Đồ án: Thiết kế động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 3 pha roto lồng sóc

Khoa Điện Bộ môn Kỷ thuật điện ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY ĐIỆN. Họ và tên sinh viên: …………………………………Lớp: ……………………… Tên đề tài: Thiết kế động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 3 pha roto lồng sóc. a/ Số liệu cho trước: Công suất định mức : P2 = 15kW; vận tốc đồng bộ n1 = 1500v/ph; Điện áp định mức 220/380V. Động cơ thuộc loại thông dụng kết cấu kín (IM1001) chịu nhiệt độ loại Y3. b/ Nội dung thực hiện đồ án: 1/ Tính toán các kích thước cơ bản và dây quấn của động cơ 2/ Tính toán kích thước vùng rãnh dây stator của động cơ. 3/ Tính toán khe hở không khí 4/ Tính toán roto 5/ Tính toán mạch từ 6/ Tính toán các tham số động cơ ở chế độ định mức 7/ Tính toán tổn thất trong động cơ 8/ Tính toán đặc tính làm việc 9/ Tính toán quá trình tỏa nhiệt cho động cơ. c/ Yêu câu: - Thuyết minh đồ án đánh máy kiểu chữ Times New Roman 13, giãn dòng 1,5. Các bản vẽ kết cấu động cơ, đặc tính làm việc của động cơ thực hiện trên khổ giấy A0 theo tiêu chuẩn bản vẽ kỹthuât. Thời gian nhận đồ án: Thời gian hoàn thành d/ Tài liệu tham khảo: 25/02/2015 30/3/2015 Trần khánh Hà, Thiết kế máy điện. NXBKHKT, Hà Nội 2002 Duyệt bộ môn Giáo viên hướng dẫn - 1 - 1. TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CƠ BẢN VÀ DÂY QUẤN CỦA ĐỘNG CƠ 1.1. Số cực: p = 60 f dm 60.50 1500 Dựa vào mối quan hệ chiều cao tâm trục h theo công suất va số đôi cực Bảng 10.1 (Tr.602 TKMĐ) ta chọn chiều cao tâm trục h = 160 mm = 16 cm. 1.2. Đường kính ngoài stator Theo bảng 10.3 (T230 TKMĐ) ta có đường kính ngoài stator. Dn = 27,2 cm 1.3. Đường kính trong stator Tra theo bảng 10.2 (trang 230 TKMĐ) trị số của kD, phụ thuộc vào số đôi cực, ta chọn: kD = 0,640,68 D = kD .Dn = (0,640,68).27,2= 17,408 18,496(cm)  chọn D = 18 Trong đó: kD là tỷ số giữa đường kính trong và đường kính ngoài của stator 1.4. Công suất tính toán: P’ = .cos = 0,975.15 0,89.0,88 = 18.67 (kw) Trong đó, kE = 0,975. Hình 10-2 (trang 231 TKMĐ), là tỷ số sức điện động sinh ra trong máy và điện áp đặt vào. 1.5. Chiều dài tính toán của lõi sắt stator: Theo hình 10-3b (trang 233 TKMĐ), chọn A = 310A/cm; Bδ = 0,77 T 6,1*107 *P`, 6,1*18,67*107 δ  *ks *kd *A*B *D2 *n1 0,64*1,11*0,92*310*0,77*182 *1500 Lấy lδ = 15 Trong đó: - 2 -  = 2π = 0,64 : hệ số tính toán cung cực từ. ks=π 2 2 =1,11 : hệ số sóng kd=0,92 : hệ số dây quấn A: tải đường n1 =1500 v/ph : tốc độ đồng bộ. Bδ: cảm ứng từ trong khe hở không khí. Do lõi sắt ngắn nên làm thành một khối. Chiều dài lõi sắt stator, rotor là: l1 = l2 = lδ = 15cm 1.6.Bước cực: τ = 2* p = 2*18 = 14,14 cm 1.7. Lập phương án so sánh: Hệ số hình dáng λ:  = l =14,14 =1,06 Trong dãy động cơ không đồng bộ 3K công suất P =15 kW, 2p = 4 có cùng đường kính ngoài (nghĩa là cùng chiều cao tâm trục h). Theo hình 10-3b (trang 235-TKMĐ) ta thấy hệ số  nằm trong phạm vi kinh tế do đó việc lựa chọn phương án trên là hợp lý. 1.8. Dòng điện pha định mức: I1 = 3.UP.10os = 3.220.0,89.0,88 = 29 A Trong đó: U1 =220V : điện áp đặt vào stator P =15 kW: công suất định mức  = 0,89 : hiệu suất ; cos =0,88 : hệ số công suất - 3 - 2. TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC VÙNG RÃNH DÂY STATOR CỦA ĐỘNG CƠ Chọn dạng rãnh stator. Stator máy điện nhỏ có thể dùng các rãnh có dạng hình quả lê, nửa quả lê hoặc hình thang, với các dạng rãnh này chiều rộng răng sẽ đều suốt cả chiều cao rãnh. Rãnh hình quả lê có khuôn dập đơn giản nhất, từ trở ở đáyrãnh so với hai dạng rãnh kia nhỏ hơn vì vậy giảm được sức từ động cần thiết trên răng. Rãnh hình nửa quả lê có diện tích rãnh lớn hơn dạng rãnh hình quả lê. Diện tích rãnh hình thang lớn nhất nhưng công nghệ kém hơn dạng rãnh nửa quả lê. Nếu không đặt vấn đề giảm giá thành khuông dập, có thể căn cứ vào diện tích rãnh và trị số sức từ động để tính toán, so sánh giữa 3 dạng rãnh sau đó chọn phương án tốt nhất. Đối với đề tài này chọn dạng rãnh hình quả lê. 2.1. Số rãnh stator Z1 Với máy công suất nhỏ thường lấy q1=2. Máy tốc độ cao, công suất lớn có thể chọn q1=6. Thường lấyq1=34 Khi q1 tăng thì Z1 tăng dẫn đến diện tích rãnh tăng làm cho hệ số lợi dụng rãnh giảm, răng sẽ yếu vì mãnh, quá trình làm lõi stator tốn hơn. Khi q1 giảm thì Z1 giảm, dây quấn phân bố không đếu trên bề mặt lõi thép nên sức từ động có nhiều sóng bậc cao. Trị số q1 nguyên có thể cải thiện được đặt tính làm việc và giảm tiếng ồn của máy. Lấy q1 = 3 .Khi đó:  Z1 = 2.m.p.q1 = 2.3.2.3= 36 rãnh Trong đó: m =3 là số pha. 2.2. Bước rãnh stator. t1 = 36 = π368 = 1,57cm 2.3. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh ur1 Chọn số mạch nhánh song song : a1= 2 - 4 - ur1 = A.t1.a1 1 310.1,57.2 29 =33,56 thanh Chọn: ur1 = 33 thanh dẫn. 2.4. Số vòng dây nối tiếp của một pha w1 = p.q1.ur1 = 2.3. 33 = 99 vòng 1 Kiểm tra lại phụ tải đường A A = 2.m.w .I1 = 2.3.99.29 =304,6 Acm.mm2 Sơ bộ chọn phụ tải đường là A=310 Acm.mm2 .Vậy sai số thực tế và tính chọn là: 304,6−310 .100%=1,74% Ta thấy : Tải đường A không lớn hay nhỏ hơn 10% so với giá trị đã chọn ban đầu nên có thể sử dụng số liệu này để tính toán. 2.5. Tiết diện và đường kính dây dẫn - Tiết diện dây: s1 = a1n1 j1 Theo hình 10-4b (trang 237 TKMĐ) chọn tích số: A.J = 1850 A2 cm.mm2 Mật độ dòng điện: J1’ = A.J = 1850 = 6 Amm2 Tiết diện dây (tính sơ bộ): S’1 = a1.n1.J`1 = 2.1.6 = 2,41mm2 Trong đó : n1= 1 là số sợi chập song song I1 = 29 A a1 = 2 là số mạch nhánh song song - 5 - ... - tailieumienphi.vn