Thiết kế động cơ điện không đồng bộ một pha điện dung dùng cho quạt

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘNG CƠĐIỆN DUNG 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VÀ PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠĐIỆN CÔNG SUẤT NHỎ Máy điện công suất nhỏ là được dùng rất rộng rãi trong gần nửa thế kỷ nay.Giới hạn công suất của nó thường trong khoảng một vài phần của oát đến 750W song cũng có những loại máy điện công suất nhở có công suất lớn hơn. Với sự phát triển nhanh của công nghiệp, tựđộng hoá cao, do vậy mà việc đòi sử dụng động máy điện nhỏ trong điều khiển tựđộng, công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, xí nghiệp y tế, nhà ăn công cộng, các nghành tiểu thủ công nghiệp và sinh hoạt hàng ngày là một đIũu không thể thiếu được trong thời đạI ngày nay. Trong động cở không đồng bộ Roto lồng sóc là loạI phổ biến nhất hiện nay trong các loại động cơ xoay chiều công suất nhỏ. Động cơ không không đồng bộ một pha dùng nguồn điện một pha của lưới điện sinh hoạt nên được dùng ngày càng rất rộng rãI ở mọi nơi. Ví dụ như nó có thểđược dùng để kéo các máy tiện nhỏ, máy ly tâm, máy nén, bơm nước, máy xay sát nhỏ, quạt điện, máy xay sinh tố, máy ghi âm, máy lạnh, máy giặt. Động cơ không đồng bộ công suất nhỏ so với những loại đông cơđiện khác nhất là dộng cơ có vành đổi chiều thông dụng có những ưu điểm sau: + Kết cấu đơn giản, giá thành hạ + Không sinh ra can nhiếu vô tuyến + ít tiến ồn + Sử dụng đơn giản và chắc chắn Song nhược điểm của động cơ Roto lồng sóc là có đặc tính điều chỉnh tốc độ thấp. Đồ án dài 53 trang, chia làm 3 chương

pdf58 trang | Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1771 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế động cơ điện không đồng bộ một pha điện dung dùng cho quạt, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hận được từ mô hình chưa đảm bảo tiêu chuẩn thì phải tính toán lại từ đầu. Mô hình toán học của máy điện xoay chiều ở chế độ xác lập được trình bày bởi hệ thống các phương trình cân bằng điện áp ở dạng phức số và biểu thức mômen điện từ ở dạng trị số hiệu dụng. Động cơ đang nghiên cứu thuộc loại động cơ không đồng bộ một pha điện dung thông dụng. Trên stato có hai cuộn dây đặt lệch nhau một góc 900 điện trong không gian. Góc lệch pha về thời gian được tạo nên nhờ điện dung C nối vào một trong hai cuộn. Động cơ được cung cấp điện từ lưới một pha. Roto có cấu tạo kiểu lồng sóc. Hai cuộn dây trên stato là hai pha A và B có tiết diện dây và số vòng dây không đối xứng. Cả hai cuộn dây đều tham gia làm việc trong suốt quá trình quá độ và quá trình xác lập. Có hai phương pháp diễn tả toán học động cơ không đồng bộ điện dung một pha là: phương pháp phân lượng đối xứng và phương pháp trực tiếp tự nhiên. 1.2.1. phương pháp phân lượng đối xứng Nguyên lý xây dựng mô hình này xuất phát từ dòng điện một pha tạo ra từ trường đập mạch có thể phân tích thành hai từ trường quay thuận và ngược. Trong động cơ điện dung, trên stato có hai cuộn dây tương ứng với bốn động cơ đối xứng, trong đó có một động cơ quay thuận và một động cơ quay ngược. Gọi UA, UB là điện áp đóng vào hai cuộn dây stato thì phân lượng thuận và ngược của σđiện áp được xác định: UA(1,2) = 2 1 (UAm j UB) UB(1,2) = 2 1 (UA j UA) Gọi tổng trở các cuộn dây stato là: ZσA, ZσB ± Đồ án tốt nghiệp 5 - Tổng trở từ hoá ZσA, ZσB; - Điện trở và điện kháng của roto tương ứng với các pha A và B là rrA, rrB, Xσ2A, Xσ2B ; - Tỷ số giữa tốc độ quay của roto ω và tốc độ quay của từ trường ω 1 là γ : 1ω ωγ = Khi đó bốn hệ thống phương trình cân bằng điện áp được thể hiện trên các mạch điện thay thế ở hình sau: Trong phương trình của mạch điện thay thế các dòng điện thực tế có dạng : 21 ... AA IIIA += 2 ... 1 BB III B += Để xác định được IA(1,2) và IB(1,2) đối với động cơ điện dung thì các phương trình điện áp của nó có dạng: UA(1,2) = )()1(2 1 . 2 . 1 AAcA IIjXjU −mm UB(1, IrA(1,2IA(1,2) IoA(1, ZoA(1,2) UA(1,2 Zσ A A rA jXr 21 σγ +± IrB(1,2IB(1,2) IoB(1,2 ZoB(1,2) Zσ B B rB jXr 21 σγ +± Hình vẽ: Mạch điện thay thế ứng với các thành phần thuận và ngược của các pha A và B Đồ án tốt nghiệp 6 UB(1,2) = )()1(2 1 . 2 . 1 BBcA IIjXjU +±± Mô men điện từ được tính toán như sau: Mdt = cω 1 [rrAI2rA1+ rrBI2rB1 ] - cω 1 [ rrAI2rA2+ rrBI2rB2] Tính toán các đặc tính làm việc của động cơ điện dung theo phương pháp này khá cồng kềnh, số lượng phép tính lớn. Vì thế trong thời gian gần đây người ta đưa ra phương pháp xây dựng mô hình trực tiếp, không sử dụng phương pháp phân lượng đối xứng. 1.2.2. Phương pháp trực tiếp Phương pháp trực tiếp là phương pháp không sử dụng nguyên lý xếp chồng từ trường quay thuận và ngược trong khe hở không khí. Phương pháp này cho phép thu gọn số lượng các phương trình và biểu thức tính toán trong thiết kế động cơ điện dung. Từ hệ thống bốn phương trình vi phân của máy điện tổng quát được viết trong hệ toạ độ quay α, β sau khi chuyển về phức số ở trạng thái xác lập có dạng: Uα = Z Aσ . I α +Z0A( . I α + . I rα) 0 = Z0A( . I α + . I rα) + ( γ+1 2r + jxσ2) . I rα + 2 2 1 γ γ − r ( . I rα -j . I r β ) jUα=ZσBj . I β +Z0B(j . I β +j . I r β ) -jXcj . I β 0 = ZoB(j . I β +j . I r β )+( γ+1 2r + jxσ2) j . I r β + 221 γ γ − r ( j . I r β - . I rα) Từ hệ thống bốn phương trình này vẽ được mạch điện thay thế trên hình 2-2: ZoA jI βr -Irα Irα jIr β ZoB jI β Uα Iα jUα 2 2 1 γr Z Aσ γ+1 2r γ+1 2r jX 2σ Z Bσ JXC jX 2σ Đồ án tốt nghiệp 7 Hệ thống 4 phương trình trên đây chứa 4 ẩn số dòng điện là . I A, , . I B, . I rα, . I rβ. Giải hệ thống bốn phương trình này sẽ tìm được dòng điện trong các cuộn dây. Khi đó mô men điên từ được tính theo biểu thức sau: Mdt= 0 2 ω r [γ(I2rα +I2r β ) + 2Irα Ir β sinϕ r] trong đó ϕ r là góc lệch pha thời gian giữa Irα ,Ir β . Mặc dù phương pháp này có nhiều hơn phương pháp phân lượng đối xứng song không thấy rõ ảnh hưởng trực tiếp đến mô men điện từ. Đồ án tốt nghiệp 8 PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA ĐIỆN DUNG DÙNG CHO QUẠT CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU VÀ THÔNG SỐ PHA CHÍNH - Các yêu cầu đặt ra cho động cơ không đồng bộ công suất nhỏ thường mâu thuẫn với nhau, vì vậy việc xác định kích thước chủ uếu trở nên phức tạp. Kích thước chủ yếu ở đây là đường kính trong D, đường kính ngoài Dn và chiều dài tính toán l của lõi sắt stato. 1. Tốc độ đồng bộ của động cơ nđb= 15002 50.60.60 == p f vòng/phút trong đó : p :Số đôi cực p= 2 f: Tần số nguồn 2. Đường kính ngoài stato Trong thực tế hiẹn nay đối với loại quạt công suất này người ta thường chế tạo với dường kính : Dn=7,9 cm. 3. Đường kính trong stato D = kD.Dn = 0,6.168 = 100,8 (mm) Trong đó : kD:Hệ số kết cấu kD = (0,485 – 0,615) với 2p = 4. Trong trường hợp bài toán này ta chọn kD = 0,58. Đồ án tốt nghiệp 9 4. Bước cực stato áp dụng công thức: τ )(11,36 2.2 46. .2 . mm p D === ππ ≈ 36 (mm) 5. Chiều dài tính toán của stato l = λ.D = 0,391.46 = 18 (mm) Trong đó: λ:Hệ số kết cấu, là tỷ lệ chiều dài lõi sắt stato với đường kính trong λ = (0,22 – 1,57) :Theo tài liệu I Trong tính toán trên ta chọn λ = 0, 391; 6. Chiều dài khe hở không khí Để giảm nhỏ dòng điện không tải và nâng cao cosϕ ,khe hở không khí thường chọn nhỏ, nhưng khe hở không khí càng nhỏ thì vấn đề công nghệ không đáp ứng được và làm tăng sóng bậc cao lên. Khe hở không khí trong máy điện công suất nhỏ thường chọn trong khoảng sau: δ =0,2-0,3 (mm). Ta dùng kết cấu ổ đỡ là bạc đỡ,do có khả năng bị lệch tâm nên lấy lớn một ít ta chọn δ = 0,3 mm. 7. Đường kính ngoài lõi sắt rôto D’ = D – 2.δ = 1046– 2.0,3 = 45,4 (mm) 8. Đường kính trục rôto dt = 0,3.D = 0,3.46 = 13,8 (mm) Chọn dt =14 (mm). Đồ án tốt nghiệp 10 Việc chọn số rãnh stato Zs của động cơ điện dung và số rãnh rôto Zr có quan hệ mật thiết với nhau, khi chọn ta phải xét đến các mối quan hệ sau: + Trên đặc tính mômen M = f(n) không có chỗ lõm nhiều do những mômen ký sinh đồng bộ và không đồng bộ sinh ra. + Động cơ khi làm việc tiếng ồn do lực hướng tâm sinh ra nhỏ nhất. + Tổn hao phần răng sinh ra nhỏ nhất. 9. Với những lý do trên ta quyết định chọn số răng như sau: Với 2p = 4 ta có Zs = 16; Zr = 17. Sự tương ứng giữa Zs và Zr theo bảng 2.1 trang 29 tài liệu [I] 10. Trong động cơ điện dung, thường số rãnh của hai pha dưới mỗi cực bằng nhau. 2 2.2.2 16 ..2 ==== pm Zqq sBA 11. Chọn dây quấn Chọn dây quấn 1 lớp, đồng tâm phân tán hai mặt phẳng Dây quấn bước đủ y=τ = Zs/2.p =16/4 = 4 1 2 3 4 5 6 87 9 10 11 12 13 14 15 16 B A Y X Đồ án tốt nghiệp 11 12. Hệ số dây quấn stato 924,0 2.4 1.sin.2 707,0 .4 .sin. 707,0 === πνπ q q kdq ở đây : ν = 1- bậc của sóng cơ bản 13. Từ thông khe hở không khí φδ = αδ.τ.l.Bδ.10-4 = 0,64.3,6.1,8.0,5.10- 4 = 2,0736.10-4 (Wb) Trong đó: αγ:Hệ số cung cực từ, αγ =0,64 Bδ - từ thông khe hở không khí: Bδ = (0,3 - 1)T, ta chọn Bδ = 0,5T; 14. Số vòng dây sơ bộ của cuộn chính 52,3620 924,0.10.0736,2.50.11,1.4 220.7,0 ....4 . 4 === − dqAs Edm sA kfk kUW δφ (vòng) Trong đó: Uđm-điện áp pha định mức ks :hệ số sóng phụ thuộc vào độ bão hoà răng stato và rô to. ks= 1,11 là trị số ở sóng cơ bản kE = dm dm U E = (0,7 ÷ 0,9); ở đây ta chọn kE = 0,7; 15. Số thanh dẫn trong rãnh 13,905 2.2 52,3620.1 . . === qp W au sAsA (vòng) quy chuẩn uaA = 905 (vòng) Trong đó a:số mạch nhánh song song ,chọn a=1. Tính lại: 3620905.2.2.1...1 === sAsA uqpaW (vòng) Đồ án tốt nghiệp 12 16. Dòng điện định mức 186,0 220.2.38,0 22 .2.cos. === dmIIII dm dmA U PI ϕη (A) Theo yêu cầu thiết kế: ηII.cosϕII = 0,38 17. Tiết diện dây quấn chính sơ bộ )(031,0 6.1 186,0 . 2mm Ja IS dmsA === Trong đó: Idm- Dòng điện pha định mức. a:số mạch nhánh song song , a=1. J - mật độ dòng điện J = (6 ÷ 8,5) A/mm2, ở đây ta chọn J = 6 A/mm2. Ta quy chuẩn ssA = 0,0314 mm2. Do cách điện là cấp B nên ta chọn loại dây men chịu nhiệt Π∋TB Dựa vào phụ lục II trong tài liệu [I] ta chọn được: - Đường kính chuẩn của dây dẫn không cách điện d = 0,20 mm; - Đường kính chuẩn của dây dẫn kể cả cánh điện dcđ = 0,23 mm. 18. Bước răng stato. )(03,9 16 46.. mm Z Dt s s === ππ 19. Bước răng rôto )(39,8 17 4,45.'. mm Z Dt r r === ππ CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC RĂNG RÃNH STATO Đồ án tốt nghiệp 13 1. Chọn loại thép Ta chọn thép cán nguội kí hiệu 2211. Chiều dày lá thép là 0,5 mm có hệ số ép chặt kc = 0,97. 2. Xác định dạng rãnh stato Stato của động cơ điện dung có thể dùng cho các dạng rãnh sau: - Hình qủa lê. - Hình nửa quả lê. - Hình thang. Với các dạng rãnh này chiều rộng răng sẽ đều suốt cả chiều cao rãnh. Rãnh hình quả lê có khuôn dập đơn giản nhất, từ trở ở đáy rãnh so với 2 rãnh kia nhỏ hơn vì vậy đơn giản được sức từ động cần thiết trên răng. Rãnh hình nửa quả lê có diện tích lớn hơn dạng rãnh hình quả lê. Diện tích rãnh dạng hình thang lớn nhất nhưng tính công nghệ kém hơn dạng rãnh nửa quả lê. 3. Với căn cứ như vậy ta chọn rãnh hình nửa quả lê 4. Chiều cao miệng rãnh Theo tài liệu [I] thì chiều cao miệng rãnh h4s = (0,5 ÷ 0,8)mm. Ta chọn h4s = 0,8 mm. 5. Chiều rộng miệng rãnh b4s =dcd + (1,1- 1,5) (mm) =0,22+ (1,1 –1,5) (mm) Trong đó: dcd là dường kính dây dẫn kể cả cách điện của dây quấn stato d1s b4s h4s hr s h1 2s b2 Đồ án tốt nghiệp 14 Ta lấy b4s = 1,5 mm. 6. Kết cấu cách điện rãnh Dùng giấy cách điện có bề dày c = 0,5 mm. 7. Chiều rộng răng stato ( Sơ bộ) Được xác định theo kết cấu, tức là xét đến: • Độ bề của răng; • Giá thành của khuôn dập; độ bền của khuôn; • Đảm bảo mật độ từ thông qua răng nằm trong phạm vi cho phép, thường Bzs≤ 2 T. bzs )(32,397,0.4,1 03,9.5,0 . . mm kB tB czs s === δ Trong đó: Chọn mật độ từ thông răng stato Bzs = 1,4 (T). Hệ số ép chặt kc =0,97. 8. Chiều cao gông stato. Chiều cao này bị hạn chế bởi mật độ từ thông cho phép trên gông: hgs )(312,52 16.32,3.2,0.2,0 mm p Zsbzs === Chọn hgs =5,3 (mm). 9. Đường kính phía trên stato Đối với rãnh hình nửa quả lê: ( ) ( ) )(49,7 16 16.32,38,0.246...2. 4 1 mmZ ZbhD d s szss s =− −+=− −+= π π π π Chọn d1s =7,5 (mm). 10. Chiều rộng rãnh dưới stato b2 ( ) ( ) )(1,1032,3 24 3,5.279..2. mmb Z hD zs s gsn =−−=−−= ππ Đồ án tốt nghiệp 15 11. Chiều cao rãnh stato. Đối với rãnh hình nửa quả lê: )(2,11 2 3,5.24679 2 .2 mm hDD h gsnrs =−−= −−= 12. Chiều cao phần thẳng của rãnh. h12s = hrs – 0,5.(d1s + 2.h4s) = = 11,2 – 0,5.(7,5 + 2.0,8) = 6,65 (mm) 13. Sau khi chọn kích thước rãnh thì kích thước thực của gông stato là: )(3,52 2,11.24679 2 .2 mmhDDh rsngs =−−=−−= b2=10.1 h1 2s = 6. 65 hr s= 11 .2 h4s=0.8 b4s=1.5 d1s=7.5 Đồ án tốt nghiệp 16 14. Bình quân bề rộng răng stato: b’zs ( ) ( ) )(3134,35,7 16 8,0.25,746..2. 1 1 mmd Z hdD s s rss =−++=−++= ππ b’’zs = ( ) ( ) )(3235,31,10 16 3,5.279..2. 2 mmbZ hD s gsn =−−=−− ππ Bình quân: bzs = )(32,32 3235,33134,3 2 zs'b' zsb' mm=+=+ 15. Diện tích rãnh stato ( ) )(6,801,105,7.65,6.5,0 8 5,7. ).(.5,0 8 . 2 2 2112 2 1 mm bdh d S ss s rs =++= =++= π π 16. Kiểm tra hệ số lấp đầy 65,0 1,74 23,0.905 22. === r cdrA ld S duk Trong đó: Diện tích cách điện rãnh Scd= c.(d2s + 2.hrs)= 0,5.(10,1 + 2.11,2)=6,5 (mm2) Diện tích rãnh có ích Sr = Srs – Scd = Srs – c.(d2s + 2.hrs) = = 80,6 – 6,5 = 74,1 (mm2) Đồ án tốt nghiệp 17 CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC RĂNG RÃNH RÔTO 1. Rãnh rô to có dạng tròn, quả lê. Thường là rãnh miệng kín để đảm bảo độ bền của khuôn dập và tiện cho việc đúc nhôm. Theo quan điểm về chế tạo khuôn dập thì rãnh tròn đơn giản nhất nhưng tiết diện thanh dẫn rôto có thể không đủ.Do đó thường chọn rãnh quả lê,với dạng này thì chiều rông răng được đều theo chiều cao của rãnh hơn. 2. Chọn rãnh hình quả lê 3. Chiều cao miệng rãnh. Đối với động cơ công suất nhỏ,để đảm bảo độ bền của khuôn dập, chiều cao miệng rãnh nhỏ nhất lấy vào khoảng h4r = (0,3 ÷ 0,4) mm Ta chọn h4r = 0,4 mm 4. Chiều rộng miệng rãnh b4r = (1 ÷ 1,5) mm Chọn b4r = 1 mm 5. Làm rãnh nghiêng ở rôto và chọn thanh dẫn bằng nhôm nhằm làm giảm tiếng ồn và mômen ký sinh. bn h4r b4r d2r d1r h1 2r Đồ án tốt nghiệp 18 6. Hệ số dây quấn rôto 9974,0 795,0 2 795,0sin.22sin.2 = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ == n n ndqr kk α α Trong đó: nα : góc ở tâm rãnh nghiêng )(328,047,0. 18 .2.2...2 radian Z p n r n === πβπα βn:Độ nghiêng rãnh biểu thị bằng phân số của bước răng stato 076,1 39,8 03,9 ==== r s r n n t t t bβ bn - độ nghiêng của rãnh tĩnh theo cung tròn của rôto và nghiêng 1/16 vòng tròn nghĩa là một bước rãnh stato⇒ bn=ts=9,03 (mm) 7. Dòng điện tác dụng trong thanh dẫn rôto )(27,138 974,0.17 924,0.3620.2.2.186.0.92,0 . ...2.. A kZ kWmIk I dqrr dqAsAdmI td === Ta có quan hệ kI = f(cosϕ), cosϕ = 0,9 , tra hình 10.5 tài liệu [I] ta có kI = 0,92. 8. Bề rộng răng rôto bzr )(3,397,0.3,1 39,8.5,0 . . mm kB tB czr r === δ Trong đó : αn bnnnnnnnnbnn d 53.45091875 Đồ án tốt nghiệp 19 Bzr-Mật độ từ thông răng stato,chọn Bzr =1,3 (T). Kc-Hệ số ép chặt,kc 9. Đường kính phía trên rôto ( ) ( ) )(168,4 17 17.3,34,0.23,0.246...2.2. 4 1 mmZ ZbhDd r rzrr r =+ −−−=+ −−−= π π π δπ Chọn d1r =4,2 (mm) 10. Đường kính phía dưới rôto Chọn d2r =2,4 (mm) 11. Chiều cao phần thẳng rãnh rôto ( ) ( ) )(77,44,23,3.182,43,0.246.5,0 ..2.2.5,0 24112 mm dbZhdDh rzrrrrr =⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ +−−− =⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ +−−−−= π πδ Chọn h12r =4,8 (mm). 12. Chiều cao rãnh rôto hrr = h12r + 0,5.(d1r + d2r) + h4r = (mm) = 4,8 + 0,5.(4,2 + 2,4) + 0,4 = 8,5 (mm) 13. Vì rãnh hình quả lê nên chiều cao tính toán của răng rôto khác với chiều cao tính toán của rãnh rôto (hzr # hrr). hzr = hrr – 0,1.d2r = 8,5 – 0,1.2,4 = 8,26 (mm) h1 2r = 4. 8 d1r=4.2 d2r=2.4 b4r=1 h4r=0.42 Đồ án tốt nghiệp 20 14. Chiều cao gông rôto. )(61,826,8 2 6/14.53,0.246 2 6/.5.2 mmh dD h zr t gr =−−−=−−−= δ 15. Diện tích rãnh rôto. ( ) ( ) ( ) ( ) )(02,254,22,4.8,4.5,04,22,4. 8 ..5,0. 8 222 2112 2 2 2 1 mm ddhddS rrrrrrr =+++= =+++= π π 16. Dòng điện trong vòng ngắn mạch )(191 17 2.sin.2 27,138 .sin.2 A Z p II r td v = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= ππ 17. Mật độ dòng điện trong vòng ngắn mạch Jv = (0,6 ÷ 0,8)Jtd = (0,6 ÷ 0,8).(2 ÷ 3) A/mm2 Chọn Jv = 2,5 A/mm2 18. Tiết diện vành ngắn mạch )(4,76 5,2 191 2mm J IS v v v === 19. Chiều cao vành ngắn mạch bv≥1,2h12r=1,2.8,5=10,2 Chọn bv = 11 mm )(95,6 11 4,76 mm b Sa v v v === Chọn av = 7 mm. 20. Tiết diện vành ngắn mạch sau khi đã làm tròn Sv = av.bv = 7.11= 77 (mm2) Đồ án tốt nghiệp 21 21. Mật độ dòng điện lúc này )A/mm(48,2 77 191 2=== v v v S IJ 22. Đường kính vành ngắn mạch Dv = D – av – 2.δ = 46 -7 – 2.0,3 = 38,4 (mm) CHƯƠNG 4 XÁC ĐỊNH TRỞ KHÁNG STATO VÀ RÔTO I. Xác định thành phần trở kháng stato Độ chính xác của tính toán động cơ điện dung phụ thuộc vào độ chính xác của tính toán tham số. Vì vậy việc xác định điện trở, điện kháng dây quấn stato và rôto là rất quan trọng. 1. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato lđ = kI.τy +2.B =1,3.3,37 +2.1 =6,38 (cm) Đồ án tốt nghiệp 22 trong đó: kI - hệ số kinh nghiệm, kI = 1,3 khi 2p =4 B – hệ số kinh nghiệm B = (0,5 ÷ 1,5), ở đây ta chọn B = 1 Vì là dây quấn đồng khuôn nên: .τy ( ) ( ) )(37,34 3. 2.2 12,16,4.. .2 . . cm p hD rs =+=+= πβπ Bước dây bình quân y=3 ; β =3/4 2. Chiều dài trung bình nửa vòng dây quấn stato ltb = lđ + l = 1,8 + 6,381 = 8,181 (cm) 3. Tổng chiều dài dây quấn stato lsA = 2.ltb.WsA.10-2 = 2.8,181.366.10-2 = 592,3 (m) 4. Điện trở tác dụng của dây quấn stato )(8,401 0314,0 3,592.10.13,2 . . 2750 Ω=== −aS lR sA sA sA ρ trong đó ρ75 = 2,13.10-2 Ω.mm2/m - điện trở suất của kim loại bằng đồng dùng trong động cơ ở nhiệt độ 750 C. 5. Điện trở stato tính theo đơn vị tương đối 34,0 8,1182 8,401* === dm sA sA R RR với: )(8,1182 186,0 220 Ω=== dm dm dn I UR 6. Hệ số từ dẫn của từ tản rãnh λrs Nó phụ thuộc vào kích thước và hình dạng rãnh cũng như loại dây quấn(một lớp hay hai lớp). Khi ta tính toán chỉ xét đến từ tản ở miệng rãnh và thành rãnh; không xét đến từ tản ở ngoài rãnh Hệ số từ dẫn rãnh hình nửa quả lê được xác định theo công thức: Đồ án tốt nghiệp 23 189,11. 5,1 8,0 5,7 55,3 5,7.2 5,1785,01. 5,7.3 10 . .2 785,0. .3 14 4 1 2 1 4 1 1 =⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ++−+= =⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ++−+= ββλ kb h d h d b k d h s s ss s s rs trong đó: Ta sử dụng dây quấn một lớp bước đủ nên ta có hệ số kβ = kβ1 = 1; h2 = bcđ - d1s/2 = 0,2 - 7,5/2 = -3,55 (mm) h1 = hrs – h4s – d1s/2 - bcđ - h2 – d2s/10 = = 11,2 – 0,8 – 7,5/2 – 0,2 –(-3,55) –4,2/10 =10 (mm) 7. Hệ số từ dẫn của từ tản tạp λt Xét đến ảnh hưởng của từ trường sóng bậc cao (sóng điều hoà răng và sóng điều hoà dây quấn) gây nên từ thông móc vòng tản trong dây quấn stato, có khi còn gọi là từ tản trong khe hở không khí và từ trường tương ứng chủ yếu phụ thuộc vào sự dẫn từ của các đường sức từ trong khe hở không khí. Hệ số λt phụ thuộc vào kích thước máy điện( bước răng, khe hở không khí) và số liệu dây quấn.Bề rộng miệng rãnh stato và rôto cũng có ảmh hưởng nhất định đến từ tản tạp (hệ số khe hở không khí kδ phụ thuộc vào bề rộng miệng rãnh). 788,181,0. 3,0.146,1.9,11 03,9. ..9,11 === ssts k t ζδλ δ Trong đó: ts = 9,03 mm; δ = 0,3 mm – bề rộng khe hở không khí; kδ = kδs.kδr = 1,091.1,05 = 1,146 – hệ số khe hở không khí; 091,1 03,9 5,103,9. 3,0 5,15 3,0 5,15 .5 5 44 4 = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −+ + = ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −+ + = s sss s s t btb b k δ δ δ Đồ án tốt nghiệp 24 05,1 39,8 139,8. 3,0 15 3,0 15 .5 5 44 4 = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −+ + = ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −+ + = r rrr r r t btb b k δ δ δ Có: Zs/Zr=16/17 và Zs/2p=16/4=4 Theo hình 4-9 tài liệu I.Tra ra sζ =0,81 8. Hệ số từ tản phần đầu nối của dây quấn stato Từ tản đầu nối cũng rất phức tạp, phụ thuộc vào loại dây quấn và góc độ nghiêng của phần đầu nối. Hệ số từ tản phần đầu nối dây quấn phân tán hai mặt phẳng: ( ) ( ) 223,16,3.64,0381,6. 83,1 2.27,0.64,0..27,0 =−=−= τλ d d ds ll q 9. Tổng hệ số từ dẫn stato ∑λs = λrs + λts + λds = 1,189 + 1,788 + 1,223 = 4,2 10. Điện kháng tản dây quấn chính stato )(66,1952,4. 2.2 8,1. 100 3620. 100 50.158,0.. . . 100 . 100 .158,0 22 Ω=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ∑ sssAsA qplWfX λ 11. Điện kháng tản của dây quấn chính stato tính theo đơn vị tương đối 165,0 220 186.0.66,195.* === dm dm sAsA U IXX 12. Điện trở tác dụng của rôto lồng sóc pt r v t drr dssA r rk Z p rr kZ kWmr . .sin.2 . . ...4 12 2 2 22 = ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ += π 4 22 2 22 12 10.99,554974,0.17 924,0.3620.2.4 . ...4 === drr dssA kZ kWmk Trong đó: kds = 0,924-Hệ số dây quấn stato kdqr = kn = 0,974 – Hệ số dây quấn rôto lồng sóc khi làm rãnh nghiêng Đồ án tốt nghiệp 25 13. Điện trở của phần trở rôto lồng sóc )(10.473,0 17 2.sin.2 10.036,010.335,0 .sin.2 4 2 4 2 2 Ω=+=+= − − − ππ r v tpt Z p rrr Trong đó: sr r t S lr .75ρ= - điện trở tác dụng của thanh dẫn rôto làm bằng nhôm sr r t S lr .75ρ= = )(10.335,002,25 810,1.0465,0 4 2 Ω= − − rv - điện trở vành ngắn mạch; Srr – tiết diện thanh dẫn tác dụng rôto (mm2); lr- chiều dài tác dụng của rôto (mm). )(10.036,0 7.11 10.47,3.. 23 1 .. 10.. . 4 22 75 Ω=== − −− ππρ vvr v v baZ Dr rrA = k12.rpt = 554,99.104.0,473.10-4 = 262,51 (Ω) 14. Điện trở rôto tính theo đơn vị tương đối 222,0 220 186,0.51,262.* === dm dm rr U I rr 15. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto =+⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ −+⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= r r r r rr r r r rr b hk d b S d d h 4 4 1 4 22 1 1 1 . .2 66,0 .8 .1. .3 μ πλ 091,1 1 4,01. 2,4.2 166,0 02,25.8 2,4. 1. 2,4.3 76,5 22 =+⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ −+⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= π với: h1r = h12r + 0,4. d2r = 4,8 + 0,4.2,4 =5,76 (mm) kμ – hệ số cản.Đối với động cơ nhỏ kμ=1 16. Hệ số từ tản tạp rôto 336,2043,1. 05,1.3,0.9,11 839,0.. ..9,11 === r r r tr k t ζδλ δ Đồ án tốt nghiệp 26 Ta có: Vì Zr/2.p=17/2.2<5 nên: 0435,1 17/21 03,0 17.5 2.1 /1.5 .1 =−−+= =− Δ−+= π πζ rr r Zp z Z p Có: 33,3 3,0 14 ==δ rb 119,0 39,8 14 == r r t b Theo hình 4-7 tài liệu I ta tra được zΔ =0,03. 17. Hệ số từ dẫn phần đầu nối 473,0 11 2 7.2 7,34.7,4lg. 17 2.sin.2.8,1.17 47,3.9,2 2 .2 .7,4 lg. .sin.2.. .9,2 2 2 = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ = = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ = π π λ ba D Z plZ D v r rr v dr Trong đó : a: chiều dày(hướng trục) của vành ngắn mạch b: chiều rộng(hướng tâm)của vành ngắn mạch. Dv:đường kính vành ngắn mạch. 18. Tổng hệ số từ tản rôto ∑λr = λdr + λtr + λrr = 0,473+2,336+1.091 =3,9 303,3 974,0 924,0. 17.8,1 16.8,1.9,3. . . .' 22 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= ∑∑ dqr dqA rs sr rr k k Zl Zlλλ 19. Điện kháng rôto quy đổi sang stato )(87,153 2,4 303,3.66,195 ' . Ω=== ∑ ∑ s r sArA XX λ λ Đồ án tốt nghiệp 27 20. Điện kháng rôto tính theo đơn vị tương đối 13,0 220 186,0.87,153.* === dm dm rr U IXX Đồ án tốt nghiệp 28 CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN MẠCH TỪ Hệ số ép chặt có phủ sơn cách điện của thép cán nguội 2211 chọn trong bảng 5-1 trang 89 tài liệu I Hệ số ép chặt : KC =0,95 Điện trở suất: ρ 1/50=2,6[w/kg] 1. Tính toán mạch từ bao gồm tính dòng điện từ hoá Iμ Thành phần phản kháng của dòng điện không tải và dòng điện tương ứng với khe hở không khí XmA. 2. Sức từ động khe hở không khí Fδ = 1,6.kδ.δ.Bδ.104 = 1,6.1,146.0,03.0,5.104 = 275,04 (A) 3. Sức từ động ở răng stato Fzs = 2.Hzs.hzs = 2.8,97.1,12 = 20,09 (A) Trong đó: Hzs: Cường độ từ trường phụ thuộc vào loại thép kĩ thuật và Bzs của răng Hzs = f(Bzs) với: Bzs =1,4(T) Tra bảng quan hệ giữa Hzs và Bzs ở phụ lục 1.3(Tài liệu I) ta có Hzs =8.97A/cm. Vì rãnh nửa quả lê ta có hzs=hrs=11,2. 4. Sức từ động ở gông stato )(9,19 2.2 )53,09,7.(.44,3 .2 ).( . A p hD HF gsngsgs =−= −= ππ )(12,1 97,0.8,1.53,0.2 10.10.0376,2 ...2 10. 444 T klh B csgs gs === −φ Tra bảng quan hệ giữa Hgs và Bgs ở phụ lục 1.2(Tài liệu I) ta có Hgs =3,44A/cm Đồ án tốt nghiệp 29 5. Tổng sức từ động trên stato Fs = Fzs + Fgs = 20,09 +19,9 = 39,99 (A) 6. Sức từ động ở răng rôto. FZr = 2.HZr.hZr = 2.7,24.0,826 = 11,96 (A) Ta có Hzr = f(Bzr); với Bzr = 1,3T, tra phụ lục 1-3 tài liệu I ta có: Hzr = 7,24 A/cm. 7. Sức từ động ở gông rôto. ( ) ( ) )(57,1 2.2 .861,014,0..56,1 .2 . . A p hd HF grtgrgr =+= += ππ )(69,0 97,0.8,1.861,0.2 10.10.0376,2 ...2 10. 444 T klrh B cgr gr === −φ Tra bảng quan hệ giữa Hgr và Bzr ở phụ lục 1.2(Tài liệu I) Ta có : Hgr =1,56A/cm 8. Tổng sức từ động rơi trên rôto Fr = Fzr + Fgr = 11,96+1,57 =13,53 (A) 9. Tổng sức từ động của mạch từ Fm = Fδ + Fs + Fr = 275,04+39,99+13,53=328,56 (A) 10. Dòng điện từ hoá )(109,0 924,0.3620.3.9,0 56,328.2 ...9,0 . A kWm FpI dqAsA m ===μ 11. Dòng điện từ hoá phần trăm %6,58100. 186.0 109,0100.% === dmI I I μμ 12. Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí )(84,1412 109,0 220.7,0 . Ω=== μI UkX dmemA 13. Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí tương đối 19,1 220 186,0.84,1412.* === dm dm mAmA U IXX Đồ án tốt nghiệp 30 CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC Từ trường đập mạch của pha chính được phân tích thành tổng hai từ trường quay thuận và quay ngược, ứng với mỗi từ trường quay ta có một sơ đồ thay thế 1-Với dòng thứ tự thuận 2-Với dòng thứ tự thuận Hình : Sơ đồ thay thế pha chính của động cơ điện dung 1. Tham số ban đầu của mạch điện thay thế pha chính rrA = 262,51 Ω XRA =153,87 Ω rsA = 401,8 Ω XSA = 195,66 Ω XmA = 1412,84 Ω Đồ án tốt nghiệp 31 2. Tính hệ số từ kháng của mạch điện 168.0 87,15384,1412 51,262 =+=+= rAmA rA XX rα 902,0 87,15384,1412 84,1412 =+=+= rAmA mA XX Xβ 3 Chọn hệ số trượt định mức. Động cơ thiết kế là động cơ điện dung dùng làm quạt gió nên có yêu cầu riêng: Mômen định mức của động cơ gần bằng mômen cực đại nên hệ số trượt cũng gần bằng hệ số trượt cực đại, do đó hế số trượt định mức cũng tương đối lớn. Chọn s dm= 0,18 làm giá trị tính toán. Tốc độ định mức: nđm=nđb.(1-sđm)=1500.(1-0,18)=1230 vòng/phút 4. Điện trở tác dụng thứ tự thuận và thứ tự nghịch của mạch điện )(68,635 19,0168,0 18,0.84,1412.902,0.168,0... 22221 Ω=+=+= βα βα sXr mArA ( )( ) ( ) ( ) ( )Ω=−+ −=−+ −= 64,116 18,02168,0 18,02.84,1412.902,0.168,0 2 2... 22222 s sXr mArA α βα 5. Điện kháng thứ tự thuận và nghịch của mạch điện thay thế ( )Ω=+ + =+ + = 35,730 18,0168,0 18,0168,0. 87,153 51,262 .902,0.87,153 . .. 22 2 22 2 1 s s X r XX rA rA rArA α α β ( )Ω=−+ −+ =−+ −+ = 53,149 )18,02(168,0 )18,02(168,0. 87,153 51,262 .902,0.87,153 )2( )2(. .. 22 2 22 2 2 s s X r XX rA rA rArA α α β 6. Tổng trở thứ tự thuận và nghịch của máy điện thay thế ZrA1 = rrA1 + j.XrA1 = 635,68+ j.730,35 (Ω) ZrA2 = rrA2 + j.XrA2 = 116,64+ j.149,53 (Ω) 7. Tổng trở mạch điện thay thế thứ tự thuận ZA1 = rA1 + j.XA1 = (rsA + rrA1) + j.(XsA + XrA1) = Đồ án tốt nghiệp 32 = (401,8 + 635,68) + j.(195,66 + 730,35) = 1037,5 + j.926,01 (Ω) CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN PHA PHỤ. Tính toán dây quấn phụ theo điều kiện đạt được từ trường quay tròn ở chế độ định mức. Tham số của phụ đối với động cơ điện dung nó quyết định tính năng làm việc và đặc tính khởi động, vậy nội dung của phần là tính toán xác định các tham số của pha phụ và tính chọn phần tử phụ ( điện dung tụ điện). Điều kiện để có từ trường tròn : k2rA1 + rc – kxA1 = 0 (1) k2xA1 - xc + krA1 = 0 (2) 1. Tỉ số biến áp 892,0 5,1037 01,926 1 1 ==== A A A R Xtgk ϕ 2. Dung kháng trong dây quấn phụ Từ trường quay tròn, do đó điện kháng tụ điện dược tính theo công thức: XC = k2.XA1 + k.rA1. =0,8922.926,01 + 0,892.1037,5 = 1662,2 (Ω). 3. Điện dung cần thiết của tụ điện μπ 916,12,1662.50.14,3.2 10 ...2 10 66 === C V xf C chọn CV = 2μ. Đồ án tốt nghiệp 33 4. Tính lại tụ dung kháng )(36,1592 2.50.14,3.2 10 ...2 10 66 Ω=== V C Cf X π 5. để đảm bảo điều kiện từ trường tròn thì tỉ số biến áp phải xác định theo công thức sau 887,0 01,926.2 36,1592.01,926.45,10375,1037 .2 ..4 2 1 1 2 11 =++−=++−= A CAAA X xxrr K 6. Số thanh dẫn trong 1 rãnh của dây cuốn phụ UrB = k.UrA = 0,887.905 = 802,75(Thanh) chọn UrB = 803 thanh. 7. Vòng dây của dây quấn phụ WSB = UrB.p.q = 803.2.2 = 3212 (vòng) 8. Tỉ số giữa vòng dây hai cuộn 887,0 3620 3212 === SA SB W Wt . 9. Sơ bộ tính ra tiết diện dây dẫn pha phụ )(0354,0 887,0 0314,0 2mm t SS SAB === Dựa vào phụ lục 2 tài liệu I ta chọn dây men π∋T B tiết diện không có cách điện là s=0,0353 mm Đường kính trong không kể cách điện d = 0,212 mm. Đường kính kể cả cách điện dcđ = 0,242 mm. 10. Kiểm tra hệ số lấp đầy 63,0 1,74 242,0.803. 22 ==−= cdr cdñB ldB SS dUK . 11. Điện trở tác dụng pha phụ B rSB = k.t.rSA = 0,887.0,887.401,8 = 316,13(Ω) Đồ án tốt nghiệp 34 12. Tổng trở thứ tự thuận pha phụ 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 Ω. Do điện dung chọn là số nguyên nên điều kiện để đạt được từ trường tròn là không được thoả mãn. vì vậy ta phải dùng công thức chung cho từ trường elip để tính các tham số ở chế độ định mức. 13. Tổng trở thứ tự nghịch pha chính 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 Ω. 14. Tổng trở thứ tự nghịch pha phụ 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 Ω. 15. Thành phần thứ tự thuận nghịch của dây quấn Stato pha chính Trong đó: )(421602,0)(1073,0.1189,0 )81,863.25,816).(19,345.44,518()8,1320.89,407).(01,926.5,1037( )19,345.44,518.(887.0.)8,1320.89,407.(.220 .. ... 0 1221 22 1 AAj jjjj jjj ZZZZ ZkjZUI BABA AB dmA −∠=−= −++−+ +−−= + −= )(1220047,0)(004,0.0025,0 )81,863.25,816).(19,345.44,518()8,1320.89,407).(01,926.5,1037( )01,926.5,1037.(887.0.)81,863.25,816.(.220 .. .. . 0 1221 11 2 AAj jjjj jjj ZZZZ ZkjZ UI BABA AB dmA ∠=+−= −++−+ ++−= + += Đồ án tốt nghiệp 35 ZA1 = 1037,5+ j.926,01 Ω ZA2 = 518,44 +j.345,19 Ω ZB1 = 816,25 - j.863,81 Ω ZB2 = 407,89- j.1320,8 Ω 16. Sức điện động thứ tự thuận E1 = IA1.ZrA1 = (0.1189-j.0,1073).(635,68+j.730,35)= =155,04∠6,90 V 17. Kiểm tra hệ số kE %71,0100. 7,0 705,07,0 100. 705,0 220 04,155 1 0 1 =−=−=Δ === E EE Eu dm E k kk k E E k Sai số này rất bé so với 5% nên chấp nhận được. Đồ án tốt nghiệp 36 CHƯƠNG 8 TÍNH TỔN HAO SẮT VÀ DÒNG ĐIỆN PHỤ. Động cơ không đồng bộ công suất nhỏ cũng giống như máy điện thường, khi làm việc có các loại tổn hao sau: + Tổn hao sắt ở Stato và Roto: Phụ thuộc vào mật độ từ thông và tần số + Tổn hao trong dây quấn + Tổn hao cơ + Tổn hao phụ Công nghệ gia công và chất lượng lắp ráp các chi tiết máy điện nhỏ có ảnh hưởng rất lớn đến các tổn hao. 1. Trọng lượng răng 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. Trọng lượng răng 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. Trọng lượng gông stato Ggs = 7,8.π.(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. Trọng lượng gông roto GgR = 7,8.π.(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. Tổn hao sắt trên răng stato )(79,01,1.)50 50.(078,0.4,1.6,2.8,1 .)50.(...8,1 3,12 3,12 50 0.1 ' W kfGBPP gcZSZStZS == = Trong đó: Đồ án tốt nghiệp 37 kgc = 1,1 theo bảng 6-2 tài liệu I . 50 0.1P =2,6 6. Tổn hao sắt trên răng roto )(19,135,1.)50 50.(063,0.3,1.6,2.8,1 .)50.(...8,1 3,12 3,12 50 0.1 ' W kfGBPP gcZRZRtZR == = 7. Tổn hao sắt trên gông stato )(887,01.)50 50.(17,0.12,1.6,2.6,1 .)50.(...6,1 3,12 3,12 50 0.1 ' W fGBPP gSgStgS == = 8. Tổn hao sắt trên gông roto )(164,0)50 50.(083,0.69,0.6,2.6,1 )50.(...6,1 3,12 3,12 50 0.1 ' W fGBPP gRgRtgR == = 9. Tổn hao sắt tính toán của stato PtS = P tZS + P tgS = 0,79 + 0,887 = 1,677 (W) 10. Tổn hao sắt tính toán của roto PtR = PtZR + PtgR = 0,747 + 0,164 = 0.911 (W) 11. Khi E1 =151,23 (V) thì tổn hao sắt do từ trường thuận gây nên )(775,1098,0677,1 )(098,018,0 220.705,0 04,155.911,0. . . )(677,1 220.705,0 04,155.677,1 . . 111 3,1 2 3,1 2 1 1 22 1 1 WPPP WS Uk EPP W Uk EPP TRTST dmE TRTR dmE TSTS =+=+= =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= 12. Dòng điện phụ thứ tự thuận do tổn hao sắt gây nên )(0057,0 04,155.2 775,1 .2 1 1 1 AE PI TT === 13. Sức điện động thứ tự nghịch E2 = IA2.ZRA2 = (-0,0025+j.0,004).( 116,64+j149,53) =0,897 ∠173,30 (V) Đồ án tốt nghiệp 38 Vì sức điện động này nhỏ so với E1 nên ta có thể bỏ qua tổn hao sắt và dây điện phụ do thành phần thứ tự nghịch sinh ra. 14. Dòng điện stato có xét đến tổn hao sắt ở cuộn dây chính 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 đó: I’A1, I’A2 - thành phần thực của IA1, IA2; I’’A1, I’’A2 - thành phần ảo của 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. Dòng điện trong cuộn dây phụ ( ) ( ) A AjjjIII A Ajjj k I k IjI A Ajjj k I k IjI SBSBSB TA SB TA SB 0 21 0 22 2 0 11 1 . 83,44186,0 )(1312,0.132,0)0028,0.0046.0()134,0.1274,0( 33,310054,0 )(0028,00046,0 877,0 0 887,0 004,00025,0.. 45,46185,0 )(134,0.1274,0 887,0 0057,0 887,0 1073,01189,0.. ∠= =+=−++=+= ∠= =+=++−−=+−= ∠= =+=+−=+= 16. Mật độ dòng điện của dây quấn chính và phụ )(27,5 0353,0 186,0 )(24,5 0314,0 1645,0 2 2 mmA S I j mmA S I j B SB SB A SA SA === === 17. Dòng điện tổng stato lấy từ lưới IS = ISA + ISB = (0,1247- j.0,1073) + (0,1331 + j.0,134) = =0,2578 + j.0,0267 (A) =0,259 ∠5.90 A Đồ án tốt nghiệp 39 18. Công suất điện từ )(591,3264,116.0015.268,635.16,0.2 ..2..2 22 ' 2 2 2 ' 1 2 1 W rIrIP RAARAAdt =−= −= 19. Tổn hao cơ ).(37,4 ) 100 79.() 1000 1215(6) 100 .() 1000 ( 3232 W DnnkPc = === 20. Tổn hao phụ )(29,0 38,0 22.005,0.005,0 WPP dmf === η 21. Tổng công suất cơ trên trục )(72,26)18,01.(591,32)1.(' WSPP dtR =−=−= 22. Tổn công suất cơ tác dụng lên trục )(06,22 29,037,472,26' W PPPP fcoRR = −−=−−= 23. Mômen tác dụng )/(12301500).18,01().1( ).(6,1744 1230.028,1 10.06,22 .028,1 10. 55 phutvongnSn cmG n P M dbdm R =−=−= === 24. Tổn hao đồng stato )(72,21 62,313.186,08,401.16,0.. 2222 W rIrIP SBSBSASADS = +=+= 25. Tổn hao đồng roto )(877,5 )18,02(64,116.0047,0.218,0.68,635.16,0.2 )2.(..2...2 22 ' 2 2 21 2 1 W SrISrIP RAARAADR = −+= =−+= 26. Tổng tổn hao Đồ án tốt nghiệp 40 )(03,34 29,037,4773,1877,572,21 W PPPPPP fcoTDRDS = ++++= ++++=Σ 27. Công suất tiêu thụ )(09,5603,3406,22 WPPP RS =+=Σ+= 28. Hiệu suất %393,0 09,56 03,3411 =−=Σ−= SP Pη 29. Hệ số công suất 996,0 258,0 2563,0cos ' === S S I Iϕ 30 . Điện áp rơI trên dây quấn phụ )(8,87200 8.199513,7 )388,21404,1()2,202373,6( )(388,21404,1 )36,159278,132089,407)(0028.00046,0( ).( ))(2,202373,6 )36,15928,86338,1132)(134.0*1274,0( ).( 0 21 222 111 V j jjUUU Vj jj ZZIU Vj jjj ZZIU BBB CBSBB CBSBB ∠= =+= =−++=+= += =+−+= −= += =+−+= −= 31. Điện áp trên tụ điện )(81,44301 9036,1592.19,451889,0. 0 0 V ZIU CSBC −∠= −∠∠== Nhận xét: Điện áp trên tụ luôn lớn hơn điện áp lưới.Do đó là điểm cần lưu ý khi chọn tụ.Điện áp của tụ không thể nhỏ hơn giá trị tính trên bởi vì ở một số chế độ làm việc khi có từ trường elip, điện áp trên tụ có thể lớn hơn so với khi từ trường tròn Chọn tụ điện có điện áp làm việc là 400 V Đồ án tốt nghiệp 41 Bảng tính toán đặc tính làm việc Tham số Đơn vị Hệ số trượt 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.18 0.19 R’RA1 Ω 452.44 530.47 584.03 616.8 633.12 637.14 635.67 632.4 X’RA1 Ω 1221.5 1126.1 1028.1 933.54 845.8 766.6 730.3 696.3 R’RA2 Ω 110.1 111.23 112.39 113.57 114.78 116.01 116.64 117.27 X’RA2 Ω 148.35 148.54 148.75 148.96 149.18 149.41 149.53 149.64 RA1 Ω 854.2 932.27 985.83 1018.6 1035 1038.9 1037.5 1034.2 XA1 Ω 1417.1 1321.7 1223.8 1129.2 1041.5 962.25 926.01 891.98 RA2 Ω 511.89 513.03 514.19 515.37 516.58 517.81 518.44 519.07 XA2 Ω 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 Pđs 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 Cosϕ 0.832 0.885 0.925 0.946 0.973 0.994 0.996 0.997 Đồ án tốt nghiệp 42 CHƯƠNG IX TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ KHỞI ĐỘNG. Khi hệ số trượt S = 1 thì điều kiện đạt được mômen khởi động lớn nhất và dòng điện khởi động nhỏ nhất là mâu thuẫn nhau. Nên khi xác định đặc tính khởi động của động cơ điện thì phải xác định chỉ tiêu nào là quan trọng nhất. Thực tế khi thiết kế yêu cầu mômen khởi động càng lớn càng tốt, với dòng không lớn lắm. Vậy khi thiết kế ta cần chú ý các điểm sau: • Với dòng khởi động đã cho phải đạt được mômen khởi động lớn nhất. • Với dòng điện khởi động đã cho phải đạt được hệ số phẩm chất lớn nhất. 1. Tham số của mạch điện thay thế dây quấn chính ( ) ( ) ( ) ( ) )(8,1301.94,479 )36,159233,369.887,0.()22,208.887,062,313(... )(33,369.02,610 )67,17366,195.()22,2088,401(. )(67,173 1168,0 1168,0.87,153 51,262 .87,153.902,0 1 1. .. )(22,208 1168,0 84,1412.902,0.168,0 1 .. 222'2 '' 22 ' 22 ' Ω−= −++=−++= Ω+= +++=+++= Ω=+ +⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ =+ +⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ = Ω=+=+= j jXXkjrkrZ j jXXjrrZ X r XX Xr CAKRAKSBBK RAKSARAKSAAK RA RA RARAK mA RAK α α β α βα 2. Dòng điện thứ tự thuận của dây quấn chính )(8,27224,0)(2691,0.1836,0 8,1301.94,479 887,0. 33,369.02,610 1. 2 220.1. 2 0 ' 1 AAj j j jZ kj Z UI BKAK dm AK −∠=−= ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −−+=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= 3. Dòng điện thứ tự ngịch của dây quấn chính )1094,0.0804.0 8,1301.94,479 887,0. 33,369.02,610 1. 2 220.1. 2 ' 21 Aj j j jZ kj Z UI BKAK dm A += ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −++=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ += Đồ án tốt nghiệp 43 4. Dòng điện tổng của dây quấn chính )(2,31309,0)(1598,02639,0 )1094,00804,0()2691.0.1836,0(' 2 ' 1 AAj jjIII AKAKAK −∠=−= ++−=+= 5. Dòng điện tổng của pha phụ )(1,701581,0 )(1487.0.0538,0 877,0 )0566,0.0687,0(. 877,0 )1052,0.2012,0(. ... 21''' A Ajjjjj k Ij k IjIjII AKAKBKBKBK ∠= −=−−−= −=+= 6. Mật độ dòng khởi động dây quấn chính 203,10 0,0314 315,0 S mmAIJ A AK AK === 7. Mật độ dòng dây quấn phụ 249,4 0,0353 1586,0 S mmAIJ B BK BK === 8. Dòng điện khởi động tổng )(3,2325,0 )(0129,03245,0' A AJIII BKAKK −∠= −=+= 9. Bội số dòng khởi động 24,1 2621,0 325,0 === dm K K I Ii 10. Hệ số công suất tổng lúc khởi động 998,0 325,0 3245,0cos ' === K K I Iϕ 10. Công suất điện từ lúc khởi động PđTk= 87,1792,204).089,0227,0.(2)..( 22'2 22 1 =−=− RAKAKAK rIIm ( W) Đồ án tốt nghiệp 44 11. Mômen khởi động )(115992,204).089,0227,0.(2. 1500 10.4,97 )..(2.10.4,97 22 3 '2 2 2 1 3 Gcm rII n M RAKAKAK db K =−= =−= 12. Bội số mômen khởi động 65,0 1777 1159 === dm K K M Mm 13. Công suất tiêu thụ lúc khởi động )(36,71998,0.325,0.220cos.. WIUP KKdmSK === ϕ 14. Điện áp trên dây quấn phụ lúc khởi động UBK = IBK.(ZBK - Zc) = = (0,0528 – 0,1487j).(475,75 – j1307,91 – j1592,36) = 87,91∠100,8(V) 15. Điện áp trên tụ lúc khởi động Uc = IBK.Zc = (0,0528-j0,1487).(-j1592,36) = 252,55∠-20,1 (V) Đồ án tốt nghiệp 45 Bảng tính toán đặc tímh khởi động: Tham số Đơn vị Hệ số trượt 0.25 0.3 0.45 0.6 0.75 1 r'RA1 Ω 589.97 543.28 417.57 330.88 271.82 208.22 X’RA1 Ω 590 442.13 294.23 231.16 199.50 173.67 r’RA2 Ω 121.22 124.72 136.52 150.75 168.23 208.22 X’RA2 Ω 150.39 151.08 153.54 156.83 161.33 173.67 RA1 Ω 991.77 945 819.36 732.69 673.62 610.02 XA1 Ω 729.74 637.79 489.88 426.83 395.16 369.33 RB1 Ω 788.29 743.56 644.65 576.45 529.98 479.94 -JB1 Ω 1018.2 1090.6 1206.9 1256.5 1281.5 1301.8 RA2 Ω 523.02 526.52 583.32 552.55 570.03 610.01 XA2 Ω 346.05 346.74 349.20 352.49 357 369.33 RB2 Ω 411.5 414.25 423.53 434.73 448.49 479.94 -JXB2 Ω 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 Đồ án tốt nghiệp 46 PHẦN III VẼ ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH CƠ BẰNG MATLAB a) Đặc tính làm việc: 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; Đồ án tốt nghiệp 47 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) Đặc tính cơ: 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 Đồ án tốt nghiệp 48 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)); Đồ án tốt nghiệp 49 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)] Đồ án tốt nghiệp 50 Đặc tính khởi động chạy bằng chương trình Matlab Đặc tính làm việc chạy bằng chương trình Matlab 1400 1600 1800 2000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Đồ án tốt nghiệp 51 CHƯƠNG 11 Đặc tính khởi động chạy bằng chương trình Matlab Đồ án tốt nghiệp 52 PHẦN IV CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ I. Cơ sở điều chỉnh tốc độ của động cơ công suất nhỏ. Như ta đã biết :Trong khi thiết kế môt số yêu cầu để đạt điều kiện từ trường tròn là không được thoã mãn.Do đó từ trường trong động cơ là từ trường elíp.Một từ trường elíp có thể phân tích thành hai từ trường quay tròn thuận và quay ngược. -Đối với trường hợp đạt dược từ trường tròn thì chỉ còn thành phần quay thuận. -φđ=φthuận+φnghịch -ứng với φthuận với hệ số trượt s sẽ sinh ra suất điện động rôto thuận →Mômen do từ trường quay thuận sinh ra M1. ứng với φnghịch với hệ số trượt (2-s) sẽ sinh ra suất điện động rôto nghịch →Mômen do từ trường nghịch sinh ra M2. Có: MΣ=M1+M2=f(s). Đặc tính: (hình vẽ) Như vậy : Để điều chỉnh vận tốc quay của động cơ thì người ta thường gián tiếp điều chỉnh giá trị của các thành phần mômen thứ tự nghịch M2 Khi M2 thay đổi →MΣ thay đổi →Tốc độ của động cơ thay đổi -Bản chất của phương pháp điều chỉnh tốc độ này là làm thay đổi độ elíp của từ trường quay. Độ elíp của từ trường quay càng tăng thì thành phần từ trường quay ngược càng lớn dẫn đến mômen tông càng bé→Tốc độ quay càng giảm. Đồ án tốt nghiệp 53 2 Đối với phương pháp điều khiển tốc độ của động cơ điện dung dùng cho quạt. Đối với loại động cơ này,người ta không dùng các phương pháp trên mà người ta thường điều chỉnh tốc độ cũng trên nguyên tắc là làm thay đổi độ elíp của từ trường trên cơ sở thay đổi tỉ số biến áp k=Wpha phu/Wphachính. -Sơ đồ: Cơ cấu được nối theo kiểu vi sai Khi tiếp điểm K thay đổi nếu số vòng dây pha phụ WB giảm thì số vòng dây pha chính WA tăng dẫn đến tỉ số biến áp k=WB/WA giảm , các điều kiện để đạt từ trường quay tròn lúc này không được thoã mãn ,độ elíp của từ trường tăng.Từ trường ngược càng mạnh dẫn đến tốc độ quay của động cơ giảm. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi vị trí của tiếp điểm K Khi :K ở vị trí 3 tương ứng n=n3=ndm Sơ đồ điều chỉnh tốc độ w s A w s b3 w s b1 w s b2 1 2 3 c kkk Đồ án tốt nghiệp 54 K ở vị trí 2 tương ứng n=n2 K ở vị trí 1 tương ứng n=n1. -Theo TCVN4265-1999 thì khi thiết kế phải có: n1=0,75 n3 n2=0,5 n3 - n3=ndm. Theo lý thuyết chúng ta có thể từ các cấp tốc độ đã chọn trước, bằng phương pháp tính toán các thông số của pha chính, pha phụ tương ứng,từ đó biết được số vồng dây pha chính pha phụ tương ứng. Nhưng cách tính toán này là rất phức tạp nên trong thực tế người ta không làm vậy. -Trong thực tế để biết số vòng dây pha phụ WB tương ứng với các cấp tốc độ nguời ta thay vị trí của tiếp điểm K và đo tốc độ ra của động cơ ,khi n=n1→tính được số vòng dây pha phụ WB3 n=n2→Tính được WB2. Ưu điểm: Cấu tạo,sơ đồ điều khiển đơn giản,không phải mắc thêm các linh kiện điện tử để điều khiển như các hệ điều chỉnh tốc độ khác. Chi phí ít.Không tốn kém thêm nguyên vật liệu . Tuy nhiên phương pháp điều khiển làm thay đổi độ elíp của từ trường cũng không kinh tế vì có thêm tổn hao do từ trường ngược sinh ra.Điều này làm giảm hiệu suất của động cơ. +Một số yêu cầu khi thiết kế động cơ điện dung dùng cho quạt: .Khi điện áp nguồn cấp thay đổi trong khoảng -15%Udm quạt vẫn có thể khởi động với các tốc độ n1,n2,n3. .Vì động cơ được dùng làm quạt gió nên khi thiết kế phải có giá trị của mômen định mức Mdm gần với giá trị của Mômen cực đại Mm Đồ án tốt nghiệp 55 ΔM=Mm-Mdm càng bé càng tốt .Động cơ của em thiết kế có công suất 22 W tương ứng với loại quạt cánh 400 mm.Với mỗi loại cánh quạt có đặc tính cơ ổn định,riêng ta có :Mômen cản của cánh quạt tỉ lệ với bình phương tốc độ 2.nkM cq = trong đó: k: hằng số đối với mỗi loại cánh Vậy dặc tính Mcq có dạnh ổn định và có dạng parabol. M n0 Mmax Mdm sdm sm Đồ án tốt nghiệp 56 yêu cầu:Mômen của cánh quạt tại tốc độ định mức phải trùng với Mômen định mức. Đặc tính cơ cánh quạt 2Mq=kn Mq n0 0 Mq n Mdm sdm Đồ án tốt nghiệp 57 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 ! Đồ án tốt nghiệp 58 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

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfthiet_ke_dong_co_dien_3_pha_dien_dung_dung_cho_quat_6561.pdf