Sinh viên : HỒ VĂN NAM Lớp ĐHLT Điện k2b
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCKĐB rôto lồng sóc
1
Đồ án môn học
Thiết kế ĐCKĐB rôto lồng sóc
Sinh viên : HỒ VĂN NAM Lớp ĐHLT Điện k2b
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCKĐB rôto lồng sóc
2
MỤC LỤC
Phần 1: Xác định các kích thước chủ yếu ...............................2
Phần 2 :Tính toán điện từ ............................................................4
Phần 3 : Tính toán nhiệt ............................................................28
Phần 1: Xác định các kích thước chủ yếu
Khi thiết kế một máy điện không đồng bộ cần phải biết những trị số định
mức và phương thức làm việc của máy .Những số liệu gồm có:
- Công suất định mức đầu trục Pđm= 3kW
- Điện áp định mức Uđm= 380/220 V Nối Y/
- Tần số định mức f1 = 50 Hz
- Số cực 2p = 4
- Máy kiểu kín, làm việc liên tục, tự làm mát bằng gió, cách điện cấp B.
- Hiệu suất định mức = 0,84
- Hệ số cos = 0,82
Ngoài các tham số trên ta cần biết thêm:
*Toàn bộ số liệu tham khảo được tra trong tài liệu:
THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN ( Nguyễn Khánh Hà_Nguyễn Hồng Thanh )
NXB khoa học và kĩ thuật - 2001
Tốc độ đồng bộ :
1
1
60. 60.50
1500
4
f
np
(vòng/phút)
Dòng điện pha định mức ( giả thiết)
3
1
1
3.10
6,6
3. .cos . 3.220.0,82.0,84
dm
dm
P
IU
(A)
Với U1 là điện áp pha định mức
Kích thước chủ yếu của máy điện không đồng bộ (MĐKĐB) :
Kích thước chủ yếu của MĐKĐB chính là đường kính trong của lõi sắt stato
D và chiều dài lõi sắt l . Mục đích của việc chọn kích thước chủ yếu này là
Sinh viên : HỒ VĂN NAM Lớp ĐHLT Điện k2b
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCKĐB rôto lồng sóc
3
để cho máy điện chế tạo ra có tính kinh tế cao và tính năng phù hợp với các
tiêu chuẩn của nhà nước.(Tính kinh tế bao gồm cả mặt sử dụng vật liệu hiệu
quả và công nghệ chế tạo).
D và l thuộc vào P, tốc độ quay, tải điện và từ của máy.
3.1)Đường kính ngoài của Stato:
Theo bảng IV-1,phụ lục IV với máy có 2p=4,P=3 kW thì chiều cao tâm trục
là h=112 mm,(Ký hiệu chiều dài là S).
Theo bảng 10.3 (tr.230),với h=11,2 cm thì đường kính ngoài Stato tiêu
chuẩn là Dn=19,1 cm (Dãy 4A,kiểu IP44).
3.2) Đường kính trong của Stato:
Theo bảng 10.3(tr.230),với 2p=4 thì kD = (0,64÷0,68)
Vậy : D=kD.Dn=(0,64÷0,68).19,1 =(12,224÷ 12,988) cm
Chọn D=12,6 cm
3.3)Công suất điện từ tính toán:
1 1 1 1 1 1
. 0,96.3
' . . . . . 4,18( )
.cos 0,82.0,84
E dm
E
k P
P m E I m k U I kVA
Với: kE =E1/U1 là hệ số chỉ quan hệ giữa điện áp đặt vào với sức điện động
sinh ra trong máy.Tra đồ thị (h.10.2,tr.231) với 2p=4 được kE=0,96.
m1= 3 là số pha dây quấn Stato.
3.4)Bước cực:
. .12,6
9,9( )
2 4
D
cm
p
3.5)Chiều dài tính toán của lõi sắt stato:
Theo hình 10.3a tr.233,với Dn= 11,2 cm 2p=4 thì:
230 250 /
0,87 0,91
A A cm
B T
Chọn:
240 /
0,91
A A cm
B T
Sơ bộ chọn các thông số:
-Hệ số cung cực từ =0,64
-Hệ số sóng ks=1,11
-Hệ số dây quấn kdq1=0,98
Vậy chiều dài tính toán của lõi sắt stato là :
7 7
2 2
1
6,1.10 . ' 6,1.10 .4,18
7( )
. . . . . . 0,64.1,11.0,98.240.0,91.12,6 .1500
s dq db
P
l cm
k k A B D n
Chọn
7
l cm
Chiều dài thực của lõi sắt stato là : l1 = l = 7 (cm)
(Do lõi sắt ngắn,dễ toả nhiệt nên không cần rãnh thông gió ngang trục).
Chiều dài lõi sắt rôto bằng chiều dài lõi sắt stato: 2 1
7
l l cm
Sinh viên : HỒ VĂN NAM Lớp ĐHLT Điện k2b
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCKĐB rôto lồng sóc
4
3.6)Kiểm tra chỉ tiêu kinh tế của động cơ:
Quan hệ giữa đường kính trong của stato với chiều dài lõi sắt stato phải nằm
trong phạm vi kinh tế.Quan hệ này được biểu thị qua quan hệ giữa chiều dài
lõi sắt stato với bước cực bởi hệ số λ.
7
0,707
9,9
l
Theo hình 10.3b tr.235,với 2p=4 thì
0,65 1,15
.Vậy động cơ thiết kế
thoả mãn chỉ tiêu kinh tế.
Tóm lại,kích thước chủ yếu của động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc là:
Đường kính trong lõi sắt stato là D = 19,1 (cm)
Chiều dài của stato là l =7 (cm)
Phần 2 :Tính toán điện từ
Dây quấn stato
Dây quấn stato có 2 loại:dây quấn một lớp và dây quấn hai lớp.Dây quấn
một lớp lại chia làm hai kiểu : dây quấn đồng tâm và dây quấn đồng
khuôn.Với điện áp ≤ 660 V, chiều cao tâm trục h< 180mm dùng dây quấn
một lớp đặt vào rãnh 1/2 kín.
Thiết kế dây quấn stato trước hết phải xác định số rãnh của mỗi pha dưới
mỗi cực từ q1.Nên chọn q1 trong khoảng từ 2 đến 5.Chọn q1 nhiều hay ít có
ảnh hưởng đến số rãnh stato Z1.Số rãnh không nên nhiều quá vì như vậy
tổng diện tích cách điện rãnh sẽ nhiều hơn so với số rãnh ít do đó hệ số lợi
dụng rãnh sẽ kém .Hơn nữa xét về mặt độ bền cơ thì răng sẽ yếu vì quá
mảnh, đồng thời chế tạo lõi và dây quấn tốn công hơn.Trị số q nên chọn
nguyên vì cải thiện được đặc tính làm việc và có khả năng làm giảm tiếng
kêu của máy.Với máy có công suất 3 kW,2p=4 thì chọn q1 =3
Số rãnh của stato
Z1=2.m1.p.q1 =2.3.2.3= 36(rãnh)
Với m1 =3 là số pha dây quấn stato.
Bước răng stato :
t1=
1
. .12,6
1,1
36
D
Z
(cm)
Sinh viên : HỒ VĂN NAM Lớp ĐHLT Điện k2b
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCKĐB rôto lồng sóc
5
Chọn số đôi mạch nhánh song song : a1=1 ( a1 và n1 phải chọn sao cho dcđ
≤1,95 mm)
Số thanh dẫn tác dụng ở một rãnh ur1 là :
ur1 = 1 1
1
. . 240.1,1.1
40
6,6
dm
A t a
I
( thanh/rãnh)
Chọn ur1 = 40 thanh/rãnh.
Số vòng dây nối tiếp của một pha :
w1 = p.q1.ur1/a1= 2.3.40/1= 240 (vòng)
Tiết diện và đường kính dây dẫn
Muốn chọn kích thước dây trước hết phải chọn mật độ dòng điện J của dây
dẫn.Căn cứ vào dòng điện định mức để tính ra tiết diên cần thiết.Việc chọn
mật độ dòng điện ảnh hưởng đến hiệu suất và sự phát nóng của máy mà sự
phát nóng này chủ yếu phụ thuộc vào tích số AJ .Tích số này tỷ lệ với suất
tải nhiệt của máy.Theo kinh nghiệm sản xuất căn cứ vào cấp cách điện để
xác định AJ .
Theo hình 10.4b tr.237,Dn=19,1 cm 2p=4,cách điện cấp F thì tích số
AJF =1850 (A2/cm.mm2)
Vậy mật độ dòng điện sơ bộ trong dây quấn stato với dây quấn cách điện
cấp B lấy bằng 75% của cách điện cấp F
là:
2
1
0, 75.1850
' 5,8( / )
240
AJ
J A mm
A
Tiết diện dây dẫn sơ bộ :
S’1=1
1 1 1
6,6
1,138
. . ' 1.1.5,8
I
a n J (mm2)
Với n1 = 1 là số sợi ghép song song
Theo phụ lục VI,bảng VI-1 tr.618,chọn dây đồng tráng men PETV,có các
thông số :
- Tiết diện dây quấn không kể cách điện :S1 =1,131 mm2
- Đường kính không kể cách điện :d = 1,20 mm
- Đường kính trung bình kể cả cách điện :dcđ=1,28 mm
Tính lại chính xác mật độ dòng điện trong dây quấn stato :
J1= 1
1 1 1
6,6
5,84
. . 1.1.1,131
dm
I
n a S (A/mm2)
Chọn kiểu dây quấn :
Dây quấn đồng khuân 1 lớp bước đủ
1
- Hệ số dây quấn bước đủ :
sin . 1
2
y
k