Đồ án Tính toán thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha lồng sóc

kế máy điện PGS_ Trần Khánh Hà và PTS_Nguyễn Hồng Thanh , động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc có: Với P = 40 kW , 2p = 4 ta chọn h = 200 mm = 20 cm ( theo hình 10-1). Theo ( bảng 10.3 trang 230 TKMĐ ) với h = 20 cm có đường kính ngoài stato tiêu chuẩn : Dn= 34,9 cm 3. Đường kính trong stato : Theo( bảng 10.2 trang 230 TKMĐ) có kD = 0,64 0,68 D = kD. Dn = ( 0,64 0,68 ) 34,9 = 22,34 23,73 cm Lấy: D = 23,5 cm 4. Công suất tính toán: P’ = = 47 kVA Trong đó: kE = 0,98 lấy theo ( hình 10-2 trang 231 TKMĐ ) Pđm = 40 kV = 0,915 cos = 0,91 5. Chiều dài tính toán của lõi sắt stato : Sơ bộ chọn : kd = 0,92 ( hệ số dây quấn ) Lấy 0,64 ( hệ số xung cực từ ) ks = = 1,11 ( hệ số sóng hình sin ) kz = 1,2 ( hệ số bão hòa răng ) Theo ( hình 10-3a trang 233 TKMĐ ) ta chọn : A = 365 (A/cm) B= 0,77 T Trong đó: P’ = 47 kVA 0,64 ( hệ số cung cực từ ) kd = 0,92 ( hệ số dây quấn ) A = 365 A/cm ( tải đường ) B = 0,77 T ( mật độ từ thông khe hở không khí ) D = 23,5 cm ( đường kính trong stato) n1 = 1500 v/ph 18,48 cm Lấy : 18,8 cm Do lõi sắt ngắn nên làm thành một khối Chiều dài lõi sắt stato, rôto bằng: l1 = l2= 18,8 cm 6. Bước cực : 18,5 cm Trong đó : D = 23,5 cm p = 2 7. Lập phương án so sánh: Hệ số: 1,016 Trong dãy động cơ không đồng bộ K công suất 40 kW, 2p = 4 có cùng đường kính ngoài ( nghĩa là cùng chiều cao tâm trục h ) với máy công suất 47 kW, 2p = 4 . Hệ số tăng công suất của máy này là 1,175 do đó của máy 47 kW bằng : 47 = .40 = 1,175 . 1,016 = 1,193 Vậy : 40 = 1,016 47 = 1,193 Theo( hình 10-3b trang 235 TKMĐ ) hai hệ số 40 và 47 đều nằm trong phạm vi kinh tế do đó việc chọn phương án trên là hơp lý . 8. Dòng điện pha định mức : I1 = = 72,7 A Trong đó : U1 = 220 V P = 40 KW = 0,915 cos = 0,91 B. Dây quấn , rãnh stato và khe hở không khí : 9. Số rãnh stato: Lấy q1 = 4 Z1 = 2m. p. q1 = 2. 3. 2. 4 = 48 rãnh Trong đó : m = 3 pha p = 2 q1 = 4 10. Bước rãnh stato : t1 1,538 cm Trong đó: D = 23,5 cm Z1 = 48 rãnh 11. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh: Chọn số mạch nhánh song song: a1 = 4 Ur1 = 30,88 Trong đó : A = 365 A/cm t1 = 1,538 cm a1 = 4 I1 = 72,7 A Lấy : Ur1 = 30 thanh 12. Số vòng dây nối tiếp của một pha : W1 = p. q1 vòng W1 = 60 vòng Trong đó : p = 2 q1 = 4 Ur1 = 30 thanh 13. Tiết diện và đường kính dây dẫn: Theo( hình 10-4 trang 237 TKMĐ ) chọn tích số AJ = 1880 A/cm.mm Mật độ dòng điện: J’1 = = 5,15A/ mm Tiết diện dây(sơ bộ) : S’1 = = 1,764 mm Trong đó : I1đm = 72,7 A a1 = 4 ở đây lấy: n1 = 2 sợi J’1 = 5,15 A/ mm2 Theo phục lục VI, bảng VI.1 ( trang 646 TKMĐ ) chọn dây đồng tráng men PETV có đường kính : s = 1,767 mm 14. Kiểu dây quấn : Chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y = 10 0,833 15. Hệ số dây quấn : Hệ số bước ngắn: ky = sin = sin0,966 Hệ số bước dải: kr = 0,958 Trong đó : = 150 Hệ số dây quấn : kd = ky. kr = 0,966. 0,958 = 0,925 Trong đó : ky = 0,966 kr = 0,958 16. Từ thông khe hở không khí : 0,0174 Wb Trong đó : kE = 0,98 U1 = 220 V ks = 1,11 kd = 0,925 f = 50 Hz W = 60 vòng 17. Mật độ từ thông khe hở không khí : 0,78 T Trong đó : 0,0174 Wb 0,64 18,5 cm l1 = 18,8 cm 18. Sơ bộ đinh chiều rộng của răng stato: b’Z1 = 0,737 cm Trong đó: T l1 = 18,8 cm t1 = 1,538 cm ở đây lấy BZ1 = 1,75 T( theo bảng 10.5b trang 241TKMĐ) và hệ số ép chặt lõi sắt: kc = 0,93 ( có phủ sơn ) 19. Sơ bộ định chiều cao gông stato: h’g1 = 3,2 cm Trong đó: 0,0174 Wb kc = 0,93 l1 = 18,8 cm ở đây lấy Bg1= 1,55 T (theo bảng 10.5 kiểu máy IP44 trang 240 TKMĐ ) 20. Kích thước rãnh và cách điện: b41 = dcđ + 1,5 = 1,585 + 1,5 = 3,085 mm Lấy : b41 = 3 mm h41 = ( 0,4 0,8) mm Lấy : h41 = 0,5 mm - Tính d1: d1 = 10,5 mm = 1,05 cm Trong đó: Dn = 34,9 cm h’g1= 3,2 cm Z1 = 48 rãnh - Tính d2 : d2 = 8,6 mm = 0,86 cm Theo ( bảng VIII.1 trang 629 TKMĐ ) chiều dầy cách điện rãnh l 28,5 mm 22 mm 0,5 mm 3 mm 10,5 mm 8,6 mm c = 0,4 mm c’ = 0,5 mm Vậy ta có kích thước rãnh stato: hr1 = 28,5 mm h12 = 22 mm h41 = 0,5 mm d1 = 10,5 mm d2 = 8,6 mm b41= 3 mm c = 0,4 mm c’ = 0,5 mm - Diện tích rãnh trừ nêm: S’r = Trong đó : d1 = 10,5 mm d2 = 8,6 mm h12 = 22 mm S’r = S’r = 241 mm2 - Diện tích cách điện rãnh: Chiều rộng của miếng cactông nêml à (d2/2 ) của tấm cách điện giữa hai lớp là ( d1+d2 ) Scđ Trong đó : c = 0,4 mm c’ = 0,5 mm Scđ Scđ = 39 mm2 - Diện tích có ích của rãnh stato : Sr1 = S/r - Scđ = 241- 39 = 202 mm2 - Hệ số lấp đầy rãnh: kd = = 0,746 Trong đó: ur = 30 thanh dcđ = 1,585 cm Sr = 202 mm2 n1 = 2 21. Bề rộng răng stato : b’’Z1 b’’Z1 = 0,74 cm b’’’Z1 b’’’Z1 = 0,781 cm Trong đó : D = 23,5 cm h41 = 0,05 cm h12 = 2,2 cm d1 = 1,05 cm d2 = 0,86 cm Z1 = 48 rãnh bZ1 = 0,76 cm bZ1 = 0,76 cm 22. Chiều cao gông stato : hg1 Trong đó : Dn = 34,9 cm D = 23,5 cm hr1 = 2,85 cm d1 = 1,05 cm hg1 = 3,1 cm 23. Khe hở không khí: = 0,644 mm Theo những máy đã chế tạo ( bảng 10.8 trang 253 TKMĐ ) ta lấy: = 0,7 mm = 0,07 cm C. Dây quấn , rãnh và gông rôto: 24. Số rãnh rôto: Chọn theo ( bảng 10.6 trang 246 TKMĐ): Z2 =38 rãnh 25. Đường kính ngoài rôto: D’ = D – 2 = 23,5 – 2. 0,07 = 23,36 cm 26. Bước răng rôto : t2 = 1,930 cm Trong đó: D’ = 23,36 cm Z2 = 38 rãnh 27. Sơ bộ định chiều rộng răng rôto: b’Z2 = = 0,9249 cm Trong đó: = 0,78 T t2 = 1,930 cm kc = 0,93 ở đây lấy BZ2 = 1,75 T ( theo bảng 10.5b kiểu máy IP44 trang 241 TKMĐ) 28. Đường trục rôto: Dt = 0,3.D = 0,3.23,5 = 7,05 cm Lấy : Dt = 7 cm 29. D òng điện trong thanh dẫn rôto : Itd = I2 = k1. I1 Itd = I2 = 0,95. 72,7 = 605 A Trong đó: kI = 0,95 lấy theo hình 10-5 trang 244 TKMĐ I1 = 72,7 A W1 = 60 vòng kd1 = 0,925 Z2 = 38 rãnh Vậy : Itd = I2 = 605 A 30. Dòng điện trong vành ngắn mạch: Iv = Itd = 1838 A Trong đó: Itd = 605 A Z2 = 38 rãnh p = 2 31. Tiết diện thanh dẫn bằng nhôm: S’td = 201,7 mm2 Trong đó: Chọn :J2 = 3 (A/ mm2) Itd = 605 A 32. Sơ bộ chọn mật độ dòng điện trong vành ngắn mạch: Jv = 2,5 A/ mm2 Iv = 1838 A Tiết diện vành ngắn mạch : Sv = 735 mm2 33. Kích thước rãnh rôto và vành ngắn mạch: Khi chiều cao tâm trục h = 200 mm . Ta chọn vành tôto có cạnh song song hình ôvan đường kính : d1 = d2 = 7 mm = 0,7 cm h22 = = 20 mm Trong đó: Std = 201,7 mm2 hr2= h22 + h42 + d = 20 + 0,5 + 7 = 27,5 mm = 2,75 cm Chọn:b42 = 1,5 mm h42 = 0,5 mm Vậy ta có kích thước rãnh rôto: hr2 = 27,5 mm h22 = 20 mm h42 = 0,5 mm b42 = 1,5 mm d1 = d2 = 7 mm a. b = 40.19 Dv = D – ( a + 1) = 235 – ( 40 + 1) = 194 mm = 19,4 cm Trong đó: D = 235 mm 0,5 mm 27,5 mm 20 mm 7 mm 1,5 mm b=19mm a=40mm Dv=194mm 34. Diện tích rãnh rôto: Sr2 = d2 + h22 .d = 72 + 20 . 7 = 178,5 mm2 Sr2 = 178,5 mm2 Trong đó: d = 7 mm h22 = 20 mm 35. Diện tích vành ngắn mạch: a . b = 40 . 19 = 760 mm2 36. Bề rộng răng rôto ở 1/3 chiều cao răng: = 0,9245 cm Trong đó : D’ = 23,36 cm h42 = 0,05 cm h22 = 2 cm d = 0,7 cm Z2 = 38 rãnh 37. Chiều cao gông rôto: Trong đó: D’ = 23,36 cm Dt = 7 cm hr2 =2,7 cm d2 = 0,7 cm hg2 = = 5,5 cm 38. Làm nghiêng rãnh ở rôto: Độ nghiêng bằng một bước rãnh stato bn t1 = 1,538 cm bn= 1,54 cm D. Tính toán mạch từ: 39. Hệ số khe hở không khí : = 1,099 Trong đó: t1 = 1,538 cm = 0,7 mm = 0,07 cm b41 = 3 mm = 1,978 = 1,023 Trong đó: t2 = 1,930 cm = 0,7 mm = 0,07 cm b42 = 1,5 mm = 0,15 cm = 0,643 Vậy : = 1,099 . 1,023 = 1,124 40. Dùng thép kỹ thuật điệncán nguội loại 2212 : 41. Sức từ động khe hở không khí: Trong đó: = 0,78 T = 1,124 = 0,07 cm Vậy : = 1,6. 0,78. 1,124. 0,07. 104 = 982 A = 982 A 42. Mật độ từ thông ở răng stato: BZ1 = = 1,704 T Trong đó: = 0,78 T t1 = 1,538 cm l1 = 18,8 cm bZ1 = 0,76 cm kc = 0,93 43. Cường độ từ trường trên răng stato : Theo ( phụ lục V- Bảng V.6 trang 608 TKMĐ ) có: HZ1 = 19,2 ( A/cm ) 44. Sức từ động trên răng stato: FZ1 = 2h’Z1. HZ1 = 2. 2,5. 19,2 = 96 A Trong đó: HZ1 = 19,2 A/cm hr1 = 28,5 mm d1 = 10,5 mm h’Z1 = 25 mm =2,5 cm 45. Mật độ từ thông ở răng rôto: BZ2 = = 1,724 T Trong đó: = 0,78 T t2 = 1,930 cm l2 = 18,8 cm bZ2 = 0,9245 cm kc = 0,93 46. Cường độ từ trường trên răng rôto: Theo ( phụ lục V- Bảng V.6 trang 608 TKMĐ ) có: HZ2 = 20,3 (A/cm) 47. Sức từ động trên răng rôto: FZ2 =2h’Z2. HZ2 = 2. 2,516. 20,3 = 102 A Trong đó: HZ2 = 20,3 A/cm hr2 = 27,5 mm d1 = 10,5 mm h’Z2 = 25,16 mm = 2,516 cm 48. Hệ số bão hoà răng: kZ = = 1,206 Trong đó: = 982 A FZ1 = 96 A FZ2 = 102 A Như vậy trị số này gần đúng với trị số giả thiết ban đầu kZ =1,2nên ta không cần tính lại. 49. Mật độ từ thông trên gông stato: Bg1 = 1,571 T Trong đó : = 0,0174 Wb hg1= 3,1 cm l1 = 18,8 cm kc = 0,95 50. Cường độ từ trường ở gông stato: Theo bảng V.9 trang 611 ở phụ lục V TKMĐ có: Hg1 = 13,7 A/cm 51. Chiều dài mạch từ ở gông stato: Lg1 = 25 cm Trong đó: Dn = 34,9 cm hg1 = 3,1 cm p = 2 52. Sức từ động ở gông stato: Fg1 = Lg1. Hg1 = 25. 13,7 = 342 A Trong đó: Lg1 = 25 cm Hg1 = 13,7 cm 53. Mật độ từ thông trên gông rôto: Bg2 = 0,904 T Trong đó: = 0,0174 Wb hg2= 5,5 cm l2 = 18,8 cm kc = 0,93 54. Cường độ từ trường ở gông rôto: Theo bảng V.9 trang 611 ở phụ lục V TKMĐ có: Hg2 = 2,31 A/cm 55. Chiều dài mạch từ ở gông rôto: Lg2 = 9,8 cm Trong đó: Dt = 7 cm hg2 = 5,5 cm p = 2 56. Sức từ động trên gông rôto: Fg2 = Lg2. Hg2 = 9,8. 2,31 = 22 A Trong đó: Lg2 = 9,8 cm Hg2 = 2,31 cm 57. Tổng sức từ động của mạch từ: F = + FZ1 + FZ2 + Fg1 + Fg2 Trong đó: = 982 A FZ1 = 96 A FZ2 = 102 A Fg1 = 342 A Fg2 = 22 A F = 982 + 96 + 102 + 342 + 22 = 1544 A F = 1544 A 58. Hệ số bão hoà toàn mạch: = 1,57 59. Dòng điện từ hoá: = 20,6 A Trong đó: p = 2 F = 1544 A W1 = 60 vòng kd1 = 0,925 - Dòng điện từ hoá %: 28,3 % Trong đó: = 20,6 A Iđm = 72,7 A E. Tham số của động cơ điện ở chế độ định mức : 60. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato : lđ1 = Kđ1.+ 2B = 1,3 + 17,2 +2. 1 = 24,4 cm Trong đó: = 17,2 cm Kđ1 = 1,30 ( theo bảng 3.4 trang 49 TKMĐ ) B = 1 cm ( theo bảng 3.4 trang 49 TKMĐ ) D = 23,5 cm hr1 = 2,85 cm y =10 Z1 = 48 rãnh 61. Chiều dài trung bình nửa vòng dây của dây quấn stato: ltb = l1 + lđl = 18,8 + 24,4 = 43,2 cm Trong đó: l1 = 18,8 cm lđl = 24,4 cm 62. Chiều dài dây quấn một pha của stato: L1 = 2. ltb.W1.10-2 = 2. 43,2. 60. 10-2 = 51,84 m Trong đó: ltb = 24,4 cm W1 = 60 vòng 63. Điện trở tác dụng của dây quấn stato: r1 = 0,079 Trong đó: L1 = 51,84 m n1 = 2 sợi a1 = 4 S1 = 1,767 mm2 - Tính theo đơn vị tương tối: r1* = 0,0261 Trong đó: r1 = 0,079 I1 = 72,7 A U1 = 220 V 64. Điện trở tác dụng của dây quấn rôto: rtđ = 0,4579. 10-4 Trong đó: = 1/23 l2 = 18,8 cm Sr2 = 178,5 mm2 65. Điện trở vành ngắn mạch: rtđ = 0,00935.10-4 Trong đó: = 1/23 Dv = 19,4 cm Z2 = 38 rãnh Sv = 745 mm2 66. Điện trở rôto: r2 = rtđ+=.10-4 = 0,63.10-4 Trong đó: = 2sin = 0,329 rtđ = 0,4579 rv = 0,00935.10-4 Z2 = 38 rãnh p = 2 67. Hệ số quy đổi: = = 973 Trong đó: m = 3 pha W1 = 60 vòng kd1 = 0,925 Z2 = 38 rãnh 68. Điện trở rôto đã quy đổi: r’2 = . r2 = 973. 0,63.10-4 = 0,0613 Trong đó: = 973 r2 = 0,63.10-4 - Tính theo đơn tương đối: r2* = 0,020 Trong đó: r’2 = 0,0613 I1 = 72,7 A U1 = 220 V 69. Hệ số từ dẫn tản rãnh stato: Trong đó: = 0,833 = = 0,875 = = 0,9063 Mà : b’ = d1 = 10,5 mm b = d2 = 8,6 mm hr1 = 28,5 mm c = 0,4 mm c’ = 0,5 mm h1 = hr1- 0,1. d1 – 2c – c’ h1 = 28,5 – 0,1. 10,5 – 2. 0,4 – 0,5 = 26,15 mm h2 = = - 3 mm = 1,293 70. Hệ số từ dẫn tản tạp stato: Trong đó: k41= 1- 0,033 = 0,9724 q1 = 4 t1 = 1,538 cm kdl = 0,925 0,72 theo bảng 5.3 trang 137 TKMĐ = 0,0062 theo bảng 5.2a trang 134 TKMĐ b41 = 0,3 cm = 0,07 cm = 1,045 71. Hệ số từ tản phần đầu nối: Trong đó: q1 = 4 = 18,8 cm ld1 = 24,4 cm = 0,833 = 18,5 cm = 1,293 = 1,051 = 1,051 72. Hệ số từ dẫn tản stato: = 1,293 + 1,045 + 1,051 = 3,389 = 3,389 Trong đó: = 1,293 = 1,045 73. Điện kháng dây quấn stato: x1 = Trong đó: f1 = 50 Hz W1 = 60 vòng = 18,8 cm p = 2 q1 = 4 = 3,389 x1 = = 0,226 x1 = 0,226 - Tính theo đơn vị tương đối: x*1 = = 0,0746 Trong đó: x1 = 0,226 I1 = 72,7 A U1 = 220 V 73. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto: Trong đó: h1 = 27,5 mm b = d1 = d2 = 7 mm Sc = Sr2 = 178,5 mm2 k1 = 1 b42 = 1,5 mm h42 = 0,5 mm = 1,928 75. Hệ số từ dẫn tản tạp rôto: Trong đó: k41= 1- 0,033 = 1 q2 = = 3,16 Z2 = 38 rãnh p = 2 t2 = 1,930 cm kd2 = 1 = 0,72 theo bảng 5.3 trang 137 TKMĐ = 0,0062 theo bảng 5.2c trang 134 TKMĐ b42 = 0,15 cm = 0,07 cm = 2,028 = 2,028 76. Hệ số từ tản phần đầu nối: Trong dó: Dv = 19,4 cm Z2 = 38 rãnh l2 = 18,8 cm = 0,329 a = 40 mm = 4 cm b = 19 mm = 1,9 cm p = 2 = 0,329 = 0,634 77. Hệ số từ tản do rãnh nghiêng: = 0,643 Trong đó: bn = t1 = 1,538 cm t2 = 1,930 cm = 2,028 78. Hệ số từ tản rôto: Trong đó: = 1,928 = 2,028 = 0,634 = 0,643 = 1,928 + 2,028 + 0,634 + 0,643 = 5,233 = 5,233 79. Điện kháng tản dây quấn rôto: x2 = 7,9. f1. l2..10-8 Trong đó: f1 = 50 Hz l2 = 18.8 cm = 5,233 x2 = 7,9. f1. l2..10-8 = 7,9. 50. 18,8. 5,233. 10-8 = 3,88.10-4 x2 = 3,88.10-4 80. Điện kháng rôto đã quy đổi: x’2 = . x2 = 973. 3,88.10-4 = 0,3775 Trong đó: = 973 x2 = 3,88.10-4 - Tính theo đơn vị tương đối: x*2 = x’2. 0,3775. 0,124 Trong đó: x’2 = 0,3775 I1 = 72,7 A U1 = 220 V 81. Điện khánh hỗ cảm: x12 = = 10,45 Trong đó: U1 = 220 V = 20,6 A x1 = 0,226 - Tính theo đơn vị tương đối: x*12 = x12 = = 3,45 Trong đó: x12 = 10,45 I1 = 72,7 A U1 = 220 V 82. Tính lại trị số kE : kE = = 0,979 Trong đó: U1 = 220 V = 20,6 A x1 = 0,226 Trị số này không sai khác nhiều so với giả thiết đã tra theo hình ( 10-2 trang 231 TKMĐ ) ban đầu là : kE = 0,98 nên không cần phải tính lại. F. Tổn hao thép và tổn hao cơ : 83. Trọng lượng răng stato: GZ1 = . Z1. bZ1. h’Z1. l1. kc1.10-3 GZ1 = 7,8. 48. 0,76. 2,5. 18,8. 0,93.10-3 = 11,45 kg Trong đó: = 7,8 kg/ m3 Z1 = 48 rãnh bZ1 = 0,76 cm h’Z1 = 2,5 cm .l1 = 18,8 cm kc1 = 0,93 84. Trọng lượng gông từ stato: Gg1 = . l1. Lg1. hg1. 2p. kc.10-3 Gg1 = 7,8. 18,8. 25. 3,1. 4. 0,93.10-3 = 42,27 kg Trong đó: = 7,8 kg/ m3 l1 = 18,8 cm Lg1 = 25 cm hg1 = 3,1 cm p = 2 kc1 = 0,93 85. Tổn hao sắt trong lõi sắt stato: - Trong răng: PFeZ1 = kgc. pFeZ. B2Z1. GZ1.10-3 PFeZ1 = 1,8. 2,5. 1,7042. 11,45.10-3 = 0,149 kW Trong đó: kgc = 1,8 pFeZ = = 2,5 W/ kg (suất tổn hao ) BZ1 = 1,704 T GZ1 = 11,45 kg - Trong gông: PFeg1 = kgc. PFeg1. B2g1.Gg1.10-3 PFeg1 = 1,6. 2,5. 1,5712. 42,27.10-3 = 0,417 kW Trongđó: kgc = 1,6 pFeg1 = 2,5 kW Bg1 = 1,571 T Gg1 = 24,27 kg - Trong cả lõi sắt: P’Fe = PFeZ1 + PFeg1 = 0,149 + 0,417 = 0,566 kW Trongđó: PFeZ1 = 0,149 kW PFeg1 = 0,417 kW 86. Tổn hao bề mặt trên răng rôto: Pbm = Trong đó: pbm = B0 = . . = 0,26. 1,124. 0,78 = 0,227 T Mà : = 0,26 khi = 4,285 ( tra ở hình 6-1 trang 141 TKMĐ ) = 1,124 = 0,78 T Với rôto lấy ( k0 = 1,7 2 ) Ta lấy k0 = 2 ( k0 hệ số kinh nghiệm ) pbm = pbm = 185,5 Vậy: Pbm = Pbm = = 0,023 kW Pbm = 0,023 kW 87. Tổn hao đập mạch trên răng rôto: Pđm = 0,11.GZ2.10-3 Trong đó Bđm là biên độ dao động của mật độ từ thông trong răng rôto: Bđm = Bz2 = = 0,061 T Bđm = 0,061 T Trong đó: = 1,978 = 0,07 cm t2 = 1,930 BZ2 = 1,724 T GZ2 = .Z2 . h’Z2 . b’Z2 .l2 . kc .10-3 ,05 k GZ2 = 7,8. 38. 2,516. 0,9245. 18,8. 0.93.10-3 = 12,05 kg GZ2 = 12,05 kg Trong đó: = 7,8 kg/ m3 Z2 = 38 rãnh h’Z2 = 2,516 cm b’Z2 = 0,9245 T l2 = 18,8 cm kc = 0,93 Pđm = 0,11.GZ2.10-3 Pđm = 0.1112,05.10-3 = 0,025 kW Pđm = 0,025 kW 88. Tổng tổn hao thép : PFe = P’Fe + Pbm + Pđm = 0,566 + 0,023 + 0,025 = 0,614 kW PFe = 0,614 kW Trong đó: P’Fe = 0,566 kW Pbm = 0,023 kW Pđm = 0,025 W 89. Tổn hao cơ: Pcơ = k.10-3 Trong đó: 2p = 4 nên kcd = 1 n1 = 1500 v/ph Dn = 34,9 cm Pcơ = 1.10-3 = 0,334 kW 90. Tổn hao không tải: P0 = PFe + Pcơ = 0,614 + 0,334 = 0,948 kW P0 = 0,948 kW G. đặc tính làm việc r1 = 0,079 r’2 = 0,0613 x1 = 0,226 x’2 = 0,3775 x12 = 10,45 - Các thông số : Thành phần phản kháng và tác dụng của dòng đện ở tốc độ không đồng bộ. C1 = 1 + = 1 + = 1,021 Trong đó: x1 = 0,226 x12 = 10,45 C = 1,042 Iđbx = I = 20,6 A Iđbr = = = 1 A Iđbr = 1 A Trong đó: P’Fe = 0,566 kW = 20,6 A r1 = 0,079 U1 = 220 V E1 = U1 - I. x1 = 220 – 20,6. 0,226 = 215,3 V E1 = 215,3 V kI = = = 8,76 Trong đó: W1 = 60 vòng kd1 = 0,925 Z2 = 38 rãnh I = = = 69,06 A Trong đó: I2 = 605A k1 = 8,76 sđm = = = 0,0196 sm = = = 0,102 91. Bội số mômen cực đại: mmax = = Trong đó: I’2m = 238,7 A với sm = 0,102 ( theo bảng đặc tính làm việc ) I’2đm = 70,19 A với sđm = 0,0196 ( theo bảng đặc tính làm việc ) mmax = = 2,21 bảng đặc tính làm việc của động cơ điện KHÔNG Bộ ba pha rôto lồng sóc S Đ. Vị 0,005 0,01 0,015 0,0196 0,025 0,102 1 2 3 4 5 6 7 8 W 12,855 6,468 4,338 3,139 2,635 0,706 W 0,624 0,624 0,624 0,624 0,624 0,624 W 12,870 6,498 4,382 3,200 2,707 0,942 A 17,45 34,56 51,25 70,19 82,97 238,4 0,9988 0,9953 0,9899 0,9809 0,9734 0,048 0,096 0,142 0,195 0,230 A 18,07 34,69 50,68 67,13 80,10 A 21,42 23,84 27,72 34,00 39,29 1 2 3 4 5 6 7 8 A 28,02 42,09 57,76 75,24 88,21 0,644 0,824 0,877 0,892 0,908 kW 11,926 22,895 33,448 44,30 52,86 kW 0,186 0,419 0,790 1,341 1,844 kW 0,055 0,219 0,483 0,906 1,265 kW 0,059 0,114 0,167 0,221 0,264 kW 0,948 0,948 0,948 0,948 0,948 kW 1,248 1,700 2,388 3,416 4,321 P2 = P1 - SP kW 10,678 21,195 31,060 40,884 48,539 % 89,53 92,57 92,86 92,28 91,82 H. tính toán đặc tính khởi động 92. Tham số của động cơ khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài: Với s = 1 a. Thanh dẫn bằng nhôm thì chiều cao tương đối = 0,067. a . Trong đó: a = ( hr2 - h42 ) = 27,5 – 0,5 = 27mm = 0,067. a . = 0,067. 27. 1 = 1,8 Theo hình 10-13 trang 256 TKMĐ khi = 1,8 tra ra = 0,8 = 0,8 b. Hệ số: kR = 1 + = 1 + 0,8 = 1,8 c. Điện trở của thanh dẫn khi tính đến dòng điện hiệu ứng mặt ngoài là: rtd = kR. rtd = 1,8. 0,4579.10-4 = 0,824.10-4 rtd = 0,824.10-4 Trong đó: kR = 1,8 rtd = 0,4579 d. Điện trở của rôto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s= 1 : r2 = rtd + r2 = = 0,9967.10-4 Trong đó: rtd = 0,824.10-4 rv = 0,00935 = 0,329 e. Điện trở rôto đã quy đổi: r = = 973 . 0,9967 . 10-4 = 0,0969.10-4 = 973 = 0,9967.10-4 f. Hệ số từ dẫn rãnh rôto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài Với s = 1 = + Trong đó: h1 = 27,5 mm b = d1 = d2 = 7 mm Sc = Sr2 = 178,5 mm2 b42 = 1,5 mm h42 = 0,5 mm = 0,8 = = 1,609 g. Tổng hệ số từ dẫn rôto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài: Với s = 1 = Trong đó: = 1,609 = 2,028 = 0,634 = 0,643 = 1,609 + 2,028 + 0,634 + 0,643 = 4,914 h. Điện kháng rôto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài: x= x. Trong đó: x’2 = 0,3775 = 4,914 = 4,914 x= x. = 0,3775.= 0,3544 i. Tổng trở ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài: Với s = 1 rn = r1 + = 0,079 + 0,0969 = 0,1759 Trongđó: r1 = 0,079 = 0,0969 xn = x1 + x= 0,226 + 0,3544 = 0,5804 Trong đó: x1 = 0,226 x= 0,3544 Zn = = = 0,6065 k. Dòng điện ngắn mạch khi chỉ xét đến hiệu ứng mặt ngoài : In = = = 362,7 A Trongđó: U1 = 220 V Zn = 0,6065 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 khi : kbh = 1,35 ( vì động cơ điện có rãnh rôto kín nên kbh ( 1,3 1,45 ) a. Dòng điện ngắn mạch khi xét cả hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản : Inbh = kbh . In = 1,35. 362,7 = 489 A Trong đó: kbh = 1,35 In = 362,7 A b. Sức từ động trung bình của một rãnh stato : Fzbh = Với = 0,833 thì theo hình 10-14 có k= 0,88 (theo hình 10-14 trang 259 TKMĐ) Trong đó: Ur1 = 30 thanh ky = 0,966 kđ = 0,925 a1 = 4 Z1 = 48 rãnh Z2 = 38 rãnh Inbh = 489 A Fzbh = Fzbh = Fzbh = 5134 c. Sự biến đổi tương đương của rãnh hở tính toán từ thông tản khi bão hòa trong khe hở không khí: Cbh = 0,64 + 2,5. Trong đó: = 0,07 cm t1 = 1,538 cm t2 = 1,930 cm Cbh = 0,64 + 2,5. = 0,64 + 2,5. = 0,995 Cbh = 0,995 d. Mật độ từ thông quy đổi trong khe hở không khí: Trong đó: Fztb = 5134 Cbh = 0,995 = 0,07 cm = 4,6 T Theo hình 10-15 trang 260 TKMĐ tra ra ta được: = 0,5 C1 = (t1 – b41) .( 1- ) Trong đó: t1 = 1,538 cm b41 = 0,3cm C1 = (t1 – b41) .( 1- ) C1 = ( 1,538 – 0,3) ( 1- 0,5 ) = 0,61 e. Vì stato dạng dãnh 1/2 kín nên sự giảm nhỏ của hệ số từ dẫn của từ thông tản do bão hòa được xác định như sau: Trong đó: h41 = 0,05 cm b41 = 0,3 cm d2 = 0,86 cm h3 = = = 0,43 cm C1 = 0,61 = 0,574 = 0,574 g. Hệ số từ dẫn tản rãnh stato khi xét đến bão hòa mạch từ tản: = 1,293 – 0,574 = 0,719 = 0,719 Trong đó: = 1,293 = 0,574 h. Hệ số từ tản tạp stato khi xét đến bão hòa mạch từ tản: = 1,045. 0,5 = 0,522 = 0,522 Trong đó: = 1,045 = 0,5 i. Tổng hệ số từ tản stato khi xét đến bão hòa mạch từ tản: = + + = 0,719 + 0,522 + 1,051 = 2,292 = 2,292 Trong đó: = 0,719 = 0,522 = 1,051 k. Điện kháng stato khi xét đến bão hòa mạch từ tản: x1bh = x1. = 0,152 Trong đó: = 2,292 = 3,389 x1 = 0,226 l. Đối với rôto sự biến đổi tương đương miệng rãnh là: C2 = ( t2 – b42 ) ( 1 - ) = ( 1,930 – 0,15 ) ( 1- 0,5 ) = 0,89 C2 = 0,89 Trong đó: t2 = 1,930 cm b42 = 0,15 cm = 0,5 Vì rôto rãnh 1/2 kín nên sự giảm nhỏ số từ dẫn tản rãnh do bão hòa: Trong đó: h42 = 0,05 cm b42 = 0,15 cm C2 = 0,89 = 0,2852 = 0,2852 m. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto khi xét đến bão hòa mạch từ tản vàhiệu ứng mặt ngoài: = - = 1,609 - 0,2852 = 1,3238 = 1,3238 Trong đó: = 1,609 = 0,2852 n. Hệ số từ tản tạp rôto khi xét đến bão hòa mạch từ tản: = . = 2,028. 0,5 = 1,014 = 1,014 Tronh đó: = 2,028 = 0,5 o. Hệ số từ tản do rãnh nghiêng rôto khi xét đến bão hòa mạch: = . = 0,643. 0,5 = 0,321 = 0,321 p. Tổng hệ số từ tản rôto khi xét đến bão hòa mạch từ tản và hiệu ứng mặt ngoài: = + + + = 1,3238 + 1,014 + 0,634 + 0,321 = 3,29 = 3,29 Trong đó: = 1,3238 = 1,014 = 0,634 = 0,321 q. Điện kháng rôto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản: x’2bh = x’2. = 0,267 x’2bh = 0,267 Trong đó: = 3,29 = 5,233 x ‘2 = 0,3775 94. Các tham số ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngài và sự bão hòa của mạch từ tản: = r1 + = 0,079 + 0,0969 = 0,1759 Trong đó: r1 = 0,079 = 0,0969 = + x’2bh = 0,152 + 0,267 = 0,419 Trong đó: = 0,152 x’2bh = 0,267 = = 0,454 = 0,454 95. Dòng điện khởi động : Ik = = 484 A Trong đó: U1 = 220 V = 0,454 Trị số này không sai khác nhiều với trị số giả thiết ở mục 93 ( Inbh = 489 A ) nên không cần giả thiết lại . 96. Bội số dòng điện khởi động: ik = = 6,65 Trong đó: Ik = 484A Iđm = 72,7 A Điện kháng hỗ cảm khi xét đến bão hòa : x12n = x12. = 10,45. 1,57 = 16,4 Trong đó: x12 = 10,45 = 1,57 = 1 + = 1+ = 1,016 = 1,016 Trong đó: x’2bh = 0,267 x12n = 14,6 I'2k = = 476 A Trong đó: Ik = 484 A = 1,016 97. Bội số mômen khởi động: mk = Trong đó: I'2k = 476 A I'2đm = 70,19 A = 0,0969 r'2 = 0,0613 Sđm = 0,0196 mk = = 1,424 mk = 1,424 J. Tính toán nhiệt : - Sơ đồ thay thế nhiệt của máy : Khi làm việc, trong máy điện sinh ra các tổn hao, năng lượng tiêu tốn đó biến thành nhiệt năng và làm nóng các bộ phận của máy. Khi trạng thái nhiệt trong máy đã ổn định thì toàn bộ nhiệt lượng phát ra từ máy đều tỏa ra môi trường xung quanh . Sử dụng làm mát máy có quạt thổi ngoài vỏ máy qua các cánh tản nhiệt đồng thời có gió tuần hoàn trong vỏ máy nhờ cánh quạt đặt trên vành ngắn mạch của rôto lồng sóc . 98. Các nguồn nhiệt trong sơ đồ thay thế nhiệt bao gồm: - Tổn hao đồng trên stato: Qcu1 = Pcu1 + 0,5Pf = 1341 + 0,5. 221 = 1451 W Trongđó: Pcu1 = 1341 W Pf = 221 W - Tổn hao đồng trên stato: QFe = PFe = 566 W - Tổn hao trên rôto: QR = PR = Pcu1 + 0,5.Pf + Pcơ + Pbm + Pđm QR = PR = 906 + 0,5. 221 + 334 + 23 + 25 = 1398 W QR = PR = 1398 W Trong đó: Pcu1 = 906 W Pf = 221 W Pcơ = 334 W Pbm = 23 W Pđm = 25 W 99. Nhiệt trở trên mặt lõi sắt stato: RFe = RFeg + Rg = Trong đó: SDn = . Dn. l = 3,14. 34,9. 20 = 2193 cm2 SDn = 2139 cm2 ( diện tích bề mặt truyền nhiệt của gông ) Mà : Dn = 34,9 cm l = 20 cm =0,096 W/cm2 0C Mà : = 30.10-2 W/cm2 0C ( tra bảng 8.2 trang 170 TKMĐ ) hg1 = 3,1 cm = 0,09 W/cm2 0C (theo kinh nghiệm nhiệt trở phụ ) RFe = RF