Đồ Án Tốt Nghiệp - Động cơ không đồng bộ Roto lồng sóc

Kết cấu động cơ điện rôto Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng làm động cơ điện. Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc là loại máy được dùng rộng rãi nhất trong nghành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kilôoat. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở nhà máy công nghiệp...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ Án Tốt Nghiệp - Động cơ không đồng bộ Roto lồng sóc Đồ án tốt nghiệp Động cơ không đồng bộ Roto lồng sóc Trường ĐHBK-Hà Nội Đồ Án Tốt Nghiệp GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO LỒNG SÓC Kết cấu động cơ điện rôto Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng làm động cơ điện. Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc là loại máy được dùng rộng rãi nhất trong nghành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kilôoat. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở nhà máy công nghiệp nhẹ v...v..trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm máy gia công nông sản phẩm. Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm một vị trí quan trọng: quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tủ lạnh, v.v... Tóm lại, theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hóa, tự động hóa và sinh hoạt hàng ngày, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi lồng sóc đơn giản, làm việc chắc chắn, có đặc tính làm việc tốt nhưng đặc tính mở máy của nó không được như của động cơ điện rôto dây quấn. Dòng điện mở máy thường lớn mà mômen mở máy lại không lớn lắm. Để cải thiện đặc tính mở máy của động cơ điện rôto lồng sóc, người ta đã chế tạo ra nhiều kiểu đặc biệt trong đó hiện nay dùng nhiều nhất là động cơ điện rôto rãnh sâu và rôto hai lòng sóc hay lồng sóc kép. Động cơ điện rôto rãnh sâu lợi dụng hiện tượng từ thông tản trong rãnh rôto gây nên hiện tượng hiệu ứng mặt ngoài của dòng điện để cải thiện đặc tính mở máy. Để tăng hiệu ứng mặt ngoài rãnh rôto có hình dáng vừa hẹp, vừa sâu, thường tỷ lệ giữa chiều cao và chiều rộng rãnh vào khoảng 10 đến 12. Thanh dẫn đặt trong dãnh có thể coi như gồm nhiều thanh nhỏ đặt xếp lên nhau theo chiều cao và hai đầu được nối ngắn mạch lại bởi hai vành ngắn mạch, vì vậy điện áp hai đầu các mạch song song đó bằng nhau, do đó sự phân phối dòng điện trong các mạch phụ thuộc vào điện kháng tản của chúng. Khi mở máy lúc đầu dòng điện dây quấn rôto có tần số lớn nhất bằng tần số lưới f1 từ thông tản cũng biến thiên theo tần số đó. Kết quả việc dòng điện tập trung lên trên, tiết diện tác dụng của dây dẫn coi như bị nhỏ đi điện trở rôto tăng lên và như vậy làm cho mômen mở máy tăng lên. Mặt khác dòng điện tập chung lên trên cũng làm giảm tổng từ thông móc vòng đi một ít, nghĩa là x2 sẽ nhỏ đi. Hiệu ứng mặt ngoài của dòng điện phụ thuộc vào tần số và hình dáng của rãnh, vì vậy khi mở máy tần số cao, hiệu ứng mặt ngoài mạnh. Khi tốc độ máy tăng lên, tần số dòng điện rôto giảm xuống nên hiệu ứng mặt ngoài giảm đi, dòng điện dần dần phân bố lại đều đặn vì Thiết Kế ĐCKĐB 3 Pha Roto Lồng Sóc 1 Trường ĐHBK-Hà Nội Đồ Án Tốt Nghiệp vậy dòng điện trở rôto r2 coi như nhỏ trở lại, điện kháng tản quy đổicủa rôto do tần số lưới x2 tăng lên, đến khi máy làm việc bình thường thì do tần số dòng điện rôto thấp khoảng 2 đến 3 Hz hiện tượng hiệu ứng mặt ngoài hầu như không có, do đó động cơ điện rãnh sâu trên thực tế có đặc tính làm việc như các máy loại thường. Trong quá trình mở máy động cơ điện, mômen mở máy là đặc tính chủ yếu nhất trong những đặc tính mở máy của động cơ điện. Muốn cho máy quay được thì mômen mở máy của động cơ điện phải lớn hơn mômen tải tĩnh. Theo yêu cầu của nhà sản xuất, động cơ điện không đồng bộ lúc làm việc thường phải mở máy và ngừng máy nhiều lần. Tùy theo tính chất của tải và tình hình của lưói điện mà yêu cầu về mở máy đối với động cơ điện cũng khác nhau. Có khi yêu cầu mở máy lớn, có khi cần hạn chế dòng điện mở máy và có khi cần cả hai. Những yêu cầu trên đòi hỏi động cơ điện phải có tính năng mở máy thích ứng. Trong nhiều trường hợp, do phương pháp mở máy hay do chọn động cơ điện có tính năng mở máy không thích đáng nên thường hỏng máy. Nói chung khi mở máy một động cơ cần xét đến những yêu cầu cơ bản sau: + Phải có mômen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải. + Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt. + Phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn. + Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng thấp càng tốt. Thiết Kế ĐCKĐB 3 Pha Roto Lồng Sóc 1 Trường ĐHBK-Hà Nội Đồ Án Tốt Nghiệp TÍNH TOÁN THIẾT KẾĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA RÔTO LỒNG SÓC Pđm= 40 kW Uđm= 220/380 V p=2 f = 50 Hz η % = 91,5 cos ϕ = 0,91 I mm = 7 I dm M mm = 1,1 M dm Kiểu kín , cách điện cấp E, làm việc liên tục. A. KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU : 1.Tốc độ đồng bộ: nđb (v/ph) Ta có : số đôi cực p = 2 ⇒ 2p = 4 Từ công thức: 60. f 1 p = n1 60. f 1 60.50 ⇒ n1 = = = 1500 (v/ph ) 2 2 Trong đó: f1 = 50 HZ 2. Đường kính ngoài stato: Theo giáo trình thiết kế máy điện PGS_ Trần Khánh Hà và PTS_Nguyễn Hồng Thanh , động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc có: Với P = 40 kW , 2p = 4 ta chọn h = 200 mm = 20 cm ( theo hình 10-1). Theo ( bảng 10.3 trang 230 TKMĐ ) với h = 20 cm có đường kính ngoài stato tiêu chuẩn : Dn= 34,9 cm Thiết Kế ĐCKĐB 3 Pha Roto Lồng Sóc 1 Trường ĐHBK-Hà Nội Đồ Án Tốt Nghiệp 3. Đường kính trong stato : Theo( bảng 10.2 trang 230 TKMĐ) có kD = 0,64 ÷ 0,68 D = kD. Dn = ( 0,64 ÷ 0,68 ) 34,9 = 22,34 ÷ 23,73 cm Lấy: D = 23,5 cm 4. Công suất tính toán: k E . Pdm 0,98.40 P’ = = = 47 kVA η . cos ϕ 0,915.0,91 Trong đó: kE = 0,98 lấy theo ( hình 10-2 trang 231 TKMĐ ) Pđm = 40 kV η = 0,915 cos ϕ = 0,91 5. Chiều dài tính toán của lõi sắt stato : Sơ bộ chọn : kd ...