômen khởi động:
K
K
dm
M 2595,33m 0,41 0,4
M 6348,27
= = = > ( thỏa mãn điều kiện cho trước )
161. Công suất tiêu thụ lúc khởi động:
PSk = Uđm.Ik.cosϕK = 220.1,945.0,88 = 375,97 (W)
162. Điện áp trên dây quấn phụ lúc khởi động:
( ) ( )
( )
BK BK BK CU I Z Z 0,32 77,22 147,86 j690,36 j796
0,32 77,22. 147,86 j105,64 0,32 77,22.181,72 35,54
54,79112,76 21,2 j50,52(V)
= − = − +
= + =
= = − +
& &
163. Điện áp trên tụ lúc khởi động:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 57
( )
( )
C BK CU I .Z 0,32 77,22. j796
0,32 77,22. 796 90 246,0817,78(V)
= = −
= − =
164.Trọng lượng thép silic của động cơ cần chuẩn bị
GFe = GZS + GZR+ GgS+GgR
=0,32+0,4,7+1,027+0,123=1,877 (kg)
165.Trọng lượng đồng của dây quấn stato
Khi không có cách điện:
GCu =ZS .URA .SSA. ltb .YCu .10-5
=24.156.0,099.15,06.8,9.105 =0,4968 (kg)
Khi kể cả cách điện:
GCu =0,876 + 0,124(
2
cdd
d
⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ .GCu
=0,876 +0,124
2
0,359
0,345
⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ .0,4968 =0,9568 (kg)
166.Chỉ tiêu kinh tế về vật liệu tác dụng
gCu = Cu
P
G 0,9568 0,01(kg)
P 92,8
= =
để sinh ra một oat thì tốn 0,01kg thép.
Chỉ tiêu thép GFe = Fe
R
G 1,877 0,02
P 92,8
= = (kg/ W)
Vậy để sinh ra 1 oát thi tốn 20g thép.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 58
S Đơn vị 0,025 0,035 0,052 0,06
r'RA1 Ω 102,13 130,73 160,35 167,34
x'RA1 Ω 340,76 314,01 264,24 241,73
r'RA2 Ω 13,22 13,29 13,4 13,46
x'RA2 Ω 29,16 29,17 29,17 29,18
ZA1 Ω 164,03+j371,68 192,63+j344,93 222,25+j295,16 222,24+j272,65
ZA2 Ω 75,22+j60,08 75,29+j70,09 75,3+j60,09 75,36+j60,1
ZB1 Ω 278,25-j158,16 237,33-j204,07 378,17-j289,48 309,15-j328
ZB2 Ω 125,67-j692,9 125,79-j692,88 125,98-j692,88 162,02-j692,86
IA1 A 0,57/-64,14 0,576/-59,564 0,59/-52,89 0,61/-50,67
IA2 A 0,151/176,17 0,139/167,46 0,00631/191,48 0,032/-14,79
Pđt W 65,76 86,23 111,63 124,5
PC+Pf W 13,73 13,47 13,03 12,83
P’R W 64,11 83,21 105,83 117,03
PR W 50,38 69,74 92,8 104,17
M G.cm 3350,96 4686,73 6348,27 7186,72
E1 V 202,77/241,78 195,92/7,83 182,36/5,86 179,34/5,04
E2 V 4,83/241,78 4,45/232,96 0,2/256,81 1,028/50,45
PT1 W 9,64 9,02 7,842 7,6
PT2 W 0,001173 0,00107 0,000048 0,000246
IT1 A 0,0237 0,023 0,0215 0,0211
IT2 A 0,001172 0,00107 0,0000193 0,000507
ISA A 0,1228+j0,11 0,179-j0,469 0,3715-j0,4723 0,4423-j0,4772
ISB A 0,4185+j0,302 0,4204+j0,3263 0,375+j0,277 0,3651-j0,274
IS A 0,5413+j0,412 0,599-j0,3479 0,7474-j0,195 0,8104-j0,2032
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 59
Cosϕ 0,795 0,86 0,968 0,969
PDS W 29,11 43,77 44,65 47,87
PDk W 2,83 4,04 5,807 7,52
ΣP W 55,22 70,3 71,52 75,82
Ps W 105,7 140,04 164,32 179,99
η 0,47 0,498 0,56 0,579
n v/ph 1462,5 1447,5 1422 1410
S Đơn vị 0,1 0,13 0,15 0,18
r'RA1 Ω 165,75 149,92 138,72 123,98
x'RA1 Ω 155,28 116,75 99,3 80,89
r'RA2 Ω 13,74 13,96 14,11 14,34
x'RA2 Ω 29,2 29,22 29,23 29,25
ZA1 Ω 227,66+j186,2 211,82+j147,67 200,62+j130,2 185,88+j111,9
ZA2 Ω 75,64+j60,12 75,86+j60,14 76,01+j60,15 76,24+j60,17
ZB1 Ω 387,44-j476,46 360,26-j542,58 341,04-j572,53 351,74-j603,97
ZB2 Ω 126,56-j692,83 126,94-j692,79 127,19-692,77 127,59-j692,74
IA1 A 0,69/-41,1 0,75/-37,49 0,79/-35,86 0,84/-34,2
IA2 A 0,192/-16,9 0,287/-19,87 0,34/-21,6 0,4/-23,66
Pđt W 158,85 170,96 176,41 179,55
Pcơ+Pf W 11,835 11,12 10,654 9,98
P’R W 142,965 148,74 149,95 147,23
PR W 131,13 137,62 139,3 137,25
M G.cm 9448,17 10258,36 10627,9 10854,6
M/Mđm 1,49 1,616 1,674 1,71
n v/ph 1350 1305 1275 1230
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 60
Đặc tính làm việc của động cơ không đồng bộ
một pha điện dung làm việc ; P=90(W)
0 0.052 0.18 0.5 0.75 1 S
Đặc tính mômen làm việc của động cơ
10854.6
M(G.cm)
6348.27
Mmax
M
2595.33
MK
COSϕ
PR(w)
η
η
COSϕ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 61
KẾT LUẬN
Bảng so sánh yêu cầu thiết kế và kết quả đã thiết kế đối với động cơ
không đồng bộ một pha điện dung làm việc khi sđm =0,52 ta có kết quả :
Các số liệu Đơn vị Yêu cầu thiết kế Kết quả thiết kế
P W 90 90,28
η ≥ 0,5 0,56
cosϕ ≥ 0,95 0,967
md
max
M
M
≥ 1,5 1,71
md
m
M
M
≥ 0,4 0,41
Qua thiết kế đồ án tốt nghiệp về động cơ không đồng bộ một pha điện
dung em rút ra được nhiều điều bổ ích và hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý
làm việc cũng như ngành công nghiệp của đất nước. Qua đó em thấy được
tầm quan trọng của động cơ điện nói riêng và của máy điện nói chung.
Trong quá trình làm thiết kế các số liệu tính toán đều đạt yêu cầu của
đề tài thiết kế.
Cuối cùng ,em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô. Đặc biệt là Thầy
giáo Bùi Văn Thi đã nhiệt tình chỉ bảo hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt
nghiệp. Tuy nhiên do thời gian có hạn , trình độ và kinh nghiệm thực tế chưa
nhiều nên đồ án của em chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót.Rất
mong quý thầy cô chỉ bảo ,đóng góp ý kiến để đề tài thiết kế của em được
hoàn thiện hơn . Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 31tháng 5 năm 2004
Sinh viên
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 62
Nguyễn Hữu Hào
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Động cơ không đồng bộ một pha và ba pha công suất nhỏ.Trường đại học
Bách Khoa Hà Nội, xuất bản năm 2002Tác giả :Trần Khánh Hà
2. Thiết kế máy điện, trường đậi học bách khoa Hà Nội , xuất bản năm
1997,tác giả Trần Khánh Hà , Nguyễn Hồng Thanh.
3. Máy điện trong thiết bị tự động,Trường đại học bách khoa Hà Nội,xuất
bản năm 2001,Tác giả Nguyễn Hồng Thanh_ Nguyễn Phúc Hải
4. Máy điên 1,2 Trường đại học báh khoa Hà Nội,xuất bản năm1995.Tác giả
Trần Khánh Hà
5. Công nghệ chế tạo máy điệnvà máy biến áp,Trường đại học bách khoa Hà
Nội, Tác giả Nguyễn Đức Sỹ.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM
VIỆC
Trang 63
MỤC LỤC
Trang
Mở đầu .............................................................................................................. 1
Phần I: Tìm hiểu về động cơ không đồng bộ động lực ................................. 3
1. Khái niện chung về động cơ động lực công suất nhỏ: ............................... 3
2. Tìm hiểu về động cơ điện dung .................................................................. 4
3. Mạch điện thay thế pha chính: ................................................................... 9
Phần II: Thiết kế động cơ không đồng bộ một pha công suất nhỏ điện
dung làm việc .................................................................................................. 13
Chương I: Xác định kích thước chủ yếu ...................................................... 13
Chương II: Dây quấn, rãnh và gông Stato .................................................. 15
Chương III: Dây quấn - rãnh và gông rôto ................................................ 22
Chương IV: Tính toán mạch từ .................................................................... 25
Chương V: Trở kháng của dây quấn stato và rôto .................................... 29
Chương VI: Tính toán chế độ định mức ...................................................... 37
Chương VII: Tính toán dây quấn phụ. ........................................................ 39
Chương VIII: Tính toán tổn hao sắt và dòng điện phụ .............................. 44
Chương IX: Tính toán chế độ khởi động ..................................................... 53
Kết luận ........................................................................................................... 61
Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 62
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- thiet_ke_don_g_co_dien_dung_lam_viec_6972.pdf