Đề tài Tìm hiểu và thiết kế động cơ không đồng bộ vạn năng

Đồ án tốt nghiệp Trang 1 PHẦN I TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VẠN NĂNG Thực chất của việc thiết động cơ không đồng bộ vạn năng là thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha và một pha. Do đó ta đi tìm hiểu động cơ không đồng bộ vạn năng như sau: Trong thực tế khi không có động cơ một pha ta sử dụng động cơ ba pha để làm việc với lưới điện một pha. Trong trường hợp này cuộn dây ba pha được nối với phần tử lệch pha theo một sơ đồ nhất định để tạo ra từ trường quay, thông thường là từ trường quay không đối xứng. Trên hình 3.20 vẽ các sơ đồ mạch điện khác nhau thường gặp của động cơ không đồng bộ ba pha khi làm việc với lưới điện một pha. Các sơ đồ hình 3.20a, b, c sử dụng khi các pha của cuộn dây stato nối cứng hình sao, các sơ đồ hình 3.20 d, d’, e được sử dụng khi cuộn dây stato nối cứng theo hình tam giác. Các sơ đồ c, e được coi là tốt nhất trong các sơ đồ trên vì có thể cho đặc tính khởi động và làm việc tương đối tốt nếu chọn đúng điện dung của tụ. Các sơ đồ 3.20 g, h được sử dụng trong trường hợp động cơ có sáu đầu ra. Khi mắc mạch dây quấn theo các sơ đồ trên động cơ gần như không khác so với động cơ hai pha thông thường: hai pha mắc nối tiếp tạo ra cuộn dây chính(cuộn dây làm việc), cuộn còn lại là cuộn phụ (cuộn khởi động) lệch pha 900 điện so với cuộn chính. Động cơ không đồng bộ vạn năng là động cơ có thể làm việc với lưới điện ba pha cũng như lưới điện một pha xoay chiều. Những động cơ này được chế tạo như những động cơ ba pha nhưng được tính tốn sao cho với sơ đồ mắc mạch nhất định có thể cho ra những đặc tính chấp nhận được khi làm việc với lưới Đồ án tốt nghiệp Trang 2 điện một pha. Thông thường khi nuôi bằng nguồn điện một pha động cơ có đặc tính làm việc và khởi động kém hơn và công suất chỉ bằng 70% đến 85% công suất của động cơ khi dùng nguồn ba pha. Cần chú ý rằng không phải bất cứ động cơ không đồng bộ ba pha nào cũng đều có thể chuyển sang làm việc với lưới điện một pha. Tỉ số răng rãnh giữa stato và gông rôto phải thích hợp không chỉ cho động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc ba pha mà cả một pha. 1U R 1U L R )a )b )c 1U C L R 1U )d Đồ án tốt nghiệp Trang 3 R L 1U C 1U )'d )e )g C 1U R )h 1U L Đồ án tốt nghiệp Trang 4 Hình 3.20 Sơ đồ mắc mạch điện của động cơ ba pha để làm việc với nguồn một pha. ™ Sự khác biệt giữa thiết kế ba pha và một pha của động cơ không đồng bộ vạn năng: Khi nghiên cứu thiết kế động cơ không đồng bộ vạn năng là ta đi tìm hiểu phương pháp thiết kế riêng từng phần cho từng loại riêng biệt (ba pha, một pha). Sau khi ta thiết kế xong cho ba pha xong ta tiến hành vẽ đặc tính làm việc cho ba pha và xem tất các yêu cầu mà nhà thiết kế đưa ra. Trước khi đi vào thiết kế cho một pha ta phải tìm hiểu thêm về thiết kế động cơ không đồng bộ một pha rôto lồng sóc. Mà bài tốn nói về thiết kế cho một pha nó liên quan đến ba pha mà ta đã thiết kế vừa xong. Do đó ta phải thiết kế nhiều lần mới thoải mãn mà yêu cầu mà nhà thiết kế đưa ra về tốc độ, công suất, bội số mômen khởi động, bội số mômen max … Do đó muốn tìm hiểu rõ hơn chúng ta sẽ đi vào trình tự thiết kế cho ba pha và một pha của động cơ không đồng bộ vạn năng. Sau đây ta sẽ tiến hành đi thiết kế cho động cơ cho ba pha của động cơ vạn năng. Đồ án tốt nghiệp Trang 5 PHẦN II CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 1.Công suất điện mức của động cơ điện ba pha đẳng trị : ( )WPP dmSdm 750750.1. ===ΙΙΙ β Với 1=Sβ : Hệ số qui đổi tra theo sách động cơ không đồng bộ ba pha và một pha công suất nhỏ của thầy Trần Khánh Hà (tài liệu 1) trang 19 với động cơ ba pha. 2.Công suất tính tốn của động cơ điện ba pha : ( )WPP dmS 941,142673,0.72,0 750 cos. === ΙΙΙΙΙΙ ΙΙΙ ΙΙΙ ϕη Trong đó : 72,0≥ΙΙΙη Chọn 72,0=ΙΙΙη 73,0≥ΙΙΙϕCos Chọn 73,0=ΙΙΙϕCos 3.Xét đến yêu cầu tiếng ồn ít, dùng thép cán nguội ký hiệu 2013: Chọn mật độ từ thông khe hở không khí ( )TB 5,0=δ theo tài liệu 1 trang 23. Đồ án tốt nghiệp Trang 6 4.Chọn tải đường : Tải đường A=90 ÷ 180 (A/cm) Chọn tải đường A=157,517 (A/cm) theo tài liệu 1 trang 23 5.Đường kính ngồi stato : Theo tài liệu 1 trang 24 ta chọn như sau : • Tỷ lệ giữa chiều dài lõi thép với đường kính trong và đường kính trong lõi sắt 72,0== D lλ • Tỷ lệ giữa đường kính trong và ngồi : Mà KD=(0,485÷ 0,615) Ta chọn 6,0== n D D DK • Sơ bộ đường kính ngồi : 33 3000.72,0.5,0.517,157 1.94,1426. 6,0 44 ... . .44 == ΙΙΙ db S D n nBA pP K D λδ ( )cm9,14= Trong đó : 3000 1 50.60.60 === p fndb (vòng/phút) Theo tài liệu 1 trang 26 căn cứ vào đường kính ngồi tiêu chuẩn của dãy 4A theo chiều cao tâm trục ta chọn như sau : ( )cmDn 9,14= ( )cmH n 9= 6.Đường kính trong stato : ( )cmKDD Dn 94,86,0.6,14. === 7.Bước cực stato : Đồ án tốt nghiệp Trang 7 ( )cm p D 036,14 1.2 94,8. .2 . === ππτ 8.Chiều dài tính tốn stato : ( )cmDl 44,694,8.72,0. === λ 9.Chọn khe hở không khí : Khe hở không khí động cơ điện công suất nhỏ thường chọn trong khoảng sau : Với 2p=2 và Hn=9 (cm) tra được ( )cm04,0=δ theo sách thiết kế máy điện của thầy Trần Khánh Hà và cô Nguyễn Hồng Thanh trang 253. CHƯƠNG II Đồ án tốt nghiệp Trang 8 DÂY QUẤN , RÃNH VÀ GÔNG STATO Việc chọn số rãnh của động cơ điện công suất nhỏ ở stato ZS và số rãnh rôto ZR có quan hệ mật thiết với nhau. Khi xét đến quan hệ đó phải chú ý đến các yếu tố sau đây : ™ Đặc tính mômen M=f(n) không có chổ 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 do phần răng sinh ra nhỏ nhất . Ngồi ra khi cho đường kính ngồi stato việc chọn số rãnh ZS còn phụ thuộc vào chiều rộng răng nhỏ nhất mà công nghệ cho phép. Chọn ZS=24 rãnh ZR=17 rãnh 10.Chọn kiểu dây quấn : Chọn dây quấn đồng khuôn bước ngắn. Khi sử dụng động cơ điện ba pha làm động cơ điện một pha ta nên dùng dây quấn bước ngắn 3 2=β để giảm sóng không gian bậc 3 của từ thông làm ảnh hưởng đến đặc tính khởi động của động cơ điện một pha. Với ZS=24 rãnh 2p=2 m=3 • Số rãnh của một pha dưới một cực : 4 1.3.2 24 ..2 === pm Zq S • Hệ số bước ngắn : 3 2=β • Bước dây quấn : Đồ án tốt nghiệp Trang 9 812. 3 2. === τβy • Góc điện giữa hai rãnh liên tiếp : 015 24 360.1360. === SZ pα 11.Hệ số dây quấn : ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= 1.2.3 2. 4.6 1..4 5,0. 2 .. .6 .. 5,0 π πν πβνπ SinSin Sin q Sinq K d 8295,0= Trong đó : 1=ν :bậc một của sức từ động 12.Từ thông khe hở không khí : Sơ bộ chọn Hệ số bão hòa răng : 11,1=ZK Hệ số cung cực từ : 64,0=δα Hệ số dạng sóng : kS=1,11 ( )WbBl 444 10.9,2810.5,0.44,6.036,14.64,010.... −−− === δδ ταφ 13.Số vòng nối tiếp của một pha : 372 8295,0.10.9,28.50.11,1.4 220.9,0 ....4 . 4 === − dS dmE S kfk Uk W φ (vòng) Trong đó : KE=0.7 ÷ 0,9 trang 44 sách tài liệu 1 ta chọn KE=0,9 14.Số thanh dẫn trong một rãnh : Đồ án tốt nghiệp Trang 10 93 4.1 1.372 . . === qp aW U Sr (thanh dẫn) Trong đó : a=1 : số nhánh song song 15.Dòng điện pha định mức của động cơ : ( )A Um PI dm S dm 162,2220.1 941,1426 . === ΙΙΙ Trong đó : m=3: số pha 16.Chọn mật độ dòng điện trong dây quấn động cơ: Thường chọn trong khoảng J=6 ÷ 8 (A/mm2) . Đối với vật liệu là đồng ta chọn J=6,12(A/mm2). 17.Tiết diện dây quấn sợ bộ : ( )2353,0 12,6.1 162,2 . mm Jn IS dmS === Trong đó : Chọn n=1 :số sợi ghép song song 18.Chọn tiết diện dây quấn qui chuẩn : d=0,71(mm) dcđ=0,77(mm) SS=0,396 (mm2) 19.Rãnh và gông và stato : Căn cứ vào tiết diện dây dẫn trong rãnh này chiều rộng răng sẽ điều suốt chiều cao rãnh hơn nữa rãnh nữa quả lê sẽ có tiết diện lớn hơn dạng rãnh quả lê . 1d 2b 12h Sb4 Đồ án tốt nghiệp Trang 11 20.Sơ bộ định chiều rộng của răng : Lõi sắt của động cơ này dùng thép kỹ thuật điện cán nguội ký hiệu 2013. Hệ số ép chặt KC=0,96 bề mặt lá tôn phủ sơn cách điện . Đối với động cơ ít tiếng ồn thì mật độ từ thông trong răng vàgông stato không nên chọn quá lớn. Do đó ta chọn BZS=1,65(T) • Bước răng stato : ( )cm Z Dt S S 17,124 94,8.. === ππ • ( )TB 5,0=δ , (mục 3) • Chiều rộng răng stato : ( )cm kB tB b CZS S ZS 369,096,0.65,1 17,1.5,0 . . === δ 21.Chiều cao gông stato : ( )cm p Z bh SZSgS 17,11 24.369,0.2,0..2,0 === 22.Chọn kích thước rãnh : Chiều cao miệng rãnh h4S=0,5(mm) Chiều rộng miệng rãnh : b4S= dcd + (1,1 ÷ 1,5)= 0,77+ (1,1 ÷ 1,5) Đồ án tốt nghiệp Trang 12 =(1,87 ÷ 2,27)(mm) Chọn b4S=2(mm) 23.Các kích thước rãnh khác : π π − −+= S SSS S Z ZbhD d .).2( 44 1 ( )π π − −+= 24 24.69,35,0.2. D ( )mm9= ZS S gsn S bZ hD b −−= ).2(2 π ( ) 11 24 77,1.2149. −−= π 11= (mm) 24.Chiều cao rãnh stato : ( )mmhDDh gSnrS 1,122 7,17.24,89149 2 .2 =−−=−−= 25.Chiều cao phần rãnh của răng : h12=hrS-0,5.(d1+2.h4S)=12,1-0,5(9+2.0,5) =6,92(mm) 26.Diện tích rãnh : ( ) ( ) 92,6.1195,0 8 9...5,0 8 . 2 1221 2 1 ++=++= ππ hbddSrS ( )2524,105 mm= 27.Diện tích cách điện rãnh : Cách điện rãnh của dãy động cơ công suất nhỏ 4A là một lớp bìa dán màn tổng hợp có chiều dày C= 0,2(mm). Dây quấn hai lớp nên dùng tấm lót giữa hai lớp là giấy cách điện có chiều dày là 0,2(mm). Đồ án tốt nghiệp Trang 13 1:Cách điện rãnh 2:Cách điện lớp 3:Dây quấn 4:Nêm Bảng kết cấu cách điện cách B Tên Vật liệu Kíchthước (mm) Số lớp Dây dẫn Cách điện lớp Nêm Giấy cách điện Giấy cách điện Dùng một lớp cách điện úp lên d/dcd=0,71/0,77 0,2 0,2 2 1 1 1 ncd hdcbc dbhS ... 2 ..2 121212 ++⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ++= π 2.92,0.112,0. 2 .1192,6.2 1 ++⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ++= dπ ( )2909,28 mm= 28.Diện tích có ích của rãnh : ( )2617,76909,28524,105 mmSSS cdrSr =−=−= 29.Hệ số lấp đầy rãnh : 1 2 3 4 Đồ án tốt nghiệp Trang 14 ( ) 72,0 617,76 77,0.97. 22 === r ñcr d S dU k Như vậy hệ số lấp đầy kd=0,72 < 0,75 thoả mãn yêu cầu. 30.Chiều cao gông stato thực sự : 1,12 2 4,89149 2 −−=−−= rSngS hDDh ( )mm7,17= 31.Bề rộng răng stato : SSSZ b hdhD b 2 1214 1 ' 24 ).2.2( −++−= π ( ) 11 24 92,6.295,0.24,89. −+++= π ( )mm66,3= S S SS Z dZ dhD b 1 14" 1 ).2( −+−= π ( ) 9 24 95,0.24,89 −+−= π ( )mm69,3= ( )mmbbb ZZZS 675,32 69,366,3 2 " 1 ' 1 =+=+= Field Code Changed Đồ án tốt nghiệp Trang 15 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. Chọn rãnh quả lê vì rãnh này chiều rộng răng sẽ điều suốt cả chiều cao rãnh. Hơn nữa tiết diện thanh dẫn rôto sẽ thoả mãn được yêu cầu . Đồ án tốt nghiệp Trang 16 Theo tài liệu 1 trang 66 ta chọn : Miệng rãnh rôto : b4R=1,5(mm) Chiều cao miệng rãnh rôto : h4R=0,5(mm) Để cho nhôm lấp đầy đáy rãnh khi đúc ta nên chọn đường kính đáy không được nhỏ hơn 2,5(mm). Do đó ta chọn d2R=2,5(mm). 32.Đường kính ngồi rôto : ( )mmDD 6,884,0.24,89.2' =−=−= δ Trong đó: D=89,4(mm) , (mục 6) ( )mm4,0=δ : khe hở không khí ( mục 9) 33.Bước răng rôto : ( )mm Z Dt R R 36,1617 6,88.. ' === ππ 34.Sơ bộ định chiều rộng răng : ( )mm kB tB b cZR R ZR 52,096,0.65,1 636,1.5,0 . . === δ Trong đó : Chọn BZR=1,65(T) b4r d1r d2r h12r hrR h4r Đồ án tốt nghiệp Trang 17 ( )TB 5,0=δ ,(mục 3) 35.Đường kính rãnh rôto : ( )( )π πδ + −+−= R RZRR R Z ZbhDd ...2 41 ( )( )π π + −+−= 17 17.2,5.5,04,0.24,89 ( )mm4,9= Trong đó : ZR=17(rãnh) D=89,4(mm) , (mục 6) ( )mm4,0=δ , (mục 9) 36.Chiều cao phần thẳng của rãnh rôto : ( )( ) ( )⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ +−−+−= πδ RZRR RRR dbZdhDh 21412 .2.5,0 ( )( ) ( )⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ +−−+−= π 5,22,5.174,95,04,0.24,895,0 ( )mm6,18= Trong đó : ( )mmd R 4,91 = , (mục 35) ( )mmh R 5,04 = : Chiều rộng miệng rãnh rôto ( )mmbZR 2,5= : (mục 34) ( )mmd R 5,22 = : đường kính đáy nhỏ rôto. 37.Chiều cao rãnh : ( ) RRRRrR hhddh 41221.5,0 +++= ( ) 5,06,185,24,9.5,0 +++= ( )mm1,25= 38.Diện tích rãnh rôto : Đồ án tốt nghiệp Trang 18 )(.5,0)( 8 21212 2 2 2 1 RRRRRrR ddhddS +++= π ( ) ( )5,24,96,18.5,05,24,9. 8 22 +++= π ( )265,147 mm= 39.Đường kính trong lõi sắt rôto : ( )mmDDt 8,264,89.3,0.3,0 === Trong đó : D=89,4(mm), (mục 6) 40.Chiều cao gông rôto : ( )mmhDh rRgR 2,191,252 6,88 2 ' =−=−= Trong đó : D’=88,6(mm), (mục 32) 41.Bề rộng răng rôto : R R RR Z dZ hdDb 141 ' ' 2 ).2( −−−= π ( ) 4,9 17 4,95,0.26,88. −−−= π ( )mm068,5= R R RRR Z d z hhdDb 21241 ' 2 '' ).2.2( −−−−= π ( ) 5,2 17 6,18.25,0.24,9. ' −−−−= Dπ ( )mm066,5= ( )mmbbb ZZZ 067,52 066,6068,5 2 " 2 ' 2 2 =+=+= Đồ án tốt nghiệp Trang 19 CHƯƠNG IV TRỞ KHÁNG CỦA DÂY QUẤN STATO VÀ RÔTO 42.Chiều dài phần bình quân phần đầu nối stato : B p hDkBkl rSIyId .2.2 ...2. +⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ +=+= βπτ Trong đó : kI , B: hệ số kinh nghiệm l=6,44(cm) , (mục 8) Theo tài liệu 1 trang 71 ta có 2p=2 chọn: kI=1,2 , B=1(cm) ( )cmld 75,141.23 2. 2 21,194,8..2,1 =+⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ += π 43.Chiều dài bình quân nữa vòng dây : ( )cmlll dtb 19,2175,1444,6 =+=+= Trong đó : l=6,44(cm) , (mục 8) Đồ án tốt nghiệp Trang 20 44.Tổng chiều dài dây dẫn của dây quấn một pha : ( )mWlL StbS 635,15710.372.19,21.210..2 22 === −− Trong đó : WS=372(vòng) 45.Điện trở tác dụng của dây quấn stato : ( )Ω=== 65,8 396,0 635,157. 46 1.075 S S S S L r ρ Vì đây là cách điện cấp B nên chọn ( )mmm /. 46 1 2 750 Ω=ρ tra theo tài liệu 1 trang 72 bảng 4.1 với vật liệu là đồng ở nhiệt độ c075 . SS=0,396(mm2) , (mục 18) 46.Tính theo đơn vi tương đối : 085,0 220 162,2.65,8.* === dm dm SS U I rr 47.Hệ số từ tản rãnh stato : Dây quấn hai lớp hình nữa quả lê Theo bảng 4.2 trang74 tài liệu 1 tra hệ số βk và 1βk với dây quấn hai lớp ba pha ta có: rSh 2b Sh4 2h Sb4 Đồ án tốt nghiệp Trang 21 Dây quân hai lớp ba pha 1 3 2 ≤≤ β ta chọn : 8125,0 16 3 2.97 16 .97 = + =+= ββk 75,0 4 3 2.31 4 .31 1 = + =+= ββk Chiều cao : ( )mmhhhh nSrS 2,925,01,1241 =−−=−−= Chiều cao h2: 2 1 142 dhhhh SrS −−−= 2 92,95,01,12 −−−= ( )mm28,2−= Vì h2 có giá trị âm nên mép dưới của dây quấn ở phía dưới tâm của phần nữa vòng tròn đường kính d1 . ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ++−+= 1 4 4 1 2 1 4 1 1 . .2 75,0. .3 ββ λ k b h d h d bk d h S SS rS ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +−−+= 2 5,0 9 28,2 9.2 2785,08125,0. 9.3 2,9 69,1= 48.Hệ số từ tản tạp stato : SStS k t ξδλ δ ...9,11= Theo công thức trong bảng 4.3 trang 80 tài liệu 1 thì hệ số : ( )222111 1..4 ....4...2 βξ ββ +⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛−⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −Δ−⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= S R dSS t tk q NGkGZ q NFkF Đồ án tốt nghiệp Trang 22 Theo đường cong trong hình (4_3) đến hình (4_6) tài liệu 1 ta tra được các hệ số : F, G, F1, G1. 4,1 170,1 636,1 == S R t t 715,0 636,1 170,1 ==== R S R n t t t bβ Do đó ta tra được : F=2,2 F1=0,28 G1=0,44 G=1 (vì 14,1 170,1 636,1 ≥== S R t t ) Các hệ số : 5 4,0 24 ==δ Sb 171,0 70,11 24 == S S t b Từ đường cong trong hình (4_7) tài liệu 1 tra được hệ số : 07,0=ΔZ Hệ số ( ) ( ) ( )qyqyqyN .31.21. 2 11 −−+−−+−−−= ( ) ( ) ( )4.3814.281. 2 1481 −−+−−+−−= 5,0= Vậy ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −−⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −= 4.4 5,0.44,075,0.1.07,0 4.4 1.28,075,0.2,2.2Sξ ( ) ( )222 715,01.4,1.8125,0 ++ Đồ án tốt nghiệp Trang 23 285,1= Hệ số khe hở không khí : 21. δδδ kkk = Trong đó : 090,1 7,11 27,11 4,0 25 4,0 25 5 5 44 4 1 = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −+ + = ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −+ + = S SSS S t btb b k δ δ δ 041,1 36,16 5,136,16 5,0 5,15 4,0 5,15 5 5 44 4 2 = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −+ + = ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −+ + = δ δ δ δ t btb b k RRR R Khi đó : 135,1041,1.090,1. 21 === δδδ kkk Vậy : ( )τβλ ..64,0.39,0 −= ddS ll q ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −= 036,14. 3 2.64,075,14 44,6 4.39,0 123,2= Trong đó : ( )cm036,14=τ , (mục 7) ( )cmld 75,14= , (mục 42) 50.Tổng hệ số từ dẫn stato : dStSrSS λλλλ ++=∑ 123,2885,369,1 ++= 698,7= Trong đó : Đồ án tốt nghiệp Trang 24 69,1=rSλ , (mục 47) 885,3=tSλ , (mục 48) 123,2=dSλ , (mục 49) 51.Điện kháng tản dây quấn stato : ∑⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= SSSS qp lWfX λ. . . 100 . 100 .158,0 2 698,7. 4.1 44,6. 100 372. 100 50.158,0 2 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ( )Ω= 546,13 Trong đó : f=50(hz): tần số WS=372(vòng): (mục 13) q=4:số rãnh của một pha dưới một cực (mục 10) lS=6,44(cm) , (mục 8) 52.Tính theo đơn vị tương đối : 133,0 220 162,2.546,13.* === dm dm SS U I XX 53.Điện trở thanh dẫn rôto : Rôto của động cơ điện được đúc bằng nhôm do đó : 650,147 10.44,6. 23 110.. 22 750 −− == t R t S lr ρ ( )Ω= −410.1,0 Trong đó : ( )mmm / 23 1 2 750 Ω=ρ : Tra theo bảng 4.1 trang 72 tài liệu 1 với nhôm đúc rôto ở nhiệt độ 750C . Đồ án tốt nghiệp Trang 25 ( )cmlll SR 44,6=== , (mục 8) ( )2650,147 mmSt = : tiết diện thanh dẫn cũng là diện tích rãnh rôto (mục 38). 54.Dòng điện trong thanh dẫn rôto : R dSS dmItd Z kWIkII ..6..2 == 17 8295,0.372.6.162,2.77,0= ( )A330,181= Trong đó : kI=0,77 : hệ số này phụ thuộc chủ yếu vào ϕcos của máy trong tài liệu 2 sách thiết kế máy điện do thầy Trần Khánh Hà và cô Nguyễn Hồng Thanh . 372=SW (vòng), (mục 13) Iđm=2,162(A), (mục 15) kdS=0,8295, (mục 11) 55.Dòng điện trong vòng ngắn mạch : ( )A Sin Z pSin II R tdV 745,492 17 1..2 1.33,181 ..2 1. === ππ 56.Tiết diện vành ngắn mạch : Chọn mật độ trong vòng ngắn mạch J1=(3 ÷ 5)(A/mm2) trang 66 tài liệu 1 chọn mật độ Jv=(0,6 ÷ 0,8).J1=(0,6 ÷ 0,8).(3 ÷ 5) (A/mm2). Chọn Jv=2,1(A/mm2). Chọn bv= 3,2.h12R= 3,2.18,6 = 59,6(mm) ( )264,234 1,2 745,492 mm J IS v v v === Đồ án tốt nghiệp Trang 26 ( )mm b Sa v v v 46,59 64,234 === ( )mmbDD vv 296,596,88' =−=−= Vậy ( )264,2346,59.4. mmbaS vvv === 57.Điện trở vành ngắn mạch của rôto : ( )Ω=== −−− 422 75 10.099,0 6,59.4.17 10.29.. 23 1 .. 10.. .0 ππρ vvR v v baZ D r 58.Điện trở của phần tử rôto lồng sóc : 4 22 10. 17 1.sin.2 099,019,0 .sin.2 − ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛+=+= ππ R v tv Z p rrr ( )Ω= −410.652,1 Trong đó : ( )Ω= −410.19,0tr :(mục 53) Đồ án tốt nghiệp Trang 27 ( )Ω= −410.099,0vr :(mục 57) 59.Hệ số qui đổi điện trở rôto sang stato : 2 22 12 . ...4 dRR dSS kZ kWm K = Trong đó : WS=372(vòng), (mục 13) ZR=17(rãnh) 8295,0=dSk , (mục 11) ndS kk = : hệ số dây quấn rôto Để giảm mômen ký sinh ở động cơ công suất nhỏ thường làm rãnh nghiêng ở rôto,bước nghiêng quãng một bước rãnh stato. Do đó: ( )cmtb Sn 17,1== . Độ nghiêng rãnh : 715,0 636,1 17,1 === R n n t bβ Góc nghiêng rãnh : 264,0 17 1..2...2 === πβπα R n Z p (rad) Hệ số rãnh nghiêng đồng thời là hệ số dây quấn của rôto : 992,0 264,0 2 264,0sin.2 2 sin.2 ==== n n dRn kk α α Vậy ( ) 406,68318 992,0.17 8295,0.372.3.4 2 22 12 ==K 60.Điện trở rôto đã qui đổi sang stato : ( )Ω=== − 286,1110.65,1.405,68318. 412 ptR rKr 61.Tính theo đơn vị tương đối : Đồ án tốt nghiệp Trang 28 111,0 220 162,2.286,11.* === dm dm RR U Irr 62.Hệ số từ tản rãnh rôto : R R R R t 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 +⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ −+⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= μπλ 5,2.1,0 2 4,95,01,25.1,0 2 2 1 41 −−−=−−−= RRRrRR ddhhh ( )mm6,19= μk : hệ số cản. Đối với động cơ công suất nhỏ ta lấy μk =1 5,1 5,01. 4,9.2 5,166,0 65,147.8 4,9.1. 4,9.3 6,19 22 +⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ −+⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= πλrR 327,1= 63.Hệ số từ tản tạp rôto : δδ ξλ k t RR tR ..9,11 .= Trong đó : 75,3 4,0 5,14 ==δ Rb Rd2 Rd1 Rh4 Rb4 Rh12 rRh Rd2.1,0 Đồ án tốt nghiệp Trang 29 1,0 36,16 5,14 == R R t b Theo hình (4_7) trang 79 tài liệu 1 tra được hệ số 04,0=ΔZ Vì 96,004,01;1 44 =−=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛=Δ−= δξ R R R R b t bfZ 907,2 135,1.4,0.9,11 96,0.36,16 ==tRλ Trong đó : 323,11 =δk , (mục 48) ( )mmtR 36,16= , (mục 33) 64.Hệ số từ tản đầu nối rôto : ( )ba D plZ D v R v dR +⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ = .2 .7,4 lg. 17 .sin.2.. .9,2 2πλ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ = 6,594 29.7,4lg. 17 1.sin.2.44,6.17 9,2.9,2 2π 015,0= Trong đó : Dv=29(mm), (mục 56) av=4(mm), (mục 56) bv=59,6(mm), (mục 56) 65.Hệ số từ tản rôto : 015,0907,2323,1 ++=++=∑ dRtRrRR λλλλ 245,4= Trong đó : 323,1=rRλ ,(mục 62) 907,2=tRλ ,(mục 63) Đồ án tốt nghiệp Trang 30 015,0=dRλ , (mục 64) 66.Tổng từ dẫn tản của rôto : 22 ' 992,0 8295,0. 24 17.245,4. . .. ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= ∑∑ dR dS SS RR RR k k Zl Zlλλ 19,4= Trong đó : 8295,0=dSk , (mục 11) 992,0=dRk , (mục 59) 67.Điện kháng tản dây quấn rôto qui đổi sang stato : ( )Ω=== ∑ ∑ 373,7 698,7 19,4.546,13. ' S R SR XX λ λ Trong đó : ( )Ω= 546,13SX :điện kháng dây quấn (mục 51) 698,7=∑ Sλ : tổng hệ số từ dẫn (mục 50) 68.Tính theo đơn vị tương đối : 072,0 220 162,2.373,7.* === dm dm SR U IXX Đồ án tốt nghiệp Trang 31 CHƯƠNG V TÍNH TỐN MẠCH TỪ Tính tốn mạch từ bao gồm tính dòng từ hố μI , thành phần kháng của dòng diện không tải và điện kháng tương ứng với khe hở không khí μX . Lõi sắt của động cơ này dùng thép kỹ thuật điện cán nguội ký hiệu 2013. Hệ số ép chặt lấy 96,0=ck bề mặt lá tôn phủ sơn cách điện . 69.Sức từ động khe hở không khí : 2,36310.04,0.135,1.5,0.6,110.....6,1 44 === δδδδ kBF (A) Trong đó : )(5,0 TB =δ : mật độ từ thông khe hở không khí (mục 3) 135,1=δk : hệ số khe hở không khí (mục 48) 04,0=δ (cm) :khe hở không khí (mục 9) 70.Mật độ từ thông trong răng stato : 66,1 96,0.369,0 17,1.5,0 . . === cZS S ZS kb t BB δ (T) Đồ án tốt nghiệp Trang 32 Trong đó : ( )TB 5,0=δ , (mục 3) ( )cmbZS 369,0= , (mục 31) ( )cmtS 17,1= , (mục 20) 71.Cường độ từ trường trên răng stato : Theo tài liệu 2 bảng V.5 trang 607 BZS=1,66(T) HZS=10,2(A/cm) 72.Sức từ động trên răng stato : ( )AhHF ZSZSZS 684,2421,1.2,10.2..2 === Trong đó : hZS=1,21(cm), (mục 24) 73.Mật độ từ thông trong răng stato : ( )T kb tB B cZR R ZR 68,196,0.369,0 636,1.5,0 . . === δ Trong đó : tR=1,636(cm), (mục 33) ( )cmbZR 369,0= , (mục 41) 74.Cường độ từ trường trong răng : Theo tài liệu 2 (sách thiết kế máy điện do thầy Trần Khánh Hà và cô Nguyễn Hồng Thanh) trang 607 bảng V.5 ta tra được : ( )TBZR 68,1= ( )cmAH ZR /8,10= 75.Sức từ động trên răng rôto : ( )AhHF ZRZRZR 121,52413,2.8,10.2..2 === Trong đó : hrR=15,1(mm), (mục 37) Đồ án tốt nghiệp Trang 33 ( )mmdhh RrRZR 13,244,9.1,01,25.1,0 1 =−=−= ( )mmd R 4,91 = , (mục 35) 76.Mật độ từ thông trên gông rôto : ( )T klh B cSgS gS 32,196,0.44,6.77,1.2 10.10.9,28 ...2 10. 444 === −φ Trong đó : ( )cmhgS 77,1= , (mục 30) ( )Wb410.9,28 −=φ ,(mục 12) ( )cmlS 44,6= , (mục 8) 77.Cường độ từ trường trên răng stato : Theo tài liệu 2 bảng V.8 trang 610 tra được : ( )TBgS 32,1= ( )cmAH gS /34,3= 78.Sức từ động ở gông stato : ( ) ( ) ( )A p hD HF gSngSgS 851,682 7,17149.34,3 2 . =−=−= ππ Trong đó : ( )cmhgS 77,1= , (mục 30) Dn=149(mm), (mục 5) 79.Mật độ từ thông trên gông rôto : ( )T klh B cRgR gR 22,196,0.44,6.92,1.2 10.10.9,28 ...2 10. 444 === −φ Trong đó : ( )cmhgR 92,1= , (mục 40) 80.Cường độ từ trường trên gông rôto : Theo tài liệu 2 sách thiết kế máy điện do thầy Trần Khánh Hà và cô Nguyễn Hồng Thanh trang 610 ta tra được : Đồ án tốt nghiệp Trang 34 ( )TBgR 22,1= ( )cmAH gR /72,2= 81.Sức từ động trên gông rôto : ( )AhHF gRgRgR 461,1092,1.2.72,2.2. === Trong đó : ( )cmhgR 92,1= , (mục 40) Các phần mạch từ Mật độ từ thông (T) Sức từ động (A) Khe hở không khí 5,0=δB 2,363=δF Rãnh stato 66,1=ZSB 684,24=ZSF Rãnh rôto 68,1=ZRB 121,52=ZRF Gông stato 32,1=gSB 851,68=gSF Gông rôto 22,1=gRB 461,10=gRF 82.Sức từ động của mạch từ : gRgSZRZS FFFFFF ++++= δ 461,10851,68121,52684,242,363 ++++= ( )A317,519= 83.Hệ số bão hồ : Hệ số bão hồ mạch từ 43,1 2,363 317,519 === δ μ F Fk Hệ số bão hồ răng : 2115,1 2,363 121,52684,242,363 =++=++= δ δ F FFF k ZRZSZ Như vậy hệ số bão hồ răng 5,12115,1 <=Zk là thoả mãn điều kiện. Đồ án tốt nghiệp Trang 35 84.Dòng điện từ hố : ( )A kWm FpI SS 623,0 8295,0.372.3.9,0 317,519.1 ...9,0 . ===μ 85.Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí : ( )Ω=== 817,317 623,0 220.9,0. μI UkX dmEm 86.Tính theo đơn vị tương đối : 1