Thiết kế động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc (Nguyễn Quang Hiếu)

Động cơ không đồng bộ (KĐB) ba pha rôto lồng sóc được dùng phổ biến trong công nghiệp (vì có ưu điểm là độ tin cậy tốt, giá cả thấp, trọng lượng nhẹ, kết cấu chắc chắn và dễ bảo dưỡng), với dải công suất từ hàng trăm Watts đến vài Megawatts và là bộ phận chính trong các hệ truyền động.

Ngày nay, hiệu suất của động cơ đã dần trở thành một trong những tiêu chí được áp dụng trong công nghiệp. Vấn đề này đặt ra cho lĩnh vực thiết kế và chế tạo động cơ điện là không ngừng nghiên cứu, thiết kế để tạo ra sản phẩm đạt những chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển của nền kinh tế quốc dân. Chính vì vậy em được Khoa và Bộ môn giao nhiệm vụ thực hiện đề tài : “ Thiết kế động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc” cho đồ án tốt nghiệp cuối khoá của mình.

NỘI DUNG:

ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

1.1.1 Nguyên lý làm việc của động cơ……………………………………..8

1.1.2. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ……………………………….10

1.1.3. Khe hở……………………………………………………………...14

1.1.4 .Phân loại động cơ không xoay chiều ba pha……………………….14

1.1.5. Công dụng………………………………………………………….16

1.1.6. Các đại lượng định mức……………………………………………16

1.2 YÊU CẦU CỦA THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔ TO LỒNG SÓC……………………

1.2.1. Nhiệm vụ và phạm vi thiết kế ……………………………………17

1.2.2. Các bước thiết kế gồm có…………………………………………17

1.2.3. Vật liệu thường dùng trong thiết kế……………………………….18

1.3. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU………………………………………...19

CHƯƠNG 2.

XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU

2.1. Số đôi cực p……...…………………………………………………….22

2.2. Đường kính ngoài stato Dn…..………………………..………….........22

2.3 Đường kính trong stato D...…………………………………………….22

2.4. Công suất tính toán P’……..…………………...…………………........23

2.5. Chiều dài tính toán của lõi sắt stato l1……….………………………...23

2.6. Bước cực ……...….…………………….…………………………….24

2.7 Dòng điện pha định mức Iđm….………………………………………..24

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ STATO

3.1. Số rãnh stato Z2 ………………...……………………………………...25

3.2. Bước rãnh stato t1……………………………………………………….25

3.3. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh ur1………………………………...26

3.4. Số vòng dây nối tiếp của một pha w1…………...………………………26

3.5. Tiết diện dây dẫn S1……………………………………………………..26

3.6. Kiểu dây quấn………………………………………………………..….27

3.7. Hệ số dây quấn Kd…………………...……………………………….…27

3.8. Từ thông khe hở không khí Ф……………………………………….….31

3.9. Mật độ từ thông khe hở không khí Bδ………………………………......31

3.10. Sơ bộ định chiều rộng của răng bz1……………………………………31

3.11. Sơ bộ chiều cao của gông stato hg1……………………………………31

3.12. Kích thước rãnh stato……………………………………………….…32

3.13. Bề rộng răng stato bz1.............................................................................33

3.14. Chiều cao gông stato hg1…...…………………………………………..33

3.15. Khe hở không khí δ……..……………………………………………..33

CHƯƠNG 4

THIẾT KẾ RÔTO

4.1. Số rãnh rôto Z2……………………………………………………….....36

4.2. Đường kính ngoài rôto D’………………………………………………37

4.3. Bước răng rôto t2………………………………………………………..37

4.4. Sơ bộ định chiều rộng của răng rôto b’z2………………………………..37

4.5. Đường kính trục rôto Dt………………………………………………...37

4.6. Dòng điện trong thanh dẫn rôto Itd……………………………………...37

4.7. Dòng điện trong vòng ngắn mạch Iv………………………………….....38

4.8. Tiết diện thanh dẫn vòng nhôm Std……………………………………...38

4.9. Tiết diện vành ngắn mạch Sv.................... ……………………………...38

4.10 Chiều cao gông rôto sơ bộ hg2……..…………………………………..38

4.11. Kích thước rãnh rôto ………………………………………………….39

4.12. Kích thước vành ngắn mạch ………………………………………….39

4.13. Diện tích rãnh rôto Sr2…………………………………………………40

4.14. Chiều cao gông hg2…………………………………………………….40

4.15. Bề rộng răng rôto bz2…………………………………………………..40

CHƯƠNG 5

TÍNH TOÁN MẠCH TỪ VÀ XÁC ĐỊNH THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC

5.1. TÍNH TOÁN MẠCH TỪ

5.1.1. Hệ số khe hở không khí Fδ ………………………………...…….41

5.1.2. Dùng thép KTĐ cán nguội 2411…………………………………42

5.1.3. Sức từ động khe hở không khí Fδ………………………………..42

5.1.4. Mật độ từ thông ở răng stato Bz1-…………………………………42

5.1.5. Cường độ tư trường trên răng stato Hz1……..…………………...42

5.1.6. Sức từ động trên răng stato Fz1…………………………………..43

5.1.7. Mật độ từ thông ở răng rôto Bz2………………………………….43

5.1.8. Cường độ tư trường trên răng rôto Hz2……….………………….43

5.1.9. Sức từ động trên răng rôto Fz2…………………………………...43

5.1.10. Hệ số bão hòa răng kz…………………………………………..43

5.1.11. Mật độ từ thông trên gông stato Bg1……………………………44

5.1.12. Cường độ từ trường ở gông stato Hg1………………………….44

5.1.13. Chiều dài mạch từ ở gông stato Lg1…………………………….44

5.1.14. Sức từ động ở gông stato Fg1…………………………………...44

5.1.15. Mật độ từ thông trên gông rôto Bg2……......................................44

5.1.16. Cường độ từ trường ở gông rôto Hg2…………………………...45

5.1.17. Chiều dài mạch từ gông rôto Lg2……………………………….45

5.1.18. Sức từ động ở gông rôto Fg2……………………………………45

5.1.19. Tổng sức từ động của mạch từ F……………………………….45

5.1.20. Hệ số bão hòa toàn mạch kμ……………………………………46

5.1.21. Dòng điện từ hóa Iμ…………………………………………….46

5.2. THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC

5.2.1.Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato Lđ1…………………..47

5.2.2. Chiều dài trung bình nửa vòng của dây quấn stato ltb …………..47

5.2.3. Chiều dài dây quấn một pha của stato L1………………………..47

5.2.4. Điện trở tác dụng của dây quấn stato r1………………………….47

5.2.5. Điện trở tác dụng của dây quấn rôto rtd………………………….47

5.2.6. Điện trở vòng ngắn mạch rv……………………………………...48

5.2.7. Điện trở rôto r2…………………………………………………...48

5.2.8. Hệ số quy đổi γ…………………………………………………..48

5.2.9. Điện trở rôto đã quy đổi …...………………………………….48

5.2.10. Hệ số từ dẫn tản rãnh stato λr1……………………………….....49

5.2.11. Hệ số từ dẫn tản tạp stato ………………..………….………….49

5.2.12. Hệ số từ tản phần đầu nối của stato λđ1…………….…………...49

5.2.13.Tổng hệ số từ dẫn stato ………………….….….………….50

5.2.14. Điện kháng dây quấn stato x1……………………..……………50

5.2.15. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto λr2…………………………………..51

5.2.16. Hệ số từ dẫn tản tạp rôto λt2……………………...……………..51

5.2.17. Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối λđ2………..……….…………….51

5.2.18. Tổng hệ số từ tản rôto ………………...………………….52

5.2.19. Điện kháng tản dây quấn rôto x2………………………………..52

5.2.20. Điện kháng rôto đã quy đổi ………………………………….52

5.2.21. Điện kháng hổ cảm x12…………………………………………52

5.2.22. Tính lai kE …………………………………………………….53

5.3. TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ

5.3.1. Trọng lượng răng stato Gz1…..…………………………………...54

5.3.2.Trọng lượng gông từ stato Gg1……………………………………..54

5.3.3. Tổn hao sắt trong lõi sắt stato P’Fe……………………..………...55

5.3.4. Tổn hao bề mặt trên răng rôto Pbm…….………………………...56

5.3.5. Tổn hao đập mạch trên răng rôto Pđm…………….………………57

5.3.6. Tổng tổn hao sắt PFe..……………………………………………..57

5.3.7. Tổn hao cơ Pcơ……..……………………………………………..58

5.3.8. Tổn hao không tải P0……………………………………………...58

CHƯƠNG 6

ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC VÀ KHỞI ĐỘNG

6.1 ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC

6.1.1. Đặc tính làm việc...........................................................................59

6.1.2. Bội số mômen cực đại mmax……………………………………...62

6.2 TÍNH TOÁN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG

6.2.1. Tham số của động cơ khi xét đến hiệu ứng mặt............................62

6.2.2. Tham số của động cơ điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản khi s = 1...................................................................64

6.2.3. Các tham số ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và..........68

6.2.4. Dòng điện khởi động Ik..................................................................68

6.2.5. Bội số dòng điện khởi động ik.......................................................68

6.2.6. Bội số mômen khởi động mk.........................................................68

CHƯƠNG 7

TRỌNG LƯỢNG VẬT LIỆU VÀ CHỈ TIÊU SỬ DỤNG

7.1. Trọng lượng thép silic cần chuẩn bị GFe...................................................70

7.2. Trọng lượng đồng của dây quấn stato Gcu................................................70

7.3. Trọng lượng nhôm rôto GAl......................................................................71

7.4. Chỉ tiêu kinh tế về vật liệu sử dụng..........................................................71

LINK DOWNLOAD