KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN Đồ án thiết kế máy điện 1 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN MỘT: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO LỒNG SÓC I.Ưu điểm…………………………………………………………………………….4 II.Nhược điểm……………………………………………………………………… 4 III.Biện pháp khắc phục………………………………………………………………4 IV.Nhận xét………………………………………………………………………… 4 V.Tiêu chuẩn sản xuất động cơ…………………………………………………… 5 VI.Phương pháp thiết kế………………………………………………………………5 VII.Nội dung thiết kế………………………………………………………… 5 VIII.Các tiêu chuẩn đối với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc………………….5 1.Tiêu chuẩn về dãy công suất…………………………………………… 5 2.Tiêu chuẩn về kích thước lắp đặt độ cao tâm trục…………………………….6 3.Ký hiệu máy………………………………………………………………… 6 4.Cấp bảo vệ…………………………………………………………………….6 5.Sự làm mát…………………………………………………………………….6 6.Cấp cách điện…………………………………………………………… 6 7.Các tiêu chuẩn khác……………………………………………………………9 8.Chế độ làm việc……………………………………………………………… 9 IX- Các thông số ban đầu………………………………………………………………9 PHẦN HAI: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ A-TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ 1.Số đôi cực……………………………………………………………………………11 2.Đường kính ngoài stato………………………………………………………………11 3.Đường kính trong stato……………………………………………………………….11 4.Công suất tính toán………………………………………………………………… 11 1 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN 5.Chiều dài tính toán của lõi sắt stato………………………………………………… 11 6.Bước cực…………………………………………………………………………… 12 7.Lập phương án so sánh……………………………………………………………….12 8.Dòng điện pha định mức…………………………………………………………… 12 B-DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHÔNG KHÍ 9.Số rãnh stato………………………………………………………………………….13 10.Bước rãnh stato…………………………………………………………………… 13 11.Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh……………………………………………… 13 12.Số vòng dây nối tiếp của một pha………………………………………………… 14 13.Tiết diện và đường kính dây dẫn……………………………………………………14 14.Kiểu dây quấn……………………………………………………………………….15 15.Hệ số dây quấn………………………………………………………………… 16 16.Từ thông khe hở không khí…………………………………………………………16 17.Mật độ từ thông khe hở không khí………………………………………………….17 18.Sơ bộ định chiều rộng của răng…………………………………………………… 17 19.Sơ bộ định chiều cao gông stato…………………………………………………….17 20.Kích thước rãnh và cách điện……………………………………………………….17 21.Bề rộng răng stato………………………………………………………………… 19 22.Chiều cao gông stato……………………………………………………………… 20 23.Khe hở không khí…………………………………………………………… 20 C-DÂY QUẤN, RÃNH VÀ GÔNG RÔTO 24.Số rãnh rôto…………………………………………………………………………20 25.Dường kính ngoài rôto…………………………………………………………… 21 26.Bước răng rôto……………………………………………………………………….21 27.Sơ bộ định chiều rộng răng rôto…………………………………………………… 21 28.Đường kính trục rôto……………………………………………………………… 21 29.Dòng điện trong thanh dẫn rôto…………………………………………………… 21 2 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN 30.Dòng điện trong vành ngắn mạch……………………………………………………21 31.Tiết diện thanh dẫn bằng nhôm………………………………………………… …21 32.Sơ bộ chọn mật độ dòng điện trong vành ngắn mạch……………………… 22 33.Kích thước rãnh rôto và vành ngắn mạch………………………………………… 22 34.Diện tích rãnh rôto………………………………………………………………… 22 35.Diện tích vành ngắn mạch………………………………………………………… 22 36.Bề rộng răng rôto ở 1/3 chiều cao răng…………………………………………… 22 37.Chiều cao gông rôto…………………………………………………………………23 38.Làm nghiêng rãnh ở rôto…………………………………………………………….23 D-TÍNH TOÁN MẠCH TỪ 39.Hệ số khe hở không khí…………………………………………………………… 23 40.Dùng thép kỹ thuật điện cán nguội loại 2212……………………………………… 23 41.Sức từ động khe hở không khí……………………………………………………….24 42.Mật độ từ thông ở răng stato…………………………………………… 24 43.Cường độ từ trường trên răng stato………………………………………………….24 44.Sức từ động trên răng stato………………………………………………………… 24 45.Mật độ từ thông ở răng rôto…………………………………………………………24 46.Cường độ từ trường trên răng rôto………………………………………………… 24 47.Sức từ động trên răng rôto………………………………………………………… 24 48.Hệ số bão hòa răng………………………………………………………………… 24 49.Mật độ từ thông trên gông stato…………………………………………………… 25 50.Cường độ từ trường ở gông stato……………………………………………………25 51.Chiều dài mạch từ ở gông stato…………………………………………………… 25 52.Sức từ động ở gông stato……………………………………………… 25 53.Mật độ từ thông trên gông rôto…………………………………………………….25 54.Cường độ từ trường trên ở gông rôto………………………………………………25 3 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN 55.Chiều dài mạch từ ở gông rôto………………………………………… 25 56.Sức từ động trên gông rôto…………………………………………………………25 57.Tổng sức từ động của mạch từ………………………………………………………25 58.Hệ số bão hòa toàn mạch…………………………………………………………….25 59.Dòng điện từ hóa…………………………………………………………………….26 E-THAM SỐ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 60.Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato…………………………………………26 61.Chiều dài trung bình nửa vòng dây của dây quấn stato…………………………….26 62.Chiều dài dây quấn một pha của stato………………………………………………26 63.Điện trở tác dụng của dây quấn stato………………………………… 26 64.Điện trở tác dụng của dây quấn rôto……………………………………………… 27 65.Điện trở vành ngắn mạch………………………………………………………… 27 66.Điện trở rôto……………………………………………………………………… 27 67.Hệ số quy đổi…………………………………………………………………… 27 68.Điện trở rôto đã quy đổi…………………………………………………………….27 69.Hệ số từ dẫn tản rãnh stato………………………………………………………….27 70.Hệ số từ dẫn tạp stato……………………………………………………………….28 71.Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối……………………………………… 28 72.Hệ số từ dẫn tản stato……………………………………………………………….29 73.Điện kháng dây quấn stato………………………………………………………….29 74.Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto………………………………………………………… 29 75.Hệ số từ dẫn tạp rôto……………………………………………………………… 29 76.Hệ số từ tản phần đầu nối………………………………………………………… 29 77.Hệ số từ tản do rãnh nghiêng……………………………………………………….30 78.Hệ số từ tản rôto…………………………………………………………………….30 79.Điện kháng tản dây quấn rôto……………………………………………………….30 80.Điện kháng rôto đã quy đổi…………………………………………………………30 4 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN 81.Điện kháng hổ cảm…………………………………………………………………30 82.Tính lại k E …………………………………………………………………… 30 F-TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ 83.Trọng lượng răng stato……………………………………………………… 31 84.Trọng lượng gông từ stato………………………………………………………….32 85.Tổn hao sắt trong lõi sắt stato………………………………………………………32 86.Tổn hao bề mặt trên răng rôto………………………………………………………32 87.Tổn hao đập mạch trên răng rôto……………………………………………………33 88.Tỏng tổn hao thép……………………………………………………………………33 89.Tổn hao cơ……………………………………………………………… 33 90.Tổn hao không tải……………………………………………………………………34 G-ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC 91.Bội số mômen cực đại…………………………………………………………… 35 H-TÍNH TOÁN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG 92.Tham số của động cơ điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài(s=1)……………………37 93.Tham số của động cơ điện khi xét cả hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản……………………………………………………………………… 38 94.Các tham số ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản……………………………………………………………………… 40 95.Dòng điện khởi động……………………………………………………………… 40 96.Bội số dòng điện khởi động…………………………………………………………40 97.Bội số mômen khởi động……………………………………………………………49 PHẦN BA : TỔNG KẾT 5 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… 2 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước ngày càng phát triển cao hơn trong mọi lĩnh vực, công nghiệp, giao thông và các dịch vụ trong cuộc sống hàng ngày.Xã hội không ngừng phát triển,sinh hoạt của nhân dân không ngừng được nâng cao nên cần phát triển nhiều loại máy điện mới. Do có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao và giá thành hạ nên đông cơ không đồng bộ được sử dụng rộng rãi nhất. Trong công ngiệp, động cơ không đồng bộ được dùng làm nguồn động lực cho máy cản, máy công cụ trong công nghiệp nhẹ…trong nông nghiệp dùng làm máy bơm, máy gia công nông sản…và trong dịch vụ hàng ngày, nó cũng chiếm một vị trí khá quan trọng như được dùng cho máy quay đĩa,quạt gió ,động cơ cho tủ lạnh và các thiết bị khác. Theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hóa và tự động hóa trong sản xuất,đời sống và trong một số lĩnh vực khác. Phạm vi ứng dụng của máy điện nói chung và động cơ không đồng bộ nói riêng ngày càng rộng rãi và thông dụng nhất là động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc có công suất vừa và nhỏ,vì so với các loại động cơ khác nó có ưu điểm nổi bật hơn, ngoài ra trong khi làm việc ít gây tiếng ồn và không gây ra cản nhiễu vô tuyến. Nhưng có một số nhược điểm là mô men mở máy nhỏ,dòng điện mở máy lớn,điều chỉnh tốc độ khó khăn. Do đó không thể khởi động trực tiếp hay làm việc trong một số trường hợp tải cần mô men lớn và tốc độ lớn. Để khắc phục nhược điểm này thì người ta chế tạo ra loại động cơ không đồng bộ rotor lòng sóc. Trong thời gian học môn máy điện em được giao nhiệm vụ thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc với các số liệu cho sẵn. Bản thiết kế bao gồm các phần chính sau: Phần 1. Giới thiệu chung về động cơ không đồng bộ. A - Nguyên lý làm việc và kết cấu của máy điện không đòng bộ. B - Những vấn đề chung khi thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lòng sóc Phần 2. Thiết kế và tính toán động cơ không đồng bộ rotor lòng sóc. A - Tính toán các kích thước cơ bản của động cơ B - Tính toán các thông số dây quấn . C - Tính toán thông số mạch từ 3 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN D - Tính toán các tham số động cơ ở chế độ định mức E - Tính toán tổn thất động cơ F - Vẽ bản vẽ tổng lắp ráp Trong thời gian làm đồ án vừa qua , với sự cố gắng nổ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết kế máy điện, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Lương Thanh Bình, em đã hoàn thành xong bản thiết kế của mình. Trong quá trình thiết kế đồ án, với kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án khó có thể tránh khỏi các khiếm khuyết. Em mong nhận được sự nhận xét,góp ý của các thầy cô giáo để bản thiết kế của em được hoàn chỉnh hơn. Em xin gửi đến thầy giáo hướng dẫn Lương Thanh Bình cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết Kế Máy Điện lòng biết ơn sâu sắc nhất. Vinh, ngày 20 tháng 11 năm 2010 Sinh viên Hồ Xuân Lý 4 [...]... Khoảng cách chân đế (giữa các lổ bắc bulon) 7 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN VI Phương pháp thiết kế: - Thiết kế đơn chiếc: một cấp công suất -Thiết kế dãy: nhiều công suất Mặt dù cùng một cở lõi sắt, nhưng chiều dài khác nhau nên công suất khác nhau VII Nội dung thiết kế: Thiết kế điện từ: - Xác định kích thước chủ yếu - Xác định thông số các phần tử xhủ yếu của máy Các chi tiết này không tham gia vào quá trình...KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN PHẦN MỘT: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ A – PHÂN LOẠI, KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I.phân loại: - Theo kết cấu của vỏ , máy điện không đồng bộ có thể chia thành các kiểu chính sau : kiểu hở , kiểu bảo vệ , kiểu kín , kiểu phòng nổ,…… - Theo kết cấu của rôto, máy điện không đồng bộ được chia làm hai loại : loại rôto kiểu... E, F, H Vật liệu cách điện: Vật liệu cách điện là một trong những vật liệu chủ yếu dùng trong ngành chế tạo máy điên Khi thiết kế máy điện, chọn vật liệu cách điện là một khâu rất quan trọng vì phải đảm bảo máy làm việc tốt với tuổi thọ nhất định, đồng thời giá thành của máy lại không cao Những điều kiện này phụ thuộc phần lớn vào việc chọn cách điện của máy Khi chọn vật liệu cách điện cần chú ý đến những... Độ cao tâm trục: từ tâm của trục đến bệ máy Đây là một đại lượng rất quan trọng trong việc lắp ghép động cơ với những cơ cấu thiết bị khác - Kích thước lắp đặt: chiều cao tâm trục có thể được chọn theo dãy công suất của động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc 3 Ký hiệu máy Ví dụ: 3K 250 M4 8 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN - 3K: động cơ điện không đồng bộ dày K thiết kế lại lần 3 - 250: chiều cao tâm trục... 9 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN - Phải chọn vật liệu cách điện có tính cách điện cao để đảm bảo thời gian làm việc của máy ít nhất là 15-20 năm trong điều kiện làm việc bình thường, đồng thời đảm bảo giá thành của máy không cao - Một trong những yếu tố cơ bản nhất là làm giảm tuổi thọ của vật liệu cách điện (cũng là tuổi thọ của máy) là nhiệt độ Nếu nhiệt độ vượt quá nhiệt độ cho phép thì chất điện môi,... động: Theo bảng-10.11(Tr.271_TKMĐ) bội số momen khởi động dãy động cơ điện 3K ta chọn: mk = Mk = 1,2 M đm -Bội số dòng khởi động: Tra bảng-10.12(Tr.271_TKMĐ) bội số dòng khởi động dãy động cơ điện 3K ta có: 13 ik= Imax/I đm = 6,5 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTOR LÒNG SÓC A - TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ 1.Số đôi cực: P= 60 f 60.50 =3 = ndm... Cấp C được dùng ở các máy làm việc với điều kiện đặc biệt có nhiệt độ cao Việc chọn vật liệu cách điện trong các máy điện có một ý nghĩa quyết định đến tuổi thọ và độ tin cậy lúc vận hành của máy Do vật liệu cách điện có nhiều chủng loại, kỹ thuật chế tạo cách điện ngày càng phát triển, nên việc chọn kết cấu cách điện càng khó khăn và thường phải chọn tổng hợp nhiều loại cách điện để thỏa mãn được... điện để thỏa mãn được những yêu cầu về cách điện Vật liệu cách điện trong ngành chế tạo máy điện thường do nhiều vật liệu hợp lại như mica phiến, chất phụ gia (giấy hay sợi thủy tinh) và chất kết dính (sơn hay keo dán) Đối với vật liệu cách điện, không những yêu cầu có độ bền cơ cao, chế tạo dể mà còn có yêu cầu về tính năng điện: có độ cách điện cao, rò điện ít Ngoài ra còn có yêu cầu về tính năng... và vừa 6 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN - Sản xuất với nhiều cấp điện áp khác nhau (từ 24 V đến 10 kV) nên rất thích nghi cho từng người sử dụng II Nhược điểm: - Hệ số công suất thấp gây tổn thất nhiều công suất phản kháng của lưới điện - Không sử dụng được lúc non tải hoặc không tải - Khó điều chỉnh tốc độ - Đặc tính mở máy không tốt, dòng mở máy lớn (gấp 6-7 lần dòng định mức) - Momen mở máy nhỏ III Biện... yêu cầu chịu ẩm tốt Vật liệu cách điện dùng trong một máy điện hợp thành một hệ thống cách điện Việc tổ hợp các vật liệu cách điện, việc dùng sơn hay keo để gắn chặc chúng lại, ảnh hưởng giữa các chất cách điện với nhau, cách gia công và tình trạng bề mặt vật liệu v v… sẽ quyết định tính năng về cơ, điện, nhiệt của hệ thống cách điện, và tính năng của hệ thống cách điện này không thể hiện một cách đơn . KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN Đồ án thiết kế máy điện 1 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN MỘT: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO LỒNG SÓC. công suất của động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc. 3. Ký hiệu máy. Ví dụ: 3K 250 M4. 8 KHOA: ĐIỆN ĐÔ ÁN MÁY ĐIỆN - 3K: động cơ điện không đồng bộ dày K thiết kế lại lần 3. - 250: chiều. không đồng bộ. A - Nguyên lý làm việc và kết cấu của máy điện không đòng bộ. B - Những vấn đề chung khi thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lòng sóc Phần 2. Thiết kế và tính toán động