Đồ án Thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha rôtor lồng sóc

LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc xây dựng và phát triển của đất nước ngày càng phát triển cao hơn trong mọi lĩnh vực : công nghiệp, giao thông và các dịch vụ trong cuộc sống hằng ngày. Thực tế cho thấy máy điện không đồng bộ nói chung và động cơ không đồng bộ nói riêng. Do có kết cấu đơn giản dễ chế tạo, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành lại hạ mà nổi bật nhất là động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc và được sử dụng rộng rãi nhất. Trong công nghiệp được dùng nó làm nguồn động lực cho máy cản, máy công cụ trong công nghiệp nhẹ… trong hầm mỏ dùng máy tời, quạt gió… trong nông nghiệp dùng máy bơm, máy gia công nông sản… trong dịch vụ hằng ngày máy điện không đồng bộ 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… Tóm lại, theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hoá và tự động hoá ngày càng cao trong sản xuất, đời sống và trong một số lĩnh vực khác. Cho nên phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ nói chung và động cơ không đồng bộ nói riêng ngày càng rộng rãi và thông dụng nhiều nhất là động cơ không đồng bộ Rôtor lồng sóc có công suất vừa và nhỏ vì so với các loại động cơ khác nó có ưu điểm nổi bật hơn hẳn, ngoài ra trong khi làm việc ít gây tiếng ồn và không gây ra cản nhiễu vô tuyến. Nhưng nó có một số nhược điểm là mômen 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 mômen lớn và tốc độ lớn… đểkhắc phục nhược điểm này thì người ta chế tạo ra loại động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc nhiều tốc độ, dùng rôtor rãnh sâu, lồng sóc kép… nhằm để hạ được dòng điện khởi đông và tăng được mômen mở máy và điều chỉnh tốc độ dễ dàng hơn. Trong suốt thời gian học chuyên nghành về máy điện cũng không đủ nhiều cho đến khi nhận đề tài tốt nghiệp, em được khoa và bộ môn thiết bị điện giao cho nhiệm vụ thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha rôtor lồng sóc với các số liệu ban đầu như trên. Để hoàn thành nhiệm vụ yêu cầu của bang thiết kế đặt ra, em được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo bộ môn và đặt biệt là thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Trung Cư, cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụ của bảng thiết kế tuần tự theo các chương nhỏ sau: Lời nói đầu Chương I. Giới thiệu máy và nguyên lý hoạt động Chương II.Tính toán và xác định kích thước chủ yếu của máy Chương III.Tính toán dây quấn, rãnh Stator và khe hở không khí Chương IV.Tính toán dây quấn, rãnh và gông rôtor Chương V. Tính toán mạch từ Chương VI. Tính toán tham số của động cơ điện ở chế độ định mức Chương VII. Tính toán tổn hao thép và tổn hao cơ Chương VIII.Tính toán đặc tính làm việc của động cơ Chương IX. Tính toán đặc tính khởi động Chương X. Tính toán nhiệt Chương XI. Tính toán trọng lượng,vật liệu tác dụng vàchỉ tiêu sử dụng vật liệu máy. Chương XII .Tính toán cơ. Chương XII . Chuyên Đề. Nói chung trong quá trình thiết kế, tuy bản thiết kế đã hoàn thành và đạt được yêu cầu, chỉ tiêu cũng như tiêu chuẩn của nhà nước của bản thiết kế đề ra. Nhưng em là một sinh viên mới bắt tay vào việc nghiên cứu và thiết kế vả lại đề tài về máy điện rất đa dạng và phong phú, hơn nữa thời gian có hạn. Cho nên em không tránh khỏi nhưng thiếu xót và cũng như không tối ưu của vấn đề. Do đó em rất mong sự thông cảm và bỏ qua của thầy cô về những sai sót của em trong bảng thiết kế và em mong muốn nhận được sự chỉ bảo và góp ý của các thầy cô trong bộ môn để cho em học hỏi và rút kinh nghiệm về sau. Em xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, tháng 5 năm 2005 Sinh viên thiết kế CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG A. Phân loại và kết cấu và nguyên lý hoạt động của động cơ: I. Phân loại: Theo kết cấu của động cơ không đồng bộ có thể chia ra làm các kiểu chính: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phong nổ... Theo kết cấu của Rotor, máy điện không đồng bộ chia làm 2 loại: loại Rotor kiểu dây quấn và loại Rotor kiểu lồng sóc. Theo số pha trên dây quấn Stator có thể chia làm các loại: Một pha, hai pha và ba pha. II.Kết cấu: Giống như các máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ gồm các bộ phận chính sau: 1.Phần tĩnh hay Stator: Trên Stator có vỏ, lõi sắt và dây quấn. a. Vỏ máy: Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn từ . thường vỏ máy làm bằng gang. Đối với máy có công suất lớn (1000 Kw) thường dùng thép tấm hàn lại làm thành vỏ. Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau. b. Lõi sắt: 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 bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5mm ghép lại. Khi đường kính ngoài lõi sắt nhỏ hơn 990mm thì dùng cả tấm tròn ép lại. Khi đường kính ngoài lớn hơn trị số trên thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn. Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Nếu lõi sắt ngắn thì có thể ghép thành một khối. Nếu lõi sắt dài quá thì thường ghép thành từng thếp ngắn, mỗi thếp dài 6 đến 8 cm,đặt cách nhau 1cm để thông gió cho tốt. Mặt trong của lá thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn. c. dây quấn: Dây quấn Stator được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi sắt. Bối dây có thể là một vòng (gọi là dây quấn kiểu thanh dẫn) bối dây thường được chế tạo dạng phần tử và tiết diện dây thường lớn, hay cũng có thể: bối dây gồm nhiều vòng dây (tiết diện dây nhỏ gọi là dây quấn kiểu vòng dây). Số vòng dây mỗi bối, số bối dây mỗi pha và cách nối dây là tuỳ thuộc vào công suất, điện áp, tốc dộ, điều kiện làm việc của máy và quá trình tính toán mạch từ. 2. Phần quay hay Rotor: phần này có hai bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn. a. Lõi sắt: Lõi sắt là các lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau. Lõi sắt được ghép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá Rotor của máy. Phía ngoài của lá thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn. a. Rotor và dây quấn Rotor: Rotor có hai loại chính: Rotor kiểu dây quấn và Roto kiểu lồng sóc. - Loại Rotor kiểu dây quấn : Rotor có dây quấn giống như dây quấn Stator. Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp vì bóp được những đầu dây nối, kết cấu dây quấn trên Rotor chặt chẽ. Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn ba pha của Rotor thường đấu hình sao, còn ba đầu kia được nối vào ba vành trượt thường làm bằng đồng đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài. Đặc điểm của loại động cơ điện Rotor dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện Rotor để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy. Khi máy làm việc bình thường dây quấn Rotor được nối ngắn mạch. - Loại Rotor kiểu lồng sóc: kết cấu của loại dây quấn này rất khác với dây quấn Stator. Trong mỗi rãnh của lõi sắt Rotor đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà người ta quen gọi là lồng sóc. Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt. để cải thiện tính năng mở máy, trong máy công suất tương đối lớn, rãnh Roto có thể làm thành dạng rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc hay còn gọi là lồng sóc kép. Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh Roto thường được làm chéo đi một góc so với tâm trục. 3. Khe hở: Vì Rotor là một khối tròn nên khe hở đều. Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (từ 0,2 đến 1mm trong máy điện cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào và như vậy mới có thể làm cho hệ số công suất của máy cao hơn * Nguyên lý hoạt động của máy điện không đồng bộ nói chung và động cơ không đồng bộ 3 pha rôtor lồng sóc nói riêng là làm việc dựa theo nguyên lý cảm ứng điện từ. * Khi cho dòng điện 3 pha đi vào dây quấn 3 pha đặt trong lõi sắt Stator, trong lõi sắt Stator của máy tạo ra một từ trường quay với tốc độ đồng bộ n1= 60.f/p với p là số đôi cực, f là tần số lưới. Từ trường quay cắt các thanh dẫn của dây quấy Stator, cảm ứng các sư6t1 điện động. Vì dây quấn rôtor nối ngắn mạch, nen sức điện động cảm ứng sẽ sinh ra dòng điện trong các thanh dẫn của rôtor. Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường quay của máy với thanh dẫn mang dòng điện rôtor, kéo rôtor quay cùng chiều quay từ trường với tốc độ n n dt F 1 n dt F N n n dt F s s dt F Hình : Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ Để minh hoạ vẽ từ trường quay tốc độ n1, chiều sức điện động và dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn rôtor, chiều lực điện từ Fđt. Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo qui tắc bàn tay phải ta căn cứ vào chuyển động tương đối của thanh dẫn rôtor với từ trường. Nếu coi từ truờng đứng yên thì chiều chuyển động tương đối của thanh giược với chiều chuyển dộng của n1. từ đó áp dụng qui tắc bàn tay phải xác định được chiều chuyển động của sức điện động như hình vẽ. Chiều lực điện từ xác địng theo qui tắc bàn tay trái trùng với chiều quay n1. Tốc độ n của máy nhỏ hơn tốc độ từ trường quay n1, vì nếu tốc độ bằng nhau thì khơng có sự chuyển động tương đối, trong dây quấn không có sức điện động và dòng điện cảm ứng, lực điện từ bằng 0. Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc dộ trượt n2 . n2 = n1 – n Hệ số trượt của tốc độ là : s = Khi rôtor đứng yên (n = 0), hệ số trượt s = 1. Khi rôtor quay định mức s = 0,02¸ 0,06 tốc độ động cơ : vòng/phút CHƯƠNG II : KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 1. Tốc độ đồng bộ : trong đó : n1 =1500 là tốc độ của động cơ f1 =50 hz là tần số của lưới điện 2. Đường kính ngoài Stator : Với Pđm = 90 kw và p =2 tra phụ lục 10-6 tài liệu thiết kế máy điện . Ta có chiều cao tâm trục của động cơ điện không đồng bộ Rotor lồng sóc kiểu IP23 theo tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994 cách điện cấp B với h=250 mm. Tra bảng 10.3 trang 230 ta được đường kính ngoài Stator theo tiêu chuẩn trong dãy 4A của nga Dn = 43,7cm. 3. Đường kính trong Stator : Theo bảng 10.2 trang 230 có KD=(0,640,68) ứng với động cơ có 2p =4 Trong đó : + KD : tỉ số giữa đường kính trong và ngoài Stator + D : Đường kính trong Stator + Dn =43,7mm D = KD.Dn =(0,640,68) . 43,7 = 29,7 mm 4. Công suất tính toán : Trong đó : + KE = 0,98 :Tỉ số giữa sức điện động và điện áp.Tra hình 10.2 trang 231 sách TKMĐ theo Dn = 43,7cm. + P = 90 kw Theo bảng 10.1 trang 228 sách TKMĐ 5. Chiều dài tính toán của lõi sắt Stator : Lấy ld = 21,8 cm trong đó : được chọn theo kiểu dây quấn ở máy nhiều cực trang 231 sách TKMĐ + = 0,64 là hệ số cực từ + ks = 1,11 là hệ số sóng hình sin + kd =0,92 là hệ số dây quấn + A = 420 A/cm là tải đường + Bd = 0,806 là mật độ từ thông khe hở không khí Do lõi sắt ngắn nên được làm thành một khối. Chiều dài của lõi sắt Stator, Rotor : l1 = l2 =ld = 21,8 cm 6. Bước cực : Trong đó : 2p = 4 số đôi cực D = 29,7 cm 7. Lập phương án so sánh : Hệ số : Trong dãy máy động cơ khôngđồng bộ K, công suất 90 KW, 2p = 4 có cùng đường kính ngoài (nghĩa là cùng chiều cao tâm trục h). với máy 100 KW 2p = 4 . + Hệ số tăng công suất của máy này là : Do đó l của máy 100 kw bằng : l100 =l90.g =1,11.0,93=1,032 Theo hình 10.3b trang 233 ta thấy hệ số l90 và l100 nằm trong vùng gạch chéo cho phép tức là thỏa mãn điều kiện kinh tế và kỹ thuật. Do đó việc chọn phương án trên là hợp lý. 8. Dòng điện pha định mức : Trongđó : +U1 = 220 là điện áp đặt vào Stator + P = 90 KW là công suất định mức là hiệu suất +cos j = 0,91 là hệ số công suất CHƯƠNG III : THIẾT KẾ DÂY QUẤN, RÃNH STATOR VÀ KHE HỞ KHÔNG KHÍ Dây quấn phần ứng (Stator) máy điện xoay chiều không đồng bộ rotor lồng sóc gồm nhiều phần tử nối với nhau theo qui luật nhất định. Các phần tử ở đây cũng chính là số bối dây và được đặt trong các rãnh phần ứng. Mỗi bối dây có nhiều vòng dây. Số vòng dây của mỗi bối, số bối của mỗi pha và cách nối phụ thuộc vào công suất, điện áp, tốc độ, điều kiện làm việc của máy... và quá trình tính toán điện từ Dạng rãnh Stator phụ thuộc vào thíêt kế điện từ và loại dây dẫn. Rãnh được thiết kế sao cho có thể cho vừa số dây dẫn kể cả cách điện và công nghệ chế tạo (dập, cắt) dễ dàng. Mật độ từ thông trên gông và răng không lớn hơn một trị số nhất định, để đảm bảo tính năng của máy. Đối với khe hở không khí ta cố gắn lấy nhỏ để cho dòng điện không tải nhỏ và hệ số công suất cao. Nhưng nếu khe hở không khí quá nhỏ thì công nghệ chế tạo khó và đễ sát cốt làm tăng tổn hao phụ. 9. Số rãnh Stator : Số rãnh của một pha dưới một cực là q1, thông thường chọn q1 trong khoảng từ 2 đến 5. ở đây vì máy có công suất vừa nên lấy q1 = 4. Việc chọn q1 ảnh hưởng trực tiếp đến số rãnh Stator Z1. số rãnh này không nên nhìêu quá vì như vậy diện tích cách điện chiếm chỗ so với số rãnh ít sẽ nhiều hơn do đó hệ số lợi dụng rãnh sẽ kém đi. Mặt khác về phương diện độ bền cơ thì số rãnh lớn làm cho độ bền cơ của răng yếu đi. Nếu số rãnh ít sẽ làm cho dây quấn phân bố không đều trên bề mặt lõi sắt nên suất từ động phần ứng có nhiều số bậc cao. Z1 =6.p.q1 = 6 . 2. 4 =48 rãnh 10. Bước rãnh Stator : 11. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh : Chọn số mạch nhánh song song a =1 Nhưng số thanh dẫn tác dụng của một rãnh Ur1 phải dược qui về số nguyên. Vì dây là dùng dây quấn hai lớp nên nó phải là số nguyên chẵn do đó lấy Ur1 = 20 thanh. 12. Số vòng dây nối tiếp của một pha : (vòng) Trong đó : Chọn số mạch nhánh song song a1 = 4 13. Tiết diện và đường kính dây dẫn : Theo hình 10.4a tri số AJ của máy điện không đồng bộ kiểu bảo vệ IP23 với h = 250 mm, trang 237 sách TKMĐ ta lấy giá trị AJ = 2370 A2/cm.mm2 Mật độ dòng điện Trong đó : - Tiết diện dây sơ bộ: Trong đó: n1 = 3 là số sợi chập song song a1 = 4 là số mạch nhánh song song Iđm = 161,13 cm Ta chọn n1 =3 là số sợi chập song song - Theo phụ lục VI bảng VI-1 trang 619 sách TKMĐ chọn dây đồng tráng men FET-155 có đường kính với S1 = 2,38 mm2 14. Kiểu dây quấn: Chọn dây quấn 2 lớp sóng bước ngắn với y = 10 15. Hệ số dây quấn: + Hệ số bước ngắn: + Hệ số bước rải: Trong đó: + Hệ số dây quấn: kd = ky . kr = 0,966 . 0,958 =0,925 16.Từ thông khe hở không khí: Trong đó: KE = 0,98 lấy theo hình 10 – 2 U1 = 220 Điện áp pha định mức kd = 0,925 f = 50 Hz là tần số W1 = 40 vòng 17.Mật độ từ thông khe hở không khí: Trong đó: là hệ số xung cực từ cm l1 =21,8 cm 18.Sơ bộ định chiều rộng của răng: Trong đó: t1 = 1,944 cm kc =0,93 là hệ số ép chặt lõi sắt tra theo bảng 2.2 trang sách TKMĐ + Động cơ kiểu bảo vệ IP23, 2p = 4, h = 250 mm. Treo bảng 10.5b trang 241 sách TKMĐ Ta chọn Bz1 = 1,85 T 19.Sơ bộ định chiều cao gông Stator: Trong đó: l1 = 21,8 cm kc = 0,93 là hệ số ép chặt lõi sắt Bg1 = 1,6T là mật độ từ thông trong gông Stator (Tra theo bảng 10.5a trang 240 sách TKMĐ). 20.Kích thước rãnh và cách điện : hr1 = 29,5 mm h12 = 22,5 mm d1 = 11 mm d2 = 13 mm b41 = 3,4 mm h41 = 0,5 mm Trong đó: Dn = 43,7 cm D = 29,7 cm + Đường kính trong rãnh: lấy d1 = 1,1 cm =11 mm + Chiều rộng miệng rãnh: + Chiều cao: Trong đó: hr1 = 2,95 cm là chiều cao răng Stator d1 = 1,1 cm đường kính đáy nhỏ rãnh Stator d2 = 1,3 cm đường kính đáy lớn rãnh Stator + Chiều dài miệng rãnh: Trong thực tế chiều dài miệng rãnh h41 = 0,5 mm chứ không thể nhỏ hơn vì công nghệ cắt dập không thể cắt dập được. + Theo bảng VIII – 1 ở phụ lục VIII trang 629 sách TKMĐ Chọn chiều dài cách điện rãnh là c = 0,4 mm Chọn chiều dài của nêm là c’ = 0,5 mm + Diện tích rãnh trừ nêm: + Chiều rộng của miếng các tông nêm là (), của tấm cách điện giữa 2 lớp là (d1 + d2). + Scđ = = + Diện tích có ích của rãnh: Scđ =Scđ = 317 – 44 = 273 + Hệ số lấp đầy rãnh: kđ = Trong đó : ur1 = 20 thanh n = 3 sr = 273 cm 21.Bề rộng rãnh Stator: 22. Chiều cao gông Stator: 23. Khe hở không khí: Việc chọn khe hở không khí d sao cho nhỏ nhất để có thể công nghệ chế tao được và làm giảm dòng không tải, cosj … nhưng không quá nhỏ vì nếu quá nhỏ dễ bị chạm giữa rôtor và Stator trong quá trình làm việc. Do đó theo những máy đã chế tạo bảng 10.8 trang 253 sáchTKMĐ ta lấy SƠ ĐỒ DÂY QUẤN STATOR Z = 48 ; Y = 10; t =12; q = 4; a = 4 CHƯƠNG IV : DÂY QUẤN RÃNH VÀ GÔNG RÔTOR 24. Số rãnh Rôtor được chọn theo bảng 10.6 trang 246. Với số đôi cực 2p = 4, số rãnh Stator Z1 =48 ta có thể chọn : Z2 = 40 rãnh 25. Đường kính ngoài Rôtor: 26.Bươc răng Rôtor: 27.Sơ bộ định chiều rộng ranh Rôtor: Theo bảng 10.5b trang 241. Ta chọn Bz2 = 1,85 T và hệ số ép chặt lõi sắt kc = 0,93. 28. Đường kính trục Rôtor: Dt = 0,3.D = 0,3.29,7 = 8,94 cm. Lấy Dt = 9 cm 29. Dòng điện trong thanh dẫn Rôtor: Itd = I2 = Trong đó: I1 = 161,13 A W1 = 40 vòng kd = 0,925 Z2 = 40 rãnh KI = 0,94 được chọn theo cos trong hình 10.5. 30. Dòng điện trong vành ngắn mạch: 31. Tiết diện thanh dẫn bằng nhôm: Đối với máy không đồng bộ rôtor lòng sóc, tiết diện rãnh rôtor đồng thời là tiết diện thanh dẫn rôtor. Vì vậy cần phải chọn mật độ dòng điện cho thích hợp. Jcd = (2,5 3,5) . Chọn Jtd =3 . 32.Sơ bộ chọn mật độ dòng điện trong vành ngắn mạch: Mật độ dòng điện trong vành ngắn mạch Jv chọn thấp hơn Jtd trong khoảng từ (20 25)%. Ta chọn Jv = 2,5 . Tiết diện vòng ngắn mạch: 33. Kích thước rãnh Rôtor và vành ngắn mạch: Chọn dạng rãnh như hình vẽ, diện tích rãnh cũng chính là diện tích thanh dẫn của lồng sóc. Lồng sóc được đúc bằng nhôm theo phương pháp áp lực h42 = 0,5 mm b42 = 1,5 mm h12 = 29 mm hr2 = 37,3 mm d1 = d2 = 7,8 mm a = 1,2. hr2 = 1,2.37,3 = 44,76 lấy a = 45 mm b = lấy b= 23,9 mm lấy Sv = a.b = 1075,5 mm2 Dv = D – (a+1) = 297 – (45+1) = 251 mm =25,1 cm 34. Diện tích rãnh Rôtor: Sr2 = b=23,9 35. Diện tích vòng ngắn mạch: Sv = a . b = 45 . 23,9 =1075,5 mm2 a=45 36. Bề rộng răng Rôtor: 37. Làm rãnh nghiêng ở Rôtor với độ nghiêng bằng một bước rãnh Stator. Để giảm lực ký sinh tiếp tuyến và hướng tâm người ta thường làm nghiêng rãnh Stator hay rôtor. Vì như vậy có thể triệt tiêu sóng điều hoà răng. Ơ đây ta làm nghiêng rãnh ở rôtor và làm nghiêng bằng 1 bước răng Stator bn = t1 = 1,944 cm 38. Chiều cao gông rôtor: hg2 = CHƯƠNGV :TÍNH TOÁN MẠCH TỪ: 39.Hệ số khe hở không khí: Trong đó: Với 40. Dùng thép kỹ thuật điện dày 0,5mm, cán nguôi loại 2211 41. Sức từ động khe hở không khí: Trong đó: 42.Mật độ từ thông răng Stator: Trong đó: t1 = 1,944 cm bz1 = 0,933 cm kc = 0,93 là hệ số ép chặt lõi sắt lấy theo bảng 2.2 43. Cường độ từ trường trên răng Rôtor: Theo bảng V – 6 ở phụ lục V trang 608 sách TKMĐ Ta có: Bz1 = 1,806 T Hz1 = 27,6 A/cm 44. Sức từ động trên răng Stator: Trong đó: 45.Mật độ từ thông ở răng Rôtor: Trong đó: t2 = 2,32 cm bz2 = 1,147 cm kc = 0,93 Là hệ số ép chặt lõi sắt lấy theo bảng 2.2 46. Cường độ từ trường trên răng rôtor: Theo bảng V – 6 ơ phụ lục V trang 608 sách TKMĐ có: Bz2 = 1,753 T Hz1 = 22,5 A/cm 47. Sức từ động trên răng rôtor: Trong đó: 48. Hệ số bão hoà răng: Trong đó: Fz1 = 139 A Fz2 = 156 A 49. Mật độ từ thông trên gông Stator: Trong đó: hg1 = 4,27 cm l1 =21,8 cm kc = 0,93 Hệ số ép chặc lõi sắt lấy theo bảng 2.2 50. Cường độ từ trường ở gông Stator: Theo bảng V – 9 ở phụ lục V trang 611 sách TKMĐ Ta tra được Hg1 = 10,9 A/cm 51.Chiều dài mạch từ ở gông Stator: Trong đó: Dn = 43,7 cm hg1 = 4,27 cm 2p = 4 Số đôi cực từ 52. Sức từ động ở gông Stator: Fg1 = Lg1.Hg1 = 30,97 . 10,9 = 338 cm Trong đó : Lg1 = 30,97 cm Hg1 = 10,9 A/cm 53. Mật độ từ thông trên gông rôtor : Trong đó : 54. Cường độ từ trường ở gông rôtor : Theobảng V-9 của phụ lục V trang 611 sách TKMĐ. Ứng với Bg2 = 0,97 ta tra được Hg2 = 2,6 A/cm 55. Chiều dài mạch từ gông rôtor : 56. Sức từ động trên gông rôtor : Trong đó : Lg2 = 12,3 cm Hg2 = 2,6 A 57. Tổng sức từ động của mạch từ : F = Fd + Fz1 + Fz2 + Fg1 + Fg2 = 1143 + 139 + 156 + 338 + 32 = 1808 A Trong đó : Fd = 1143 A Fz1 = 139 A Fz2 = 156 A Fg1 = 338 A Fg2 = 32 A 58 . Hệ số bão hòa toàn mạch : Trong đó : F = 1808 A Fd = 1143 A 59 . Dòng điện từ hóa : Trong đó : P = 2 số đôi cực F = 1808 A W1 = 40 vòng Kd1 = 0,925 : Hệ số dây quấn +Dòng điện từ hóa phần trăm : Trong đó : Im = 36,2 A Iđm = 161,13 A (dòng điện định mức) CHƯƠNG VI : THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 60. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn Stator : lđ1 = Kđ1 . Ty +2B = 1,3 . 21,4 + 2.1 = 29,82 cm Trong đó : Với : Kd1 = 1,3 (lấy từ 3.4 trang 69 sách TKMĐ) B = 1 (chọn Kd1, B theo số cực 2P =4) y =10 hr1 = 2,95 cm chiều cao răng Stator 61. Chiều dài trung bình nữa vòng dây quấn Stator : ltb = l1 + ld1 = 21,8 + 29,82 = 51,62 cm Trong đó : l1 =21,8 cm Lđ1= 29,82 cm 62 . Chiều dài dây quấn 1 pha của Stator : L1 = 2 . ltb .W .10-2 = 2 . 51,62 . 40 . 10-2 = 41,3 m 63 . Điện trở tác dụng của dây quấn Stator : Trong đó : Là điện trở suất ở nhiệt độ tính toán là 75oC n1 = 3 làsố sợi chập song a1 = 4 là số mạch nhánh song song của dây quấn S1 = 2,38 mm2 tiết diện dây quấn Tính theo đơn vị tương đối : Trong đó : I1 = 161,13 A là dòng điện pha định mức U1 = 220 v là điện áp pha định mức 64. Điện trở tác dụng của dây quấn rôtor : Trong đó : l2 = 21,8 cm Sr2 = 274 mm2 là điện trở của nhôm ở nhiệt đo tính toán là 75oC 65. Điện trở vành ngắn mạch : Trong đó : Dv = 25,1 cm Z2 = 40 rãnh Sv = 1075,5 mm2 66. Điện trở rôtor : Trong đó : với : p = 2 số đôi cực Z2 = 40 rãnh 67. Hệ số qui đổi : Trong đó : m1 = 3 số pha W1 =40 vòng kd1 = 0,925 Z2 = 40 rãnh 68. Điện trở rôtor đã qui đổi : + tính theo đơn vị tương đối : Trong đó : r’2 = 0,0209.10-4 W I1 = 161,13 A dòng điện pha định mức U1 = 220 v Điện áp pha định mức 69. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôtor : Trong đó : h1 = hr1 - 2c’ - 2.c – 0,1. d =29,5 - 0,1 . 13 - 2. 0,4 - 0,5 = 26,9 mm Vì phần trên của dây đồng vượt quá tâm của vòng tròn nên trị số h2 phải lấy trị số âm. b41 = 3,4 mm h41 = 0,5 mm d1 = b =11 mm 70. Hệ số từ dẫn nạp Stator: Trong đó : t1 =1,944 cm q1 = 4 sốrãnh một pha dưới một cực từ kd1 = 0,925 hệ số dây quấn kd = 1,108 hệ sốkhe hở không khí d = 0,08 cm + + Tra bảng 5.3 trang 137 sách TKMĐ. Ta tra ra được rt1 = 0,82. + Tra bảng 5.2a trang 134 sách TKMĐ.Ứng với q = 4 Ta tra ra được s1 = 0,0062. 71. Hệ số từ tản phần đầu nối : Trong đó : q1 = 4 ld = 21,8 cm lđ1 = 29,82 cm b = 0,833 t = 23,33 cm 72. Hệ số từ dẫn tản Stator : Trong đó : lr1 = 1,085 lt1 = 1,306 lđ1 = 1,084 73. Điện kháng dây quấn Stator : Trong đó : f1 = 50 hz là tần số w1 = 40 vòng ld = 21,8 cm Sl1 = 3,475 + Tính theo đơn vị tương đối : 74. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôtor : Trong đó : b = d1 = 7,8 mm Sr = 274 mm2 h42 = 0,5 mm b42 = 1,5 mm h1 = hr2 – (h42 + + 0,1.d) = 37,3 - (0,1++0,1.7,8) = 32,1 mm 75. Hệ số từ dẫn nạp rôtor: Trong đó : t2 =2,32 cm q2 = 40/ 4.3 Với : máy rôtor lồng sốc tra bảng 52.c trang136 với q2 = 2,83 76. Hệ số từ tản phần đầu nối: Trong đó: Z2 = 40 rãnh l2 = 21,8 cm Dv=251 mm = 25,1cm a = 4,5 cm b = 2,39 cm 77. Hệ số từ tản do rãnh nghiên : Trong đó : bn = t1 = 1,944 (bn là độ nghiên bằng một bước rãnh Stator) t2 = 2,32 cm 78. Hệ số từ tản rotor : Trong đó : 79. Điện kháng tản dây quấn rotor : X2 = 7,9.f1.l2. 80. Điện kháng rôtor đã qui đổi: Trong đó : x2 = 4,895.10-4 W + Tính theo đơn vị tương đối: 81. Điện kháng hổ cảm : Trong đó : U1 = 220 điện áp pha định mức x1 = 0,119W 82. Tính lại KE : Trị số này không sai khác nhiều so với giả thuyêt ban đầu nên không cần tính lại. CHƯƠNG VII : TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ 83. Trọng lượng răng Stator: Gz1= YFe.z1.hr1.bz1.l1.kc.10-3 = 7,8.48.0,933.2,516.21,8.0,93.10-3=17,8 Kg Trong đó: YFe =7,8kg/cm2 trọng lượng riêng của Fe phần Stator. hr1 =2,516 cm Z1=48rãnh bz1 = 0,933 l1 = 21,8 cm kc = 0,93 hệ số ép chặt lõi sắt 84. Trọng lượng gông từ Stator: Trong đó: Lg1 = 30,97 cm hg1 = 4,27 cm 2p = 4 số đôi cực 85. Tổn hao sắt trong lõi sắt Stator: * Tổn hao trong răng : pFez1 = Kgz1.pFez1.B2z1.Gz1.10-3 = 1,8.2,5.(1,806)2 .17,8.10-3 = 0,261 kw Trong đó : Kgz1 = 1,8 hệ số gia công . Bz1 = 1806 T PFez1 = 2,5kg/w tra ở phụ lục văn bản V/14 trang 618 sách TKMĐ GGz = 17,8kg * Tổn hao trong gông : PFeg1= kgc. pFeg1. B2g1.Gg1.10-3 = 1,6.2,5.1,5162.83,6.10-3 =0,768kw Trong đó: kgc=1,6 là hệ số gia công gông Bg1 = 1,5196T PFeg1 = 2,5 kg/w tra ở phụ lục văn bản V-14 trang 618 sách TKMĐ Gg1 = 83,6 kg * Tổn hao trong cả lõi sắt Stator: P’Fe = pFez1 + pFeg1 = 0,261 + 0,768 = 1,029 kw 86. Tổn hao bề mặt trên răng rôtor: Trong đó : t = 23,33 cm