Đồ án Thiết kế máy điện xoay chiều không đồng bộ rotor lồng sóc

u hoà răng. Ơû đây ta làm nghiêng rãnh ở rôtor và làm nghiêng bằng 1 bước răng Stator bn = t1 = 1,944 cm 38. Chiều cao gông rôtor: hg2 = ' t r2 2 D -D 1 29,54-9 1-h + d = -3.73+ 0,78=6,67cm 2 6 2 6 a=45 b=23,9 Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 19 CHƯƠNGV :TÍNH TOÁN MẠCH TỪ: 39.Hệ số khe hở không khí: 21. δδδ kkk = Trong đó: 11 1 1 1,944 1,088 . 1,944 1,953.0,08 tk tδ = = =− υ δ − Với 2241 1 41 3,4b ( )( ) 0,8d= = =1,953 b 3,45+5+ 0,8d γ 2 d2 2 2 2 2 42 2 42 t 2.32k = = =1,018 t - .d 2.32-0,511.0,08 (b d) (1.5 0,8)= = =0,511 b 1,55+5+ 0,8d γ γ 1 2. 1,088.1,018 1,108k k kδ δ δ⇒ = = = 40. Dùng thép kỹ thuật điện dày 0,5mm, cán nguôïi loại 2211 41. Sức từ động khe hở không khí: 4 41, 6. . . .10 1, 6.0, 806.1,108.0, 08.10 1143F B k Aδ δ δ= δ = = Trong đó: 0 , 8 0 6B Tδ = 1,1 0 8k δ = 0 , 0 8cmδ = 42.Mật độ từ thông răng Stator: 1 1 z1 z1 c 1 B .t .l 0,806.1,944B = = =1,806T b .k .l 0,933.0,93 δ Trong đó: 0,806B Tδ = t1 = 1,944 cm bz1 = 0,933 cm kc = 0,93 là hệ số ép chặt lõi sắt lấy theo bảng 2.2 43. Cường độ từ trường trên răng Rôtor: Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 20 Theo bảng V – 6 ở phụ lục V trang 608 sách TKMĐ Ta có: Bz1 = 1,806 T ⇒ Hz1 = 27,6 A/cm 44. Sức từ động trên răng Stator: '1 1 12. . 2.2, 516.27, 6 139z z zF h H A= = = Trong đó: ' 1 1 1 1329,5 25,16 3 3z r dh h mm= − = − = 45.Mật độ từ thông ở răng Rôtor: 2 2z2 z2 2 c B .l .t 0,806.2,32B = = =1,753T b .l .k 1,147.0,93 δ Trong đó: 0, 806B Tδ = t2 = 2,32 cm bz2 = 1,147 cm kc = 0,93 Là hệ số ép chặt lõi sắt lấy theo bảng 2.2 46. Cường độ từ trường trên răng rôtor: Theo bảng V – 6 ơ û phụ lục V trang 608 sách TKMĐ có: Bz2 = 1,753 T ⇒ Hz1 = 22,5 A/cm 47. Sức từ động trên răng rôtor: '2 2 22. . 2.22, 5.3, 47 156z z zF h H A= = = Trong đó: ' 2 2 0 , 783, 73 3, 47 3 3z r dh h cm= − = − = 48. Hệ số bão hoà răng: 1 2 1143 139 156 1,26 1143 z z z F F F k F δ δ + + + += = = Trong đó: 1143F Aδ = Fz1 = 139 A Fz2 = 156 A Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 21 49. Mật độ từ thông trên gông Stator: 4 4 g1 g1 1 c .10 0,02625.10B = = =1,516T 2.h .l .k 2.4,27.21,8.0,93 φ Trong đó: 0, 02625cmφ = hg1 = 4,27 cm l1 =21,8 cm kc = 0,93 Hệ số ép chặc lõi sắt lấy theo bảng 2.2 50. Cường độ từ trường ở gông Stator: Theo bảng V – 9 ở phụ lục V trang 611 sách TKMĐ Ta tra được Hg1 = 10,9 A/cm 51.Chiều dài mạch từ ở gông Stator: ( ) ( )n g1 g1 . D -h p. 43,7-4,27 L = = =30,97cm 2.p 4 π Trong đó: Dn = 43,7 cm hg1 = 4,27 cm 2p = 4 Số đôi cực từ 52. Sức từ động ở gông Stator: Fg1 = Lg1.Hg1 = 30,97 . 10,9 = 338 cm Trong đó : Lg1 = 30,97 cm Hg1 = 10,9 A/cm 53. Mật độ từ thông trên gông rôtor : 4 4 2 2 2 .10 0,02625.10 0,97 2. . . 2.6,67.21,8.0,93g g c B T h l k φ= = = Trong đó : g2 2 =0,02625W b h =6,67cm l =21,8cm φ 54. Cường độ từ trường ở gông rôtor : Theobảng V-9 của phụ lục V trang 611 sách TKMĐ. Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 22 Ứng với Bg2 = 0,97 ta tra được Hg2 = 2,6 A/cm 55. Chiều dài mạch từ gông rôtor : ( ) ( )t g2 g2 D +h p 9+6,67 L = = =12,3cm 2P 4 π 56. Sức từ động trên gông rôtor : 2 2 2 12,3.2,6 32g g gF L H A= × = = Trong đó : Lg2 = 12,3 cm Hg2 = 2,6 A 57. Tổng sức từ động của mạch từ : F = Fδ + Fz1 + Fz2 + Fg1 + Fg2 = 1143 + 139 + 156 + 338 + 32 = 1808 A Trong đó : Fδ = 1143 A Fz1 = 139 A Fz2 = 156 A Fg1 = 338 A Fg2 = 32 A 58 . Hệ số bão hòa toàn mạch : F 1808K = = =1,58 F 1143μ δ Trong đó : F = 1808 A Fδ = 1143 A 59 . Dòng điện từ hóa : 1 d1 p.F 2×1808I = = =36,2A 2,7.W .K 2,7.40.0,925μ Trong đó : P = 2 số đôi cực F = 1808 A W1 = 40 vòng Kd1 = 0,925 : Hệ số dây quấn +Dòng điện từ hóa phần trăm : Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 23 ñm I 36,2I % = .100% = .100% =22,5% I 161,13 μ μ Trong đó : Iμ = 36,2 A Iđm = 161,13 A (dòng điện định mức) Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 24 CHƯƠNG VI : THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 60. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn Stator : lđ1 = Kđ1 . Ty +2B = 1,3 . 21,4 + 2.1 = 29,82 cm Trong đó : ( ) ( )1 1 29,7 2,95 .10 21,4 48 r y D h y T cm Z π + π += = = Với : Kd1 = 1,3 (lấy từ 3.4 trang 69 sách TKMĐ) B = 1 (chọn Kd1, B theo số cực 2P =4) y =10 hr1 = 2,95 cm chiều cao răng Stator 61. Chiều dài trung bình nữa vòng dây quấn Stator : ltb = l1 + ld1 = 21,8 + 29,82 = 51,62 cm Trong đó : l1 =21,8 cm Lđ1= 29,82 cm 62 . Chiều dài dây quấn 1 pha của Stator : L1 = 2 . ltb .W .10-2 = 2 . 51,62 . 40 . 10-2 = 41,3 m 63 . Điện trở tác dụng của dây quấn Stator : 11 75 1 1 1 1 41,3. 0,0314 . . 46 3.4.2,38 Lr n a S = ρ = = Ω Trong đó : 275 1 . / 46 mm mρ = Ω Là điện trở suất ở nhiệt độ tính toán là 75oC n1 = 3 làsố sợi chập song a1 = 4 là số mạch nhánh song song của dây quấn S1 = 2,38 mm2 tiết diện dây quấn Tính theo đơn vị tương đối : Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 25 * 1 1 1 1 161,130,0314. 0,023 220 Ir r U = = = Trong đó : I1 = 161,13 A là dòng điện pha định mức U1 = 220 v là điện áp pha định mức 64. Điện trở tác dụng của dây quấn rôtor : -2 -2 -42 td Al r2 l .10 1 21,8.10r =r = . =0,3459.10 W S 23 274 Trong đó : l2 = 21,8 cm Sr2 = 274 mm2 mmmAl /.23 1 2Ω=ρ là điện trở của nhôm ở nhiệt đo tính toán là 75oC 65. Điện trở vành ngắn mạch : 3 2 4 v 2 . .10 1 .25,1.10r . 0,00797.10 . 23 40.1075,5 − − −π π=ρ = = ΩvAl v D Z S Trong đó : Dv = 25,1 cm Z2 = 40 rãnh Sv = 1075,5 mm2 66. Điện trở rôtor : -4 -4v2 td 2 2 2.r 2.0,00797r =r + = 0,3459+ .10 =0,509.10 W D 0,313 ⎡ ⎤⎢ ⎥⎣ ⎦ Trong đó : 2 . .22.sin 2.sin 0,313 40 p Z π πΔ = = = với : p = 2 số đôi cực Z2 = 40 rãnh 67. Hệ số qui đổi : Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 26 2 2 1 1 d1 2 4.m (W .k ) 4.3.(40.0,925)= = =411 Z 40 γ Trong đó : m1 = 3 số pha W1 =40 vòng kd1 = 0,925 Z2 = 40 rãnh 68. Điện trở rôtor đã qui đổi : ' - 42 2r = .r = 4 1 1 .0 ,5 0 9 .1 0 = 0 ,0 2 0 9 Wγ + tính theo đơn vị tương đối : * ' 12 2 1 I 1 6 1 ,1 3r = r . = 0 ,0 2 0 9 = 0 ,0 1 5 2 U 2 2 0 Trong đó : r’2 = 0,0209.10-4 Ω I1 = 161,13 A dòng điện pha định mức U1 = 220 v Điện áp pha định mức 69. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôtor : '1 4 1 2 4 1r1 4 1 h b h h= .k + ( 0 ,7 8 5 - + + ) .k 3 .b 2 .b b bβ β λ 26,9 3, 4 4,2 0,5.0,9063 (0,785 ).0,875 1, 085 3.11 2.11 11 3, 4 −= + − + + = Trong đó : ' 1 3.0,8330,833; 0,875 4 kβ +β = → = = 1 3.0,875 0,9063 4 kβ +→ = = h1 = hr1 - 2c’ - 2.c – 0,1. d =29,5 - 0,1 . 13 - 2. 0,4 - 0,5 = 26,9 mm '12 11( 2. ) ( 2.0,4 0,5) 4,2 2 2 dh c c mm= − − − = − − − = − Vì phần trên của dây đồng vượt quá tâm của vòng tròn nên trị số h2 phải lấy trị số âm. Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 27 b41 = 3,4 mm h41 = 0,5 mm d1 = b =11 mm 70. Hệ số từ dẫn nạp Stator: 1411 2 111 1 .. ..).(9,0 σδ ρλ δK KKqt td t = 21,944(4.0,925) .0,82.0,9750,9 .0, 0062 1,306 1,108.0, 08 = = Trong đó : t1 =1,944 cm q1 = 4 sốrãnh một pha dưới một cực từ kd1 = 0,925 hệ số dây quấn kδ = 1,108 hệ sốkhe hở không khí δ = 0,08 cm + 2 2 41 41 1 0,341 0,0033. 1 0,0033 0,975 . 1,944.0,08 bk t = − = − =δ + Tra bảng 5.3 trang 137 sách TKMĐ. Ta tra ra được ρt1 = 0,82. + Tra bảng 5.2a trang 134 sách TKMĐ.Ứng với q = 4 2=− yτ Ta tra ra được σ1 = 0,0062. 71. Hệ số từ tản phần đầu nối : 11 10 , 3 4 . ( 0 , 6 4 . . )d d q l lδ λ β τ= − 40, 34 (29, 82 0, 64.0, 833.23, 33) 1, 084 21, 8 = − = Trong đó : q1 = 4 lδ = 21,8 cm lđ1 = 29,82 cm β = 0,833 Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 28 τ = 23,33 cm 72. Hệ số từ dẫn tản Stator : 1 1 1 1 1,085 1,306 1,084 3,475r t dλ = λ +λ +λ = + + =∑ Trong đó : λr1 = 1,085 λt1 = 1,306 λđ1 = 1,084 73. Điện kháng dây quấn Stator : 21 1 d1 1 1 f w lx = 0 ,1 5 8 . ( ) . . 1 0 0 1 0 0 p .q λ∑ 250 40 21,80,158. ( ) . .3, 475 0,119 100 100 2.4 = = Ω Trong đó : f1 = 50 hz là tần số w1 = 40 vòng lδ = 21,8 cm Σλ1 = 3,475 + Tính theo đơn vị tương đối : * 1 1 1 1 I 161,13x =x . =0,119. =0,0871 U 220 74. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôtor : 42 42422 2 1 2 ..2 66,0) .8 .1( .3 b hk b b S b b h r r +⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ −+−= πλ 2 232,1 .7,8 1, 5 0, 5(1 ) 0, 66 2, 04 3.7,8 8.274 2.7,8 1, 5 ⎡ ⎤π= − + − + =⎢ ⎥⎣ ⎦ Trong đó : b = d1 = 7,8 mm Sr = 274 mm2 h42 = 0,5 mm b42 = 1,5 mm Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 29 h1 = hr2 – (h42 + 2 d + 0,1.d) = 37,3 - (0,1+ 2 8,7 +0,1.7,8) = 32,1 mm 75. Hệ số từ dẫn nạp rôtor: 2 22 2 222 . . ..).(9,0 σδ ρλ δK KKqt ttS= 2402,32( ) .1.1 4.30, 9. 0, 0082 2,146 1,108.0, 08 = = Trong đó : t2 =2,32 cm q2 = 40/ 4.3 Với : máy rôtor lồng sốc 1 1 1 2 ≈ ≈ ≈ t d K K ρ 0, 08cmδ = 0,0082σ= tra bảng 52.c trang136 với q2 = 2,83 1,108Kσ = 76. Hệ số từ tản phần đầu nối: v vñ2 2 2 2 2 2,3.D D .4,7 2,3.25,1 25,1.4,7= lg = lg =0,746 Z .l a+2b 40.21,8.0,313 4,5+2.2,39 λ Δ Trong đó: Z2 = 40 rãnh l2 = 21,8 cm Dv=251 mm = 25,1cm a = 4,5 cm b = 2,39 cm 0,313Δ = 77. Hệ số từ tản do rãnh nghiên : 2 2 2 2 1,9440,5 0,5.2,146. 0,753 2,32 n rn t b t ⎛ ⎞ ⎛ ⎞λ = λ = =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 30 Trong đó : 2 2,146tλ = bn = t1 = 1,944 (bn là độ nghiên bằng một bước rãnh Stator) t2 = 2,32 cm 78. Hệ số từ tản rotor : 2 2 22 2,04 2,146 0,746 0,758 5,685r t ñ rnλ = λ + λ + λ + λ = + + + =∑ Trong đó : 2 2,04rλ = 2 2,146tλ = 2 0,746ñλ = 0,753rnλ = 79. Điện kháng tản dây quấn rotor : X2 = 7,9.f1.l2. 8 8 42 .10 7,9.50.21,8.5, 685.10 4,895.10 − − −λ = = Ω∑ 80. Điện kháng rôtor đã qui đổi: ' -42 2x = .x =411.4,895.10 =0,2012γ Ω Trong đó : x2 = 4,895.10-4 Ω 411γ = + Tính theo đơn vị tương đối: '* ' 1 2 2 1 I 161,13x =x . =0,2012. =0,147 U 220 81. Điện kháng hổ cảm : 1 1 12 U -I x . 220-36,2.0,119x = = =5,96 I 36,2 μ μ Ω Trong đó : U1 = 220 điện áp pha định mức I =36,2Aμ x1 = 0,119Ω Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 31 82. Tính lại KE : 1 1 E 1 U -I .x 220-36,2 .0 ,119K = = =0,9804 U 220 μ Trị số này không sai khác nhiều so với giả thuyêtù ban đầu nên không cần tính lại. Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 32 CHƯƠNG VII : TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ 83. Trọng lượng răng Stator: Gz1= YFe.z1.hr1.bz1.l1.kc.10-3 = 7,8.48.0,933.2,516.21,8.0,93.10-3=17,8 Kg Trong đó: YFe =7,8kg/cm2 trọng lượng riêng của Fe phần Stator. hr1 =2,516 cm Z1=48rãnh bz1 = 0,933 l1 = 21,8 cm kc = 0,93 hệ số ép chặt lõi sắt 84. Trọng lượng gông từ Stator: 3 1 1 1 1 3 . . . .2 . .10 7,8.21,8.30,97.4,27.4.0,93.10 83,6 g Fe g g cG l L h p k Kg − − = γ = = Trong đó: Lg1 = 30,97 cm hg1 = 4,27 cm 2p = 4 số đôi cực 85. Tổn hao sắt trong lõi sắt Stator: * Tổn hao trong răng : pFez1 = Kgz1.pFez1.B2z1.Gz1.10-3 = 1,8.2,5.(1,806)2 .17,8.10-3 = 0,261 kw Trong đó : Kgz1 = 1,8 hệ số gia công . Bz1 = 1806 T PFez1 = 2,5kg/w tra ở phụ lục văn bản V/14 trang 618 sách TKMĐ GGz = 17,8kg * Tổn hao trong gông : Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 33 PFeg1= kgc. pFeg1. B2g1.Gg1.10-3 = 1,6.2,5.1,5162.83,6.10-3 =0,768kw Trong đó: kgc=1,6 là hệ số gia công gông Bg1 = 1,5196T PFeg1 = 2,5 kg/w tra ở phụ lục văn bản V-14 trang 618 sách TKMĐ Gg1 = 83,6 kg * Tổn hao trong cả lõi sắt Stator: P’Fe = pFez1 + pFeg1 = 0,261 + 0,768 = 1,029 kw 86. Tổn hao bề mặt trên răng rôtor: -72 4 2b m 2 b m 2 t -bP = 2 P . .l .P .1 0 t τ 72,32 0,154.23,33. .21,8.369.10 0, 0702 2,32 kw−−= = Trong đó : τ = 23,33 cm t2 = 2,32 cm b42 = 0,15 cm l2 = 21,8 cm ( )1,5 21 1bm 0 0 1z .nP = 0 ,5k . 10B .t10000⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ ( ) 1,5 248.15000.5.2. 10.0,225.1,944 369 10000 ⎛ ⎞= =⎜ ⎟⎝ ⎠ 0 0 . . 0,252.1,108.0,806 0, 0,225B k Bδ δ= β = = k0 = 2 là hệ số kinh nghiệm trang 141 sách TKMĐ 0,252β = ứng với 41 3,4 4,250,8 b = =δ tra ở hình 6.1 trang 141 1 , 1 0 8k δ = 0,806B Tδ = Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 34 87. Tổn hao đập mạch trên răng rôtor: 2 -31 1 ñm ñm z2 z .nP =0,11 .10.B .G .10 10000 ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ 2 -348.1500=0,11 10.0,059 .25,2.10 =0,0506kW 10000 ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ 2 2 . 1,953.0,08. .1,753 0,059 2 2.2,32ñm z B B T t γ δ= = = Với : Bz2 = 1,753 T 0,8mmδ = 1, 953γ = t2 = 2,32 cm 3..2 ' 22 ' 22 10.... −= cZZFeZ klbhZG γ 37,8.40.3,47.1,147.21,8.0,93.10 25,2kg−= = Trong đó : 27,8 /Fe kg cmγ = trọng lượng riêng của Fe Z2 = 40 rãnh h’Z2 = 3,47 b’z2 = 1,147 cm l2 = 21,8 cm Kc =0,93 hệ số ép chặt lõi sắt . 88. Tổng tổn hao thép : PFe = P’Fe + Pbm + Pđm = 1,029 + 0,0702 + 0,0506 = 1,1498 kw 89. Tổn hao cơ : Pcơ = 21( ) .( )1000 10 nDn ) .10-3 =7. 2 3 -3 1500 437( ) ( ) .10 =1,314Kw 1000 100 Trong đó: n1 =1500 vòng/phút Dn =437 mm K = 1 90. Tổn hao không tải: P0 = PFe + Pcơ = 1,314 + 1,1498 = 2,463 Kw . Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 35 CHƯƠNG VIII : ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC : Ta có : r1 =0,0314Ω x1 = 0,119 Ω x12 = 5,96 Ω 021 965 11901 X X1C 12 1 1 ,=, ,+=+= ( ) 041021C 22 1 ,=,= Ω02090r2 ,= ' Ω20120x 2 ,= ' ( )μñbxI I 36,2 A= = 3 2 3 2 Fe `m 1 ñbr 1 P .10 +3.I .r 1,1498.10 +3.36,2 .0,0314I = = =1,929A 3U 3.220 Trong đó : PFe = 1,1498 kw μI 36,2A= dòng điện từ hoá r1 = 0,0314 Ω điện trở tác dụng của dây quấn Stator U1 =220 V điện áp pha định mức μ 1. 22036, 2 .0 ,119 215, 7E U I x V= − = = 555 40 9250406 Z kW6k 2 1d1 I ,= ...=..= Trong đó: W1 =40 vòng/phút kd1 = 0,925 Z2 = 40 rãnh ' 22 I I 840I = = =151,4 k 5,55 Trong đó: Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 36 I2 =840 A Ki =5,55 Sdm = ' ' 2 2 1 I .r 151,4.0,0209= =0,0151 E 215,7 ' 2 m '1 2 1 r 0,0209S = = =0,066x 0,119 +0,2012+x 1,02C Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 37 Bảng: Đặc tính làm việc của động cơ điện không đồng bộ rôtor lồng sóc s Đơnvị 0,005 0,01 0,0151 0,025 0,066 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ += s r C rCrns ' 2 1 12 1 Ω 4,379 2,205 1,481 0,901 0,361 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ += '2 1 12 1 xC xCxns Ω 0,330 0,330 0,330 0,330 0,330 22 nsnsns xrZ += Ω 4,391 2,229 1,517 0,959 0,487 nsZ UCI 11 ' 2 .= A 51,1 100,67 147,9 233,99 460,8 ns ns Z r='2cosϕ 0,9972 0,9892 0,9763 0,9395 ns ns Z x='2sinϕ 0,075 0,148 0,218 0,344 ' 2 1 ' 2 1 cos. ϕC III dbrr += A 51,88 99,56 143,5 219,45 ' 2 1 ' 2 1 sin. ϕC III dbxx += A 39,96 50,8 67,81 102,11 2 1 2 11 xr III += A 65,48 111,77 157,6 240,04 1 1cos I I r=ϕ 0,788 0,891 0,911 0,914 P1=3.U1.I1r.10-3 Kw 34,241 65,709 94,771 144,837 Pcu1=3.I 12.r1.10-3 Kw 0,403 1,176 2,339 5,427 Pcu2=3. ' 2 2' 2 .rI .10-3 Kw 0,163 0,635 1,371 3,432 Pf =0,005P1 Kw 0,171 0,328 0,473 0,724 Po Kw 2,463 2,463 2,463 2,463 ofcucu PPPPP +++=∑ 21 Kw 3,2 4,602 6,646 12,046 ∑−= PPP 12 kw 31,041 61,107 88,1 132,791 100. 1 2 P P=η % 90,654 92,996 93,021 91,683 Từ bảng đặc tính trên ứng với P2 =90 kw theođương đặc tính(hình)được : Iđm = 165,6 A Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 38 cos 0,91ϕ= %.= 593η sđm = 0,0151 91. Bội số mômen cực đại : 2 2' max 2m ñm max ' ñm 2ñm m M I s 460,8 0,0151m = = . = . =2,22 M I s 147,9 0,066 ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ trong đó : '2mI và I ’ 2đm tính được từ bảng đặc tính làm việc. Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 39 CHƯƠNG IX: TÍNH TOÁN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG : 92.Tham số của động cơ điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1. 47218360670sa0670 ,=.,.,=..,=ξ Trong đó : a = hr2 – h42 =37,3 – 0,5 =36,8 mm Theo hình 10.13 khi 472,=ξ tra ra ψ = 0,62; ϕ = 1,6 KR = 1 + ϕ = 1 + 1,6 =2,6 Ω -- ξ 44 tdRtd 108990103459062rkr .,=.,.,=.= trong đó : rtd = 0,3459.10-4 Ω Điện trở của rôtor khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1. ξ ξ -4 -4v 2 td 2 2 2.r 2.0,00797r r = 0,899+ .10 =1,062.10 D 0,313 ⎛ ⎞= + ⎜ ⎟⎝ ⎠ Trong đó : rv = 0,00797.10-4 Ω Δ = 0,313 Điện trở rôtor đã qui đổi : -ξ ξγ Ω ' 4 2 2r .r 411.1,062.10 0,0436= = = + hệ số từ dẫn rãnh rôtor khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1. ξλ 2 21 42 42 r2 r2 42 h b h.b[ (1 ) +0,66 ]. + 3.b 8.S 2.b b ⎡ ⎤π= ψ⎢ ⎥⎣ ⎦ 2 232,1 .7,8 1,5 0,5= [ (1 ) +0,66 ].0,62+ =1,391 3.7,8 8.274 2.7,8 1,5 ⎡ ⎤π⎢ ⎥⎣ ⎦ Trong đó ; h1 = 31,1 mm b = d1= 7,8 mm Sr2 = 274 mm2 b42 = 1,5 mm + Tổng hệ số từ dẫn rôtor khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1. Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 40 Σλ2ξ = λr2ξ + λt2 + λđ2 +λrn = 1,391 +2,146 + 0,746 + 0,753 = 5,036 Trong đó : 14622t ,=λ ñ2 =0,746λ 7530rn ,=λ + Điện kháng rôtor khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài : Ω178,0 685,5 036,5.2012,0 Σλ Σλ . 2 2ξ' 2 ' ξ2 === XX Trong đó : '2X =0,2012Ω 2Σ 5,685λ = + Tổng trở ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1. Ω Ω Ω ξξξ ξξ ξξ 3068,0=207,0+077,0=X+r=Z 297,0=178,0+119,0=X+X=X 077,0=0456,0+0314,0=r+r=r 222 2 2 nn ' 21n ' 21n Trong đó : r1 = 0,0314 Ω X1 = 0,119 Ω + Dòng điện ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài . A08,717= 3068,0 220= Z U=I n 1 n ξ ξ Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 41 93. Tham số của động cơ điện khi xét cả hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản khi s = 1. Sơ bộ chọn hệ số bão hòa : Kbh = 1,40 + Dòng điện ngắn mạch khi xét cả hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản : A9,1003=08,717.40,1=Inbhξ + Sức từ động trung bình của một rãnh Stator : nbh r1 1zbh y d 1 2 I .u ZF =0,7 (k +k .k ) a Z ξ β 6856=) 40 48925,0.965,0+88,0( 4 20.9,1003.7,0= Trong đó : ur1 = 20 thanh a1 = 4 số mạch nhánh song song ky = 0,965 kd = 0,925 Z2 =34 rãnh Z1 = 48 rãnh kβ= 0,88 là hệ số tính đến sức từ động nhỏ do bước ngắn lấy theo đường cong trong hình 10.14 sách TKMĐ. bh 1 2 0.08C =0,64+2,5 =0,64+2,5. =0,982 t +t 1,944+2,32 δ Trong đó : δ =0,08cm t1 = 1,944 cm t2 = 2,32 cm T54,5= 08,0.982,0.6,1 10.6856= .C.6,1 10.F=B 4 bh 4 zbh φ -- δ δ Theo hình 10-15 trang 260 sách TKMĐ ta tra được 46,0=δΧ C1 = (t1 – b41)(1 - Xδ ) = (1,944 – 0,34)(1 – 0,46) = 0,86 Với rãnh 1/2 kín nên: Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 42 411 1 41 341 bh1 b.5,1+.C C. b h.58,0+h=Δλ 681,0= 34,0.5,1+86,0 86,0. 34,0 55,0.58,0+05,0= Trong đó : h3 = cm55,0=2 1,1= 2 d1 b41 = 0,34 cm h41 = 0,05 cm + Hệ số từ dẫn tản rãnh Stator khi xét đến bão hòa mạch từ tản : λ λ - Δλr1bh r1 1bh 1,085 0,681 0,404= = − = trong đó: λ1=1,085 1bhΔλ =0,681 + Hệ số từ tản nạp rãnh Stator khi xét đến bão hòa mạch từ tản : δλ λt1bh t1.X 1,306..0,86 1,123= = = Trong đó : 306,1=1rλ 86,0=1tλ + Tổng hệ số từ tản Stator khi xét đến bão hòa mạch từ tản : Σλ1bh= λr1bh + λt1bh + λđ =0,404 + 1,123 + 1,084 =2,611 Trong đó : 084,1=1ñλ + Điện kháng Stator khi xét đến bão hòa mạch từ tản : X1bh= X1 1bh 1 λ λ ∑ ∑ = 0,119. 2,611 3,475 =0,0894 Trong đó : X1 = 0,119 Ω ∑λ1=3,475 C2 = (t2 – b42)(1 - Xδ ) = (2,32 -0,15)(1 – 0,46) = 1,171 Trong đó : t2 = 2,32 cm Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 43 b42 = 0,15 cm 295,0= 15,0+171,1 171,1. 15,0 05,0= b+C C. b h= 422 2 42 42 bh2Δλ Trong đó : h42 = 0,5 mm = 0,05 cm b42 = 0,15cm + Hệ số từ tản rãnh rôtor khi xét và sự bão hòa của mạch từ tản và hiệu ứng mặt ngoài : ξ ξλ λ - Δλr2 bh r2 2bh 1,478-0,443=1,096= = + Hệ số từ tản rãnh rôtor khi xét và sự bão hòa của mạch từ tản : δλ λt2bh t2.X 2,146.0,46=0,987= = Trong đó : λ t2 2,146= + Hệ số từ tản do rãnh nghiêng rôtor khi xét và sự bão hòa của mạch từ tản : 346,0=46,0.753,0=.= rnrnbh δχλλ Trong đó : λ rn 0,753= + Tổng hệ số từ tản rôtor khi xét và sự bão hòa của mạch từ tản và hiệu ứng mặt ngoài : Σλ2ξbh = λ2ξbh + λt2bh + λđ2 +λrnbh = 1,096 + 0,987 + 0,746 +0,346 = 3,175 Trong đó : λ2ξbh = 1,096 λt2bh = 0,987 764,0=2ñλ + Điện kháng rôtor khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản : X’2ξbh =X2’. 2 bh 2 ξλ λ ∑ ∑ = 0.2012. 3,175 5,685 = 0,112 Trong đó : Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 44 Ω2012,0=X'2 ∑λ2 = 5,685 2 bhξλ∑ =3,175 94. Các tham số ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản : Ω Ω Ω ξξξ ξξ ξξ 2149.0=2014,0+075,0=X+r=Z 2014,0=112,0+0894,0=X+X=X 075,0=0436,0+0314,0=r+r=r 222 bhn 2 nbhn ' bh2bh1bhn ' 21n 95. Dòng điện khởi động 2149,0 220= Z U=I bhn 1 k ξ =1023,75 96. Bội số dòng điện khởi động : kk ñm I 1023,73i 6,18 I 165,5 = = = Với : Iđm = 165,5 A lấy từ dường đặc tính khi P2 =90 kw. ik = 6,18 nhỏ hơn 7 nên thỏa với tiêu chuẩn trong bảng 10-12 sách TKMĐ trang 271. + Điện kháng hỗ cảm khi xét đến bão hòa : 42,9=58,1.96,5=k.X=X 12n12 μ Trong đó : 58,1=kμ X12 = 5,96 Ω 012,1= 42,9 112,0+1= X X +1=C n12 ' bh2 bh2 ξ ξ A6,1011= 012.1 73,1023= C I=I bh2 k' k2 ξ 97. Bội số mômen khởi động : 2 '' 22k k ñm' ' 2ñm 2 rI m . .s I r ξ⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠ Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 45 2 1011,6 0,0436 . .0,0151 1,5 147,9 0,0209 ⎛ ⎞= =⎜ ⎟⎝ ⎠ Trong đó : A6,,1011=I' k2 AI m 9,147' ñ2 = lấy từ bảng đặc tính làm việc Ω0209,0=r '2 sđm = 0,0151 lấy từ đường đặc tính khi P2 =90 kw. ξ ' 2r 0,0436= mk = 1,5 >1, 2 nên thỏa với tiêu chuẩn trong bảng 10-11 sách TKMĐ trang 271. Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 46 CHƯƠNG X: TÍNH TOÁN NHIỆT Trong khi làm việc, máy điện nói chung và động cơ điện nói riêng sinh ra các tổn hao năng lượng, tiêu tốn đó biến thành nhiệt năng làm nóng các bộ phận của máy. Vì thế tính toán nhiệt và giải quyết vấn đề tản nhiệt cho máy là hết sức quan trong và tùy vào từng loại máyvà chế độ làm việc mà ta có phương pháp tính toán nhiệt hợp lý để cho nmáy làm việc đảm bảo không gây nóng quá mức cho phép, nếu nóng quá sẽ làm hư hỏng dây quấn và các bộ phận khác trong máy. Động cơ điện không đồng bộ 3 pha kiểu bảo vệ IP23 này được tính toán nhiệt theo sơ đồ thay thế sau : Máy có quạt gắn trên vành ngắn mạch, máy làm mát bằng không khí tự nhiên. Chiều cao tâm trục của máy h = 250 mm và chiều dài lắp đặt của vỏ là S. cụ thể máy có ký hiệu 3K 250S – 4. 98. Các nguồn nhiệt trong sơ đồ thay thế nhiệt bao gồm : + Tổn hao đồng trên Stator : Qcu1 = Pcu1 =2,339 KW =2339W +Tổn hao sắt trên Stator : QFe1 = PFe1= 1,029KW = 1029W + Tổn hao trên rôtor : QR = Pcu2 + 0,5. Pf + Pcơ + Pbm + Pđm = 1,371 + 0,5. 0,473 + 1,314 + 0,0702+ 0,0506 = 3,042 W Rc φFe RFe Rc u Rd Pcu PR PFe Qcu Qc Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 47 Trong đó : Pcu2 = 1,371 kw Pf = 0,473 kw lấy trong bảng đặc tính Pcơ = 0,1,314 kw Pbm = 0,0702 kw Pđm = 0,0506kw 99.Độ tăng nhiệt của dây quấn Stator: 1 cc 2 c 2 .J.t . 415.5,7.1,944.0,04 .C 4020.10,67.0,19.10 θ − ρ δθ = =λ =2,02 0C Trong đó : θδ - điển trở suất của dây dẫn ởnhiệt độ cho phép, với cách điện cấp B : θδ =1/4020 cλ -hệ số dẫn nhiệt của cách điện,tra trong bảng 8-2trang170 sách TKMĐ.Chọn tấm bìa cách điện Amiăng có cλ =0,19.10-2 cδ -chiều dày cách điện rãnh của 1 phía cδ =0,04 cm A-Tải đường ; A=415 (A/cm) J- Mật độ dòng điện J =5,7 (A/mm2) t1 –Bước răng Stator ; t1 =1,944 cm C2 –chu vi rãnh Stator ;C2 = 10,67 cm b. Độ tăng nhiệt của mặt ngoài lõi sắt θ với môi trường : 1αθ = 3 v q 0,744 68 10,89.10 α −= =α 0C Trong đó: Fe1 f n 1 P 0,5PDq .A.J. D .D.lα θ += ρ + π Ở đây ta chon hệ thống thông gió dọc trục. 29,7 1029q 415.5,7. 0,744 43,7.4020 .43,7.21,8α = + =π (W/cm 2) vα -là hế số tản nhiệt trên bề mặt đưỡcác định theo công thức ( )v 0 1 0,1vα = α + = ( )3 33,3.10 1 0,1.23 10,89.10− −+ = Với : 0α =3,3.10-3 Đồ án tốt ngiệp Trường ĐHBK Hà Nội Trang: 48 Ở đây tốc độ quay của bề mặt rôtor (quạt): q .D .n .29,7.1477,5V 23m / s 6000 6000 π π= = = c,Độ tăng nhiệt dθ của mặt ngoài phần đầu nối dây quân Stator so với nhiệt độ môi trường : ( ) ( )dd 3 3 q 0,107 38 1,33.10 . 1 0,05.v 1,33.10 1 0,05.23− − θ = = =+ + 0C Trong đó : 1d 1 t 415.5,7.1.944q .A.J. 0,107 C 10,67.4020θ = ρ = = (W/cm2) Với: C1 = 10,67 cm là chu vi rãnh t1 =1,944 cm A = 415 A/ cm J =5,7 A/mm2 d. Độ tăng nhiệt của dây quấn Stator: ( ) ( ) ( ) ( ) c 1 1 c d d cu1 1 d 0 l l