Chuyên đề Tìm hiểu và thử nghiệm động cơ không đồng bộ

việc của động cơ . -Hệ thống điện áp thứ tự nghịch tạo nên từ trường quay ngược nên hệ số trượt của rôto đối với từ trường nghịch này sinh ra có tác dụng hãm. Vì vậy hệ thống thứ tự nghịch làm giảm mô men có ích và gây nên tổn hao phụ, do đó phải hạn chế công suất của đông cơ điện . H. Mở máy điều chỉnh tốc độ I. Các phương pháp mở máy Theo yêu cầu của sản xuất, động cơ điện không đồng bộ lúc làm việc thường phải mở máy và ngừng máy nhiều lần.Tuỳ theo tính chất của tải và tình hình của lưới điện mà yêu cầu về mở máy đối với động cơ điện cũng khác nhau.Có khi yêu câù mômen mở máy lớn, có khi cần hạn chế dòng điện mở máy. Do đó động cơ điện phải có tính năng mở máy thích đáng . -Khi mở máy một động cơ cần xét đến những yêu cầu sau: +Phải có mômen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính của tải . +Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt . +Phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn. +Tổn hao công suất trong qúa trình mở máy càng thấp càng tốt . -Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn với nhau do đó phải căn cứ vào điều kiện làm việc cụ thể mà chọn phương pháp mở máy thích hợp. 1) Mở máy trực tiếp động cơ điện rôto lồng sóc. Đây là phương pháp mở máy đơn giản nhất, chỉ việc đóng trực tiếp, động cơ điện vào lưới điện là được.Nhưng lúc mở máy trực tiếp dòng điện mở máy tương đối lớn.Nếu quán tính của tải tương đối lớn, thời gian mở máy quá dài thì có thể làm cho máy nóng và ảnh hưởng đến điện áp của lưới điện.Nhưng nếu nguồn điện tương đối lớn thì nên dùng phương pháp này vì mở máy nhanh đơn giản. 2. Hạ điện áp mở máy Mục đích của phương pháp này là giảm dòng điện mở máy nhưng đồng thời mômen mở máy cũng giảm xuống, do đó với những tải yêu cầu có mô men mở máy lớn thì phương pháp này rất thích hợp. -Các cách hạ điện áp : +Nối điện kháng nối tiếp mạch điện stato. +Dùng biện pháp tụ ngẫu hạ điện áp mở máy . +Mở máy bằng phương pháp Y-D. a) Nối điện kháng nối tiếp vào mạch stato : -Khi mở máy trong mạch điện stato đặt nối tiếp một điện kháng.Sau khi mở máy xong bằng cách đóng cầu dao D2 thì điện kháng này bị nối ngắn mạch. Điều chỉnh trị số điện kháng thì có thể có được dòng điện mở máy cần thiết .Do đó điện áp giáng trên điện kháng nên điện áp mở máy trên đầu cực đông cơ điện UK sẽ nhỏ hơn điện áp lưới U1. -Gọi dòng điện mở máy và mô men mở máy khi mở máy trực tiếp là IK và MK.Sau khi thêm điện kháng vào, dòng điện mở máy còn lại I,K = KIK trong đó K<1. Nếu cho rằng khi hạ điện áp khi mở máy, tham số của điện vẫn giữ không đổi thì khi dòng điện mở này nhỏ đi ,điện áp đầu cực động cơ sẽ bằng Uk,=KU1. Vì mômen mở máy tỷ lệ với bình phương điện áp nên lúc đó mômen mở máy bằng Mk,=K2Mk. -Phương pháp này có ưu điểm là thiết bị đơn giản nhưng nhược điểm là khi giảm dòng điện mở máy thì mô men mở máy giảm xuống bình phương lần. b)Dùng biến áp tự ngẫu hạ điện áp mở máy : T là biến áp tự ngẫu, bên cao áp nối với lưới điện, bên hạ áp nối với động cơ điện. Sau khi mở máy song thì cắt T ra(bằng cách đóng cầu dao D2 vào mở D3 ra). Gọi kt là tỷ số biến đổi điện áp của biến áp tự ngẫu (kt <1)thì Uk,=kt U1 .Dòng điện mở máy và mômen mở máy của động cơ điện là : Ik, =kiIk và Mk,=kT2.Mk Gọi dòng điện lấy vào từ lưới là I1=kT.Ik=kT2.Ik thì dòng điện đó bằng. Ưu điểm của phương pháp này là khi lấy từ lưới vào một dòng điện mở máy bằng dòng điện mở máy của phương pháp trên thì ta có mômen mở máy lớn hơn. c) Mở máy bằng phương pháp Y-D Phương pháp này thích ứng với những máy khi làm việc bình thường đấu tam giác khi mở máy ta đổi thành Y. Sau khi máy đã chạy rồi, đổi lại thành cách đấu D. Khi mở máy thì đóng cầu dao D1 còn cầu dao D2 thì đóng về phía dưới, như vậy máy đánh dấu Y.Khi máy đã chạy rồi thì đóng cầu dao D2 về phía trên, máy đấu theo D. Theo phương pháp Y-D thì khi quấn dây đấu Y, điện áp pha trên dây cuốn là: -Do khi đấu Y để mở máy dòng điện pha bằng dòng điện dây mà khi mở máy trực tiếp thì máy đấu D cho nên khi mở máy đấu Y thì dòng điện bằng I1=I,Kd=1/3ik nghĩa là mômen mở máy đều bằng 1/3 dòng điện và mômen khi mở máy trực tiếp. -Trong các phương pháp hạ điện áp mở máy nói trên, phương pháp mở máy Y-D tương đối đơn giản nên được dùng rộng rãi đối với những động cơ điện hi làm việc đấuY- D 3. Mở máy bằng cách thêm điện trở phụ vào rôto : Như ta đã biết khi điện trở rôto thay đổi thì đặc tính M=f(s) cũng sẽ thay đổi.Khi điều chỉnh điện trở mạch điện rôto thích đáng thì sẽ được trạng thái mở máy lý tưởng (đường 4). Sau khi máy đã quay, để giữ một mômen điện từ nhất định trong quá trình mở máy, ta cắt dần điện trở thêm vào rôto làm cho quá trình tăng tốc của động cơ điện thay đổi từ đường M =f(s) này sang đường M=f(s) khác. Sau khi cắt toàn bộ điện trở thì sẽ theo đường 1 tăng tốc đến điểm làm việc. -Phương pháp này chỉ ứng dụng với những động cơ điện rôto dây quấn vì đặc điểm của loại động cơ điện này là có thể thêm được điện trở vào cuộn dây rôto. -Dùng động cơ điện rôto dây quấn có thể đạt được mômen mở máy lớn, đồng thời có dòng điện mở máy nhỏ nên những nơi nào mở máy khó khăn thì dùng động cơ điện loại này . II. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ 1. Điều chỉnh tốc độ bằng các thay đổi số đôi cực -Động cơ điện không đồng bộ điều kiện làm việc bình thường có hệ số trượt nhỏ, do đó tốc độ của động cơ điện gần bằng tốc độ đồng bộ n1=60f1/p. Ta thấy khi tần số không đổi thì tốc độ đồng bộ của động cơ điện tỷ lệ nghịch với số đôi cực.Do đó khi thay đổi số đôi cực của dây quấn stato có thể thay đổi tốc độ được . -Dây quấn stato có thể nối thành bao nhiêu số đôi cực khác nhau thì tốc độ có bấy nhiêu cấp.Vì vậy thay đổi tốc độ chỉ có thể thay đổi từng cấp một, không bằng phẳng. Thường có 2 cấp tốc độ gọi là động cơ điện hai tốc độ. Cũng có loại 3,4 tốc độ -Các cách thay đổi số đôi cực của dây quấn stato : +Đổi cách nối để có số đôi cực khác nhau.Dùng trong động cơ điện hai tốc độ dùng theo tỷ lệ 2:1. +Trên rãnh stato đặt hai dây quấn độc lập có số đôi cực khác nhau, thường để đạt hai tốc độ theo tỷ lệ 4:3 hay 6:5. + Trên rãnh stato có đặt hai dây quấn độc lập có số đôi cực khác nhau, mỗi dây quấn lại có thể đổi cách nối để có số đôi cực khác nhau,dùng trong động cơ điện 3,4 tốc độ . -Dây quấn rôto trong động cơ không đồng bộ rôto dây quấn có số đôi cực khác nhau thì dây quấn rôto cũng phải đấu lại. Do đó người ta không dùng loại động cơ này để điều chỉnh tốc độ . -Tuỳ theo cách đấu Y hay D và cách đấu dây quấn pha song song hay nối tiếp mà người ta chế tạo động cơ điện hai tốc độ thành loại mômen không đổi và loại công suất không đổi. 2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số -Phương pháp thay đổi tần số điễu chỉnh tốc độ là một phương pháp điều chỉnh bằng phẳng, động cơ điện có thể quay với bất cứ tốc độ nào.Muốn vậy phải sử dụng một nguồn điện đặc biệt do đó khi nào có nhiều động cơ điện cùng thay đổi tốc độ theo một qui luật chung thì cách điều chỉnh này mới có ý nghĩa vì có thể dùng một nguồn điện biến tần chung. 3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp Khi thay đổi điện áp lưới, ví dụ giảm xuống còn x lần thì mômen sẽ giảm xuống còn x2 lần: M=x2Mđm.Nếu mômen không đổi thì tốc độ giảm xuống,hệ số trượt tăng từ sa đến sb rồi sc. Theo công thức về mômem M=CmI2,f thì khi điện lưới U1 = xUđm sức điện động E và từ thông f cũng bằng x lần trị số ban đầu và I2, tăng lên 1/x lần . Vì hệ số trượt : Nên hệ số trượt s bằng 1/x2 lầ hệ số trượt cũ và tốc độ động cơ ở điện áp U1=xUđm sẽ là: Khi mômen tải bằng mômen định mức thì điện áp thấp nhất là U1=0,707 Uđm Nếu mômen tải nhỏ hơn tải định mức thì điện áp còn có thể giảm hơn nữa. -Có thể dùng phương pháp đổi nối hình Y-D hoặc dùng điện kháng nối nối tiếp với dây quấn stato để hạ điện áp. 4. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch rôto: Phương pháp này chỉ có thể dùng đối với động cơ rôto dây quấn. Thông qua vành trượt ta nối 1 biến trở 3 pha có thể điều chỉnh được vào dây quấn rôto.Với một mômen tải nhất định điện trở phụ càng lớn thì hệ số trượt ở điểm làm việc càng lớn (từ a dến b rồi c) nghĩa là tốc độ càng giảm xuống 5. Điều chỉnh tốc độ bằng nối cấp Phương pháp này chỉ có thể lợi dụng triệt để lấy từ lưới điện.Khi nối cấp thì rôto của 2 động cơ điện không đồng bộ được nối với nhau cả về điện và cơ . Động cơ A làm việc bình thường với lưới điện còn dây quấn stato của động cơ B nối với một biến trở 3 pha đối xứng.Điện áp đưa vào động cơ B chỉ là điện áp tần số thấp của rôto động cơ điện A thông Qua vành trượt chuyển sang rôto động cơ B Điều chỉnh theo phương pháp này sẽ làm cho dòng điện ngắn mạch nhỏ đi và làm cho cosj và Mmax giảm xuống Y. Động cơ điện không đồng bộ ứng dụng hiệu ứng mặt ngoài ở Rôto lồng sóc I. Động cơ điện rôto rãnh sâu Động cơ điện rãnh sâu lợi dụng hiện tượng từ thông tản trong rãnh rôto gây nên hiệu ứng mặt ngoài, rãnh rôto có hình dáng vừa dài vừa hẹp vừa sâu thường tỷ lệ với chiều cao và chiều rộng rãnh vào khoảng 10 á 12 .Thanh dẫn đặt trong rãnh có thể coi như gồm nhiều thanh nhỏ đặt xếp lên nhau theo chiều cao và hai đầu được nối ngắn mạch. Vì vậy điện áp hai đầu các mạch song song đó bằng nhau, do đó sự phân phối dòng điện trong các mạch phụ thuộc vào điện kháng tản của chúng. Khi mở máy lúc đầu dòng điện rôto có tần số lớn nhất,từ thông tản cũng biến thiên theo tần số đó . ở đáy rãnh từ thông móc vòng tản nhiều nhất,càng lên phía miệng rãnh từ thông tản càng ít đi do đó điện kháng tản ở đáy rãnh lớn và phía miệng rãnh thì nhỏ. Vì vậy dòng điện sẽ tập trung lên phía miệng rãnh,việc dòng điện tập trung lên trên làm cho tiết diện thanh dẫn coi như nhỏ đi, điện trở rôto tăng lên và làm cho mômen mở máy tăng . Hiệu ứng mặt ngoài của dòng điện mạnh hay yếu phụ thuộc vào tần số và hình dáng của rãnh. Vì vậy khi mở máy ,tần số cao ,hiệu ứng mặt ngoài mạnh.Khi tốc độ máy tăng lên , tần số rôto dòng điện giảm xuống nên hiệu ứng mặt ngoài giảm đi dòng điện phân bố dần đều đặn . Đến khi máy làmviệc bình thường thì do tần số dòng điên rôto thấp nên hiện tượng hiệu ứng mặt ngòai hầu như không có. Hiêụ ứng mặt ngoài của dòng điện rôto cũng tồn tại trong động cơ rôto lồng sóc thường nhưng vì rãnh không sâu nên ảnh hưởng không rõ . Động cơ điện rôto rãnh sâu ở điện áp định mức thường có dòng điện mở máy và mômen mở máy nằm trong phạm vi sau: II.Động cơ điện hai lồng sóc . Động cơ điện loại này có hai lồng sóc ở trên rôto.Các thanh dẫn của lồng sóc phía ngoài có tiết diện nhỏ và thường được làm bằng đồng thau có điện trở lớn.Các thanh dẫn của lồng sóc phía trong có tiết diện lớn , làm bằng đồng đỏ để có điện trở nhỏ nhưng do rãnh sâu từ thông tản nhiều nên điện kháng lớn . Hai lồng sóc phải đúc bằng nhôm thì mới có vành ngắn mạch chung.Giữa hai lồng sóc có một khe hở nhỏ nối liền rãnh của lồng sóc ngoài với lồng sóc trong để cho từ thông tản phân bố. Như vậy có thể làm cho tham số của rôto thoả mãn yêu cầu nhất định về tính năng mở máy của động cơ điện. Khi động cơ điện mở máy tần số rôto bằng tần số lưới điện do điện kháng của lồng sóc trong lớn nên dòng điện chủ yếu tập trung ở lồng sóc ngoài. Ta có I2>>I2lv Khi mở máy lồng sóc ngoài sinh ra mômen lớn có tác dụng chủ yếu nên gọi là lồng sóc mở máy. Khi làm việc bình thường thì hiệu ứng mặt ngoài của dòng điện yếu hẳn đi điện kháng của lồng sóc trong nhỏ lại , dòng điện lớn lên. Do I2 và I2lv gần cùng pha E2 mà dòng điện lại tỷ lệ nghịch với điện trở nên Ilv >> Ik nên lồng sóc trong chủ yếu sinh ra mômen, ta gọi đó là lồng sóc làm việc. Như vậy có thể coi động cơ điện có hai lồng sóc làm việc song song và đặc tính M = f(s) của động cơ loại này có thể coi là tổng hợp các đặc tính M1 = f(s) của hai lồng sóc , dùng vật liệu khác nhau để làm thanh dẫn, thay đổi kích thước dạng rãnh của hai lồng sóc và khe hở giữa hai lồng sóc có thể làm thay đổi thông số của hai lồng sóc để được đặc tính M = f(s) theo ý muốn. Dòng điện mở máy và mômen mỏ máy của động cơ điện hai lồng sóc vào khoảng: k:chỉ lồng sóc ngoài lv: chỉ lồng sóc trong J. Thiết kế khái quát động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc I. Xác định đường kính D và chiều dài l Có thể nói những kích thước chủ yếu của máy điện không đồng bộ là đường kính trong stato D và chiều dài lõi sắt l. Những kích thước này sẽ quyết định đến hình dáng, tính năng của máy cũng như quá trình chế tạo. Khi tính kích thước ta phải dựa vào hằng số máy điện : Khi xác định kích thước của động cơ ta phải xét tới đường kính trong và đường kính ngoài của lói sắt stato thông qua kD.. Đường kính ngoài Dn có liên quan mật thiết tới kết cấu máy, cấp cách điện và chiều cao tâm trục h. ở đây ta chọn Dn theo h sau đó tính ngược lại D. Chiều dài phần ứng được xác định theo công thức : : hiệu suất của động cơ cos : hệ số công suất của động cơ Do động cơ thiết kế có công suất lớn nên ta chọn dây quấn hai lớp với hệ số dây quấn kd = 0,91 0,92. Trong quá trình tính toán nếu chiều dài lõi sắt ngắn hơn 250mm thì ta ép lói sắt thành một khối còn nếu lõi sắt tính toán lớn hơn 250mm thì phải có rãnh thông gió hướng kính, lúc đó chiều dài lõi sắt bằng : l1 = l +ngbg ng : số rãnh thông gió hướng kính, thường lấy ng = 4 6 cm bg : chiều rộng rãnh thông gió hướng kính lấy bg = 1cm II. Chọn A và B Việc chọn A và B ảnh hưởng rất nhiều đến kích thước D và l. Tỷ số giữa A và B cũng ảnh hưởng đến đặc tính làm việc và khởi động của động cơ vì A đặc trưng cho mạch điện, B đặc trưng cho mạch từ. Hệ số cos của máy phụ thuộc vào tỷ lệ giữa dòng điện từ hoá và dòng điện định mức. Dòng điện từ hoá bằng : Trong đó : F = k .k .F là sức từ động toàn mạch k : hệ số bão hoà của mạch từ k : hệ số khe hở không khí m1 , w1 , kd1 : số pha, số vòng dây,hệ số dây quấn của dây quấn stato Ta xác định A và B thông qua đường kính ngoài Dn . III. Thiết kế stato 1. Dây quấn stato : Do Uđm = 380/220 nên nếu : Chiều cao tâm trục h 160mm ta chọn dây quấn đồng tâm một lớp đặt vào rãnh 1/2 kín. Chiều cao tâm trục h = 180 250mm chọn dây quấn hai lớp đặt vào rãnh 1/2 kín Chiều cao tâm trục h 280mm chọn dây quấn phần tử cứng đặt vào rãnh 1/2 hở Muốn chọn kích thước dây ta phải chọn mật độ dòng điện J của dây dẫn, căn cứ vào dòng điện định mức để tính ra tiết diện cần thiết. Việc chọn mật độ dòng điện ảnh hưởng đến hiệu suất và sự phát nóng của động cơ và sự phát nóng này chủ yếu phụ thuộc vào tích số AJ. Ta căn cứ vào cấp cách điện để chọn AJ. Đối với động cơ đang thiết kế ta chọn cấp cách điện B và tích số AJ sẽ được xác định theo đường kính ngoài lõi sắt Dn . Mật độ dòng điện J1 được tính theo công thức : -Sơ bộ tính tiết diện dây dẫn bằng : a1 : số mạch nhánh song song của dây quấn n1 : số sợi ghép song song Căn cứ vào s,1 ta chọn tiết diện dây s1 từ dó được đường kính dây tiêu chuẩn . Đối với động cơ đang tính ta chọn tiết diện chữ nhật . 2.Xác định số rãnh stato : Khi thiết kế dây quấn stato cần phải xác định số rãnh của một pha dưới mỗi cực từ q1 . Do động cơ thiết kế có công suất lớn nên chọn q1 = 4. -Số rãnh stato bằng : Z1 = 2mpq1 -Bước răng stato bằng : Ta chọn rãnh stato là rãnh hình chữ nhật -Số vòng dây tác dụng trong một rãnh bằng : -Số vòng dây một pha bằng : Sau khi xác định chính xác w1 thì tính lại , A , B 3.Dạng rãnh stato : Dạng rãnh phụ thuộc vào thiết kế điện từ và loại dây dẫn. Rãnh được thiết kế sao cho có thể cho vừa số dây dẫn thiết kế cho một rãnh kể cả cách điện và công nghệ chế tạo dễ, mật độ từ thông trên răng và gông không lớn hơn một trị số nhất định để đảm bảo tính năng của máy. Ta chọn rãnh hình chữ nhật 1/2 hở. Quan hệ giữa bước rãnh và chiều rộng rãnh là : t1 = (1,8 2,2)br 4. Lõi sắt stato : Lõi sắt stato được làm bằng lá thép kĩ thuật điện dày 0,5mm ghép lại. Tuỳ theo số liệu tâm trục tính toán ta sẽ chọn thép phù hợp. Nếu : -Chiều cao tâm trục h 250mm dùng thép cán nguội kí hiệu 2212,2211. -Chiều cao tâm trục h = 280 355 dùng thép 2312 có phủ sơn cách điện. -Chiều cao tâm trục h 400mm dùng thép 2411 phủ sơn bề mặt . IV. Thiết kế lói sắt rôto : Rôto là bộ phận rất quan trọng trong động cơ nó quyết định đến tính năng và sự khác nhau giữa các kiểu máy. Đối với động cơ đang thiết kế ta chế tạo rôto theo kiểu rôto lồng sóc rãnh sâu. 1.Chọn số rãnh rôto Z2 : Việc chọn số rãnh rôto lồng sóc Z2 là nột vấn đề rất quan trọng vì khe hở của máy rất nhỏ, khi khởi động do từ trường sóng bậc cao gây nên ảnh hưởng rất lớn đến quá trình khởi động và ảnh hưởng đến cả đặc tính làm việc .Vì vậy để có tính năng tốt khi chọn Z2 phải tuôn theo một sự hạn chế nhất định . Kết quả của việc nghiên cứu và thực nghiệm cho phép chọn Z2 thích hợp có thể hạn chế các mômen phụ đồng bộ, không đồng bộ cũng như các mômen phụ gây rung và ồn. Đối với động cơ đang thiết kế ta chọn số rãnh rôto Z2 > Z1 . 2. Dạng rãnh rôto: Thiết kế dạng rãnh cũng là xác định diện tích rãnh. Do điện trở r2 và điện kháng tản x2 của rôto có quan hệ mật thiết với hình dạng rãnh rôto nên việc thiết kế rãnh rôto ảnh hưởng trực tiếp đến tính năng của máy.Do động cơ thiết kế có công suất lớn và tốc độ cao nên ta chọn rãnh rôto là rãnh hình chữ nhật . Đối với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc, tiết diện rãnh rôto đồng thời cũng là tiết diện thanh dẫn rôto. Vì vậy phải làm sao cho mật độ dòng điện trong thanh dẫn rôto thích hợp . Đối với động cơ đang thiết kế ta chọn thanh dẫn bằng đồng có Jtd = (4 8 ) A/mm2 VI. Khe hở không khí Khi chọn khe hở không khí ta chọn càng nhỏ càng tốt để cho dồng điện không tải nhỏ và cos cao nhưng khe hở quá nhỏ làm cho việc lắp ráp và chế tạo thêm khó khăn . Phần II : Tính toán và thiết kế chi tiết A. Kích thước chủ yếu. 1)Số đôi cực 2)Đường kính ngoài Chọn chiều cao tâm trục h=280mm,theo bảng 10.3 có Dn=52cm 3)Đường kính trong stato: Theo bảng 10.2 có Kd= 0,64 á 0,68 D=Kd .Dn= (0,64 á 0,68).52= (33,28 á 35,36) cm Lấy D = 35 cm 4)Công suất tính toán: Lấy Ke= 0,98 (theo h-2) 5)Lấy ad=0,64 ,Kd=1,1 Theo (H-10-3a) lấy A=550A/cm ,Bd=0,83 T ld = l1 = l2 = 16,11 cm Do lõi thép ngắn nên được ép thành một khối 6)Bước cực: 7)Hệ số chỉ từ thông tản: 8)Dòng điện pha định mức: B .Dây quấn,rãnh stato và khe hở không khí. 9)Số rãnh stato: Lấy q1=4 ị Z1= 6p .q1= 6.2.4 =48 10)Bước rãnh stato 11)Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh: Lấy số mạch nhánh song song a1=4 Lấy Ur1 = 24 12)Số vòng dây nối tiếp của một pha: 13)Tiết diện và đường kính dây dẫn: Theo (H-10-4) chọn AJ=2950(A/cm.mm2) -Mật độ dòng điện: -Tiết diện dây sơ bộ: Chọn n1= 2 sợi Chọn dây dẫn hình chữ nhật cách điện cấp B cỡ : 14)Kiểu dây quấn: Chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y = 10 15)Hệ số dây quấn: - Hệ số bước ngắn: -Hệ số bước cuốn rải: -Hệ số dây quấn là: kd = ky.kr= 0,966. 0,957 = 0,925 16)Từ thông khe hở không khí: 17)Mật độ từ thông khe hở không khí: Chọn rãnh stato hình chữ nhật: 18)Chiều rộng răng nơi nhỏ nhất: Lấy Bz1mã=1,9T (H-10-5c) Chọn tôn silic 2312 có hệ số ép chặt kc=0,95 19)Sơ bộ định chiều rộng rãnh stato : br1 = t1 – bz1min = 2,28 – 0,99 = 1,29 cm 20)Khe hở không khí : Lấy d =0,9 mm 21)Kích thước rãnh stato : Rãnh stato Các mục -Dây dẫn PETP : 1,9.2,8 2,4.3,3 Kích thước rãnh ( mm) Chiếu rộng 3,3.2 = 6,6 Chiềucao 12.2,4 = 28,8 -Cách điện rãnh (phụ lục VIII-5) 2 4 -Độ nở cách điện 0,05 1,2 -Dung sai chế tạo 0,2 0,2 -Nêm 5 -Tổng 9,05 35,2 -Chiều rộng rãnh là : br1 = 9,05 mm -Chiều rộng rãnh là : hr1 = 35,2 mm 22)Chiều cao gông stato là : C)Dây quấn ,rãnh và gông rôto. 23) Số rãnh rôto chọn theo bảng 10.6 Z2=57 24)Đường kính ngoài rôto: 25)Bước răng rôto: 26)Dòng điện trong thanh dẫn rôto: Lấy KI= 0,93 (H-10-5) 27)Dòng điện trong vành ngắn mạch: 28)Tiết diện thanh dẫn rôto: -Dùng thanh dẫn bằng đồng cỡ :3,8.35.153,13 chon Jv = 8mm2 29)Tiết diện vành ngắn mạch: Chọn Jv= 6,4 A/mm2 30)Sơ bộ định chiều rộng rãnh rôto : br2 = 0,4t2 = 0,4.1,91 = 0,764 cm 31)Kích thước rãnh rôto: Rãnh stato Các mục Kích thước rãnh(mm) Chiều rộng Chiều cao -Dùng thanhdẫnPETP 3,8.35 3,8 35 -cách điện rãnh (phụ lục VIII-10) 1,7 4,5 -dung sai chế tạo 0,3 0,3 -Độ nở cách điện 0,05 0,05 -Nêm 2,5 -Tổng 5,85 42,35 -Chiều cao rãnh stato : 42,35 mm -Chiều rộng rãnh rôto : 5,85 mm 31)Chiều cao gông rôto: 32)Đường kính vành ngắn mạch Dv = D- (a+1)= 350 - ( 51+ 1) = 298 mm Với b>1,2hr2=1,2.42,3 = 50,76 mm Chọn a = 51 mm , b = 34 mm 33)Diện tích rãnh rôto : h12 = hr2– hn– h42 = 42,35 - 2,5 - 1 = 38,85 mm 34)Đường kính trong rôto: D2 = 0,3 D = 0,3.35 =10,5 cm Lấy D2 = 12 cm Trên thân trục có gắn bạc trục có rãnh thông gió làm mát. Chiều cao đường gân bạc trục chọn 30 mm D,t = Dt + 2.30 = 120 + 60 = 180 mm 35)Diện tích vành ngắn mạch: Sv = a.b = 51.34 = 1734 mm2 36)Chiều dài lõi sắt rôto: l2=l1 =16,11 cm D)Tính toán mạch từ. 37)Hệ số khe hở không khí: Chọn b42= 1,5mm kd = kd1.kd2 = 1,13.1,026 = 1,159 Dùng thép cán nguội 2312 có kc = 0,95 38)Sức từ động khe hở không khí: Fd = 1,6.Bd.kd.d.104 = 1,6.0,79.1,159.0,09.104 = 1319 A 39)Mật độ từ thông ở răng stato: bz1min = t1-br1 = 2,28 – 0,975 = 1,375 cm 40)Sức từ động trên răng stato: -Với Bz1mã = 1,91T ị Hz1mã = 8.97 A/cm -Với Bz1min= 1,43T ị Hz1min = 4,17 A/cm -Với Bz1tb = 1,67T ị Hz1tb = 6,02 A /cm 41)Sức từ động trên răng stato: Fz1 = 2.hz1.Hz1 =2.36,7.6,023 = 45,5 A Hz1 = hr1 = 36,7 mm 42)Mật độ từ thông ở răng rôto: ịHz2mã = 30,5 A/cm ịHz2tb = 12,1 A/cm ị Hz2min = 6,26 A/cm 43)Sức từ động trên răng rôto: Fz2= 2hz2.Hz2 = 2 .4,235.14,19 = 120,2 A 44)Hệ số bão hoà răng: 45)Mật độ từ thông trên gông stato: 46)Cường độ từ trường ở gông stato: Theo bảng (V-9) có HG1= 8,7 A/cm 47)Chiều dài mạch từ ở gông stato: 48)Sức từ động ở gông stato: FG1= LG1 . HG1 = 37,028. 8,7 = 322,14 A 49)Mật độ từ thông trên răng rôto : 50)Cường độ từ trường ở gông rôto: Theo bảng (V-9) ta có HG2= 2,52 A/cm 51)Chiều dài mạch từ ở gông rôto : 52)Sức từ động trên răng rôto: FG2= LG2 . HG2 = 15,36.2,52 = 38,71 A 53Tổng sức từ động toàn mạch: F = Fd+Fz+Fz+FG1+FG2 = 1319 + 45,5 + 120,2 + 322,14 + 38,71 = 1845,55 A 54)Hệ số bão hoà mạch từ: 55)Dòng điện từ hoá: 56)Dòng điện từ hoá%: E)Tham số của động cơ điện ở chế độ định mức. 57)Hệ số quy đổi: 58)Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato: ld1 =Kd1.ty+ 2B = 1,3.25,19 + 2.1 = 34,88 cm Kd1 = 1,3 ,B = 1 59)Chiều dài trung bình nửa vòng dây quấn stato: ltb= l1+ldn= 16,11 + 34,88 =50,99 cm 60)Chiều dài dây quấn một pha stato: L1 = 2ltb.w1..10-2 = 2 . 50,99 . 48.10-2 = 48,95 m 61)Điện trở tác dụng của dây quấn stato: Theo bảng (5.1): -Tính theo đơn vị tương đối: 62)Điện trở tác dụng của dây quấn rô to: 63)Điện trở vành ngắn mạch: 64)Điện trở rôto: 65)Điện trở rôto đã quy đổi: -Tính theo tương đối: 66)Hệ số từ dẫn tản rãnh stato: -Theo phụ lục VIII-5 về cách điện rãnh ta có: h5 = 1,4 mm , h3 = 3 mm , h2 = 0,7 mm h1 = hrs– hn–h41- 2.0,7 = 36,7-2,5-1-2.0,7 = 31,8 mm h41 = 1 mm , b41= 5 mm = 1,709 67)Hệ số từ dẫn tản tạp stato: Với: s1 = 0,0062 (bảng 5.2a) r1 = 0,72 (bảng 5.3) 68)Hệ số từ tản phần đầu nối: 69)Hệ số từ dẫn tản stato: ồl1 = lr1 + lt1 + ld1 =1,709+1,157+1,708 = 4,574 70)Điện kháng dây quấn stato: -Tính theo đơn vị tương đối: 71)Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto: h5 = 1,6 mm h42 = 1,5 mm h2 = 1,2 mm b42 = 1,5 mm h1 = 37,85 mm br2 = 5,85m h3 = 3 mm 72)Hệ số từ dẫn tản tạp rôto: s2 = 0,00405 , rt2 = 1 , kt2 = 1 73)Hệ số từ tản phần đầu nối: 74)Hệ số từ tản do rãnh nghiêng: bn = t1 = 2,28 75)Hệ số từ tản rôto: ồl2 = lr2+lt2+ld2+lrn = 3,907+ 1,505+1,561+1,154=8,127 76)Điện kháng tản dây quấn rôto: x2 = 7,9f1.l2.ồl2.10-8 = 7,9.50.16,11.8,127.10-8 = 0,517.10-8 77)Điện kháng rôto đã quy đổi: -Tính theo đơn vị tương đối: 78)Điện kháng hỗ cảm: -Tính theo đơn vị tương đối: 79)Tính lại ke: Trị số này gần bằng vối giả thiết ban đầu nên có thể chấp nhận được. F. Tổn hao thép và tổn hao cơ. 80)Trọng lượng răng stato: Gz1 = gFe.Z1.bz1.h,z1..kc1 = 7,8.48.0,905.3,67.16,11.0,95.10-3 = 19,03 kg bz1= br1 = 9,05 mm h,z1= hr1 = 37,6 mm 81)Trọng lượng gông từ stato: GG1=gFe.l1.LG1.hG1.2p.kc.10 = 7,8.16,11.37,028.4,83.4.0,95.10-3 = 85,39 kg 82)Tổn hao sắt trong lõi sắt stato: -Trong răng: Bz1 = 1,21 T KGc = 1,8 pFez= 2,5 Wkg -Trong gông: -Trong cả lõi sắt stato: 83)Tổn hao bề mặt trên răng rôto: Bo = bo.kd.Bd = 0,2.1,116.0,79 = 0,176 bo =0,2 (H 6-1) , ko = 1,7 84)Tổn hao đạp mạch trên răng rôto: Bz2tb = 1,533 T b,z2 = br2 = 9,05 mm 85)Tổng tổn hao thép: 86)Tổn hao cơ: kco = 7 87)Tổn hao không tải: Po = PFe+Pcơ = 1,094 + 0,00067 = 1,095 KW G. Đặc tính làm việc: r1 = 0,03W x1 = 0,167 W x2’ = 0,214 r2, =0,0424 x12 = 6,978 C12 = 1,046 Idbx = Im = 30,789 A E1 = U - Im.x1 =220 – 30,789.0,167 = 214,85 V 88)Bội số mômen cực đại: Đơn vị 0,0156 0,0234 0,0312 0,039 0,0468 0,114 2,883 1,925 1,452 1,142 0,978 0,491 0,394 0,394 0,394 0,394 0,394 0,394 2,9 1,964 1,504 1,208 1,054 0,575 77,6 114,59 149,64 185,3 213