Tải bản đầy đủ

đồ án máy điện động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc

GVHD Lương Thị Thanh Hà

Mục Lục

LỜI NÓI ĐẦU
Trong sản xuất hiện nay, việc ứng dụng động cơ điện vào việc truyền động
để tạo ra các nguyên công nhằm tạo ra các sản phẩm phục vụ con người là rất phổ
biến. Máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử dụng,
bảo quản thuận tiện, giá thành rẻ nên được sử dụng nhiều trong nền kinh tế quốc
dân (như trong máy cái, bơm nước, quạt gió…). công suất nhỏ và trung bình. Tuy
vậy, máy điện không đồng bộ có những nhược điểm như: cosφ của máy thường
không cao và đặc tính điều chỉnh tốc độ không được tốt nên ứng dụng của máy điện
không đồng bộ có phần bị hạn chế.
Vì vậy, sự cần thiết hiện nay là phải thiết kế ra những máy điện để đáp ứng
nhu cầu xã hội. Tuy vấn đề thiết kế máy điện không còn mới nhưng để thiết kế ra
những máy điện đạt hiệu suất cao và hệ số cosφ lớn để tiết kiệm cho người tiêu
dùng, nâng cao hiệu suât cho lưới điện quốc gia hay đáp ứng một nhu cầu nào đó
của khách hàng thì lúc nào cũng là vấn đề rất mới đòi hỏi người thiết kế phải nắm
vững các kiến thức lý thuyết kết hợp với tư duy sáng tạo để tạo ra những sản phẩm
ối ưu nhất nhằm giảm giá thành, đáp ứng nhu cầu sử dụng, giải quyết việc làm…
Nhờ sự giảng dạy tận tình và chu đáo của cô Lương Thị Thanh Hà đã tận tình

giúp đỡ em để hoàn thành đồ án “Thiết kế động cơ điện không đồng bộ rôto lồng
sóc”.
SV Nguyễn Minh Đức

1


GVHD Lương Thị Thanh Hà

Do điều kiện thời gian có hạn cũng như kiến thức thực tế còn hạn chế nên
không tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận được những góp ý của thầy cô và
bạn bè để hoàn thiện đồ án cũng như kiến thức của mình.
Qua đồ án này, em xin chân thành cảm ơn cô Lương Thị Thanh Hà đã tận
tình giúp đỡ em hoàn thiện đồ án này.

CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU VỀ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
I. Khái niệm chung
Máy điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý
cảm ứng điện từ, có tốc độ rôto n khác tốc độ từ trường quay trong máy n 1. Máy
điện không đồng bộ có thể làm việc ở hai chế độ: động cơ và máy phát.
Máy điện do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử dụng và bảo quản
thuận tiện, giá thành rẻ nên được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân, nhất
là loại công suất dưới 100kW.
Máy phát diện không đồng bộ ít dùng vì có đặc tính làm việc không tốt và
theo yêu cầu thiết kế, nên trong chương này ta chủ yếu đề cập đến động cơ không
đông bộ. Động cơ không đồng bộ được sử dụng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt
vì chế tạo đơn giản, giá thành rẻ, độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất cao
và gần như không bảo trì. Gần đây do kĩ thuật điện tử phát triển, nên động cơ
không đồng bộ đã đáp ứng được yêu cầu điều chỉnh tốc độ vì vậy động cơ càng sử
dụng rộng rãi hơn.
Động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc cấu tạo đơn giản nhất nên chiếm
một số lượng khá lớn trong loại động cơ điện công suât nhỏ và trung bình. Nhược
điểm của loại này là điều chỉnh tốc độ khó khăn và dòng điện khởi động lớn
SV Nguyễn Minh Đức

2


GVHD Lương Thị Thanh Hà


(thường 6 ÷ 7 lần dòng điện định mức). Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người
ta đã chế tạo động cơ không đồng bộ roto 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 cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn có thể điều chỉnh tốc được tốc độ
trong một chừng mực nhất định, có thể tạo một mômen khởi động lớn mà dòng
khởi động không lớn lắm, nhưng chế tạo có khó hơn so với với loại rôto lồng sóc,
do đó giá thành cao hơn, bảo quản cũng khó hơn.
Động cơ điện không đồng bộ được sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 và kiểu
kín IP44. Những động cơ điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt ở
hai đầu rôto động cơ điện. Trong các động cơ rôto lồng sóc đúc nhôm thì cánh quạt
nhôm được đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch. Loại động cơ 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 có kém hơn so với loại IP23 nhưng bảo dưỡng máy dễ dàng hơn.
Hiện nay các nước đã 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
tiêu chuẩn Việt Nam 1987– 1994 được ghi trong bảng 10-1 (Trang 228 TKMĐ).
Theo tiêu chuẩn này, các động cơ điện không đồng bộ trong dãy điều chế tạo theo
kiểu IP44.
Ngoài tiêu chuẩn trên còn có tiêu chuẩn TCVN 315 – 85, quy định dãy công
suất động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc từ 110 kW-1000 kW, gồm có công
suất sau: 110, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 và 1000kW.
II.

Cấu tạo của động cơ không đồng bộ
Động cơ không đồng bộ về cấu tạo được chia làm hai loại: động cơ không

đồng bộ ngắn mạch hay còn gọi là rôto lồng sóc và động cơ dây quấn. Stato có hai
SV Nguyễn Minh Đức

3


GVHD Lương Thị Thanh Hà

loại như nhau. Ở phần đồ án này chỉ nghiên cứu động cơ không đồng bộ rôto lồng
sóc.
Cấu tạo của động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc gồm hai thành phần chính
là stato và rôto, ngoài ra còn có vỏ mấy, nắp máy và trục máy.
Trục làm bằng thép, trên đó gắn rôto, ổ bi và phia cuôi có gắn một quạt để
làm mát máy dọc trục.

1. Stato (phần tĩnh)
Stato bao gồm: vỏ máy, lõi thép, dây quấn.
a) Vỏ máy
Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn
từ. Vỏ máy gồm có thân và nắp. Thường vỏ máy làm bằng gang. Đối với máy có
công suất tương đối lớn (1000 kW) thường dùng thép tấm
hàn lại làm thành vỏ.
b) Lõi thép
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. Khi
đường kính ngoài lõi sắt nhỏ hơn 900 mm thì dùng cả tấm tròn ép lại. Khi đường
kính ngoài lớn hơn trị số trên thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt (hình 2.1) ghép
lại thành khối tròn. Yêu cầu lõi sắt là phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ và chắc chắn.
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 ép thành một khối. Nếu
lõi sắt dài quá thì thường ghép thành từng thếp ngắn, mỗi thếp dài từ 6 ÷ 8 cm, đặt
SV Nguyễn Minh Đức

4


GVHD Lương Thị Thanh Hà

cách nhau 1 cm 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 rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi
sắt. Có thể là dây đồng hoặc nhôm. 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 cơ 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.

SV Nguyễn Minh Đức

5


GVHD Lương Thị Thanh Hà

10

9

h
b

8

3
7

4

6
5

Hình 2.2 : cấu tạo động cơ điện không đồng bộ
1. Lõi thép stato;2. Dây quấn stato;3.Nắp máy;4. Ổ bi;5. Trục máy;
6.Hộp đấu cực;7. Lõi thép roto;8. Thân máy;9. Quạt gió làm mát;
Hộp quạt

SV Nguyễn Minh Đức

6

10.


GVHD Lương Thị Thanh Hà

Hình 2.3 : Lõi thép stato

2. Rôto (phần quay)
Rôto là phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.
a) Lõi thép
Lõi thép của rôto (hình 2.4) 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 roto rất thấp, chỉ vài Hz, nên tổn
hao do dòng fuco trong rôto rất thấp. Lõi
thép được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy. Phía
ngoài của lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn rôto.

SV Nguyễn Minh Đức

7


GVHD Lương Thị Thanh Hà

(a)

(b)
Hình 2.4: cấu tạo rôto động cơ không đồng bộ.
(a) Dây quấn rôto lồng sóc. (b) Lõi thép rôto.

b) Trục:
Trục của động cơ không đồng bộ làm bằng lõi thép, trên đó gắn lõi thép rôto.
c) Dây quấn rôto
Phân làm hai loại chính: loại rôto kiểu dây quấn và loại rôto kiểu lồng sóc:
+Loại rôto kiểu dây quấn
Rôto có 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.
Đặc điểm của loại động cơ kiểu dây quấn là có 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
Rôto thanh đồng được chế tạo từ đồng hợp kim có điện trở suất cao nhằm mục
đích nâng cao mômen mở máy.

SV Nguyễn Minh Đức

8


GVHD Lương Thị Thanh Hà

Để cải thiện tính năng mở máy, đối với máy có 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.
3. Khe hở
Vì rôto là một khối tròn nên khe hở đều. Khe hở trong máy điện không đồng
bộ rất nhỏ (0,2 ÷ 1 mm trong máy cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế dòng từ hóa lấy từ
lưới vào, nhờ đó hệ số công suất của máy cao hơn.

SV Nguyễn Minh Đức

9


GVHD Lương Thị Thanh Hà

Đề tài: Thiết kế động cơ điện không đồng bộ rotor lồng sóc
Nội dung thiết kế động cơ điện không đồng bộ rôt lồng sóc
1.
2.
3.
4.
5.

Tính toán các kích thước chủ yếu
Thiết kế stator, sơ đồ dây quấn stator
Thiết kế lõi sắt rotor
Tính khe hở không khí
Tính toán tổn hao

+ Các số liệu kĩ thuật:
+ Công suất định mức : P = 15 kW
+ Điện áp định mức Uđm : 380/220 V
+ Tần số định mức fđm = 50 Hz
+ Số đôi cực từ p=3
+ Sơ đồ đấu dây: sao/tam giác
+ Cấp bảo vệ: IP44
+ Chế độ làm việc: liên tục
+ Cấp cách điện: cấp B
+ Kiểu rôto: rôto lồng sóc
+ Chỉ tiêu kỹ thuật : TCVN : 1987-94
CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Chiều cao tâm trục :
Tra Bảng IV.1 phụ lục IV (trang 601TKMĐ) chiều cao tâm trục theo dãy
công suất của động cơ điện không đồng bô rôto lồng sóc kiểu IP44 theo TCVN –
1987 – 94 cách điện cấp B :
Chọn h = 160 mm.
+Tốc độ đồng bộ:
Ta có hiệu số tốc độ quay của từ trường và rôto được đặc trưng bằng một đại
lượng gọi là hệ số trượt s:
SV Nguyễn Minh Đức

10


GVHD Lương Thị Thanh Hà

s=

n1 − n
n1

Trong đó: n1: tốc độ đồng bộ
n: tốc độ rôto (tốc độ định mức)
Trong máy điện không đồng bộ, trường hợp rôto quay thuận với từ trường quay
nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc độ đồng bộ (0< n < n 1, hay 1 > s > 0). Thì máy điện làm
việc trong chế độ động cơ điện. Nhưng máy chỉ làm việc ở chế độ đó khivà chỉ khi
n < n1.
2. Tốc độ đồng bộ

60. f 1
n1
p=

=> n1=1000 vòng/phút

+Hiệu suất và hệ số công suất :
Tra Bảng 10.1 (trang 228 TKMĐ) hiệu suất và cosϕ dãy động cơ điện KĐB
3K ứng với công suất Pđm=15kW và tốc độ nđb=1000 v/phút ta chọn hiệu suất:
η = 87,5 %
Và hệ số công suất:
cosϕ = 0,87
+Bội số momen cực đại:
Tra bảng 10.10 (trang 268 TKMĐ) bội số momen cực đại m max của dãy động
cơ 3K ta chọn:
SV Nguyễn Minh Đức

11


GVHD Lương Thị Thanh Hà

mmax =

M max
M đm

= 2,0

+Bội số momen khởi động:
Theo bảng 10-11 (trang 271 TKMĐ) bội số momen khởi động dãy động cơ
điện 3K ta chọn:

mk =

Mk
M đm

= 1,2

+ Bội số dòng khởi động: Tra bảng 10-12 (trang 271 TKMĐ) bội số dòng khởi
động dãy động cơ điện 3K ta chọn :

ik =

I
I

min
max

= 6.5

A. Kích thước chủ yếu:
Những kích thước chủ yếu của máy điện không đồng bộ là đường kính trong
stato D và chiều dài lõi sắt l. Mục đích của việc chọn kích thước chủ yếu này là để
chế tạo ra máy kinh tế hợp lý nhất mà tính năng phù hợp với các tiêu chuẩn nhà
nước. Tính kinh tế của máy không chỉ là vật liệu sử dụng để chế tạo ra máy mà còn
xét đến quá trình chế tạo trong nhà máy, như tính thông dụng của các khuôn dập,
vật đúc, các kích thước và chi tiết tiêu chuẩn hóa…
1. Đường kính ngoài stato:
Với chiều cao tâm trục h = 160 mm theo Bảng 10.3(trang 230 TKMĐ) trị số
đường kính ngoài stato tiêu chuẩn Dn theo h, ta chọn: Dn = 27,2 cm
2. Đường kính trong stato:
SV Nguyễn Minh Đức

12


GVHD Lương Thị Thanh Hà

Ta có :

kD =

D
Dn

Tra theo bảng 10.2 (trang 230 TKMĐ) trị số của kD, phụ thuộc vào số đôi cực,
ta chọn: kD = 0,7 ÷ 0,72
D = kD .Dn = (0,7 ÷ 0,72).27,2 = 19,04 ÷ 19,584
Chọn D =19,5 cm
3. Công suất tính toán:

P’ =

k E .P
η . cos ϕ

=

0,95.15
0,875.0,87

= 18,72 kVA

Trong đó kE = 0,95 lấy theo hình 10-2 (trang 231 TKMĐ).
kE: là tỷ số sức điện động sinh ra trong máy và điện áp đặt vào.
4. Chiều dài tính toán của lõi sắt stato:
lδ được tính theo công thức:
,

lδ =

6,1.10 7.P '
α δ .k s .k d . A.Bδ .D 2 .n1
Trong đó: P’: công suất tính toán
D : đường kính trong stato.
n1: tốc độ đồng bộ

Lấy αδ=

2
π

= 0,64

SV Nguyễn Minh Đức

13


GVHD Lương Thị Thanh Hà

π

ks hệ số dạng sóng. Lấy ks =

2 2

= 1,11

kd: Hệ số dây quấn lúc đầu chọn theo kiểu dây quấn. Đối với dây quấn một
lớp lấy kd = 0, 95 ÷ 0, 96, với dây quấn hai lớp hoặc một lớp mà 2p = 6 thì k d =
0,90 ÷ 0,91, còn máy nhiều cực thì kd= 0,91 ÷ 0,92, sơ bộ chọn kd = 0,95.
Trong hình 10-3a (trang 231, TKMĐ) do chiều cao tâm trục h=160mm và
Dn=27,2cm lên ta chọn : A = 305 A/cm; Bδ = 0,8 T
,

Ta có: lδ =

6,1.10 7.P '
α δ .k s .k d . A.Bδ .D 2 .n1

=

6,1.107.18, 72
0, 64.1,11.0, 95.305.0,8.19,52.1000

= 18,23 cm

Lấy lδ = 18 cm
Chiều dài lõi sắt stato, rôto bằng: l1 = l2 = lδ = 18 cm
5. Bước cực:

π .D
2. p
τ=

=

π .19,5
2.3

= 10,205 cm

6. Lập phương án so sánh:
Hệ số chỉ từ thông tản λ:


λ=

τ

=

18
10, 205

= 1,76

Trong dãy động cơ không đồng bộ 3K công suất P = 15 kW, 2p = 6 có cùng
đường kính ngoài (nghĩa là cùng chiều cao tâm trục h) với máy công suất P = 11
kW.
Hệ số tăng công suất của máy là:
SV Nguyễn Minh Đức

14


GVHD Lương Thị Thanh Hà

γ=

15
11

= 1,36

do đó λ15 = γ.λ11
Theo hình 10-3b (trang 235, TKMĐ), hai hệ số λ15 và λ11 đều nằm trong phạm vi
kinh tế do đó việc chọn phương án trên là hợp lý.
7. Dòng điện pha định mức:

I1 =

P.10 3
3.U 1 .η . cos ϕ

=

15.103
3.220.0,875.0,87

=29,86 A

Trong đó: P: công suất định mức.
U1: điện áp pha.
η: hiệu suất của động cơ.
cosφ: hệ số công suất.
B. Dây quấn, rãnh stato và khe hở không khí
8. Số rãnh stato:
Khi thiết kế dây quấn stato cần phải xác định số rãnh của một pha dưới mỗi
cực q1. Nên chọn q1 trong khoảng từ 2 ÷ 5. Thường lấy q1 = 3 ÷ 4. Với máy công
suất nhỏ hoặc tốc độ thấp, lấy q1 = 2. Máy tốc độ cao công suất lớn có thể chọn
q1 = 6. Chọn q1 nhiều hay ít có ảnh hưởng đến số rãnh stato Z 1. Số rãnh này nếu
nhiều quá, thì diện tích cách điện rãnh chiếm chổ so với số rãnh ít sẽ nhiều hơn,
do đó hệ số lợi dụng rãnh sẽ kém đi, răng sẽ yếu. Ít răng quá sẽ làm cho dây
quấn phân bố không đều trên bề mặt lõi sắt nên sức từ động phần cứng có nhiều
sóng bật cao.

SV Nguyễn Minh Đức

15


GVHD Lương Thị Thanh Hà

Trị số q1 nguyên có thể cải thiện được đặt tính làm việc và giảm tiếng ồn của
máy.
Lấy q1 = 4
Ta có: Z1 = 6.p.q1 = 6.3.4 = 72 rãnh
9. Bước rãnh stator

t1 =

π .D
Z1

π .19,5
72

=

= 0.85 cm

10. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh
Chọn số mạch nhánh song song a1 = 4

ur1 =

A.t1 .a1
I1

=

305.0,85.4
29,86

= 34,73 thanh dẫn

A = 305 (A/cm):
Số vòng dây trong một rãnh url phải được quy về số nguyên (nếu là dây quấn
hai lớp thì phải là số nguyên chẵn) chọn: ur1 = 35 thanh dẫn.

11. Số vòng dây nối tiếp của một pha

w1 = p.q1.

u r1
a1

= 3.4.

35
4

= 105 vòng

12. Tiết diện và đường kính dây dẫn

SV Nguyễn Minh Đức

16


GVHD Lương Thị Thanh Hà

Theo hình 10-4b (trang 237 TKMĐ) ứng với Dn = 27,2 và 2p = 6 chọn tích
số:

A.J = 1950A 2 / cm.mm 2

J’1 =

Mật độ dòng điện:

Tiết diện dây (sơ bộ):s’1 =
Ở đây chọn:

A.J
A

I1
a1 .n.J '1

=

=

1950
305

29,86
4.2.6,39

= 6,39 A/mm2

= 0,58 mm2

n1 = 2 sợi.

Theo Phụ lục VI, bảng VI.1 (trang 618, 619 TKMĐ) chọn dây đồng tráng men
PETV có đường kính d/dcđ = 1,50/1,585; s = 1,767 mm2
13. Kiểu dây quấn
Chọn dây quấn 2 lớp bước ngắn với y = 10
β=

y 10
=
= 0,83
τ 1 12

τ1 =

Trong đó:

Z1 72
=
= 12
2 p 2.3

là bước cực từ

y: là bước bối dây
⇒chọn ymin

ymin =

2
3



.τ1 =



y ymax
2
3

.12 = 8

ymax = τ1– 1 = 12 – 1 = 11
SV Nguyễn Minh Đức

17


GVHD Lương Thị Thanh Hà

ta chọn y = 10 .
14. Hệ số dây quấn
k y = sin β

Hệ số bước ngắn ky:

π
π
= sin(0,83. ) = 0,96
2
2

α
4.15
sin
2 =
2 = 0,96
kr =
α
15
q.sin
4sin
2
2
sin q.

Hệ số bước rải kr:

với α =

p.360
Z1

=

2.360ο
72

= 150

Hệ số dây quấn kd: kd = ky.kr = 0,96.0,96 = 0,9216
15. Từ thông khe hở không khí Ф

Ф=

k E .U 1
4.k s .k d . f .w1

=

0,95.220
4.1,11.0,9216.50.105

= 0,0065 Wb

ks hệ số dạng sóng.
kd: Hệ số dây quấn
U1: điện áp dây
kE: tỷ số sức điện động sinh ra trong máy và điện áp đặt vào.
16. Mật độ từ thông khe hở không khí Bδ và tải đường A

Bδ =

φ .10 4
α δ .τ .l1

SV Nguyễn Minh Đức

=

0, 0097.104
0, 64.10, 205.18

= 0,82 T

18


GVHD Lương Thị Thanh Hà

A=

6.w1.I1
π .D

=

6.105.29,86
3,14.19,5

=307 (A/cm)

Ta thấy sai số mật độ từ thông khe hở không khí và tải đường so với giá trị
ban đầu nhỏ hơn 10% nên ta không cần chọn lại.
17. Sơ bộ định chiều rộng của răng b’z1

b’z1 =

Bδ .l1 .t1
B z1 .l1 .k c

=

0,82.18.0,85
1,8.18.0,95

= 0,41 cm

Chiều rộng rãnh stato bz1 được xác định theo kết cấu tức là xét đến độ bền của
răng, đánh giá khôn dập, độ bền của khuôn và đông thời đảm bảo từ thông qua


răng Bz1 nằm trong phạm vi cho phép.Thường thì Bz1 2T
Ở đây lấy Bz1 = 1,8 T (Bảng 10-5b, trang 241 TKMĐ). Lõi sắt stato trong
máy điện không đồng bộ thường làm bằng lá thép kĩ thuật điện dày 0,5 mm. Khi
chiều dài lõi sắt không quá 14 – 15 cm thì có thể không cần phủ sơn. Thường dùng
hệ số ép chặt kc để chỉ quan hệ giữa chiều dài phần sắt với chiều dài thực của lõi
sắt.Chọn Hệ số ép chặt kc= 0,95 (Bảng 2-2, trang 23 TKMĐ).
18. Sơ bộ chiều cao của gông stato

h’g1=

φ .10 4
2.B g1 .l1 .k c

=

0, 0097.104
2.1, 45.18.0,95

= 1,96 cm

ở đây lấy Bg1 = 1,45T (theo Bảng 10-5a, trang 240 TKMĐ).
19. Kích thước rãnh và cách điện
Chọn rãnh hình quả lê như hình bên:
Chiều cao miệng rãnh thường lấy từ 0,5 ÷ 0,8 (mm). Chọn h41 = 0,5 (mm)
SV Nguyễn Minh Đức

19


GVHD Lương Thị Thanh Hà

Đường kính d1 được tính theo công thức:
π ( D + 2.h41 ) − bz' 1.z1 π (19,5 + 2.0, 05) − 0, 41.72
d1 =
=
Z1 − π
72 − π

= 0,48cm = 4,8 mm

ta chọn d1 = 5 mm
Đường kính d2 được tính theo công thức:
π ( Dn + 2.hg1 ) − bz' 1.z1
d2 =
Z1 + π

ta chọn d2 = 23,5 mm
Chiều cao rãnh Stato được tính theo công thức:
hr1 =

Dn − D − 2.hg1
2

= 19

mm

Khi đó chiều cao của h12 là:

h12 = hr1 – h41 –

d2
2

23,5 mm

= 6,75 mm

Miệng rãnh b41 = dcđ + 1,5 mm trong đó dcđ là

19 mm
6,75 mm

đường kính dây kể cả cách điện. Chiều cao
miệng rãnh h41thường lấy trong khoảng 0,4 ~

5 mm

0,8 mm.
b41 = dcđ +1,5 mm = 3 mm

0,5 mm

Theo Bảng VIII. 1 (Phụ lụcVIII, trang 629
TKMĐ) chiều dầy cách điện của rãnh là
c = 0,4 mm, của nêm là c’=0,5 mm.
SV Nguyễn Minh Đức

20

3,00 mm


GVHD Lương Thị Thanh Hà

20. Diện tích rãnh trừ nêm

S’r =

π .( d1 2 + d 2 2 )
8

+

d1 + d 2
2

.(h12 –

d1
2

)

=285,74 mm2

Chiều rộng của miếng cáctông nêm là (

π .d1
2

), của tấm cách điện giữa hai lớp là

(d1 +d2)
– Diện tích cách điện rãnh:

Scđ = [

π .d 2
2

+2.h12+(d1 + d2)].c +

π .d1
2

.c’

= 34,698mm2
– Diện tích có ích của rãnh:
Sr = S’r – Scđ = 285,74-34,698 =251,042 mm2
– Hệ số lắp đầy rãnh:

kđ =

u r1 .n1 .d cđ
Sr

2

=

35.2.1,5852
251, 042

= 0,701

Trong đó: url: số thanh dẫn tác dụng
của một cực.
dcđ : đường kính dây kể cả cách điện.
Ta thấy hệ số lắp đầy rãnh nằm trong
khoảng tốt nhất (0,7 ÷ 0,75) nên không cần tính lại.
SV Nguyễn Minh Đức

21


GVHD Lương Thị Thanh Hà

hình1: lõi
thép stato

21.Bề rộng răng stator bz1

bz1’’ =

bz1’ =

bz1 =

π .( D + 2.h41 + d1 )
Z1

– d1 = 0,38 cm

π .( D + 2.( h41 + h12 )
Z1

bz1 "+bz1 '
2

=

– d2 = 0,24 cm

0, 24 + 0,38
2

= 0,36 cm

22. Chiều cao gông stato

hg1 =

Dn − D
2

– hr1 +

1
6

d2 =

272 − 195
2

– 19 +

23. Khe hở không khí
Với những máy công suất P ≤ 20 kW:
Khi 2p ≥ 4

Khi 2p = 2

δ = 0, 25 + D*10-3mm

δ = 0, 3 +

1,5 D
1000

mm

Với những máy công suất P > 20 kW:
SV Nguyễn Minh Đức

22

1
6

.23,5 = 23,4 mm = 2,34 cm


GVHD Lương Thị Thanh Hà

δ =

D
9
.(1 +
) mm
1200
2p

Trong các công thức trên, D tính theo mm. Trị số δ tính ra phải làm tròn con số
thứ hai sau dấu phẩy thành 0 hoặc 5.

δ =

D
1200

.(1+

9
2p

)

Theo những máy đã chế tạo ở bảng 10.8 (trang 253 TKMĐ) khe hở không khí δ
dãy động cơ 4A, ta chọn δ = 0,45 mm = 0,045 cm.

SV Nguyễn Minh Đức

23


GVHD Lương Thị Thanh Hà

C. Dây quấn, rãnh và gông rotor
24. Số rãnh rôto Z2

Việc chọn số rãnh rôto lồng sóc Z2 là một vấn đề quan trọng vì khe hở không
khí của máy nhỏ, khi mở máy momen phụ do từ thông sóng bậc cao gây nên
ảnh hưởng đến quá trình mở máy và ảnh hưởng cả đến đặc tính làm việc.

Hình 2: rôto hoàn chỉnh

hình 3: các thanh nhôm được gắn trên rôto

SV Nguyễn Minh Đức

24


GVHD Lương Thị Thanh Hà

Thiết kế rãnh rôto phải làm sao cho mật độ từ thông ở răng và gông rôto phải
nằm trong phạm vi thích hợp ghi trong các bảng 10.5(trang 241 TKMĐ). Vì vậy
khi thiết kế rãnh, phải định kích tthước tối thiểu của răng và gông rôto.
Dựa vào các điều kiện trên và bảng 10-6 (trang 246 TKMĐ)
Chọn Z2 = 56 rãnh
25. Đường kính ngoài rôto D’
D’ = D – 2δ = 19,5 – 2.0,045 = 19,41 cm

26. Bước răng rôto t2

t2 =

π .D'
Z2

=

π .19, 41
44

= 1,09 cm

Hình 4: lá thép rôto
27. Sơ bộ định chiều rộng của răng rôto b’z2
SV Nguyễn Minh Đức

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×