1. Trang Chủ
  2. Điện-Điện tử-Viễn thông
  3. Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế động cơ không đồng bộ một pha điện dung

Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế động cơ không đồng bộ một pha điện dung

Động cơ công suất nhỏ ngày nay được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như trong công,nông nghiệp,trong tự động hoávà máy tính,trong hàng không,trong sinh hoạt gia đình...Động cơ công suất nhỏ rất đa dạng và phong phú về chủng loại và chức năng.... Tất cả động cơ không đồng bộ một pha công suất nhỏ ... Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động cơ không đồng bộ một pha điện dung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG MỞ ĐẦU Động cơ công suất nhỏ ngày nay được sử dụng rất rộng rãi tro

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện-Điện tử-Viễn thông

Số trang 79

Ngày tạo 8/29/2018 5:28:09 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế động cơ không đồng bộ ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế động cơ không đồng bộ một pha điện dung
  2. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG MỞ ĐẦU Động cơ công suất nhỏ ngày nay được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như trong công,nông nghiệp,trong tự động hoávà máy tính,trong hàng không,trong sinh hoạt gia đình...Động cơ công suất nhỏ rất đa dạng và phong phú về chủng loại và chức năng.... Tất cả động cơ không đồng bộ một pha công suất nhỏ đều có nhược điểm là luôn có chốt li tâm hoặc rơ le chuyên dụng để ngắt phần tử khởi động. Điều đó dẫn tới làm tăng giá thành động cơ và làm giảm độ tin cậy của chúng.Trong trường hợp khi độ tin cậy của động cơ đóng vai trò quan trọng nhất còn yêu cầu mô men khởi động không quá cao, người ta thường dùng động cơ một pha với tụ làm việc mắc cố định. Nghĩa là cả hai dây quấn luôn được nối với nguồn một pha .Cuộn chính nối trực tiếp với nguồn(Cuộn A), cuộn phụ(Cuộn B) nối với nguồn qua tụ C. Các cuộn dây A và B chiếm số rãnh như nhau trên stato. Như vậy động cơ điện dung đóng một vị trí rất lớn,bởi vì nó có ưu điểm là dùng nguồn cấp một pha, hệ số cosϕ cao, độ tin cậy cao…. Do những ứng dụng rộng rãi trên nên đặt ra vấn đề là phải cải tiến công nghệ nhằm tạo ra những sản phẩm có chất lượng cao hơn, giá thành rẻ hơn và thích hợp với người tiêu dùng. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và nhu cầu về máy điện, trong đó động cơ điện dung được sử dụng ngày càng nhiều với số lương ngày càng lớn. Đặt ra yêu cầu là phải tìm ra phương án thiết kế tốt nhất. Nhờ có máy tính mà ta có thể tính toán được nhiều phương án và chọn ra phương án tốt nhất. Trong quyển đồ án này, nhiệm vụ của em là: *Tính toán, lập trình thiết kế động cơ, chọn kích thước răng rãnh stato và roto sao cho tổng suất từ động rơi trên stato và roto là bé nhất. Mục đích là 1
  3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG làm giảm được dòng từ hoá, làm tăng hiệu suất của máy điện và hệ số cosϕ. Em sử dụng phương pháp duyệt toàn bộ trên lưới đều trong quá trình thiết kế. *Nghiên cứu ảnh hưởng của mômen phụ đối với động cơ không đồng bộ: Phân loại, nguyên nhân và cách khắc phục. *Một số chú ý khi sử dụng động cơ điện dung. Do trình độ của em còn hạn chế và điều kiện thời gian có hạn nên trong bản thiết kế này còn nhiều phần tính toán chưa được tối ưu. Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo để em được hiểu sâu hơn về máy điện nói chung và động cơ điện dung nói riêng. Sau một thời gian nghiên cứu, học tập và được sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo.Đặc biệt là cô giáo-TIẾN SỸ NGUYỄN HỒNG THANH trong bộ môn Thiết Bị Điện-Điện tử, Khoa Điện, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành tốt nhiệm vụ thiết kế của mình. Hà Nội ngày tháng năm Sinh viên thiết kế MỤC LỤC 2
  4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I THUẬT TOÁN THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG Chương I Xác định kích thước chủ và thông số pha chính Chương II Xác định kích thước răng rãnh stato Chương III Xác định kích thước răng rãnh roto Chương IV Tính toán trở kháng stato , roto Chương V Tính toán mạch từ Chương VI Tính toán chế độ định mức Chương VII Tính toán dây quấn phụ Chương VIII Tính toán tổn hao sắt và dòng điện phụ Chương IX Tính toán chế độ khởi động PHẦN II CHƯƠNG TRÌNH THIẾT KẾ BẰNG NGÔN NGỮ C VÀ C++ PHẦN III CHUYÊN ĐỀ MÔMEN PHỤ PHẦN IV TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN V PHỤ LỤC PHẦN I THUẬT TOÁN THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN DUNG Ul 3
  5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU VÀ THÔNG SỐ PHA CHÍNH Yêu cầu của bài toán là thiết kế động cơ kiểu kín, cách điện cấp B. Kích thước chủ yếu ở đây là đường kính trong D (đường kính ngoài Dn) và chiều dài tính toán l của lõi sắt Stato. Khi xác định kích thước chủ yếu, người ta thường quy đổi công suất máy một pha ra máy ba pha có cùng kích thước. Lúc đó công suất máy ba pha quy đổi là: 1.Công suất đẳng trị 4
  6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG PđmIII = β1Pđm =1,5.180 =270 W Trong đó: Đối với động cơ điện dung: β1 =(1,25 ÷ 1,7); Chọn β1 =1,5 2.Công suất tính toán của động cơ 3 pha đẳng trị PdmIII 270 PsIII = = = 459,184 W η III cos ϕ III 0,588 Tra bảng (1-1) trang 20 theo tài liệu [1] ta có: ηIII .cosϕIII = 0,588 3.Tốc độ đồng bộ của động cơ 60. f 60.50 n = = = 3000 vg/p db p 1 4.Đường kính ngoài Stato được xác định theo công thức 44 PSIII .P 44 459,184.1 Dn = 3 = 3 = 11,484 cm k D Bδ . A.λ..ndb 0,55 0,5.115.0,9.3000 Trong đó: Từ thông khe hở không khí Bδ = (0.3 ÷ 1)T: mật độ từ thông khe hở không khí ; chọn Bδ =0,5T Tải đường A=(90 ÷ 180) ; chọn A=115 A/cm Hệ số λ = l D = ( 0,22 ÷1,57 ): tỷ lệ giữa chiều dài lõi sắt Stato với đường kính trong ; chọn λ = 0,9 . Hệ số k D = D = ( 0,485 ÷ 0,615 ) : hệ số giữa đường kính trong và Dn đường kính ngoài, chọn k D = 0,55 Dựa vào bảng 26 theo tài liệu [1] Ta quy chuẩn: Dn = 116 mm Chiều cao tâm trục: H =71 mm 5.Đường kính trong Stato D =kD . Dn =0,55.116 =63,8 mm 5
  7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG 6.Bước cực của Stato π .D π .63,8 τ= = =100,17 mm 2p 2.1 7.Chiều dài tính toán của Stato l = λ xD =0,9 . 63,8 = 57,42 mm 8.Chiều dài khe hở không khí Chọn khe hở không khí : Khe hở không khí càng lớn thì tổn hao không tải và hệ số cosϕ nhỏ nhưng nếu như chọn khe hở không khí nhỏ quá thì vấn đề công nghệ không đáp ứng được và làm tăng sóng bậc cao lên. δ =0,2+D/200 mm; Ta chọn δ =0,3 mm 9.Đường kính ngoài lõi sắt Roto D’ =D –2. δ =63,8 –2.0,3 =63,2 mm 10.Đường kính trục Roto dt =0,3 .D = 0,3. 63,8 =19,14 mm Việc chọn số rãnh Stato ZS của động cơ điện dung và số rãnh Roto ZR có quan hệ mật thiết với nhau, khi chọn ta phải xét đến các quan hệ sau: - Trên đặc tính momem M= f(n) không có chỗ lồi, lõm nhiều do những momem ký sinh đồng bộ và không đồng bộ sinh ra. - Động cơ khi làm việc, tiếng ồn do lực hướng tâm sinh ra nhỏ nhất. - Tổn hao do phần răng sinh ra nhỏ nhất. 11.Ta quyết định chọn: ZS = 24 ; ZR = 19 12.Chọn dây quấn: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Y A B 6 X S¬ ®å khai triÓn d©y quÊn ®éng c¬ K§B 1 pha ®iÖn dung Víi Zs = 24; p = 1; qA = qB =6;AX pha chÝnh; BY pha phô
  8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG Ta chọn dây quấn một lớp bước đủ đồng khuôn phân tán hai mặt phẳng. 13.Động cơ điện dung người ta thường chọn số rãnh pha chính (pha A) bằng số rãnh pha phụ (pha B) Z S 24 ZA =ZB = = = 12 rãnh 2 2 14.Số rãnh dưới một đôi cực của mỗi pha ZS 24 qA =qB = = =6 2mp 2.2.1 15.Hệ số dây cuốn Stato 0,707 0,707 KdqA= = = 0,903 π .υ π .1 q.Sin 6. sin 4.q 4 .6 Chọn ν =1: Bậc của sóng sức từ động 16.Hệ số bão hoà răng kZ = ( 1,1 ÷1,5) ; Chọn kZ =1,1 17.Hệ số cung cực từ αδ =0,66 ÷ 0,73 ; Chọn αδ =0,66 Hệ số này phụ thuộc vào độ bão hoà răng Stato và Roto 18.Từ thông khe hở không khí φδ = αδ.τ.l .Bδ.10-4 = 0,66.10,017.5,742.0.5. 10-4 =18,981. 10-4 wb 19.Số vòng của cuộn dây chính Udm.k E 0,82.220 WSA = = = 479,42 vòng 4.kδ . f .φδ k dqA 4.1,1.50.19,981.10 − 4.0,903 Quy chuẩn : WSA = 480 vòng Trong đó: 7
  9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG E Hệ số KE = = (0,7÷0,9) ; Chọn KE= 0,82 U dm 20. Số thanh dẫn trong rãnh W SA 480 urA =a. =1. =80 thanh p.q 1.6 Chọn a=1: số mạch nhánh song song 21. Dòng điện định mức Pdm 180 IđmA = = =1,422 A η II cos ϕ II 2 .Udm 0,407. 2 .220 Từ đường biến thiên hình (1-3) trang 21 theo tài liệu [1] với P= 180 W thì ηII.cosϕII = 0,407 22.Tiết diện dây cuốn chính sơ bộ I dm 1,422 SSA = = =0,237 mm2 a.J 1 .6 Trong đó mật độ dòng điện J= (6÷7) A/ mm2 ; Chọn J = 6 A/ mm2 Từ phụ lục 2 trang 269 theo tài liệu [1] Quy chuẩn SSA=0,246 mm 2 Suy ra: - Đường kính chuẩn của dây dẫn không cách điện: d=0,56mm - Đường kính chuẩn kể cả cách điện: dcđ=0,615 mm Căn cứ vào tiết diện dây, ta chọn loại dây có kí hiệu π∋B-2 23.Bước răng Stato πD π .63,8 ts = = = 8,347 mm ZS 24 24.Bước răng Roto πD ' π .63,2 tR = = = 10,445 mm ZR 19 8
  10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC RĂNG RÃNH STATO 1.Ta chọn thép cán nguội mã hiệu 2312 có oxy hoá bề mặt và chiều dày lá thép 0,5 mm, do đó có hệ số ép chặt KC =0,97 2.Xác định dạng rãnh Stato Stato của động cơ điện dung có thể dùng các dạng rãnh sau: Hình quả lê Hình nửa quả lê Hình thang - Rãnh hình quả lê: có khuôn dập đơn giản nhất, từ trở ở đáy rãnh so với 2 rãnh kia nhỏ, vì vậy giảm được suất từ động cần thiết trên răng. - Rãnh hình nửa quả lê: có diện tích lớn hơn dạng rãnh hình quả lê 9
  11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG - Diện tích rãnh hình thang lớn nhất nhưng tính công nghệ kém hơn hai dạng rãnh trên 3.Ta chọn dạng rãnh hình quả lê b4S h4S d1S hrs h12s d2S 4.Chiều cao miệng rãnh h4s = (0,5 ÷0,8) mm ; Chọn h4s = 0,5 mm 5.Chiều rộng miệng rãnh b4S = dcđ + (1,1÷ 1,5) = 0,615 +(1,1+1,5); Chọn b4S = 2 mm 6.Kết cấu cách điện rãnh: Dùng giấy cách điện có bề dày 0,2mm , chiều cao 2mm 7.Chiều rộng Stato bZS được xác định theo kết cấu , tức là xét đến : - Độ bền của răng - Gía thành của khuân dập, độ bền của khuôn - Đảm bảo mật độ từ thông qua răng nằm trong phạm vi cho phép - Yêu cầu của phần này là chọn kích thước răng ,rãnh stato sao cho để sức từ đông rơi trên stato là nhỏ nhất. F Fs Fgs Fzs 0 h*rs hrS 10 §å thÞ Fs = f(hrs)
  12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG 8.Đây thực chất là bài toán tối ưu hoá tìm chiều cao rãnh stato (Trên đồ thị là điểm h*rs) sao cho sức từ động rơi trên stato là nhỏ nhất. *)Hàm mục tiêu: Fs = Fzs + Fgs → min Trong đó: Fs là tổng sức từ động rơi trên stato Fzs là sức từ động rơi trên răng stato Fgs là sức từ động rơi trên gông stato *)Các rằng buộc: - Hệ số lấp đầy: 0,7[ Kld [ 0,75 - Mật độ từ thông trong răng Bzs và gông Bgs stato 1,2 [ Bzs [ 1,6 T 0,9 [ Bgs [ 1,3 T + Giới hạn trên và giới hạn dưới của bề rộng răng, chiều cao gông Bδ .lδ .t s 0,5.5,742.8,347 bzsmin = = =2,689 mm B zs max .l s .k c 1,6.5,742.0,97 Bδ .lδ .t s 0,5.5,742.8,347 bzsmax = = =3,586 mm B zs min .l s .k c 1,2.5,742.0,97 φ .10 4 0,01898.10 4 hgsmin = = = 13,106 mm 2.B gs max .l s .k c 2.1,3.5,742.0,97 φ .10 4 0,01898.10 4 hgsmax = = = 18,932 mm 2.B gs min .l s .k c 2.0,9.5,742.0,97 Khi hgsmin thì hrsmax ; hgsmax thì hrsmin ; Vậy ta có giới hạn trên và giới hạn dưới của chiều cao rãnh stato như sau: Dn − D 116 − 63,8 hrsmin = - hgsmax = - 18,932 = 7,168 mm 2 2 11
  13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG Dn − D 116 − 63,8 hrsmax = - hgsmin = - 13,106 = 12,994 mm 2 2 - Điều kiện công nghệ: bzs ≥ 1,8 mm *)Biến số độc lập : Chiều cao rãnh stato hrs hrs↑ thì hgs↓ → Bgs↑ → Hgs↑ → Fgs↑ hrs↓ thì hzs↑ thì bzs↓ → Bzs ↓ → Hzs ↓ → Fzs ↓ Miền giới hạn của biến số độc lập là: 7,168= hrsmin [ hzs [ hrsmax =12,994 mm *)Phương pháp giải bài toán: Vì số biến độc lập không lớn (n = 1) và miền giới hạn G không rộng nên ta chọn phương pháp duyệt toàn bộ trên lưới đều. Trên miền giới hạn G phủ lưới với bước xác định hrs max − hrs min Δhrs = mm M Tại các mắt lưới trong không gian hai chiều xác định véc tơ X: X = ( d1s, d2s, hrs, hzs, Srs, Bzs, Bgs, ...) xác định các giá trị của hàm rằng buộc và hàm mục tiêu. Nếu một trong các rằng buộc không thoả mãn ta loại ngay và chuyển sang các điểm tiếp theo. Các điểm thoả mãn được lưu lại. Điểm tối ưu là điểm có hàm mục tiêu nhỏ nhất. *)Lưu đồ thuật toán (hình 2) 9.Chiều dài gông : Φ δ .10 4 0,0018981 .10 4 hgs = = =18,9 mm 2.B gs .l s .k c 2.0,91.57,42.0,97.10 − 2 10.Đường kính phía trên Stato π ( D + 2.h4 s ) − bZS .Z S 3,14(63,8 + 2.0,5) − 3,6.24 d 1s = = =5,6 mm ZS −π 24 − 3,14 11.Đường kính phía dưới Stato 12
  14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG π ( Dn − 2.hgs ) − bZS .Z S 3,14(116 − 2.18,9) − 3,6.24 d 2s = = =5,9 mm ZS + π 24 + 3,14 12.chiều cao rãnh Stato Dn − D − 2h gs 116 − 63,8 − 2.18,9 h = = =7,2 mm rs 2 2 13.Chiều cao phần thẳng rãnh h12S = hrs- 0,5(d1s +d2s –2.h4s) =7,2 – 0,5(5,9+5,6)=1,9 mm 14.Vì rãnh hình quả lê nên chiều cao tính toán răng Stato khác với chiều cao rãnh Stato (hzs ≠ hrs) hzs = hrs – 0,1.d1s = 7,2- 0,1.5,6=6,6 mm 15.Diện tích rãnh Stato π (d12s + d 2 s 2 ) Srs = + 0,5h12 s (d 1s + d 2 s ) 8 3,14(5,6 2 + 5,9 2 ) = + 0,5.1,9(5,6 +5,9) = 36,98 mm2 8 16.Kiểm tra hệ số lấp đầy: π .u rA .d cd 2 3,14.80.0,615 2 k = = =0,723 ld 4( S rs − S cd ) 4(36,98 − 4,06) Trong đó : Scđ=c.(d2s+2.hrs)=0,2.(5,9 + 2.7,2)=4,06 mm2 17.Sức từ động ở răng Stato FZS =2. HZS .hZS =2.4,97.0,66 = 6,56 A Dựa vào bảng quan hệ H=f(B) ở phụ lục I trang 268 theo tài liệu[1] 18.Sức từ động ở gông Stato π ( Dn − hgS ) F = H . = 1,42. 3,14(11,6 − 1,89) =21,62 A gS gS 2. p 2. 1 19.Tổng sức từ động Stato min FS =FZS +FgS =6,56 + 21,62 = 28,18 A 20.Khi thực hiện tính toán ta chọn M=80 13
  15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG Vậy ta có kích thước răng, rãnh Stato như sau: d1s = 5,6 mm hrs = 7,2 mm hzs = 6,6 mm FSmin= 28,18 A d2s = 5,9 mm hgs = 18,9 mm Bzs = 1,19 T Kld= 0,723 h12s = 1,9 mm bzs = 3,6 mm Bgs = 0,91 T Srs=36,98 mm2 14
  16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC RĂNG RÃNH ROTO 1.Rãnh Roto được chọn theo sự phối hợp rãnh Stato ZS và rãnh Roto ZR 2.Ở đầu bài toán thiết kế số rãnh Roto ít ZR = 19 < ZR =24 có lợi cho việc đúc nhôm bằng áp lực vào Roto . 3.Chọn rãnh hình quả lê để đảm bảo độ bền khuôn dập và tiện cho việc đúc nhôm d2r h12r d1r hrR h4r b4r 4.Để đảm bảo độ bền của khuôn dập thì chiều cao miệng rãnh phải nhỏ. h4R = (0,3÷0,4) mm; Chọn h4R=0,3 mm 5.Chiều rộng miệng rãnh b4R = (1÷1,5) mm; Chọn b4R = 1,5 mm 6.Làm rãnh nghiêng ở Roto và chọn thanh dần bằng nhôm nhằm làm giảm tiếng ồn và Mômen ký sinh 7.Hệ số dây quấn Roto: αn 15,18 2 Sin 2Sin K n = k dqR = 2 = 2 = 0,998 αn 0,2641 Trong đó: 2 p.π 2.1.π αn = . βn = .0,7991= 0,2641 radian: Góc ở tâm rãnh zR 19 15
  17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG bn 8,347 βn = = =0,7991: Độ nghiêng rãnh biểu thị bằng phân số của t R 10,445 bước răng Roto bn : Độ nghiêng rãnh tính theo cung tròn của Roto 8.Dòng điện tác dụng trong thanh dẫn Roto: k I .I dm .2.m.wSA .k dqA 0,798.1,422.2.2.480.0,903 I td = = =102,739 A z R .k dqR 19.0,998 Theo hình (10-5) trang 244 theo tài liệu[2] : kI=f(Cosϕ); Cosϕ = 0,74 thì kI = 0,789 9.Người ta thường chọn: bn = tR =10,445 mm 10.Yêu cầu của phần này là chọn kích thước răng ,rãnh Roto sao cho để sức từ động rơi trên Roto là nhỏ nhất. 11.Đây thực chất là bài toán tối ưu hoá tìm chiều cao rãnh stato (Trên đồ thị là điểm h*rR ) sao cho sức từ động rơi trên stato là nhỏ nhất. F FR FgR FZR 0 h*rR hrR §å thÞ FR = f(hrR) *)Hàm mục tiêu: FR = FzR + FgR → min Trong đó: FR là tổng sức từ động rơi trên Roto FzR là sức từ động rơi trên răng Roto FgR là sức từ động rơi trên gông Roto 16
  18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG *) Các rằng buộc: Mật độ dòng cho phép trong thanh dẫn lồng sóc 2[ Jld [ 3 A/mm2 Mật độ từ thông trong răng BzR và gông BgR Roto 1 [ BzR [ 1,8 T 0,8 [ BgR [ 1,5 T + Giới hạn trên và giới hạn dưới của bề rộng răng ,chiều cao gông và chiều cao rãnh Roto Bδ .lδ .t R 0,5.5,742.10,445 bzRmin = = = 3,054 mm B zR max .l R .k c 1.5,742.0,97 Bδ .lδ .t R 0,5.5,742.10,445 bzRmax = = = 5,479 mm B zR min .l R .k c 1,8.5,742.0,97 φ .10 4 0,01898.10 4 hgRmin = = = 11,358 mm 2.B gR max .l R .k c 2.1,5.5,742.0,97 φ .10 4 0,01898.10 4 hgRmax = = = 21,298 mm 2.B gR min .l R .k c 2.0,8.5,742.0,97 Khi hgRmin thì hrRmax ; hgRmax thì hrRmin ; Vậy ta có giới hạn trên và giới hạn dưới của chiều cao rãnh roto như sau: Dn − D 116 − 63,8 hrRmin= - hgRmax= - 21,298 =4,802 mm 2 2 Dn − D 116 − 63,8 hrRmax= - hgRmin= - 11,358 =14,742 mm 2 2 Điều kiện công nghệ: bzR / 1,8 mm Đáy rãnh Roto d2R / 2,5 mm *)Biến số độc lập Chiều cao rãnh roto hrR hrR↑ thì hgR↓ → BgR↑ → HgR↑ → FgR↑ hrR↑ thì bzR↑ → BzR ↓ → HzR ↓ → FzR ↓ 17
  19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG Miền giới hạn G của biến số độc lập là: 4,802=hrRmin [ hrR[ hrRmax =14,742 mm *) Phương pháp : Vì số biến độc lập không lớn (n = 1) và miền giới hạn G không rộng nên để đơn giản và dễ lập trình chọn phương pháp duyệt toàn bộ trên lưới đều. Trên miền giới hạn G phủ lưới với bước xác định hrR max − hrR min ΔhrR = mm K Tại các mắt lưới trong không gian hai chiều xác định véc tơ Y: Y = ( d1R, d2R, hrR, hzR, SrR, BzR, BgR, ...) xác định các giá trị của hàm rằng buộc và hàm mục tiêu. Nếu một trong các rằng buộc không thoả mãn ta loại ngay và chuyển sang các điểm tiếp theo. Các điểm thoả mãn được lưu lại. Điểm tối ưu là điểm có hàm mục tiêu nhỏ nhất. *)Lưu đồ thuật toán( hình 3) 12.Đường kính phía trên Roto π ( D − 2δ − 2.h4 R ) − bzR .z R 3,14(63,8 − 2.0,3 − 2.0,3) − 4,6.19 d 1R = = =4,9 mm zR + π 19 + 3,14 13.Đường kính phía dưới Roto:Điều kiện công nghệ d2R ≥ 2,5 mm π (dt + 2.hgR ) − bzR .z R 3,14(19,14 + 2.12,6) − 4,6.19 d2R = = =3,2 mm zR − π 19 − 3,14 Trong đó hgR : chiều cao gông Roto φδ .10 4 0,001898.10 4 hgR = = =12,6 mm 2.B gr .l R .k c 2.1,355.57,42.0,97.10 − 2 14.Chiều cao phần thẳng rãnh Roto: ⎡ Z R (bzR + d 2 R ) ⎤ h12R = 0,5.⎢ D ' − d1R − 2.h 4 R − ⎥ ⎣ π ⎦ 18
  20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG 19( 4,6 + 3,2) =0,5.[63,2- 4,9- 2.0,3 - ] = 5,1 mm 3,14 15.Chiều cao rãnh Roto hrR = h12R+ 0,5(d1R+d2R) +h4R = 5,1+0,5(4,9 + 3,2) +0,3 =9,5 mm 16.Vì rãnh hình quả lê nên chiều cao tính toán của răng Roto khác chiều cao tính toán của rãnh Roto (hzR ≠hrR) hzR = hrR– 0,1.d2R=9,5 – 0,1.3,2 = 9,2 mm 17.Diện tích rãnh Roto: π SrR= (d 1R 2 + d 2 R 2 ) + 0,5.h12 R (d12 R + d 2 R ) 8 3,14 2 = ( 4,9 2 + 3,2 2 ) + 0,5.5,1(4,9 + 3,2) = 34,27 mm 8 18.Sức từ động ở răng Roto FZR =2. HZR .hZR= 2.5,08.0,92 = 9,34 A Dựa vào bảng quan hệ H=f(B) ở phụ lục I trang 268 theo tài liệu[1] 19.Sức từ động ở gông Roto π .(dt + hgR ) F = H = 3,25. 3,14(1,914 + 1,26) =16,19 A gR gR 2. p 2.1 20.Tổng sức từ động Roto min FR =FZR+FgR = 9,34+16,19 = 25,53 A 21. Với K= 80 ta có kết quả kích thước răng rãnh roto như sau: d1R = 4,9 mm hrR = 9,5 mm hzR = 9,2 mm FRmin= 25,53 A d2R = 3,2 mm hgR = 12,6 mm BzR = 1,165 T SrR=34,27 mm2 h12R = 5,1 mm bzR = 4,6 mm BgR = 1,355 T Itd=102,739 A 19
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược