Đồ án môn máy điện Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc

71 1K 3
Đồ án môn máy điện Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Đồ án môn máy điện: Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc 1 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc MỤC LỤC Phần I : Những vấn đề chung về động không đồng bộ Phần II : Thiết kế động điện không đồng bộ xoay chiều 3 pha. rôto lồng sóc…………………………………………………………… Chương I : Tính toán các kích thước bản và dây quấn của động cơ…………………………………………………………………. I.1. Số đôi cực 22 I.2. Đường kính ngoài stato……………………………………………….22 I.3. Đường kính trong stato………………………………………………….22 I.4. Công suất tính toán…………………………………………………… 22 I.5. Bước cực……………………………………………………………… 23 I.6. Chiều dài tính toán của lõi sắt Stato(l δ )………………………………… 23 I.7. Lập phương án so sánh………………………………………………… 23 I.8. Dòng điện pha định mức……………………………………………… 23 Chương II : Tính toán kích thước vùng rãnh dây stato…………… II.1. Số rãnh Stato………………………………………………………… 24 II.2. Bước rãnh stato……………………………………………………… 24 II.3. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh……………………………………… 24 II.4. Số vòng dây nối tiếp của một pha dây quấn stato………………………… 24 II.5. Tiết diện và đường kính dây……………………………………………… 24 II.6. Kiểu dây quấn……………………………………………………………… 24 II.7. Hệ số dây quấn………………………………………………………………25 II.8. Từ thông khe hở không khí………………………………………………….26 II.9. Mật độ từ thông khe hở không khí………………………………………… 26 II.10. Sơ bộ định chiều rộng của răng…………………………………………….26 II.11. Sơ bộ chiều cao gông stato…………………………………………………27 2 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc II.12. Sơ bộ định chiều rộng của răng…………………………………………….27 II.13. Bề rộng răng stato………………………………………………………… 27 II.14 .Chiều cao gông từ Stato……………………………………………………29 Chương III : Tính toán khe hở không khí…………………………… III.1. Khe ở không khí…………………………………………………………….30 Chương IV : Tính toán rôto……………………………………………… IV.1. Số rãnh Rôto……………………………………………………………… 30 IV.2. Đường kính ngoài Rôto…………………………………………………… 30 IV.3. Bước răng Rôto…………………………………………………………… 30 IV.4. Xác định sơ bộ chiều rộng răng Rôto……………………………………….30 IV.5. Đường kính trục Rôto…………………………………………………….…31 IV.6. Dòng điện trong thanh dẫn Rôto…………………………………………….31 IV.7. Dòng điện trong vành ngắn mạch………………………………………… 31 IV.8. Tiết diện thanh dẫn bằng nhôm…………………………………………… 31 IV.9. Tiết diện vành ngắn mạch………………………………………………… 32 IV.10. Kích thước rãnh rôto và vành ngắn mạch………………………………….32 IV.11. Diện tích rãnh rôto…………………………………………………………33 IV.12. Diện tích vành ngắn mạch………………………………………………….33 IV.13. Bề rộng răng rôto ở 1/3 chiều cao răng 33 IV.14. Chiều cao gông Rôto 34 IV.15. Làm nghiêng rãnh ở Rôto………………………………………………… 34 Chương V : Tính toán mạch từ…………………………………………… V.1. Hệ số khe hở không khí………………………………………………………35 V.2. Sức từ động trên khe hở không khí………………………………………… 36 V.3 Mật độ từ thông ở răng stato………………………………………………… 36 V.4. Cường độ từ trường trên răng stato………………………………………… 37 V.5. Sức từ động trên răng stato……………………………………………… ….37 V.6. Mật độ từ thông ở răng rôto………………………………………………… 37 V.7. Cường độ từ trường trên răng rôto……………………………………… ….37 3 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc V.8. Sức từ động trên răng rô to……………………………………………………37 V.9. Hệ số bão hòa răng………………………………………………………… 37 V.10. Mật độ từ thông trên gông stato…………………………………………….37 V.11. Cường độ từ trường ở gông stato……………………………………………38 V.12. Chiều dài mạch từ ở gông stato…………………………………………… 38 V.13. Sức từ động ở gông stato……………………………………………………38 V.14. Mật độ từ thông trên gông rô to…………………………………………….38 V.15. Cường độ từ trường ở gông rô to………………………………………… 38 V.16. Chiều dài mạch từ ở gông rô to…………………………………………… 38 V.17. Sức từ động trên gông rô to…………………………………………………38 V.18. Tổng sức từ động của mạch từ S……………………………………………39 V.19. Hệ số bão hòa toàn mạch……………………………………………………39 V.20. Dòng điện từ hóa……………………………………………………………39 Chương VI : Tính toán các tham số làm việc của động cơ………… VI.1. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato…………………………………40 VI.2. Chiều dài trung bình nữa vòng dây của dây quấn stato…………………….40 VI.3. Chiều dài dây quấn một pha của stato 40 VI.4. Điện trở tác dụng của dây quấn stato……………………………………….40 VI.5. Điện trở tác dụng của dây quấn rô to……………………………………….40 VI.6. Điện trở vành ngắn mạch………………………………………………… 41 VI.7. Điện trở rô to……………………………………………………………… 42 VI.8. Hệ số quy đổi……………………………………………………………….42 VI.9. Điện trở rô to đã quy đổi……………………………………………………43 VI.10. Hệ số từ dẫn tản rãnh stato……………………………………………… 44 VI.11. Hệ số từ dẫn tản tạp stato………………………………………………….44 VI.12. Hệ số từ tản phần đầu nối………………………………………………….44 VI.13. Hệ số từ dẫn tản stato………………………………………………………45 VI.14. Điện kháng dây quấn stato…………………………………………………45 VI.15. Hệ số từ dẫn tản rãnh rô to…………………………………………………46 4 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc VI.16. Hệ số từ dẫn tản tạp rô to………………………………………………… 46 VI.17. Hệ số từ tản phần đầu nối………………………………………………… 47 VI.18. Hệ sô từ dẫn rôto……………………………………………………………47 VI.19. Hệ số từ tản do rãnh nghiêng……………………………………………….47 VI.20. Hệ số từ tản rô to……………………………………………………………47 VI.21. Điện kháng rô to đã quy đổi……………………………………………… 47 VI.22. Tinh theo đơn vị tương đối………………………………………………….48 VI.23. Điện kháng hổ cảm………………………………………………………….48 VI.24. Tính lại K E ………………………………………………………………… 48 Chương VII : Tính toán tổn thất trong động cơ………………………. VII.1. Trọng lượng răng stato………………………………………………………49 VII.2. Trọng lượng gông stato…………………………………………………… 49 VII.3. Tổn hao chính trong thép…………………………………………………….49 VII.4. Tổn hao phụ trong thép stato và rô to……………………………………… 50 VII.5. Tổn hao trên bề mặt răng stato……………………………………………….50 VII.6. Tổn hao trên răng rôto……………………………………………………… 51 VII.7. Tổn hao đập mạch trên răng stato…………………………………………….51 VII.8. Tổn hao đập mạch trên răng rôto………………………………………… …53 VII.9. Tổn hao trong thép lúc không tải…………………………………………….53 VII.10. Tổn hao cơ……………………………………………………………… …53 VII.11. Tổn hao không tải……………………………………………………… …53 VII.12. Hiệu suất của động cơ………………………………………………………53 Chương VIII:Đặc tính làm việc………………… VIII.1. Bội số mômen cực đại……………………………………………………….57 Chương IX : T ính toán đặc tính làm việc của động cơ………… IX.1. Tham số động điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài khi s=1…………… 58 IX.2. Tham số động điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài………………… ….60 IX. 3. Những tham số ngắn mạch………………………………………………… 63 5 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc IX.4. Dòng điện khởi động…………………………………………………………64 IX. 5. Bội số mômen khơi động ……………………………………………….….64 IX.6. Bội số mômen cựcđại……………………………………………………….64 Chương X: T ính toán quá trình tổn hao cho động cơ…………… X.1.1 Các nguồn nhiêt…………………………………………………………… 66 X.2.1. Nhiệt trở trên mặt lõi sắt stato………………………………………………66 X.2.2. Nhiệt trở phần đầu nối dây quấn stato………………………………………67 X.2.3. Nhiệt độ đặc trưng cho độ chênh nhiệt giữa không khí nóng trong máy……67 X.2.4. Nhiêt trở bè mặt ngoài vỏ máy.…………………………………………… 68 X.2.5. Nhiệt trở trên lớp cách điện………………………….………………………69 X.2.6. Độ tăng nhiệt của vỏ máy vơi môi trường………………………… ………70 X.2.7. Đọ tăng nhiệt của dây quấn stato……………………………………………70 X.2.8. Độ tăng nhiệt của lõi stato………………………………………………… 71 6 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc Những vấn đề chung về động không đồng bộ I. Đại cương về máy điện không đồng bộ : Máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử dụng và bảo quản thuận tiện, giá thành rẽ nên được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân, nhất là loại công suất dưới 100 kW. Động điện không đồng bộ rôto lồng sóc cấu tạo đơn giản nhất (nhất là loại rôto lồng sóc đúc nhôm) nên chiếm một số lượng khá lớn trong loại động công suất nhỏ và trung bình. Nhược điểm của động này là điều chỉnh tốc độ khó khăn và dòng điện khởi động lớn thường bằng 6-7 lần dòng điện định mức. Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo đông không đồng bộ rôto lồng sóc nhiều tốc độ và dùng rôto rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dòng điện khởi động, đồng thời tăng mômen khởi động lên. Động điện không đồng bộ rôto dây quấn thể điều chỉnh tốc được tốc độ trong một chừng mực nhất định, thể tạo một mômen khởi động lớn mà dòng khởi động không lớn lắm, nhưng chế tạo khó hơn so với với loại rôto lồng sóc, do đó giá thành cao hơn, bảo quản cũng khó hơn. Động điện không đồng bộ được sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 và kiểu kín IP44. Những động điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt ở hai đầu rôto động điện. Trong các động rôto lồng sóc đúc nhôm thì cánh quạt nhôm được đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch. Loại động điện theo cấp bảo vệ IP44 thường nhờ vào cánh quạt đặt ở ngoài vỏ máy để thổi gió ở mặt ngoài vỏ máy, do đó tản nhiệt kém hơn do với loại IP23 nhưng bảo dưỡng máy dễ dàng hơn. Hiện nay các nước đã sản xuất động điện không đồng bộ theo dãy tiêu chuẩn. Dãy động không đồng bộ công suất từ 0,55-90 kW ký hiệu là K theo 7 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994 được ghi trong bảng 10-1 (Trang 228 TKMĐ). Theo tiêu chuẩn này, các động điện không đồng bộ trong dãy đều chế tạo theo kiểu IP44. Ngoài tiêu chuẩn trên còn tiêu chuẩn TCVN 315-85, quy định dãy công suất động điện không đồng bộ rôto lồng sóc từ 110 kW-1000 kW, gồm công suất sau: 110,160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 và 1000 kW. Ký hiệu của một động điện không đồng bộ rôto lồng sóc được ghi theo ký hiệu về tên gọi của dãy động điện, ký hiệu về chiều cao tâm trục quay, ký hiệu về kích thước lắp đặt dọ trục và ký hiệu về số trục. II. Cấu tạo của động không đồng bộ : Động không đồng bộ về cấu tạo được chia làm hai loại:động không đồng bộ ngắn mạch hạy còn gọi là động không đồng bộ rô to lồng sócđộng dây quấn. 1 . Stato (phần tĩnh) : Stato bao gồm vỏ máy, lõi thép và dây quấn. - Vỏ máy : Vỏ máy là nơi cố định lõi sắt, dây quấn và đồng thời là nơi ghép nối nắp hay gối đỡ trục. Vỏ máy thể làm bằng gang nhôm hay lõi thép. Để chế tạo vỏ máy người ta thể đúc, hàn, rèn. Vỏ máy hai kiểu: vỏ kiểu kín và vỏ kiểu bảo vệ. Vỏ máy kiểu kín yêu cầu phải diện tích tản nhiệt lớn người ta làm nhiều gân tản nhiệt trên bề mặt vỏ máy. Vỏ kiểu bảo vệ thường bề mặt ngoài nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp trên bề mặt ngoài lõi thép và trong vỏ máy. Hộp cực là nơi để dấu điện từ lưới vào. Đối với động kiểu kín hộp cực yêu cầu phải kín, giữa thân hộp cực và vỏ máy với nắp hộp cực phải giăng cao su. Trên vỏ máy còn bulon vòng để cẩu máy khi nâng hạ, vận chuyển và bulon tiếp mát. - Lõi sắt : 8 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc Lõi sắt là phần dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay, nên để giảm tổn hao lõi sắt được làm những lá thép kỹ thuật điện dây 0,5mm ép lại. Yêu cầu lõi sắt là phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ và chắc chắn. Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên (hạn chế dòng điện phuco). - Dây quấn : Dây quấn stator được đặt vào rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi sắt. Dây quấn đóng vai trò quan trọng của máy điện vì nó trực tiếp tham gia các quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành năng hay ngược lại, đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm một phần khá cao trong toàn bộ giá thành máy. 2. Phần quay (Rôto) : Rôto của động không đồng bộ gồm lõi sắt, dây quấn và trục (đối với động dây quấn còn vành trượt). - Lõi sắt : Lõi sắt của rôto bao gồm các lá thép kỹ thuật điện như của stator, điểm khác biệt ở đây là không cần sơn cách điện giữa các lá thép vì tần số làm việc trong rôto rất thấp, chỉ vài Hz, nên tổn hao do dòng phuco trong rôto rất thấp. Lõi sắt được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy. Phía ngoài của lõi thép xẻ rãnh để đặt dây quấn rôto. - Dây quấn rôto : Phân làm hai loại chính: loại rôto kiểu dây quấn va loại rôto kiểu lồng sóc + Loại rôto kiểu dây quấn : Rôto dây quấn giống như dây quấn stato. Máy điện kiểu trung bình trở lên dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp, vì bớt những dây đầu nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ. Máy điện cỡ nhỏ dùng dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao. 9 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc Đặc điểm của loại động kiểu dây quấn là thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch rôto để cải thiện tính năng mở máy ,điều chinh tốc độ hay cải thiện hệ số công suất của máy. + Loại rôto kiểu lồng sóc : Kết cấu của loại dây quấn rất khác với dây quấn stato. Trong mỗi rãnh của lõi sắt rôto, đặt các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch bằng đồng hay nhôm. Nếu là rôto đúc nhôm thì trên vành ngắn mạch còn các cánh khoáy gió. Rôto thanh đồng được chế tạo từ đồng hợp kim điện trở suất cao nhằm mục đích nâng cao mômen mở máy. Để cải thiện tính năng mở máy, đối với máy công suất lớn, người ta làm rãnh rôto sâu hoặc dùng lồng sóc kép. Đối với máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôto được làm chéo góc so với tâm trục. Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt. - Trục : Trục máy điện mang rôto quay trong lòng stato, vì vậy nó cũng là một chi tiết rất quan trọng. Trục của máy điện tùy theo kích thước thể được chế tạo từ thép Cacbon từ 5 đến 45. Trên trục của rôto lõi thép, dây quấn, vành trượt và quạt gió. 3. Khe hở : Rôto là một khối đều nên khe hở đều.Khe hở rất nhỏ (từ 0,1 ÷ 1 mm trong máy điện cở nhỏ và vừa ) để hạn chế dòng từ hoá lấy từ lưới vào , nhờ đó hệ số công suất của máy cao hơn. III. Nguyên lý làm việc : Khi đấu dây quấn ba pha vào lưới điện ba pha,trong dây quấn sẽ các dòng điện chạy,hệ thống dòng điện này tạo ra từ trường quay,quay với van tốc: 10 [...]... ra của nó được kích bằng các tụ điện Động không đồng bộ thể cáu tạo thành động một pha Động một pha không thể tự mở máy được, vì vậy để khởi động một pha cần các phần tử khởi động như tụ điện, điện trở… IV Công dụng: 12 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc Máy điện không đồng bộmáy điện chủ yếu dùng làm động điện Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc... làm việc của máy để thiết kế ra một kết cấu tích hợp, sau đó tinh toán các bộ phận để xác định độ cứng và độ bền các chi tiết máy Vì vậy thiết kế kết cấu là một phần quan trọng trong toàn bộ thiết kế máy điện 13 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động không đồng bộ rôto lồng sóc Máy điện rất nhiều kiểu kết cấu khác nhau Sở dĩ như vậy vì những nguyên nhân chính sau: - nhiều loại máy điện và công... ngày, máy điện không đồng bộ cũng đã chiếm một vị trí quan trọng như quạt gió,quay địa động trong tủ lạnh ,máy giặt, máy bơm…Nhất là loại rôto lồng sóc. Tóm lại sự phát triển của nền sản xuất điẹn khí hoá, tự động hoá và sinh hoạt hàng ngày,phạm vi của máy điện không đồng bộ ngày càng được rỗng rãi Máy điện không đồng bộ có thể dùng làm máy phát điện, nhưng đặc tính không tốt so với máy điện đồng bộ, ... chạm với rôto( sát cốt)làm tăng thêm tổn thất phụ ,điện kháng tản tạp của động cũng tăng lên Theo công thức 10-21 trang253TKMĐ.đối với loại động công suất không lớn.P=11(kW) . ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Đồ án môn máy điện: Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc 1 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động cơ. stato………………………………………………… 71 6 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc Những vấn đề chung về động cơ không đồng bộ I. Đại cương về máy điện không đồng bộ : Máy điện không đồng bộ do kết cấu. sản xuất động cơ điện không đồng bộ theo dãy tiêu chuẩn. Dãy động cơ không đồng bộ công suất từ 0,55-90 kW ký hiệu là K theo 7 ĐỒ ÁN MÔN MÁY ĐIỆN Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc tiêu

Ngày đăng: 11/04/2014, 09:59

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Theo bảng 10-2,với số cực 2p=2 ta có KD=0,52-0,57 do đó đường kính trong của stato là :

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan