Thiết kế động không đồng rôto lồng sóc Mục mục CHơng I: Các thông số định mức 17 Tèc ®é ®ång bé 17 Dòng điện ®Þnh møc (pha) 17 Ch¬ng II: KÝch thíc chñ yÕu ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 C«ng suÊt tÝnh to¸n 18 §êng kÝnh Stato 18 Bíc cùc 18 Chiều dài tính toán lõi sắt Stato(l) .18 ChiỊu dµi thùc cđa Stato So sánh phơng án Sè r·nh Stato 18 Bíc r·nh Stato 19 Sè dÉn t¸c dơng cña mét r·nh .19 Số vòng dây nối tiếp mét pha d©y quÊn Stato 20 Tiết diện đờng kính dây 20 Tính lại mật độ dòng điện d©y dÉn Stato KiĨu d©y qn 20 Tõ th«ng khe hë kh«ng khÝ 21 Mật độ từ thông khe hở không khí .21 X¸c định sơ chiều dài Stato .21 Xác định sơ chiều cao gông 22 Kích thớc răng, rÃnh cách điện rÃnh 22 Chiều rộng Stato 24 ChiỊu cao g«ng tõ Stato .24 Khe hë kh«ng khÝ 25 CHơng IV: Thiết kế dây quấn rÃnh gông r«to 26 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Sè r·nh R«to 26 §êng kính Rôto 26 §êng kÝnh trơc R«to 26 Bớc Rôto 26 Xác định sơ chiều rộng R«to 27 Xác định sơ chiều cao gông từ R«to Dòng điện dẫn Rôto 27 Dßng điện vành ngắn mạch 27 TiÕt diÖn dÉn 27 Tiết diện vành ngắn mạch 28 Kích thớc răng, rÃnh Rôto 28 Vành ngắn mạch DiÖn tÝch r·nh R«to 29 TÝnh c¸c kÝch thíc thùc tÕ 30 ChiỊu cao g«ng R«to 31 Độ nghiêng rÃnh Stato 32 Thiết kế động không đồng rôto lồng sóc Chơng IV: Tính toán mạch từ 33 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 HÖ sè khe hë kh«ng khÝ .33 Søc tõ ®éng khe hở không khí .33 Mật độ từ thông Stato 33 Cêng ®é tõ trêng Stato 34 Sức từ động Stato 34 Mật độ từ thông R«to 35 Cờng độ từ trờng trung bình Rôto Sức từ động Rôto 35 Hệ số bÃo hoà 35 Mật độ từ thông gông Stato 35 Cêng độ từ trờng gông Stato 36 ChiỊu dµi mạch từ gông từ Stato 36 Søc tõ ®éng gông Stato 36 Mật độ từ thông gông Rôto 37 Cờng độ từ trờng g«ng R«to 37 Chiều dài mạch từ gông từ Stato 37 Sức từ động gông Stato 37 Sức từ động tổng toàn mạch 37 Hệ số bÃo hoà toàn mạch .38 Dòng điện từ hoá 38 Ch¬ng V: tham số động điện 39 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 ChiÒu dài phần đầu nối dây quấn Stato 39 ChiỊu dµi phần đầu nối dây quấn Stato khỏi lõi sắt 39 Chiều dài trung bình 1/2 vòng dây dây quán Stato 39 Chiều dài dây quÊn cña pha Stato 40 Điện trở tác dụng cđa d©y qn Stato 40 Điện trở tác dụng dây quấn Rôto 40 HƯ sè quy ®ỉi ®iƯn trë R«to vỊ Stato 41 Điện trở Rôto sau quy ®ỉi vỊ Stato 41 HƯ sè tõ t¶n Stato 41 Điện kháng tản dây quấn Stato .44 Hệ số từ dẫn tản Rôto 44 Điện kháng tản dây quấn Rôto .46 Điện kháng tản Rôto đà quy đổi Stato .46 §iƯn kháng hỗ cảm (Khi không xét rÃnh nghiêng) 47 Điện kháng tản khí xét đến rÃnh nghiêng .47 Ch¬ng VI: tỉn hao thÐp tổn hao 49 75 Trọng lợng Stato 49 76 Träng lỵng g«ng tõ Stato 49 I Tæn hao chÝnh thÐp 49 77 Tổn hao lõi s¾t Stato 50 II Tỉn hao phơ thÐp Stato 50 78 Tổn hao bề mặt Stato 51 Thiết kế động không đồng rôto lồng sóc 79 Tổn hao đập mạch Stato 51 III tỉn hao phơ R«to 80 81 82 83 84 85 86 Tỉn hao bỊ mỈt Rôto Tổn hao đập mạch Rôto 52 Tỉng tỉn hao thÐp lóc không tải 53 Tổn hao đồng dây quấn Stato 53 Tỉn hao c¬ 54 Tổng tổn hao toàn máy không tải HiÖu suất động 54 Ch¬ng VII: đặc tính làm việc 55 87 Số liệu định mức viết từ bảng 88 HƯ sè trỵt øng víi Mmax: 89 Béi sè m«men cùc ®¹i 55 Chơng VIII: đặc tính mở m¸y 56 90 91 92 93 94 Tham số động điện xét đến hiệu ứng mặt dòng điện (khi s=1) 56 Tham số động xét hiệu ứng mặt dòng điện bÃo hoà từ trờng tản 59 Dòng điện mở máy s=1 62 Bội số dòng điện mở m¸y 63 Bội số mômen mở máy 63 Chơng IIX: Tính toán nhiệt .64 95 NhiÖt trë mặt lõi sắt Stato .65 96 NhiÖt trë phần đầu nối dây quấn Stato 66 97 NhiÖt trë đặc trng độ cho độ chênh nhiệt không khí nóng bên máy vỏ máy 66 98 Nhiệt trở bề mặt vỏ máy 67 99 NhiÖt trở lớp cách điện 68 100 §é tăng nhiệt vỏ máy với môi trờng 68 101 §é tăng nhiệt dây quấn Stato với môi trờng 68 102 §é tăng nhiệt của lõi sắt Stato 68 Ch¬ng IX: Trọng lợng vật liệu tác dụng .69 103 Trọng lợng thép Sillic cần chuẩn bị sẵn 69 104 Trọng lợng đồng dây quấn Stato 69 105 Trọng lợng nhôm Rôto 69 106 Chỉ tiêu kinh tế vật liệu tác dụng .70 Thiết kế động không đồng rôto lồng sóc Lời nói đầu Trong thời buổi công nghiệp hóa đại hóa đất nớc nay,nhất lĩnh vực thông tin, cập nhật công nghệ nớc phát triển giới cần thiết Đặc biệt sinh viên kỹ thuật trờng phải để không bỡ ngỡ đối mặt với vấn đề kü tht thùc tiƠn ThiÕt kÕ tèt nghiƯp lµ bớc để sinh viên khẳng định xem đà chuẩn bị sẵn sàng kỹ s hay cha sau năm năm học Đây dịp để sinh viên làm quen với công việc kỹ s thiÕt kÕ thùc sù bỉ Ých Chóng em ®· đợc thầy cô môn Thiết bị điện_Khoa Điện trờng đại học Bách khoa H.N nhiệt tình bảo giúp đỡ, đặc biệt thầy giáo trần khắc tuấn đà trực tiếp hớng dẫn em trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn Do số lợng tài liệu thời gian hạn chế nên thiết kế tốt nghiệp có hạn chế định, mong thầy cô giáo bạn sinh viên quan tâm đóng góp ý kiến Sv : Trần Đức Nam Lớp : TBĐ2-K44 Nhận xét thầy giáo hớng dẫn : Thiết kế động không đồng rôto lồng sóc Thiết kế động không đồng rôto lồng sóc Nhận xét thầy giáo duyệt : Thiết kế động không đồng rôto lồng sóc Phần I: Tỉng quan A giíi thiƯu chung I Kh¸i qu¸t vỊ máy điện không đồng Máy điện không đồng loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng làm động điện Do kết cấu đơn giản làm việc chắn ,hiệu suất cao,giá thành hạ nên động không đồng loại máy đợc dùng rộng rÃi ngành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kilôoat Trong công nghiệp thờng dùng máy điện không đồng làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa nhỏ,động lực cho máy công cụ nhà máy công nghiệp nhẹ ,v.v Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió.Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công nông sản phẩm Trong đời sống hàng ngày ,máy điện không đồng chiếm vị trí quan trọng: quạt gió, máy quay đĩa ,động tủ lạnh,v.v Tóm lại, theo theo phát triển sản xuất điện khí hoá, tự động hoá sinh hoạt hàng ngày, phạm vi ứng dụng máy điện không đồng ngµy cµng réng r·i Động điện khơng đồng rơto lồng sóc có cấu tạo đơn giản (nhất loại rơto lồng sóc đúc nhơm ) nên chiếm số lượng lớn loại động điện cơng suất nhỏ trung bình Nhược điểm của loại điều chỉnh tốc độ khó khăn dòng điện khởi động lớn ( thường 6-7 lần dòng điện định mức ) Để khắc phục nhược điểm động cơ, người ta chế tạo động khơng đồng rơto lồng sóc nhiều tốc độ dùng rơto rãnh sâu , lồng sóc kép để hạn chÕ dòng điện khởi động , đồng thời tăng mômen khởi động lên Động điện không đồng rơto dây quấn điều chỉnh tốc độ chừng mực định ,có thể tạo mơmen khởi động lớn mà dịng khởi động khơng lớn , chế tạo khó loại rơto lồng sóc , giá thành cao hơn, bảo quản khó Động điện khơng đồng sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 kiểu kín IP44 Những động điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt hai đầu rôto động điện Trong rôto lồng sóc đúc nhơm cánh quạt nhơm đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch Loại động điện theo Thiết kế động không đồng rôto lång sãc cấp bảo vệ IP44 thường nhờ vào cánh quạt đặt ngồi vỏ máy để thổi gió mặt ngồi vỏ máy , tản nhiệt có so với loại IP23 bảo dưỡng máy dễ dng hn Tuy nhiên bên cạnh nhng mạnh máy điện không đồng có nhợc điểm định nh : cos máy thờng không cao đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên ứng dụng máy điện có phần bị hạn chế Máy điện không đồng dùng làm máy phát điện nhng đặc tính không tốt so với máy phát điện đồng ,nên vài trờng hợp (nh trình điện khí hoá nông thôn) cần nguồn điện phụ hay tạm thời th× nã cịng cã mét ý nghÜa quan träng II ý nghĩa việc sản xuất máy điện kinh tế quốc dân Xà hội không ngừng phát triển, sinh hoạt nhân dân không ngừng đợc nâng cao nên cần phát triển nhiều loại máy điện Tốc độ phát triển sản xuất công nông nghiệp nớc đòi hỏi tốc độ phát triển tơng ứng ngành công nghiệp điện lực Thờng tốc độ phát triển cao khoảng 20 tốc độ phát triển sản xuất ,do đòi hỏi ngành chế tạo máy điện phải có yêu cầu cao Do công suất đơn lớn giá thành đơn vị công suất hạ nên công suất máy lớn Hiện máy phát nhiệt điện công suất đơn đà đạt đến 1-1,5 triệu kilôoat máy phát thuỷ điện đà đạt đến 70-80 vạn kilôoat Động điện dùng làm nguồn động lực cho loại thiết bị, công suất từ vài chục oát đến hàng vạn kilôoát ,vòng quay từ vài trăm vòng/phút đến 3000 v/ phút III.Phân loại máy điện không đồng Theo kết cấu vỏ máy ,máy điện không đồng chia thành kiểu sau: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiĨu kÝn, kiĨu phßng nỉ, v.v Theo kÕt cÊu rôto ,máy điện không đồng chia làm hai loại: loại rôto kiểu dây quấn loại rôto kiểu lồng sóc Theo số pha dây quấn stato chia máy điện không đồng thành loại : pha, hai pha ba pha IV.Kết cấu máy điện không đồng Máy điện không đồng có kết cấu sau 1.Phần tĩnh stato Thiết kế động không đồng rôto lồng sóc Trên stato có vỏ, lõi sắt dây qn a.Vá m¸y Vá m¸y cã t¸c dơng cè định lõi sắt dây quấn ,không dùng để làm mạch dẫn từ.Thờng vỏ máy làm gang Đối với máy có công suất tơng đối lớn (1000 kw) thờng dùng thép hàn lại làm thành vỏ Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ khác b.Lõi sắt Lõi sắt phần dẫn từ Vì từ trờng qua lõi sắt từ trờng quay nên để giảm tổn hao, lõi sắt đợc làm thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ép lại Khi đờng kính lõi sắt nhỏ 900 mm dùng tròn ghép lại Khi đờng kính lớn trị số phải dùng hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn Mỗi thép kỹ thuật điện có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm hao tổn dòng điện xoáy gây nên Nếu lõi sắt ngắn ghép thành khối Nếu lõi sắt dài thờng ghép thành thếp ngắn, thếp dài từ cm, đặt cách 1cm để thông gió cho tốt Mặt thép có xẻ rÃnh để đặt dây quấn c Dây quấn Dây quấn stato đợc dặt vào rÃnh lõi sắt đợc cách điện tốt với lõi sắt Phần quay roto Phần có phận lõi sắt dây quấn a.Lõi sắt Nói Chung ngời ta thờng dùng thép kỹ thuật điện nh stato Lõi sắt đợc ép trực tiếp lên trục máy lên giá roto máy Phía thép có xẻ rÃnh để đặt dây quấn b.Dây quấn rôto Phân làm loại chính: Loại roto kiểu dây quấn loại roto kiểu lồng sóc -Loại roto kiĨu d©y qn: Roto cã d©y qn gièng nh dây quấn stato Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thờng dùng dây quấn kiểu sóng lớp bớt đợc dây đầu nối, kết cấu dây quấn roto chặt chẽ Trong máy điện cỡ nhỏ thờng dùng dây quấn đồng tâm lớp Dây quấn pha roto thờng đấu hình sao, đầu đợc nối vào vành trợt thờng làm đồng đặt cố định đầu trục thông qua chổi than đấu với mạch điện bên Đặc điểm loại động điện roto kiểu dây quấn thông qua chổi than đa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện roto để cải thiện Thiết kế động không đồng rôto lồng sóc tính mở máy, điều chỉnh tốc độ cải thiện hệ số công suất máy Khi máy làm việc bình thờng dây quấn roto đợc nối ngắn mạch -Loại roto kiểu lồng sóc: Kết cấu loại dây quấn khác với dây quấn stato Trong rÃnh lõi sắt roto đặt voà dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt đợc nối tắt lại hai đâu hai vành ngắn mạch đồng hay nhôm gọi lồng sóc Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính mở máy, máy công suất tơng đối lớn rÃnh rôto làm thành dạng rÃnh sâu làm thành rÃnh lồng sóc gọi lồng sóc kép Trong máy điện cỡ nhỏ rÃnh roto thờng đợc làm chéo góc so với tâm trục V Tổng quát thiết kế tự động hoá máy điện 1.Các luận điểm chủ yếu xây dựng hệ thống thiết kế tự động hoá Hệ thống thiết kế tự động hoá hệ thống kỹ thuật có tổ chức ngời máy đợc tạo tạo tập thể ngời thiết kế tổ hợp chơng trình với thiết bị kỹ thuật ,tác động với nhờ truyền xử lí thông tin để thực phần toàn trình thiết kế Phân tích định nghĩa hệ thống thiết kế tự động hoá cho phép đa nguyên tắc chung cần tuân theo Các nguyên tắc đợc trình bầy theo thứ tự mức độ quan trọng dới a.Định hớng đối tợng Hệ thống thiết kế tự động phải nhằm thiết kế cho lớp sản phẩm định Lớp sản phẩm thiết kế lớn ,hệ thống thiết kế tự động phức tạp đắt tiền Bởi cần phải có cân nhắc thấu đáo xác định đối tợng nhiệm vụ thiết kế trông hệ thôpngs thiết kế tự động hoá b.Tính sáng tạo Hệ thống thiết kế tự động hoá phải đảm bảo cho ngời vai trò chủ đạo trình thiết kế,đặc biệt đặt nhiệm vụ thiết kế, phân tích kết đa định Con ngời có hội thực bớc không hình thức hoá thiết kế bớc mà tự động hoá chúng tốn nhiều sức lực thiết bị Phân chia hợp lý chức ngời máy tính ảnh hởng rõ rệt tới nâng cao hiệu hệ thống thiết kế tự động Khi phân chia cần cố gắng cho giải phóng ngời khỏi tính toán nặng nề tăng cờng cao sáng tạo ngời công viƯc c.TÝnh tËp thĨ HƯ thèng thiÕt kÕ tù ®éng hoá cần đợc xây dựng nh hệ thống sử dụng tập thể,trong có nhiều chuyên gia thuộc lĩnh vực khác làm việc nh thiết kế,công nghệ v.v Sự làm việc lần lợt hay đồng thời đợc xác