Thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc

72 Giáo trình TKMĐ: Trong đó: Fd = 706,56 (A) tính ở mục 39 , FZ1 = 102 (A) tính ở mục 42 FZ2 = 66.8 (A) tính ở mục 45 Mật độ từ thông trên gông Stato (tính lại việc chọn sơ bộ ở mục 19) Trong đó: F = 0,0097 (W) tính ở mục 16 , l1 =15 (cm) tính ở mục 5 kC1 =0,95 chọn ở mục 18 , hg1 =2,3(cm) tính ở mục 22 Cường độ từ trường trên gông Stato Tra bảng từ hóa ở phụ lục V-9 ta được:Hg1=8,15 A/cm Chiều dài mạch từ gông từ Stato Theo công thức 4- 48 Tr 107 Giáo trình TKMĐ: Sức từ động trên gông Stato Fg1 =Lg1.Hg1 =19,54.8,15=158,9 Mật độ từ thông trên gông Rôto Trong đó: F = 0,0097 (W) tính ở mục 16 , l2 =15(cm) tính ở mục 5 kC2 =0,95 chọn ở mục 18 , hg2 =23 (mm) = 43,7 (cm) tính ở mục 36 Cường độ từ trường trên gông Rôto Tra đường cong và bảng từ hóa ở phụ lục V-9, dùng phương pháp nội suy ta được: Với Bg2=1,86(T) ta tính được: Chiều dài mạch từ gông từ Stato Theo công thức 4- 53 Tr 108 Giáo trình TKMĐ: Trong đó: dt =5,4 (cm) đường kính trục Rôto, tính ở mục 36 hg2 = 4,37 (cm) tính ở mục 36 Sức từ động trên gông Stato Fg2 =Lg2.Hg2=7,64.1,86=14 (A) Sức từ động tổng của toàn mạch Theo công thức 4- 82 Tr 114 Giáo trình TKMĐ Fồ = Fd + FZ1 + FZ2 + Fg1 + Fg2 Trong đó: Fd = 706,56 (A) Sức từ động khe hở không khí, tính ở mục 39 FZ1 = 102 (A) Sức từ động trên răng Stato, tính ở nục 42 FZ2 = 66,8 (A) Sức từ động trên răng Rôto, tính ở nục 45 Fg1 =158,9 (A) Sức từ động trên gông Stato, tính ở nục 51 Fg2 = 14 (A) Sức từ động trên gông Rôto, tính ở nục 55 Thay số vào ta được: Fồ = 706,56+ 102 + 66,8 + 158,9+ 14 = 1048,2 (A) Hệ số bão hoà toàn mạch Dòng điện từ hoá Theo công thức 4- 83 Tr 73 Giáo trình TKMĐ: Trong đó: Fồ =1048,2 (A) tính ở mục 57 W1=112(vòng) số vòng dây của dây quấn Stato, tính ở mục 12 kdq1 =0,958 hệ số dây quấn Stato, tính ở mục 15 Dòng điện từ hoá tính theo đơn vị phần trăm: Trong đó: Iđm =29,3(A) dòng điện đực mức, tính ở mục 2 Nhận xét: Với động cơ không đồng bộ có 2p=4 thì =(30%-35%) .Do vậy giá trị trên là có thể chấp nhận được Chương V: tham số của động cơ điện Chiều dài phần đầu nối dây quấn Stato Theo công thức 3- 29 và 3- 30 Tr 68 Giáo trình TKMĐ ta có: lđ1 =Kđ1.ty1 + 2B1 Trong đó: Kđ1, B1 được tra trong bảng3- 4 Tr 69 Giáo trình TKMĐ, đối với loại động cơ 2p=4, phần đầu nối không băng cách điện ta có: Kđ1 =1,3 và B1 = 1,0 (cm) là bề rộng trung bình của phần tử (theo công thức 3- 30) Trong đó: D = 18 (cm) đường kính trong Stato, tính ở mục 3 hr1 =2,3 (cm) chiều cao rãnh Stato, tính ở mục 20 Z1 =48 số rãnh Stato, tính ở mục 9 Thay số vào ta được: Từ đó ta có: lđ1 = Kđ1.ty1 + 2B1 =1,3.13,28 + 2.1 = 19,264(cm) Chiều dài phần đầu nối của dây quấn Stato khi ra khỏi lõi sắt Chiều dài trung bình vòng dây của dây quán Stato l1/2 tb = l1 + lđ1 = 15 +19,264= 34,26 (cm) Chiều dài dây quấn của 1 pha Stato l1 = 2.W1.l1/2 tb.10-2 =2.112.34,26.10-2 = 776 (m) Điện trở tác dụng của dây quấn Stato Trong đó: l1 =76,70 (m) chiều dài dây quấn của 1 pha Stato, tính ở mục 63 n1 =2 số sợi dây ghép song song, chọn ở mục 13 a1 =1 số nhánh song song, chọn ở mục 13 S1 = 2.57 (mm2) tiết diện dây dẫn, tính ở mục 13 :là điện trở dây dẫn đồng Tính theo đơn vị tương đối: Điện trở tác dụng của dây quấn Rôto Điện trở thanh dẫn: Trong đó: l2 =71,36 (cm) chiều dài lõi sắt Rôto, tính ở mục 28 Sr2 =112 (mm2) diện tích rãnh Rôto, tính ở mục 36 Điện trở vành ngắn mạch: Trong đó: DV = 15,8 (cm) đường kính trung bình của vành ngắn mạch D’ = 17,9 (cm) đường kính ngoài Rôto, tính ở mục 25 SV = 504 (mm2) diện tích vành ngắn mạch, tính ở mục 35 Điện trở Rôto: Theo công thức 5- 14 Tr 77 Giáo trình TKMĐ ta có Trong đó: Rtd =5,8.10-5 (W) điện trở thanh dẫn, tính trên RV =1,07.10-6 (W) Điện trở vành ngắn mạch, tính ở trên Hệ số quy đổi điện trở Rôto về Stato Theo công thức 5- 16 Tr121 Giáo trình TKMĐ ta có: Điện trở Rôto sau khi quy đổi về Stato R’2 =g.R2 = 3220.0,79.10-4 =0,25 (W) Tính theo đơn vị tương đối: Hệ số từ tản rãnh Stato Hệ số từ tản rãnh Stato: Theo công thức 5- 23 Tr79 Giáo trình TKMĐ Đối với rãnh nửa kín, hình quả lê, dây quấn 2 lớp bước ngắn: Trong đó: Các kích thước như hình vẽ br1 = brr1min =d1=7,3 (mm) bề rộng rãnh Stato phía miệng rãnh (mục 20) h2 =-(d1/2-2.c-c’) = -(7/3-2.0,5-0,4) = -2,25 (mm) chiều cao nêm h41 =0,5 (mm) h1 =hr1- 0,1.d2 - 2.c - c’ =23 - 0,1.9,2 - 2.0,5 - 0,4=20,58 (mm) b41= 3 (mm) kb =f(b),k’b =f(b), được tính theo công thức 5-24,25 Giáo trình TKMĐ Với Thay số vào ta được: Hệ số từ dẫn tản tạp Stato Theo công thức 5- 39 Tr 82 Giáo trình TKMĐ ta có Trong đó: t1 =13,3 (mm) bước rãnh Stato, tính ở mục 10 q1 =4 tính ở mục 9 , kdq1 =0,925 tính ở mục 15 st1: Tra trong bảng 5- 2a Tr 86 với q1 =4; bước rút ngắn của dây quấn theo bước rãnh bằng 12-10=2 ta tra được giá trị 100st1 =0,62 ị st1 =0,0062 rt1: Tra theo bảng 5- 3 Tr 86 Giáo trình TKMĐ, với loại rãnh làm nghiêng: q1 =4; tỉ số ta tra được với q=4 và Z2/p=15 : rt1= 0,9 với q=4 và Z2/p=20 : rt1= 0,84 Ngoại suy ra ta có: với q=4 và Z2/p=19 : rt1= rt1 = 0,88 -Theo công thức 5- 41 Tr 83 với: b41 =3 (cm) t1 = 11,78 (cm) d = 0,7 (cm) kd =1,2 tính ở mục 39 Thay số vào ta được: Hệ số từ tản đầu nối Theo công thức 5- 44 Tr83 đối với dây quấn 2 lớp lđ1 =0,34..(lđ1 - 0,64.b.t) = 0,34..(19,264- 0,64.0,833.14,14)=1,06 Trong đó: lđ1 =19,264 (cm) chiều dài phần đầu nối dây quấn Stato (mục 40) b = 0,833 tính ở mục 15 , t = 14,14 (cm) tính ở mục 5 Tổng hệ số từ dẫn tản Sl1 =lr1 + lt1 + lđ1 = 1,393+1,19+1,06 = 3,643 Điện kháng tản dây quấn Stato Theo công thức 5- 20 Tr79 Giáo trình TKMĐ ta có: Tính theo đơn vị tương đối: Hệ số từ dẫn tản rãnh Rôto Hệ số từ dẫn tản ở rãnh Rôto: loại rãnh hình quả lê0 Theo CT 5- 30 Tr80 ta có: Trong đó: k=1 , h42=1mm,b42 =0,5 (mm) Sr2 =112 (mm2) diện túch rãnh Rôto (mục 36) b = dr2max =7,2 (mm) bề rộng rãnh Rôto phía miệng rãnh (mục 34) h1= hr2 - 0,1.d = 30 -0,1.6 =29,4 (mm) chiều cao rãnh Rôto (mục 34) Thay số: Hệ số từ tản tạp Rôto Theo công thức 5- 40 Tr 83 : Trong đó: t2 =14(mm) tính ở mục 27 Đối với dây quấn Rôto lồng sóc thì: và kdq2 = 1; rt2 =1 với Rôto to lồng sóc rãnh nửa kín thì kt2 ằ 1 s2: được tra trong bảng 5- 2c Tr87 với ta ngoại suy giữa q2=3 và q2=20/9 q2=3 thì 100s2=3. , q2=19/6 thì 100s2=0,82 Thay số ta được: Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối: Theo công thức 5- 45 Tr84, với Rôto lồng sóc đúc nhôm, vòng ngắn mạch coi ở liền, sát với đầu lõi sắt Rôto: Trong đó:DV = 15,8 (cm) đường kính trung bình của vành ngắn mạch (mục65) ld’’ ằ l2 =18,5 (cm) đối với Rôto lồng sóc không có rãnh thông gió aV =2,8 (cm) và bV =1,8 (cm) kích thước vành ngắn mạch, tính ở mục 35 Thay số: Hệ số từ tản do rãnh nghiêng Hệ số từ dẫn Rôto Sl2 =lr2 + lt2 + lđ2 +lrn =1,48 + 1,8 + 0,7 +0,6 = 4,58 Điện kháng tản dây quấn Rôto Theo công thức 5- 49 Tr84 với Rôto lồng sóc: X2 =7,9.f2.l2.Sl2.10-8 =7,9 .50.15.4,58. 10-8 = 2,7.10-4 (W) Điện kháng tản Rôto đã quy đổi về Stato X’2 =g.X2 =3220.2,7 =0,86 (W) Trong đó: là hệ số quy đổi điện trở Rôto về Stato tính ở mục 66 Tính theo đơn vị tương đối Điện kháng hỗ cảm (Khi không xét rãnh nghiêng) Trong đó: U1 =220 (V) điện áp pha đặt vào dây quấn Stato Im =7,24 (A) dòng điện từ hoá, tính ở mục 59 X1 =0,676 (W) Điện kháng tản dây quấn Stato, tính ở mục 69 Tính theo đơn vị tương đối: Điện kháng tản khí xét đến rãnh nghiêng Xét góc rãnh nghiêng: Theo công thức Tr 88 Giáo trình TKMĐ: Trong đó: bc =1,33 (cm): độ nghiêng của rãnh, tính toán ở mục 39 (điện) Tra bảng 5- 3 Tr91, Giáo trình TKMĐ ta xác định được trị số của sn =1,05 (sn: là hệ số rãnh nghiêng) X’1n = sn,X1 =1,05,0,9307 = 0,9772 (W) X’2n =sn,X’2 = 1,05,0,5737 = 0,6024 (W) 80. Tính lại trị số kE Trị số này không sai khác nhiều so với trị số kE =0,975 đã chọn sơ bộ ở mục 3, ta tính độ sai lệch tương đối: nên không cần tính lại. Chương VI: tổn hao trong thép và tổn hao cơ Trọng lượng răng Stato GZ1 = gFe.Z1.hr1.bZ1.l1.kC1.10-3 Trong đó: gFe = 7,8 (kg/m3) trọng lượng riêng của thép làm răng Stato hZ1 = 1,9 (cm) chiều cao răng Stato, tính ở mục 20 bZ1 = 0,495 (cm) bề rộng răng Stato, tính ở mục 21 l1 =15(cm) chiều dài lõi sắt Stato, tính ở mục 6 kC1 =0,95 hệ số ép chặt lõi sắt Stato, chọn ở mục 18 ị GZ1 =7,8.48.0,495.1,9.1,5.0,95.10-3 = 5,02 (kg) Trọng lượng gông từ Stato Gg1 = gFe.l1.lg1.hg1.2p.kC1.10-3 Trong đó: lg1 = 19,54 (cm) chiều dài mạch từ gông từ Stato, tính ở mục 55 hg1 = 2,3 (cm) chiều cao gông từ Stato, tính ở mục 22 ị Gg1 =7,8.15.19,54.2,3.4.0,95.10-3 = 19,98 (kg) Tổn hao chính trong thép Tổn hao cơ bản trong lõi sắt Stato Tổn hao trong răng: Theo công thức 6- 2 Trang 94 TKMĐ ta có: PFeZ1 =kgiacông Z1.pFeZ1.GZ1.. 10-3 Trong đó: pFeZ1=2,5 kgiacông Z1 =1,8 hệ số gia công răng Stato, đối với động cơ có P Ê 250 (KW) GZ1 = 5,02 (kg) trọng lượng răng Stato, tính ở mục 81 Thay số vào ta được: PFeZ1 =1,8.2,5.1,82 .5,02.10-3 = 0,073 (KW) Tổn hao trong gông Stato PFeg1 =kgiacông g1.pFeg1.Gg1.10-3 (Theo công thức 6-3 Trang 94 TKMĐ) Trong đó: Gg1 = 60,1 (kg) trọng lượng gông từ Stato, tính ở mục 76 kgiacông g1 =1,6 hệ số gia công gông Stato, với Pđộng cơ Ê 250 (KW)= 0,4063 (KW) Tổn hao cơ bản trong lõi sắt Stato: PFe1 =PFeZ1 + PFeg1 = 0,037 + 0,173 = 0,246 (KW) Tổn hao phụ trong thép Stato và rôto Tổn hao bề mặt trên răng Stato Theo công thức 6-7 trang 142 Trong đó : Với : b0 = 0,31 b41/d = 32/0,5 = 6,4 B0 = b0.kd.Bd = 0,31.1,2.0,73 = 0,272 Thay số vào ta có : Tổn hao bề mặt trên răng rôto Theo công thức Trong đó : Với : b0 = 0,31 , b42/d = 3,2/0,5 = 6,4 B0 = b0.kd.Bd = 0,31.1,2.0,73 = 0,272 Thay số vào ta có : Tổn hao đập mạch trên răng Stato Theo công thức 6-13 Trang 97 TKMĐ, với loại thép '12 ta có: Trong đó: Z2 =48 số rãnh Rôto n n1 = 1500 (Vòng/phút) tốc độ đồng bộ , GZ1=20,08 (Kg) Bđm1: biên độ dao động của từ trường trong vùng liên thông răng (rãnh) Rôto và Stato theo vị trí tương đối của rãnh Rôto và Stato, Theo công thức 6-10 Trang 142 TKMĐ ta có: Trong đó: tính ở mục 39 d = 0,7 (mm) khe hở không khí, tính ở mục 23 t2 = 0,5 (mm) tính ở mục 27 tính ở mục 42 Thay số vào ta được tổn hao đập mạch trong răng Rôto là: Tổn hao đập mạch trong răng Rôto Theo công thức 6-13 Trang 97 TKMĐ, với loại thép '12 ta có: Trong đó: Z1 =72 số rãnh Stato, tính ở mục 9 n = n1 = 1000 (Vòng/phút) tốc độ đồng bộ GZ2 Trọng lượng sắt răng Rôto, được tính theo công thức: GZ2 = gFe.Z2.hZ2.bZ2.l2.kC2.10-3 Trong đó: gFe = 7,8 (kg/m3) trọng lượng riêng của thép làm răng Stato hZ2 =1,76 (cm) chiều cao răng Rôto, tính ở mục 37 bZ2 = 0,64 (cm) bề rộng răng Rôto, tính ở mục 37 l2 =15 (cm) chiều dài lõi sắt Rôto, tính ở mục 28 kC2 =0,95 hệ số ép chặt lõi sắt Rôto, chọn ở mục 28 Z2 = 40 số rãnh Stato, tính ở mục 24 ị GZ2 =7,8.40.1,76.0,64.15.10-3 = 18,575 (kg) Tính Bđm2: biên độ dao động của từ trường trong vùng liên thông răng (rãnh) Stato và Rôto theo vị trí tương đối của rãnh Stato và Rôto, Theo công thức 6-10 Trang 142 TKMĐ ta có: Trong đó: g1 = n1 = 3,6 tính ở mục 40 d = 0,5 (mm) khe hở không khí, tính ở mục 23 t1 =1,178(cm) bước rãnh Stato, mục 10 BZ2tb = 1,73 (T) tính ở mục 45 Thay số vào ta được tổn hao đập mạch trong răng Rôto là: Tổng tổn hao trong thép lúc không tải Theo công thức 6-15 Trang 144 TKMĐ ta có PSFe = PFe1 + PbmZ1 + PđmZ1 + PbmZ2 + PđmZ2 = = 0,246 + 0,0048 + 0,048 = 0,3 (KW) Trong đó: PFe1: tổn hao cơ bản (chính) trong lõi sắt, tính ở mục 77 PbmZ1: tổn hao bề mặt răng Stato (tổn hao phụ), tính ở mục 78 PđmZ1: tổn hao đập mạch răng Stato, tính ở mục 79 PbmZ2: tổn hao bề mặt răng Rôto, tính ở mục 80 PđmZ2: tổn hao đập mạch răng Rôto, tính ở mục 81 Tổn hao đồng trong dây quấn Stato Theo công thức 6-17 Trang 98 TKMĐ ta có: Trong đó: m1 =3 số pha dây quấn Stato I1 = 83,73 (A) dòng điện trong dây quấn Stato R1 = 0,062 (W) điện trở tác dụng dây quấn Stato tính ở mục 64 Thay số vào ta được: Tổn hao đồng trong dây quấn Stato Theo công thức 6-17 Trang 98 TKMĐ ta có: Trong đó: m2 =3 số pha dây quấn Stato I’2 (A) dòng điện trong dây quấn rôto R1 = 0,062 (W) điện trở tác dụng dây quấn Stato tính ở mục 64 Hệ số dòng điện: Dòng điện rôto qui đổi về stato: Thay số vào ta được: Tổn hao cơ Tổn hao cơ hay tônả hao vì ma sát phụ thuộc vào áp suất trên bề mặt ma sát, hệ số ma sát và tốc độ chuyển động tương đối của bề mặt ma sát, Theo công thức 6-19 Trang 145 TKMĐ đối với loại động cơ không có rãnh thông gió hướng kính và có quạt thổi ngoài vỏ,theo công thức 6-19 ta có: PCơ = Trong đó: Dn = 27,2 (cm) đường kính trong Stato, tính ở mục 4 n = 1500 (Vòng/phút) tốc độ quay của động cơ KT: hệ số, với động cơ có 2p=6 ta có KT=1 PCơ = Tổn hao không tải P0= PCu1+ PCu2+ PFe +Pcơ=0,3+0,6774+0,123=0,423(Kw) Hiệu suất của động cơ Tổn hao khi tải định mức: Pf = 0,005Pđm = 0,005.45 = 0,225 (KW) Tổng tổn hao khi không tải định mức: SP =P0 + Pf = 3,0414 +0,225 = 3,2664 (KW) Hiệu suất của động cơ là: Chương VII: đặc tính làm việc Các thông số cơ bản của Động cơ R1 = 0,3 (W), tính ở mục 64 R'2 = 0,2 (W), tính ở mục 67 X1 = 0,676 (W), tính ở mục 69 X’2 = 0,86 (W), tính ở mục 72 Xm = 29,7 (W), tính ở mục 73 IđbX = Im = 7,24 (A), tính ở mục 59 IđbR E1 = U1 - Im.X1 = 220-7,24.0,676 = 215,1 (V) Hệ số trượt định mức: sđm = Hệ số trượt lớn nhất : sm = Lập bảng đặc tính làm việc theo hệ số trượt (s) Stt s Đơn vị 0,01 0,02 0,0295 0,05 0,1 0,164 1 (W) 26,4 13,4 9,17 5,54 2,92 1,9 2 (W) 1,59 1,59 1,59 1,59 1,59 1,59 3 (W) 26,45 13,49 9,31 5,764 3,325 2,48 4 (A) 8,31 16,68 24,17 39 67,67 90,7 5 0,998 0,99 0,984 0,96 0,878 0,766 6 0,06 0,118 0,171 0,276 0,478 7 (A) 8,834 16,67 23,78 37,14 58,6 8 (A) 7,74 9,16 11,28 17,77 38,87 9 (A) 11,75 19,02 26,32 41,77 70,32 10 0,752 0,876 0,9 0,902 0,833 11 (Kw) 5,83 11 15,8 24,5 38,7 12 (Kw) 0,124 0,325 0,623 1,525 4,45 13 (Kw) 0,034 0,21 0,44 1,14 3,43 14 Pf =0,005,P1 [KW] (Kw) 0,029 0,055 0,079 0,123 0,194 15 P0 =PFe +Pcơ [KW] (Kw) 0,423 0,423 0,423 0,423 0,423 0,423 16 SP=PCu1+ PCu2+Pf+P0 [KW] (Kw) 0,63 1,013 1,56 3,21 8,5 17 0,892 0,907 0,9 0,87 0,78 18 P2=P1- SP [KW] (Kw) 5,2 9,99 14,24 21,29 30,2 Số liệu định mức viết ra từ bảng trên Pđm =15 (KW) I’2đm = 24,17(A) Iđm =24,17 (A) nđm = 1500 (vòng/phút) sđm = 0,032 hđm = 0,89% Cosjđm = 0,9 Theo bảng tính toán ở trên ứng với hệ số trượt này thì: I’2m = 90,7 (A) Bội số mômen cực đại Đặc tính làm việc của máy được biểu diễn trong hình vẽ: S P2(KW) h I1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 h cosj I1(A) 5 10 0 cosj s(%) 1 22 15 20 25 5 10 15 20 Chương VIII: đặc tính mở máy Tham số động cơ điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài của dòng điện (khi s=1) Để cải thiện đặc tính mở máy bằng cách lợi dụng hiện tượng hiệu ứng mặt ngoài của dòng điện. Khi mở máy, do tần số Rôto cao nên dòng điện tập trung lên phía trên rãnh, Vì vậy ta cần xác định độ sâu quy đổi hr của rãnh trong đó dòng điện phân bố đều và trên cơ sở đó ta xác định điện trở thanh dẫn đặt trong rãnh, Tương tự ta cũng tìm được chiều sâu quy đổi của rãnh hx và theo đó xác định điện kháng của thanh dẫn, Trị số hr và hx được xác định theo công thức 11-29 Trang 279 TKMĐ: Trong đó: a là chiều cao nhôm trong rãnh (Rôto lồng sóc đúc nhôm) Theo hình vẽ ta có: a = hr 2 - h42 = 20 - 0,5 =19,5 (mm) j và y là các hệ số phụ rhuộc vào trị số x (chiều cao bằng số của rãnh) Các thông số được xác định trong mục 34 b = d2 =d1= 6 (mm) h42 =0,5 (mm) b42 =1,5 (mm) hr2 = 16,2 (mm) h12 =12,1(mm) tính ở mục 70 b42 h42 b =dr2max dr2min=b’ br bx a hr2 h12 hr hx Theo công thức 11-30 Trang 279 TKMĐ Trong đó s: là hệ số trượt, khí mở máy s=1 : là tỉ số giữa bề rộng thanh dẫn và bề rộng rãnh, với Rôto lòng sóc r: điện trở suất của vật liệu thanh dẫn, với thanh nhôm nhiệt độ dây quấn là 750C thì Từ đó ta có (công thức 11-31b Tr 279 TKMĐ), Thay số vào ta được: , Tra hình vẽ 10-13 Trang 257 TKMĐ ta được: j = 1 và y =0,75 , kR=1+j=2 Điện trở thanh dẫn khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài của dòng điện: Rtdx = kR.Rtd = 5,8.10-5 = 11,6.10-5 (W) Với Rtd =5,8.10-5 (W) điện trở thanh dẫn, tính ở mục 65 Điện trở tác dụng của dây quấn Rôto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài của dòng điện: Trong đó RV =0,09865.10-5 (W), và _Quy đổi về Stato ta được: R’2x =g.R2x = 3220.12,28.10-5 = 0,395 (W) Trong đó g = 3220 là hệ số quy đổi điện trở Rôto về Stato, tính ở mục 66 Hệ số từ dẫn tản ở rãnh Rôto: Trong đó: Sr2 =112 (mm2) diện túch rãnh Rôto (mục 36) b =5,1 (mm) bề rộng rãnh Rôto phía miệng rãnh (mục 34) h1=29,58 (mm) , h42=1(mm) , b42 =1(mm) y = 0,75 được tính ở trên Thay số: Tổng hệ số từ dẫn Rôto: Slr2x =lr2x + lt2 + lđ2 = 1,75 + 1,8 + 0,7+0,6 = 4,95 Với: lt2 và lđ2 được tính ở mục 70 * Điện kháng rôto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài Tổng trở ngắn mạch khi sét đến hiệu ứng mặt ngoài: Dòng điện ngắn mạch khi chỉ xét đến hiệu ứng mặt ngoài Tham số của động cơ điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài của dòng điện và sự bão hoà của từ trường tản khi s=1 Sơ bộ chọn hệ số bão hoà : kbh=1,2 Dòng điện ngắn mạch: Khi chưa xét bão hoà: Theo công thức 11-40 Tr 258 kbh: là hệ số bão hoà, với kiểu rãnh 1/2 kín, ta chọn sơ bộ kbh =1,2 Sức từ động trung bình của một rãnh Stato: Theo công thức 10-36 Trang 259 TKMĐ ta có: Trong đó: ur =14 là số thanh dẫn tác dụng của một rãnh Stato a1 = 1là số mạch nhánh song song, tính ở mục 11 ky1 = 1 hệ số dây quấn bước ngắn, tính ở mục 15 kdq1 = 0,925 là hệ số dây quấn Stato, tính ở mục 15 Z1 =48, Z2 =40 là số rãnh Stato và Rôto kb =f(b) là hệ số tính đến sức từ động nhỏ đi do bước ngắn được tra theo đường cong hình 10-14 Trang 281 TKMĐ, với b = 0,833 (được tính ở mục 15) ta tra được: kb = 0,09Thay số vào công thức trên ta được: Theo công thức Trang 2259 ta có: Với t1=1,17 (cm), t2=1,4 (cm) là bước rãnh Stato và Rôto, Mật độ từ thông quy đổi trong khe hở không khí: Theo công thức 10-37 TKMĐ: _Theo hình 10-15 Trang 260 TKMĐ ta tra được: cd = 0,6 Sự biến đổi tương đương của miệng rãnh Stato được tín theo công thức10-39Trang 260KMĐ: C1 = (t1 -b41).(1- cd) =(13,3 -3).(1 - 0,6) = 3,34(mm)=0,343(cm) Sự giảm nhỏ của hệ số từ dẫn của từ trường tản do bão hoà: Đối với rãnh 1/2 kín theo công thức 10-42 Trang 260 TKMĐ ta có: _Hệ số từ dẫn tản rãnh stato khi xét đến bão hoà từ tản: lr1bh =lr1 - Dl1bh = 1,393 - 0,37 = 1,023 Với lr1 =1,983 là hệ số từ tản rãnh Stato, tính ở mục 68 _Hệ số từ tản tạp stato khi xét đến bão hoà mạch từ tản lt1bh = cd.lt1 = 0,6. 1,19 = 0,714 Với lt1= 1,06 là hệ số từ dẫn tạp rãnh Stato, tính ở mục 68 * Tổng hệ số từ tản stato khi xét mạch bão hoà từ tản: _lđ1 = 1,06 là hệ số từ tản đầu nối, tính ở mục 68 ị Sl1bh =lr1bh + lt1bh + lđ1 = 1,023 + 0,714 + 1,06 = 2,797 Điện kháng tản Stato khi xét đến bão hoà của từ tản: Trong đó: X1 =0,676 (W) là điện kháng tản dây quấn Stato, tính ở mục 69, Sl1 =3,643 là tổng hệ số từ dẫn tản, tính ở mục 68 Sự biến đổi tương đương của miệng rãnh Rôto lồng sóc thường được tính theo công thức 10-46 Trang 261 TKMĐ: C2 = (t2 – b42).(1- cd) =( 1,4– 0,1).(1 - 0,6) = 0,05 (mm) Sự giảm nhỏ hệ số từ dẫn tản rãnh Rôto do bão hoà: Theo công thức 10-47 Tr 261 TKMĐ đối với loại rãnh 1/2 kín ta có *Hệ số từ tản rãnh rôto khi xét đến bão hoà mạch từ lr2xbh = lr2x –Dl2bh= 1,85– 0,30 = 1,55 Với lr2x =2,0934 là hệ số từ tản rãnh Rôto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài * Hệ số từ tản tạp rôto khi xét đến bão hoà mạch từ tản lt2bh = cd.lt2 = 0,6.1,8 = 1,1 Với lt2x = 1,64 hệ số từ tản tạp rãnh Rôto, tính ở mục 70 * Hệ số từ tản do rãnh nghiêng rôto khi xét đến bão hoà mạch từ tản lrnbh = cd.lrn = 0,6.0,6 = 0,4 * Tổng hệ số từ dẫn rôto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và độ bão hoà của răng: Sl2xbh = lr2xbh + lt2bh +lrnbh + lđ2 =1,55+1,08+0,7+0,4 =3,8 Với lđ2 = 0,7 hê số từ tản đầu nối, tính ở mục Điện kháng tản Rôto khi xét đến bão hoà của từ tản: theo công thức 10-52 Với Sl2 =4,58 là tổng hệ số từ tản rãnh Rôto, tính ở mục 70 Những tham số ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngoà của dòng điện và sự bão hoà của từ tản. *Tổng trở ngắn mạch Dòng điện mở máy khi s=1 Sự sai khác so với trị số dòng điện ngắn mạch khi xét bão hoà ở trên là: Trị số Inbh sai khác giá trị đã giả thiết ban đầu không quá 15% nên không cần tính lại, Bội số dòng điện mở máy khi s=1 _Điện kháng hỗ cảm khi xét đến bão hoà mạch từ tản Trong đó: km =1,48 là hệ số bão hoà toàn mạch, tính ở mục 58 X12 = 29,7 (W) là điện kháng hỗ cảm, tính ở mục 73 _Dòng điện rôto khi mở máy qui đổi về stato Bội số dòng điện mở máy Theo bảng 11-8b Trang 294 TKMĐ ta tra được bội số dòng điện mở máy loại động cơ có công suất P<30(KW), tốc độ n=3000 (Vòng/phút) thì , Bội số mômen mở máy Theo công thức 11-78 Trang 295 TKMĐ ta tính được bội số mômen mở máy: Theo bảng 11-8a Trang 293 TKMĐ ta tra được Bội số mômen mở máy, đối với loại động cơ kiểu kín có công suất P =11(KW), tốc độ n=3000 (Vòng/phút) ta tra được bội số mômen mở máy: Các số liệu tính toán đặc tính mở máy: s 1 0,7 0,5 0,218 0,2 0,1 0,05 0,0297 I1[A] 144,06 137,51 129,03 93,859 89,154 55,968 30,828 19,013 I’2[A] 142,92 136,42 128,01 93,114 88,446 55,524 30,583 18,862 I1/Iđm 6,843 6,532 6,129 4,458 4,235 2,659 1,464 0,903 Mn/Mđb 1,7306 1,5767 1,3882 0,7346 0,6628 0,2612 0,0792 0,0301 Chương IIX: Tính toán nhiệt Động cơ điện không đồng bộ kiểu kín IP44 này được tính toán nhiệt theo sơ đồ thay thế ở hình 8-7T179 Máy có quạt thổi ngoài vỏ máy qua các cánh tản nhiệt đồng thời có gió thổi tuần hoàn trong vỏ máy nhờ cánh quạt đặt trên vành ngắn mạch của rôto lồng sóc.Tâm máy cao h=160mm và chiều dài lắp đặt của vỏ máy là L,ký hiệu 3K.160L I.Tính các nguồn nhiệt trong sơ đồ thay thế Các nguồn nhiệt trong sơ đồ thay thế: Ta có sơ đồ nhiệt đơn giản dùng cho động cơ không đồng bộ kiểu kín Trong đó: PCu PR PFe SP Ra QFe RFe QCu RCu vđ Rcđ Qcđ vFe va vg Pcu: là tổn hao đồng PFe: là tổn hao sắt PR: là tổn hao trong Rôto RFe: nhiệt trở chỗ tiếp giáp lõi sắt Stato với vỏ và trên gông Stato, Ra: nhiệt trở đặc trưng cho độ chênh nhiệt giữabề mặt vỏ và nắp máy với không khí làm mát R’ a: nhiệt trở đặc trưng cho độ chênh nhiệt giữavới không khí nóng bên trong máy và vỏ máy, Rcđ: nhiệt trở cách điện rãnh Tổn hao đồng trên Stato: QCu1 =PCu1+0,5.Pf1 =840+0,5.140=910 (W) Trong đó các giá trị PCu1 và Pf được tra trong bảng đặc tính làm việc khi động cơ làm việc ở chế độ định mức, Tổn hao sắt trên Stato (bỏ qua tổn hao bề mặt): QFe =PFe =P’Fe = 0,246 (KW) =246 (W) P’Fe tính ở mục 77 Tổn hao trên Rôto: QR = PCu2 +0,5.Pf +Pcơ +Pbm2+Pđm2 = 0,6 + 1,14.0,5 + 0,123 + 0,0048 + 0,048 = 0,92(KW) = 920 (W) II. Tính các nhiệt trở Nhiệt trở trên mặt lõi sắt Stato Theo công thức 8-53 và 8-55 Trang 136 TKMĐ ta có: Trong đó: Rdg: là nhiệt trở khe phụ của hở không khí công nghệ giữa lõi sắt Stato và vỏ máy do công nghệ chế tạo gây ra, Với : SDn = p.Dn.l1 = p.27,2.14,5 = 1238 (cm2) Dn là đường kính ngoài Stato, l1 là chiều dài lõi sắt Stato, lFe =30.10-2 (w/oC,cm) là hệ số dẫn nhiệt của lá thép kỹ thuật điện Sillic trung bình, được tra trong bảng 8-2 Tr170 TKMĐ hg1 =2,3 (cm) là chiều cao gông Stato adg =0,08 á0,1 (w/0C,cm2) là hệ số truyền nhiệt kinh nghiệm ta lấy adg =ag = 0,08646 . Thay số vào ta được: Nhiệt trở phần đầu nối của dây quấn Stato Theo công thức 8-29 Trang 179 TKMĐ ta có: _dc: là chiều dài cách điện phần đầu nối dây quấn, ta dùng loại vải thuỷ tinh tấm có chiều dày: dc = 4 (mm) =0,04 (cm), _lc = 0,16.10-2 (w/0C) là hệ số được tra trong bảng 8-2 Tr170 TKMĐ với cách điện cấp B _Đối với dây quấn 2 lớp: Sd =2.Z1. Cb.lđ Trong đó: Z1 =48 số rãnh Stato lđ = 19,264 (cm) chiều dài trung bình của phần đầu nối dây quấn, tính ở mục 60, Cb: chu vi của bối dây, được lấy gần bằng chu vi rãnh Stato Với br1min =7,3 (mm), br1max =9,2 (mm), h12S =173 (mm), tính ở mục 36 ị Sd =2.Z1.Cb.lđ =2.48.2,32.19,264= 4290,5 )cm2) _ ađ =(1+0,56.13,682).133= 0,106 Trong đó: Với n=n1-sđm,n1 =1000 - 0,0138.1000 = 862 (Vòng/phút) ị ađ =(1+0,56.vR2).10-3 =(1+0,56.13,7662 ).10-3 = 0,107 Thay số vào công thức trên ta được: Nhiệt trở đặc trưng cho độ cho độ chênh nhiệt giữa không khí nóng bên trong máy và vỏ máy Theo công thức 3-31 trang 180 TKMĐ ta có: S’a = 3000 (cm2) là bề mặt bên trong vỏ máy bao gồm những phần không tiếp xúc với bề mặt ngoài của 2 nắp máy, được xác định theo kết cấu máy. a =ao.(1+ko.0,5.v’) Trong đó: ko = 0,07 á 0,05, ta chọn ko =0,06 , ao = 1,42.10-3 (w/oC.cm2) tra bảng 8-3 ị a = 1,42.10-3.(1+0,06.0,5.44,36)= 3,31.10-2 (w/oC.cm2) Thay số vào ta được: Nhiệt trở bề mặt ngoài vỏ máy Theo công thức 8-34 Trang 181TKMĐ ta có: Trong đó: Hệ số tản nhiệt của các cánh tản nhiệt: aV =kg.a’V (Theo công thức 8-58 Trang 137