Đồ án Thiết kế động cơ điện dung làm việc

a. αδ = 0,64: hệ số cung cực từ 11. Từ thông trong khe hở không khí: φ = αδ. τ. l. Bδ. 10-4 = 0,64. 5,1. 5,52. 0,55.10-4 = 0,0988.10-2 (Wb) 12. Số vòng dây của dây quấn chính: −= = =φ E dm SA 2 S dA K .U 0,85.220 W 936 4.K .f. .K 4.1,11.50.0,0988.10 .0,91 (vòng) 13. Số thanh dẫn trong một rãnh = = =SArA W .a 936.1U 156(vßng)p.q 2.3 lấy UrA = 156 (vòng) 14. Dòng điện định mức của dây quấn chính (xác định sơ bộ): = = =η ϕ dm dmA II II dm P 90 I 0,59(A) cos . 2.U 0,51.0,96. 2.220 Số liệu ban đầu: Pđm =90W công suất định mức Uđm =220V điện áp định mức η > 0,5. chọn η = 0,51 cosϕ > 0,95. chọn cosϕ =0,96 15. Mật độ dòng điện: Mật độ dòng điện trong dây quấn thường khoảng 6÷8,5 A/mm2. Với vật liệu bằng đồng ta chọn sơ bộ JSA =6A/mm2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 17 16. Tiết diện dây quấn chính Stato: = = = 2dmSA SA I 0,59 S ' 0,0894mm a.J 1.6 Trong đó: a = 1: Số mạch nhánh song song JSA = 6 (A/mm2): Mật độ dòng điện (sơ bộ). 17. Chọn tiết diện dây tiêu chuẩn: Dựa theo bảng tiết diện tiêu chuẩn (tra phụ lục 2 - trang 281TL-1). Chọn dây men π∋TB có tiết diện tiêu chuẩn + Tiết diện dây tiêu chuẩn: SSA = 0,099 (mm2) + Đường kính dây dẫn: d/dcd = 0,345/0,395 (mm2) 18. Kích thước rãnh và gông Stato. Căn cứ vào tiết diện dây dẫn trong rãnh để chọn dạng rãnh và kích thước rãnh ta chọn rãnh có dạng nửa quả lê. Rãnh nửa quả lê có tiết diện lớn hơn rãnh quả lê vì vậy tiết diện lớn hơn rãnh quả lê vì vậy tiết diện thanh dẫn lớn hơn -> dòng điện tăng -> Mômen tăng -> thường dùng cho nhiều loại động cơ có công suất lớn hơn nhưng có nhược điểm dòng điện từ hoá tăng -> tổn hao tăng. Chiều rộng răng Stato được xác định theo kết cấu tức là xét đến độ bền của răng giá thành và khuôn, mật độ từ thông qua răng nằm trong phạm vi cho phép. 19. Sơ bộ định chiều dày của răng. Lõi sắt động cơ điện này dùng thép kỹ thuật điện cán nguội ký hiệu 2211. Hệ số ép chặt kC =0,97. Bề mặt lá tôn không phủ sơn cách điện. + Sơ bộ chọn chiều rộng răng Stato bZS như sau: S ZS ZS C B .tb B .K δ= Trong đó: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 18 - Bδ = 0,55 (T) mật độ từ thông khe hở không khí - BZS = 1,35 (T): Mật độ từ thông răng Stato (Sơ bộ chọn) - Kc = 0,97 Hệ số ép chặt - tS : bước răng stato π π= = = ⇒ = = S S ZS .D .65 t 8,5(mm) Z 24 0,55.8,5 b 3,6(mm) 1,35.0,97 20. Sơ bộ định chiều cao gông: = = = S gS ZS Z h 0,2b . p 24 0,2.3,6. 8,64(mm) 2 chọn hgS = 8,6(mm) 21. Chọn kích thước rãnh: - Lấy chiều cao miệng rãnh: h4S = 0,5 (mm) Chiều rộng miệng rãnh: b4S = dcđ +( 1,1÷1,5) b4S = 0,395+( 1,1÷1,5)= (1,495÷1,895) mm. Chọn b4S = 1,8 (mm) 22. Các kích thước rãnh khác: π + − π + −= =− π − π = 4S S ZS 1 S (D 2.h ) Z .b (65 2.0,5) 24.3,6 d Z 24 5,8 (mm ) trong đó: h4S = 0,5(mm): chiều cao miệng rãnh – mục 23 bZS =3,6(mm ) bề rộng răng rôto – mục 21 - - 3,6 π − π −= = = n gs 2 ZS S (D 2h ) (100 2.8,6) b b Z 24 7,2 (mm) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 19 trong đó: hgs=8,6 (mm) chiều cao gông stato 23. Chiều cao rãnh Stato: − − − −= = =n gSrS D D 2.h 100 65 2.8,6 h 8,9(mm) 2 2 24. Chiều cao phần thẳng của rãnh: ( ) ( ) = − + = − + = 12 rS 1 4Sh h 0,5 d 2.h 8,9 0,5 5,8 2.0,5 5,5(mm) Trong đó:h4S =0,5 (mm) chiều cao nêm – mục 23 25. Diện tích rãnh trừ nêm: ( )+ += − − = − − =' 22 1rs rs 4S nb d 7,2 5,8S .(h h h ) 8,9 0,5 2 41,6(mm )2 2 trong đó: hn = 2(mm): chiều cao nêm hrS =8,9 (mm)chiều cao rãnh stato – mục 23 26. Diện tích cánh điện rãnh: Tên Vật liệu Kích thước (mm) Chú thích Dây dẫn Cách điện rãnh Nêm π ⊃B –2 Tấm cách điện cách điên cd d 0,345 d 0,395 = 0,3 0,2 Một mặt của rãnh Scđ = C.(b2 + 2.hrs) = 0,3 (7,2+2.8,9) = 7,47 (mm2) Với C = 0,3 (mm) chiều dày cách điện 27. Diện tích rãnh có ích: Sr = S’rs - Scđ = 41,6-7,47 = 34,13 (mm2) Trong đó : S’rs =41,6(mm2 )diện tích rãnh trừ nêm (mục 27) Scđ =7,47(mm2)diện tích cách điện (mục 28) 28. Hệ số lấp đầy rãnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 20 Kd = = = 2 2 rA cd r U .d 156.0,395 0,713 S 34,13 Trong đó: UrA = 156 (vòng): số thanh dẫn trong một rãnh. dcđ = 0,395(mm): đường kính dây kể cả cách điện. 29. Chiều cao gông stato thực sự: − −= − = − = 2ngS rSD D 100 65h h 8,9 8,6(mm )2 2 trong đó :hrS =8,9 (mm) chiều cao rãnh stato (mục 23) 30. Bề rộng răng stato: ZS ' 4S 1 12 S (D 2h d 2hb z (65 2.0,5 5,8 2.5,5) 7,2 3,64(mm) 24 π π + + += + + += − = ( )π + +π − += − = − ='' n 4S 1SZS 1S S . 65 2.0,5 5,8(D 2.h d ) b d 5,8 3,6(mm) Z 24 + += = =ZS ZSZS b ' b" 3,64 3,6b 3,62(mm)2 2 trong đó:h4S =0,5 (mm) h12 =5,5(mm ) chiều cao phần thẳng của rãnh b4s =1,8 R·nh stato =5,5 =5,8 =8,9rsh 1sd 12sh =0,5h4s =7,22sb ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 21 gi ¶n ® å kh ai tr iÓ n d© y qu Ên s ta to . Z s = 24 , q= Q a= Q b= 3, 2 p= 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 22 CHƯƠNG III: DÂY QUẤN - RÃNH VÀ GÔNG RÔTO Căn cứ vào tiết diện dây dẫn trong rãnh để chọn dạng rãnh và kích thước rãnh. Ta chọn rãnh quả lê vì có thể thiết kế chiều rộng răng được đều theo chiều cao của rãnh. Để cho nhôm có thể lấp đầy đáy rãnh khi đúc đường kính đáy d2R không được nhỏ hơn 2,5mm. Ta chọn d2R = 3mm 31. Đường kính ngoài rôto: D’= D - 2.δ = 65 – 2. 0,3 = 64,4 (mm) Với δ =0,3mm (theo mục 9) 32. Bề rộng răng rôto: δ= = =RZR ZR c B .t 0,55.11,9 b 4,93(mm) B .K 1,37.0,97 trong đó : tR bước răng rôto ' R R .D .64,4t 11,9(mm) z 17 π π= = = chọn bZR = 4,9(mm) Trong đó: BZR = 1,37(T) : mật độ từ thông răng rôto (Sơ bộ chọn) + Lấy chiều cao miệng rãnh h4R = 0,5mm rRh d =5,81R 2Rd =11,7 =3 =6,8h12R =1b4R =0,5h4R ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 23 Chiều rộng miệng rãnh b4R = 1mm 33. Đường kính rãnh rôto: ( ) ( )⎡ ⎤ ⎡ ⎤− δ + π − − + π −⎣ ⎦ ⎣ ⎦=+ π + π = 4S ZR R 1R R D 2 h . b .Z 65 2 0,3 0,5 . 4,9.17 d = Z 17 5,75(mm) Chọn d1R = 5,8(mm) Trong đó D =65 (mm) (mục 2) bZR =4,9 (mm) (mục 24) 34. Chiều cao phần thẳng của rãnh roto: ( ) +⎡ ⎤− − −⎢ ⎥π⎣ ⎦ ⎡ ⎤+= − − −⎢ ⎥π⎣ ⎦ = ' R ZR ZR 12R 1R 4R Z (b d ) h = 0,5. D d 2.h 17 4,9 3 0,5 64,4 5,8 2.0,5 6,75(mm) Chọn h12R = 6,8(mm) 35. Chiều cao rãnh rôto: hrR = 0,5 (d1R + d2R) + h12R + h4R = 0,5(5,8 +3) + 6,8 + 0,5 = 11,7( mm) trong đó: d1R =5,8 (mm) (mục d2R =3(mm) đường kính đáy rôto 36. Diện tích rãnh rô to: ( ) ( ) ( ) π + + + π= + + + = 2 2 rR 1R 2R 12R 1R 2R 2 2 2 S = (d d ) 0,5h . d d 8 5,8 3 0,5.6,8. 5,8 3 46,65(mm ) 8 trong đó:h12R =6,8 (mm) chiều cao phần thăng của rãnh 37. Đường kính trong lõi sắt rôto: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 24 Dt = 0,3.D = 0,3.65 = 19,5(mm) 38.Chiều cao gông: − −= − = − =tgR rRD ' D 64,4 19,5h h 11,7 10,75(mm)2 2 39. Bề rộng răng rôto: ( ) ( ) ( ) ( ) π − − π − −= − = − = π − − − π − − −= − = − = + += = = ' 4R 1R ZR 1R R '' 4R 1R 12R ZR 2R R ' '' ZR ZR ZR . D' 2.h d . 64,4 2.0,5 5,8 b d 5,8 4,84(mm) Z 17 D' 2.h d 2.h . 64,4 2.0,5 5,8 2.6,8 b d 3 Z 17 4,94(mm) b b 4,84 4,94 b 4,89(mm) 2 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 25 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN MẠCH TỪ Tính toán mạch từ bao gồm tính toán đòng điện từ hóa Iμ. Thành phần phản kháng của dòng điện không tải và điện kháng tưong ứng với khe hở không khí là Xm. Lõi sắt động cơ điện này dùng thép kỹ thuật điện cán nguội ký hiệu 2211. Hệ số ép chặt lấy KC = 0,97, bề mặt lá tôn không phủ sơn cách điện. 40. Hệ số khe hở không khí: δ + δ += = =− −+ +δ 4S S 4S S 4S S 5 b / 5 1,8 / 0,3 k 1,13 b t b 1,8 8,5 1,8 5 . 5 . t 0,3 8,5 Trong đó: b4S = 1,8(mm): Chiều rộng miệng rãnh (mục 23) tS = 8,5(mm): Bước răng stato (mục 21) δ + δ += = =− −+ +δ 4R R 4R R 4R R 5 b / 5 1/ 0,3 k 1,035 b t b 1 11,9 1 5 . 5 . t 0,3 11,9 trong đó b4R =1(mm) tR =11,9(mm) bước răng rôto (mục 34) ⇒ kδ = kδS. kδR = 1,13.1,035 =1,169 41. Sức từ động khe hở không khí Fδ = 1,6 Kδ . Bδ . δ .104 = 1,6.1,169.0,55.0,03.104 = 308,62 (A) 42. Mật độ từ thông răng ở Stato: δ= = =SZS ZS C t 8,5 B B . 0,55. 1,34(T) b .K 3,6.0,97 trong đó : bZS =3,6 (mm) bước răng stato (mục21) 43. Cường độ từ trường trên răng stato: Theo phụ lục 1-1 trang 278. Ta có BZS = 1,34(T) ⇒ HZS = 7,9 (A/cm) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 26 44. Sức từ động trên răng Stato: FZS = 2.HZS.hrS = 2.7,9.0,89 = 14,06 (A) Trong đó: hrS = 0,89 (cm): chiều cao răng Stato (mục 26) 45. Mật độ từ thông ở răng rôto: δ= = = R ZR ZR C t B B b .K 11,9 0,55. 1,38(T) 4,9.0,97 Trong đó: tR = 11,9(mm): bước răng rôto. bZR = 4,9(mm): chiều rộng răng rôto. 46. Cường độ từ trường trên răng rôto: Theo phụ lục 1-3 trang 280 ta có BZR = 1,38 (T) ⇒ HZR = 8,57(A/cm) 47. Sức từ động trên răng rôto: FZR = 2.hZR.HZR = 2.1,14.8,57 = 20(A) Trong đó: hZR = hrR – 0,1.d2 = 11,7 - 01.3 =11,4(mm) 18. Hệ số bão hòa răng: δ δ + + + += = =ZS ZRZ F F F 308,62 14,06 20k 1,114F 308,62 trong đó: Fδ =308,62 (A) (mục 43) FZS =14,06 (A) (mục46) FZR =20 (A) (mục 49) 49. Kiểm tra lại hệ số kZ: − −Δ = = =Z ZbhZ Z k k 1,114 1,11 k .100 .100 0,35% k 1,114 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 27 Trị số này gần đúng với giả thiết ban đầu nên không cần tính lại. Chọn kZbh = 1,11 (mục 11) 50. Mật độ từ thông ở gông Stato: −φ= = = 4 2 4 gS gS S C .10 0,0988.10 .10 B 1,07(T) 2h .l .K 2.0,86.5,52.0,97 trong đó : hgS =0,86 (cm) chiều cao gông stato (mục22) lS =5,52 (cm) chiều dài lõi sắt stato (mục 4) 51. Cường độ từ trường trên gông stato: Theo phụ lục 1-1 trang278 ta có BgS = 1,07(T) ⇒HgS = 4,6(A/cm) 52. Sức từ động ở gông Stato: π −= π −= = n gS gS gS (D h ) F H . 2P (10 0,86) 4,6. 33(A) 2.2 trong đó: hgR =10,75 (mm) chiều cao gông rôto(mục 40) 53. Mật độ từ thông trên gông rôto: −φ= = = 4 2 4 gR gR R C .10 0,109.10 .10 B 0,86(T) 2h .l .K 2.1,075.5,52.0,97 54. Cường độ từ trường trên gông rôto: Theo phụ lục 1-1 trang278 ta có BgR = 0,86(T) ⇒ HgR = 3,22(A/cm) 55. Sức từ động trên gông rôto: ( ) ( )π + π += = =t gRgR gR D h . 1,95 1,075F H . 2,25. 5,35(A)2p 2.2 56. Sức từ động của mạch từ: F = Fδ + FZS + FZR + FgS + FgR = 308,62 + 14,06 + 20 + 33 + 5,35 = 381,03(A) trong đó: Fδ =308,62 (A) (mục 43) 57. Hệ số bão hòa toàn mạch: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 28 μ δ = = =F 381,03k 1,24 F 308,62 trong đó: F= 381,03 (A) sức từ động của mạch từ Fδ =308,62 (A) sức từ động khe hở không khí 58. Dòng điện từ hóa: μ = = = SA dq p.F 2.381,03 I 0,5(A) 0,9.m.W .k 0,9.2.936.0,91 59. Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí: μ = = = ΩE dmmA K .U 0,85.220X 374( )I 0,5 60. Tính theo đơn vị tương đối: = = =* dmmA mA dm I 0,59 X X . 374. 1,003 U 220 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 29 CHƯƠNG V: TRỞ KHÁNG CỦA DÂY QUẤN STATO VÀ RÔTO 61. Chiều dài bình quân phần đầu nối dây quấn chính: lđ = K1.τ1 .β + 2.B = BY.P )hD( K rS 2+ τ2 +π 1 =1,3. + +3,14(6,5 0,89) 6. 2.1 4 6 = 9,54 (cm) Trong đó: K1 = 1,3: Hệ số kinh nghiệm B = (0,5÷1,5): Hệ số kinh nghiệm. Chọn B = 1 hrS =0,89 (cm) chiều cao rãnh stato (mục 25) 62. Chiều dài bình quân nửa vòng dây ltb = l1 + lđ = 5,52 + 9,54 = 15,06 (cm) 63. Tổng chiều dài dây dẫn của đường dây quấn chính: LSA = 2.ltb.wSA.10-2 = 2.15,06.936.10-2 = 281,92 (cm) Trong đó : WSA = 936(vòng) (mục 13) 64. Điện trở tác dụng của dây quấn chính stato: = ρ = = = ΩSASA 75 SA L 1 281,92 r . 61,9( ) S .a 46 0,099.1 Trong đó: ρ75 = 1/46 (Ωmm2/m) điện trở suất của dây đồng ở nhiệt độ 750C đối với cách điện cấp B SSA = 0,099 (mm2) tiết diện dây dẫn đồng. 65. Tính theo đơn vị tương đối: = = =* dmASA SA dmA I 0,59 r r . 61,9. 0,17 U 220 66. Hệ số từ tản rãnh Stato (dây quấn một lớp hình sin nửa quả lê): -β β ⎛ ⎞λ = + + +⎜ ⎟⎝ ⎠ 1 4S 2 4S rS 1 1 1 1 4S h b h h .K (0,785 ) .K 3.b 2d d b ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 30 ⎛ ⎞−⎛ ⎞= + − + + =⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ 5,8.1 1,8 0,3 0,5 0,785 .1 1,186 3.5,8 2.5,8 5,8 1,8 Trong đó: Kβ = Kβ1 = 1 hệ số theo bước ngắn của dây quấn (Tra bảng 4.2- Trang 74 - sách động cơ điện KĐB 3 pha, 1 pha công suất nhỏ - tác giả Trần Khánh Hà - NXB KHKT) h1 = hrS - h4S- hn- 2.C = 8,9 - 0,5 - 2- 2.0,3 = 5,8 (mm) h2 = hrS - h4S - h1 - 1 d 2 = 8,9 - 0,5 - 5,8 - = −5,8 0,3(mm) 2 67. Hệ số từ tản tạp Stato: Xét đến ảnh hưởng từ trường bậc cao(sóng diều hòa răng và sóng diều hòa dây quấn) gây lên từ thông móc vòng tản trong dây quấn stato,có khi còn gọi là từ tản khe hở không khívà từ trường tương ứngchủ yếu phụ thuộc vào từ dẫn của các đường sức từ trong khe hở không khí. Hệ số λts phụ thuộc vào kích thước máy điện(bước răng,khe hở không khí)và các số liệu dây quấn.Bề rộng miệng rãnh statovà rôtocùng có ảnh hưởng nhất định đén từ tản tạp. δ ξλ = = =δ S S ts t 0,85.1,35 . 2,75 11,9. K 11,9.0,03.1,169 Trong đó: ξS = 1,35 (Tra hình 4.9 trang 82 - sách động cơ KĐB 3 pha, 1 pha công suất nhỏ tác giả - Trần Khánh Hà - NXB KHKT) Kδ =1,169 hệ số khe hở không khí ( mục42) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 31 68. Hệ số từ tản phần đầu nối dây quấn Stato phân tán 2 mặt phẳng: δ λ = − τ = − = dS d q 0,27. (l 0,64. ) l 3 0,27 (9,54 0,64.5,1) 0,92 5,52 Với lδ = lS = 5,52(cm): chiều dàI stato. τ = 5,1(cm): bước cực. lđ = 9,1(cm): chiều dài đầu nối. q = 3 số rãnh dây quấn chính và phụ dưới mỗi cực (mục 6) 69. Tổng hệ số từ dẫn Stato: Σλs = λrs + λts + λđs = 1,186 + 2,75+ 0,92 = 4,856 trong đó: λrs =1,186 hệ số từ tản rãnh stato λts =2,75 hệ số từ tản tạp stato (mục 69) 70. Điện kháng tản dây quấn chính Stato. δ⎛ ⎞= λ⎜ ⎟⎝ ⎠ ∑ 2 SA SA S lf W x 0,158. . 100 100 p.q ⎛ ⎞= = Ω⎜ ⎟⎝ ⎠ 2 SA 50 936 5,52 x 0,158. . .4,856 30,92( ) 100 100 2.3 71. TÍNH THEO ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI: = = =* dmSA SA dm I 0,59 X X . 30,92. 0,083 U 220 72. Điện trở tác dụng của thanh dẫn roto đúc bằng nhôm: − − −= ρ = = Ω 2 2 4R t 75 t l .10 1 5,52.10 R . . 0,514.10 S 23 46,65 Trong đó: ρ75 = 1/23.Ω Điện trở suất của nhôm đúc rôto độ 750C St = 46,65 mm2; tiết diện thanh dẫn (cũng chính là diện tích rãnh rôto). lδ =lR =5,52 (cm) chiều dài lõi sắt stato cũng là chiều dài lõi sắt rôto ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 32 73. Hệ số quy đổi điện trở sang stato: ( )= 2SA dS12 2 R dR W .k K 4.m. Z .k Trong đó : WSA = 936(vòng) ZR = 17(rãnh) kdS = 0,91: hệ số dây quấn stato. kdR = kn : hệ số dây quấn rôto. Làm rãnh nghiêng rôto và nghiêng 1/24 vòng tròn nghĩa là một bước rãnh stato. bn bn rãnh nghiêng ở rôto lồng sóc Như vậy bn = tS = 8,5(mm)=0,85(cm). Độ nghiêng rãnh β = = =nn R b 0,85 0,714 t 1,19 Góc nghiêng rãnh π πα = β = =n n R 2. .p 2. .2 . .0,714 0,528(rad) Z 17 Hệ số rãnh nghiêng đồng thời là hệ số dây quấn rôto: ( ) ( )α= = = =α nn dq n 2.sin / 2 2.sin 0,582 / 2 k k 0,988 0,582 ( )⇒ = =212 24.2 936.0,91k 34975,1717.0,988 74. Dòng điện trong thanh dẫn roto: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 33 = = SA dq1td 2 I dmA R dR 4.W .K I I K .I . Z .K 4.936.0,91 0,96.0,59 114,89 (A) 17.0,988 = = Trong đó: KI = 0,96: hệ số dòng điện lấy theo cosϕ > 0,95. I1 = 0,59 (A): dòng điện định mức dây quấn chính 75. Dòng điện trong vòng ngắn mạch: = = =πV td R 1 114,89 I I 159(A) p 180.2 2sin 2.sin Z 17 76. Sơ bộ mật độ dòng điện trong vành ngắn mạch: Chọn Jv = 3,5(A/mm2) 77. Diện tích vành ngắn mạch: = = = 2vv v I 159 S 45,43(mm ) J 3,5 Chọn bv =1,2.hrR = 1,2.11,7 = 14,04 (mm) = = =vv v S 45,43 a 3,24(mm) b 14,04 Đường kính trung bình vành ngắn mạch: DV = + += = '' V VD' D 64,4 50,36 57,4(mm) 2 2 Trong đó: D’V = D = 64,4 mm: đường kính ngoài rôto. Dv" = DV' - bV = 64,4 - 14,04 = 50,36 (mm) 78. Điện trở vành ngắn mạch của roto: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 34 − − − π π= ρ = = Ω 2 2 V V 75 R V V 4 .D .10 1 .5,74.10 r . . Z (a .b ) 23 17.3,24.14,04 0,1014.10 79. Điện trở của phần tử lồng sóc rôto. ( )−− −= + = + = Ωπ 4 4 4V pt t 2 2 R r 0,1014.10 r r 0,54.10 0,903.10 .p 180.2 2.sin 2.sin Z 17 80. Điện trở Roto đã quy đổi sang Stato: −= = = Ω4RA 12 ptr k .r 349753,17.0,903.10 31,58( ) trong đó K12 =34973,5 hệ số quy đỗi điện trở sang roto 81 . Tính theo đơn vị tương đối: = = =* dmRA RA dm I 0,59 r r 31,58. 0,085 U 220 82. Hệ số từ tản rãnh Roto; μ ⎡ ⎤⎛ ⎞π⎢ ⎥λ = − + − +⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ ⎡ ⎤⎛ ⎞π⎢ ⎥= − + − + =⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ 22 1R 1R 4R 4R rR 1R t 1R 4R 22 h .d b h 1 0,66 K 3.d 8.S 2.d b 8 .5,8 1 0,5 1 0,66 .1 1,21 3.5,8 8.46,05 2.5,8 1 Trong đó: h1R = hrR - h4R - 2 1 d1R - 0,1 d2R = 11,7 - 0,5 - 2 1 .5,8 - 0,1 . 3 = 8 mm Kμ = 1 St = Sr = 45,48 (mm2): diện tích rãnh rôto. h4R = 0,5 (mm) chiều co miệng rãnh (mục 34) b4R = 1 (mm) chiều rộng miệng rãnh rôto (mục 34) 83. Hệ số từ tản tạp rôto. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 35 δ ξλ = = =δ R R tR t . 1,19.1,033 2,945 11,9. .K 11,9.0,03.1,169 Trong đó: = = = =δ 4R R 4R b 1 0,084 t 11,9 b 1 3,33 0,3 Tra hình 4.7- trang 79 sách Động cơ KĐB 3 pha, 1 pha công suất nhỏ Trần Khánh Hà - NXB KHTN Ta có hệ số ΔZ = 0,04 Vì = = <RZ 17 4,25 5 2.p 4 nên π Δξ = + − ⎛ ⎞− ⎜ ⎟⎝ ⎠ π= + − =⎛ ⎞−⎜ ⎟⎝ ⎠ Z R 2 R R 2 1 .p 1 . 5 Z p 1 Z 1 .2 0,04 1 . 1,033 5 17 2 1 17 84. Hệ số từ tản phần đầu nối: λ = ⎛ ⎞⎛ ⎞π +⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠ = =⎛ ⎞⎛ ⎞ +⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠ V V dR 2 V V R R 2 2,9.D 4,7.D .lg bP 2 aZ .l 2sin 2Z 2,9.5,74 4,7.5,74 .lg. 0,38 1,404180.2 2 0,32417.5,52. 2sin 217 Trong đó DV =57,4 (mm) đường kính trung bình vành ngắn mạch(mục 79) 85. Tổng hệ số từ tản Roto: ΣλR = λrR + λtR + λđR = 1,21 + 2,945 + 0,38 = 4,085 86. Tổng từ tản của rôto: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 36 ⎛ ⎞∑λ = ∑λ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎛ ⎞= =⎜ ⎟⎝ ⎠ 2 R S dS R R S R dR 2 l .Z K ' l .Z K 5,52.24 0,91 4,085. 4,89 5,52.17 0,988 87. Điện kháng rôto quy đổi sang Stato: ∑λ= = = Ω∑λ ' R RA S S 4,89 x x . 30,92. 31,14( ) 4,856 XSA =30,92 (Ω)đIện kháng tản dây quấn chính stato (mục72) ∑λs =4,856 tổng hệ số từ dẫn stato (mục 71) 88. Tính theo đơn vị tương đối: = = =∑∑ dm*RA RA dm I 0,59 X X . 31,14. 0,0835 U 220 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 37 CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC * Tham số tính toán đầu của mạch điện thay thế pha chính: rSA = 61,9 Ω; (mục 66). xSA = 30,92 Ω; (mục 72). xmA = 374 Ω; (mục 61). rRA = 30,94Ω;(mục 82). xRA = 31,14 Ω;(mục 89). * Lấy hệ số trượt định mức sđm = 0,052 nđm = nđb (1 - sđm) = 1500 (1 - 0,052) = 1422 (vòng/phút) rSA Iμ A, dòng diện thứ tự thuận Iμ rRA/(2-s) B, dòng điện thứ tự nghịch 89. Hệ số trở kháng của mạch điện. α = = =+ + RA mA RA r 30,94 0,076 x x 374 31,14 β = = =+ + mA mA RA x 374 0,92 x x 374 31,14 rSA XmA XSA XRA IA2 IRAZ IRA1 XRA IA1 rRA/s XmA XSA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 38 90. Điện trở thứ tự thuận tương ứng nhánh từ hóa và nhánh thứ cấp của mạch điện: α β= α + = = Ω+ ' mA dm RA1 2 2 dm 2 2 . .x .s r s 0,076.0,92.374.0,052 160,35 0,076 0,052 91. Điện kháng thứ tự thuận của mạch điện: α += β α + += = Ω+ 2 ' RA RA dm RA1 RA 2 2 dm 2 2 2 (r / x ). s x .x s (30,94 / 31,14).0,076 0,052 0,92.31,14 264,24 0,076 0,052 92. Tổng trở thứ tự thuận pha chính: ZA1 = rA1 + jxA1 = (rSA + r'RA1) + j(xSA + r'RA1) = (61,9 + 160,35)+ j(30,92 + 264,24) = 222,25 + j295,16(Ω) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 39 CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN PHỤ. Tính toán dây quấn phụtheo điều kiện đạt từ trường quay tròn ở chế đọ định mức Tham số của pha phụ đối với động cơ điện dungnó quyết định tính năng làm việc và đặc tính khởi động.Vạy nội dung của phần này là xác định,tính toán các tham số của pha phụ và tính chọn phần tử phụ(điện dung tụ điện). 93. Tỷ số biến áp = = =A1 A1 x 295,16 K 1,33 r 222,25 94. Dung kháng trong dây quấn phụ: xC = K2 .XA1 + K.rA1 = 1,332.295,16 + 1,33 . 222,25 = 817,7 (Ω) 95. Điện dung cần thiết: = = = μπ π 6 6 V c 10 10 C ' 3,89 F 2 .f.x 2. .50.817,7 Chọn tụ: CV = 4 μF 96. Điện kháng thực sự : = = = Ωπ π 6 6 c V 10 10 x 796 2 .f.C 2 .50.4 97. Để đảm bảo điều kiện thứ hai của từ trường quay tròn theo 8-13b ta có tỷ số biến áp phải là: 1 1 2 11 2 4 A cAAA x x.xrr K ++−= − + += = 2222,25 222,25 4.295,16.796 K 1,31 2.295,16 98. Số thanh dẫn trong một rãnh của dây quấn phụ: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 40 U'rB = K.UrA = 1,31 . 156 = 204,36 (thanh dẫn) Lấy UrB là số nguyên UrB = 204 (thanh dẫn) UrA =156 (lần) số thanh dẫn trong 1 rãnh (mục 14). 99. Số vòng dây của dây quấn phụ: WSB = U’rB .p.q = 204.2.3 = 1224 (vòng) 100. Tỷ số biến áp: = = =SB SA W 1224 K 1,31 W 936 101. Tiết diện dây dẫn pha phụ: + Sơ bộ tính tiết diện dây dẫn phụ theo tỷ số t S S SB SA = , ở đây ta chọn t = k =1,31 = = = 2SAB S 0,099S ' 0,0755mmt 1,31 Dựa theo bảng tiết diện tiêu chuẩn phụ lục 2 trang 281 sách Động cơ KĐB 3 pha, 1 pha công suất nhỏ - TG Trần Khánh Hà - NXB KHKT ta lấy: SB = 0,0779 mm2 d/dcd = 0,315/0,35 mm Như vậy: = = =SA SB S 0,099 t 1,27 S 0,0779 102. Điện trở tác dụng pha phụ B: rSB = K.t.rSA = 1.31.1,27 .61,9 = 102,98 Ω 103. Tổng trở thứ tự thuận pha phụ: ZB1 = (rSB + K2 . r'RA1)+ j(K2.xA1 - xC) = (102,98 + 1,312 . 160,35) + j(1,312.295,16 – 796) = 378,17 - j 289,48 (Ω) trong đó : XC =796 (Ω) (mục 18) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 41 'ra1r =160,35(Ω) : điện trở thứ tự tương ứng nhánh từ hóavà nhánh thứ cấp của mạch điện (mục 92) 104. Điện trở tác dụng thứ tự nghịch của pha chính: α β −= α + − mA dm RA2 2 2 dm . .x .(2 s ) r ' (2 s ) −= = Ω+ −RA2 2 2 0,076.0,92.374(2 0,052) r ' 13,4 0,076 (2 0,052) trong đó: α =0,076 (mục 92) β =0,92 (mục 92) XmA =374 (Ω) điện kháng ứng với ừ trường khe hở không khí XRA =34,11(Ω) điện trở rôto qui dổi sang stato 105. Điện kháng tác dụng thứ tự nghịch của pha chính: α + −= β α + − + −= = Ω+ − 2 2 RA RA dm RA RA 2 2 dm 2 2 2 (r / x ). (2 s ) x' .x (2 s ) (30,94 / 31,14).0,076 (2 0,052) 0,92.31,14 29,17 0,076 (2 0,052) 106. Tổng trở thứ tự nghịch pha chính: ZA2 = (rA2 + jxA2) = (rSA + r'RA2) + j(xSA + x'RA2) = (61,9 + 13,4) + j(30,92 + 29,17) = 75,3 + j60,09 (Ω) 107. Tổng trở thứ tự nghịch pha phụ: ZB2 = (rSB + K2.r'RA2) + j(K2.xA2 - xC) = (102,98 + 1,312 .13,4) + j(1,312 .60,09 - 796) = 125,98 - j 692,88 (Ω) 108. Thành phần thứ tự thuận và nghịch của dòng điện Stato pha chính: −= = ++ ' "B2 A2 A1 dm A1 A1 A1 B2 A2 B1 Z j.K.Z I U I I Z .Z Z .Z ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 42 − − += + − + + − 125,98 j.692,88 j1,31(75,3 j60,09) 220. (222,25 j.295,16)(125,98 j692,88) (75,3 j60,09)(378,17 j289,48) ( )−= − + − −= − + −= − + + − −= =− 204,69 j791,52 220. 969,48 53,02.704,24 79,7 96,34 38,59.476,25 37,43 220.817,55 75,5 260202,6 26,68 45881,93 1,16 179861 75,5 232498,35 j116832,82 45872,53 j928,85 179861 75,5 179861 75 278370,87 j115903,97 − = − = − ,5 301536,19 22,61 0,59 52,89 0,356 j0,471 (A) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) B1 A1 A2 dm A1 B2 A2 B1 Z j.K.ZI U Z .Z Z .Z 378,17 j289,48 j1,31 222,25 j295,16 220 222,25 j295,16 . 125,98 j692,88 j 75,3 j60,09 . 378,17 j298,48 220.8,65168,878,49 j1,67220 301536,19 22,61 301536,19 22,61 0,00631191, += + − + += + − + + − − += =− − = 48 0,0062 j0,00126(A)= − − 109. Sức điện động thứ tự thuận: ( ) 1 A1 RA1 A1 RA1 RA1E = I - Z = I (r' + jx' ) 0,59 52,89 160,35 j264,24 0,59 52,89.309,158,75 182,36 5,86(V) = − + = − = 110. Sức điện động thứ tự nghịch: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 43 ( ) 2 A2 RA2 A2 RA2 RA2E = I - Z = I (r' + jx' ) 0,0063191,48. 13,4 j29,17 0,0063191,48.32,1 65,33 0,2 256,81 0,046 j0,195(V) = + = = = − − 111. Hệ số kE: 1 2 E1 dm 182,37 0,2E EK 0,83 U 220 ++= = = 112. Kiểm tra lại hệ số kE: E Ebh E E k k 0,83 0,85 k .100% .100% 2,4% k 0,83 − −Δ = = = Ta thấy ΔkE =2,4% < 5% nên không cần tính lại ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG LÀM VIỆC Trang 44 CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN TỔN