Tính Toán Bộ Dây Quấn đông Cơ Không đồng Bộ 3 Pha Chạy 2 Cấp Tốc ...

Tải bản đầy đủ (.pdf) (36 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ
>>
3. Điện - Điện tử

Tính toán bộ dây quấn đông cơ không đồng bộ 3 pha chạy 2 cấp tốc độ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.01 MB, 36 trang )

Mục lụcNội DungPhần I: Giới thiệu chung về động cơ hai cấp tốc độTrang41. Lý luận chung về tính toán thay đổi tốc độ.1.1 Lý luận chung về tính toán thay đổi tốc độ động cơ ba4pha.1.1.1 Đại cương.41.1.2 Nguyên tắc cơ bản.61.1.3 Phương pháp xây dựng sơ đồ dây quấn cho động cơ haicấp tốc độ.9Phần II. Tính toán sửa chữa cuộn dây151. Khái quát.152. Các thông số kỹ thuật cơ bản và kích thước kết cấu lõithép.152.1 Thông số kỹ thuật152.2 Các kích thước kết cấu.163. Số liệu khi đo lõi thép Stato thực tế động cơ hai cấp tốc độtrên xưởng.183.1 Các bước tính toán mất mẫu.184. Các phương pháp tính toán khác.224.1 Phương pháp 12 bước.224.2 phương pháp 29 bước.30-1-Phần I: Giới thiệu chung về động cơ hai cấp tốc độ1. Lý luận chung về tính toán thay đổi tốc độ1.1 Lý luận chung về tính toán thay đổi tốc độ động cơ ba pha.1.1.1 Đại cương.Trong thực tế động cơ không chỉ được sử dụng chạy ở một tốc độ mà nó còn đượcchạy ở các cấp độ khác nhau trong cùng một động vì vậy việc thay đổi hay chếtạo động cơ nhiều cấp tốc độ có ý nghĩa rất thực tế.Theo nguyên tắc cơ bản, quan hệ giữa tần số f, tốc độ đồng bộ nđb của động cơ vàsố đôi cực p là: f=p.nđm/60, do đó khi tần số của nguồn điện không thay đổi giả sửf=50 Hz thì ta có p.nđb = 3000.Vậy muốn thay đổi tốc độ động cơ ta chỉ cần thay đổi số cực từ tạo bởi bộ dâystato bằng phương pháp đổi cách đấu các nhóm bối dây của một pha.Sự thay đổi tốc độ n do sự thay đổi số cự 2p thường được thực hiện theo tỉ số 2/1trong 1 động cơ. Tuy nhiên chúng ta cũng có thể thay đổi từ 2 đến 4 cấp tốc độtrong cùng 1 động cơ.Nếu trong động cơ có hai tốc độ sự thay đổi số cự chắc chắn phải thoả mãn mộttrong các diều kiện sau:a. Stato chỉ có duy nhất một bộ dây, sự thay đổi số cực là do sự đấu lại từng pha( các nhóm bối dây) của bộ dây trong mỗi pha.b. Stato chứa hai bộ dây độc lập nhau, mỗi bộ dây có một tốc độ riêng biệt.Riêng đối với động cơ có khả năng thay đổi từ 3 đến 4 cấp tốc độ bộ dây stato cóthể có từ 1 đến 2 bộ dây.Với động cơ không đồng bộ ba pha thì động cơ rôto dây quấn khi thay đổi số cựccủa của stato thì phải thay đổi bên rôto sao cho tương ứng, vì thế để đơn giản chocách đấu lại bộ dây quấn trong vận hành thì động cơ được sử dụng thường là độngcơ rôto lồng sóc.Ngày nay, ta có nhiều phương pháp đấu khác nhau để biến tốc độ động cơ như:-2-• Sơ đồ cầu Dahlander (loại 2 tốc độ tỉ lệ 2/1).• Sơ đồ Weinert (loại 4 tốc độ cho 1 bộ dây).• Các sơ đồ thông dụng để biến đổi cho động cơ dùng 1 bộ dây quấn hai cấptốc độ (tỉ số vận tốc 2/1) theo M. Kos-tenko và L. Piotrovsky như sau.Trong các sơ đồ đổi tốc độ từ hình 1 đến hình 5 ký hiệu I và II tương ứng với loạiđộng cơ có tốc độ cao (I) và tốc độ thấp (II), luôn trong 1 pha bộ dây quấn có hainhóm bối dây dùng để đấu thành Y hay tam giác hay YY song song hay Y nốitiếp, hai tam giác hay tam giác nối tiếp.-3-Ngoài việc nắm vững phương pháp đấu dây để đấu đổi cực nhằm thay đổi tốc độ,khi tính toán dây quấn động cơ mỗi sơ đồ ta cần chú ý thêm các vấn đề sau:+ Điện thế ba pha đưa vào động cơ.+ Mômen quay trục động cơ khi thay đổi tốc độ.+ Công suất của động cơ trong mỗi tốc độ thay đổi nhiều hay ít.1.1.2 Nguyên tắc cơ bản.a, Nguyên tắc cơ bản đổi cách đấu giữa hai nhóm bối trong một pha để đổi cực.Để thay đổi tốc độ bằng cách đấu lại các nhóm bối dây trong một pha, trường hợpmột động cơ có hai tốc độ, ta có bốn cách đấu cơ bảnτττX1τA1X1A2X2A1X1A2A1X2X1X2A1A2X2A2Hình1:Trường hợp đấu đổi cực với các nhóm bối dây đấu nối tiếp trong một phaττττHình2: Trường hợp đấu đổi cực với các nhóm bối dây đấu song song trong cùng một pha.-4-b, Nguyên tắc đấu đổi cực giữa các pha:Với bốn nguyên tắc đấu giữa hai nhóm bối dây trong 1 pha như trên để thayđổi tốc độ động cơ, muốn đảm bảo các điều kiện:- ngẫu lực quay không đổi- Công suất không đổiNgẫu lực thay đổi, giữa các pha thường tuân theo một trong các cách đấu cơ bảnsau.b1- Phương pháp đấu giữa các pha để đảm bảo ngẫu lực quay không đổi(Ápdụng cho động cơ là nguồn động lực kéo tải có mômen cản lớn)Hình 3: Sơ đồ đấu đổi cựcTrong phương pháp đấu này ta có.Pđmtdtη . cos ϕth= 0,866. thPđmtdcη c . cos ϕ cη th ,η c : hiệu suất động cơ khi dùng tốc độ thấp (th) và tốc độ cao(c).Cos ϕ th , Cos ϕ c : hệ số công suất của động cơ tại tốc độ thấp và tốc độ cao.ctdtη . cos ϕ th(c: ngẫu lực quay)= 1,732. thctdcη c . cos ϕ cMột cách gần đúng:η th . cos ϕ th= 0,7 nên ta có:η c . cos ϕ cPđm tốc độ thấp = 0,6 Pđm tốc độ cao và ctốc độ thấp=1,21ctốc độ cao-5-Do đó tuy rằng tại tốc độ thấp, ngẫu lực c có cao hơn ngẫu lực ở tốc độ cao 1,21lần nhưng ta xem như không đổi. Lúc đó công suất Pđm trên đầu trục động cơ tạitốc độ thấp bằng khoảng 0,6 lần Pđm trên đầu trục động cơ ở tốc độ cao(hay Pđmtốc độ cao = 1,5 đến 1,6 Pđm tốc độ thấp) với sơ đồ này hiệu điện thế ba pha đưavào động cơ không đổi.b2- Phương pháp đấu giữa các pha để đảm bảo công suất không thay đổi khithay đổi tốc độ:Sơ đồ đấu dây tương tự như phương pháp trên nhưng chú ý cực tính của các nhómbối dây khi thực hiện đấu đổi cực. (Sơ đồ được dùng cho máy công cụ vì nó cầnngẫu lực lớn khi sử dụng ở tốc độ thấp)Hình 4: Sơ đồ đấu đổi cựcTheo phương pháp này thì như sơ đồ trên kết quả nhận được như sau:Pđmtdtη . cos ϕ th= 1,15. th= 1,15.0,7 = 0,8Pđmtdcη c . cos ϕ cTrong thực hành tỉ số công suất tại hai tốc độ trong trường hợp này xem nhưkhông đổi (Pđm tốc độ thấp= 0,8 Pđm tốc độ cao)ctdtη . cos ϕ th= 2,3. th= 2,3.0,7 = 1,5ctdcη c . cos ϕ cKhi áp dụng phương pháp đấu dây này hiệu điện thế ba pha đưa vào động cơkhông đổi.-6-b3- Phương pháp đấu giữa các pha vừa thay đổi ngẫ lực vừa thay đổi côngsuất. (Áp dụng cho các quật gió hay trong các phụ tải có yêu cầu ngẫu lực giảmkhi công suất giảm)Phương pháp này được thực hiện với sơ đồ như sau:A’Tốc độ thấpX2A1A1ABCA’B’C’Tốc độ caoX2ACC2X1Z1A2Ax1Y1B2Z1B1B’C’Y1B2Z2B1BY2CA2C2Z2C1A’BC’C1Y2B’Hình 5: Sơ đồ đổi cựcTheo phương pháp này thì như sơ đồ trên kết quả nhận được như sau:Pđmtdtη . cos ϕth= 0,5. th= 0,5.0,7 = 0,35Pđmtdcη c . cos ϕcctdt ηth . cos ϕth== 0,7ctdc η c . cos ϕcHiệu điện thế cung cấp cho hai sơ đồ đảm bảo cho cuộn dây vận hành được cókhác nhau. Tại sơ đồ tốc độ cao hiệu điện thế bé hơn nhiều tốc độ thấp3 = 1,73 lần.1.1.3 Phương pháp dựng sơ đồ quấn dây cho động cơ có hai tốc độ.Khi động cơ dùng hai cấp tốc độ theo tỉ lệ 2/1, để dựng sơ đồ dây quấn cho bộdây, ta áp dụng theo nguyên tắc sau:Bước 1:Xác định tổng số rãnh Z của Stato. Số cực từ 2p1 (ở tốc độ cao), và số cựctừ 2p2 ở tốc độ thấp.Bước 2: Xác định số rãnh của một pha dưới 1 cực từ (xác định q). Công thức tínhcó khác biệt so với trường hợp động cơ thông thường chỉ dùng một loại tốc độ.Ta sử dụng Z và số cực từ bé 2p1.-7-q=Z2 p1 .m- m: số phaBước 3: Xác định bước dây quấn y.Khi xác định y và số cực từ 2p2 (số cực lớn).y=Z±k2 p2k: là số hiệu chỉnh để làm y trở thành bước đủ, bước ngắn hoặc dài.Bước 4: Xác định từng nhóm bước dây quấn và đánh số cho mỗi nhóm bối dây.a, Khi dùng dây quấn 2 lớp.Phương pháp xác định bối dây trong từng nhóm bối dây được thực hiện như sau:+Lập các nhóm bối dây, với lượng bối dây trong nhóm xác định như sau:Số nhóm bối dây trong cả bộ dây:Z= 2mp1 số bối dây trong mỗi nhóm bối là q.q+Ta ghi số thứ tự cho mỗi nhóm bối dây, quy tắc đánh số thứ tự như trong độngcơ 3 pha loại bộ tốc độ khoảng các giữa dầu vào hai nhóm bối mang số thứ tự liêntiếp nhau là q rãnh. Để thống nhất ký hiệu khi dựng sơ đồ, đầu vào (đầu đầu) củanhóm bối được ghi thêm ký hiệu V cạnh số thứ tự của nhóm và đầu ra của nhómđược ghi thêm ký hiệu R cạnh số thứ tự của nhóm. Thí dụ như nhóm bối dây 2 cóđầu vào là 2V và đầu ra là 2R.b, Khi dùng dây quấn 1 lớp:Ta tiến hành lập các nhóm bối dây, tuy nhiên ta chú ý các điểm sau dây.Số bối dây trong nhóm bối:q2Số nhóm bối dây trong cả nhóm bối dây: 2mp1Cách thành lập nhóm bối dây và đánh số tương tự như đã trình bày ở mục a choloại dây quấn 2 lớp.Bước 5: Áp dụng các quy tắc vẽ sơ đồ khai triển của dây quấn để xây dựng sơ đồdây quấn dây cho toàn bộ các nhóm bối dây trong ba pha.-8-Bước 6: Đấu các đầu ra dây của các nhóm để tổng kết các đầu ra của bộ dây. Vớisơ đồ thông thường thì tốc độ thấp người ta đấu các pha thành Δ (trong các pha 2nhóm bối dây chính đấu liên tiếp nhau theo lối đấu cực giải). Tại tốc độ cao cácpha đấu thành hình YY song song.Ngoài ra tùy theo yêu cầu riêng ta có thể đấu để đổi tốc độ các sơ đồ nêu tronghình 1 đến hình 3 lúc đó ta quy nhóm bối của 1 pha thanh hai nhóm chính và ápdụng theo sơ đồ trên.Bước 7: Phương pháp kiểm tra cực tính của bộ dây khi đã bố trí xong sơ đồ khaitriển.a. Nếu trường hợp kiểm tra ở lối đấu Δ ,ta tách ly rời 3 nhánh của Δ , và cho dòng61điện ba pha qua từng nhánh của Δ , chodòng điện vào các đầu A, B trong ba đầuA, B, C (có thể chọn hai đầu bất kỳ trong4325ba đầu A, B, C) cho dòng điện ra ở đầu Ccòn lại. Kiểm tra cách thành lập cực từcủa stato có phù hợp với yêu cầu thựchiện hay không.b. Trong trường hợp dùng lốiđấu Y hay YY song song ta táchly theo phương pháp như sau rồiáp dụng cách kiểm tra lại số cựctừ hình thành trong stato tươngtự như trên.CHÚ Ý:Khi một động cơ dùng một bộ dây quấn có hai tốc độ bằng cách đấu đổi cực, bộdây sẽ tạo phân bố cực từ tốt ở mỗi tốc độ, và tại tốc độ còn lại sự phân bố cực từkhông tốt lắm vì sẽ xuất hiện tại vùng trung tính cực từ một số rãnh chứa các cạnh-9-tác dụng có dòng điện chạy ngược chiều khử từ với nhau (kiểm tra lại một số thờiđiểm).Thí dụ: Dựng sơ đồ dây quấn ba pha cho động cơ không đồng bộ, roto lồng sóc có24 rãnh ở stato, số cực từ thay đổi từ 2 đến 4 cực.a. Thực hiện với dây quấn là loại 1 lớp.b. Thực hiện với dây quấn là loại 2 lớp.-Giảia. Với loại dây quấn 1 lớp.Bước 1: Z=24, 2p1=2, 2p2=4Bước 2: q =Z24==42 p1.m 3.2Bước 3: y =Z24±k =±k =6±k2 p24Chọn y=6 bước đủBước 4: Số bối trong 1 nhóm bối:q 4= =22 2Số nhóm bối cho cả bộ dây 2mp1=3.2=6Bảng số xác định các nhóm bối dây:Nhóm 1q=4Nhóm 2Nhóm 312569107811121516Nhóm 4 q=4Nhóm 5 q=4Nhóm 61314171221221920232434Bước 5: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn.- 10 -432109876543210987654321Bước 6:Bộ dây có 6 nhóm bối độc lập nhau và trong mỗi pha có hai nhóm bối. Khi nhómđược đấu theo cấp độ thấp(2p2=4), ta có sơ đồ dạng sau, và đấu YY song song tạitốc độ cao.Bước 7: Cho dòng điện chạy qua từng sơ đồ khai triển theo từng lố đấu tại mỗitốc độ để kiểm tra lại cực tính.b. Loại 2 lớp.Các bước thực hiện từ bước 1 đêế bước 3 như dây quấn 1 lớp.Bước 8: Số bối dây trong mỗi nhóm bối. q=4.Số nhóm bối dây trong cả bộ dây y=2mp1=6Bảng số quy định cách thành lập các nhóm bối dây quấn hai lớp như sau:- 11 -Bước 9: Sơ đồ khai triển có dạng:1234561231456789101234567890122334564abacd1Vb5R2VA1234561236R3VZC1R2R4V5VY6V3R56789101234566XB14c4R7890122334564abac1Vd5Rb2V6R3V1R2R4V5V3R6V4RIIX’C’Y’A’- 12 -B’c6Phn IItính toán sửa chữa cuộn dâyĐộng cơ điện không đồng bộ ba pha không còn số liệu1. Khái quát:Hiện nay thờng dùng loại động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc, một số ítvới rôto dây quấn. Song hầu hết các h hỏng động cơ là do cuộn dây bị chập vàcháy cần phải quấn lại.Chúng ta thờng gặp các trờng hợp sau:1- động cơ điện còn cuộn dâynhng cháy hỏng, ta có thể căn cứ vào tình trạngcụ thể để xác định số liệu kỹ thuật cuộn dây và vẽ sơ đồ đấu dây.2- động cơ điện còn nhãn hiệu động cơ când đổi sang điện áp hoặc tốc độ quaykhác.trờng hợp này nếu còn bối dây cũ, ta tính toán thay đổi đơn giản hơn,nếu chỉ còn lõi thép thì việc tiónh toán lại có khi phức tạp hơn song vãnthuận lợi vì có thể kiểm tra dễ dàng số liệu cũ với yêu cầu mới dựa vào cácthông số ghi trên nhãn3- Động cơ điện không còn dây quấn stato(chỉ còn lõi thép) nhng còn nhãnhiệu với yêu cầu sửa chữa khôi phục lại nh trớc. Trờng hợp này ta biếtcác thông số là điện áp, công suất, tốc độ quay của động cơ.4- Động cơ điện không còn dây quấn, lại mát cả nhãn hiệu, lúc này ta có haitrờng hợp thờng gặp:a) Cần khôi phục lại động cơ nh cũ, ta căn cứ vào lõi thép có sẵnxác định tốc độ quay và công suất của động cơ để tính toán xác định lạicuộn dây Stato cần quấn lại.b) Cần sửa chữa động cơ theo điện áp và tốc độ quay yêu càu cần thiết.2. Các thông số kĩ thuật cơ bản và kích thớc kết cấu lõi thép phục vụ cho tínhtoán:2.1 Thông số kĩ thuật:U1là điện áp định mức của lới đa vào Stato, [V].U2là điện áp giữa các vành trợt Rôto, [V].- 13 -i1i2P1P2=Pđmlà dòng điện trong bối dây Stato, [A],là dòng điện Rôto, [A].là công suất của động cơ tiêu thụ láy từ lới điện đến, [Kw].là trên trục cơ hi trên nhãn hiệu, đó là công suất định mức củađộng cơ.tốc đọ quay đồng bộ của Stato, [v/ph], chính là tốc độ quay củan1từ trờng quaym1là số pha của Stato.q1số phần tử dới một cực của một pha.f=f1là tần số dòng điện của lới [Hz], tần số dòng điện đua vàoStatolà hiệu suất động cơ, [%].Plà số đôi cực của cuộn day Stato.là hệ số công suất của động cơ.Cos Blà cảm ứng từ , [gốt hay Wb/m2].Bgllà cuộn từ đối với gông Stato.Bzlà cảm ứng từ đối với răng.cảm ứng từ đối với khe hở giữa Rôto và Stato.Blà từ thông.[Mx] hay [Wb].Fsức từ động [A, vòng].Hcờng độ từ trờng, [A vòng/cm].dòng điện từ hoá,[A].i2.2. Các kích thớc kết cấu:D1là đờng kính trong của Stato.Dng1, Dng2là đờng kính ngoài của Stato và Roto.hgchiều cao của gông(đối với Stato hg1 rôto hg2)brlà chiều rộng răng.Lchiều dài lõi thép.L0chiều dài lõi thép stato không kể rãnh thông gió.Stlà tiết diện rãnh: dùng lấy kẻ ô ly vuông để miết vào một rãnhđếm số ly trong rãnh ta đc diện tích rãnh, St1 là của stato, St2 làcủa roto, St hữu ích là diện tích có rãnh.Z1là số rãnh statoZ2là số rãnh rôtohz1là chiều cao răng stato; hz2 là chiều cao răng roto.nvlà số rãnh thông gió ; hv là chiều rộng của rãnh thông gió.là khe hở không khí giữa roto và stato.- 14 -llà chiều dày lá thép.slà diện tích dây dẫn tác dụng kể cả lớp sơn cách điện.qlà tiết diện của dây trần, q, la tiết diện của dây dãn kể cả sơncách điệndlà đờng kính dây dẫn trần d, là đờng kính dây kể cả cáchđiệnAphụ tải đờngWiflà số vòng dây có tác dụng trong 1 pha.Slà diện tích bớc cực.Sz1là tiết diện răng stato.là bớc cực (tính bằng cm).bzf1hg1brf1bzH1Dng1br1hz1bzr1hg1brv1bzr2D1hz2bzf2hg2Hình 1.- 15 -brf23. Số liệu khi đo lõi thép Stato thực tế động cơ hai cấp tốc độ trên xưởng.• Đường kính ngoài của Stato: Dng1=11,156(cm)• Đường kính trong của Stato : D1 =7(cm)• Chiều cao gông: hg1=1(cm)• Chiều dài lõi thép: L= 6,355(cm)• Chiều rộng Răng: dl=0,412(cm);db=0,354(cm)• Số rãnh Z1=36• Độ dầy là thép Stato: 0,5(mm)• Chiều sâu rãnh hz1=1,13.1 Các bước tính toán mất mẫu.Tính toán theo phương pháp Mômen không đổi.Bước 1: Tính 2pmin:2 pmin = (0,4 ÷ 0,5)D17= (0,4 ÷ 0,5) = 2,8 ÷ 3,5hg1Bước 2: Xác định mối quan hệ giữa φ và Bδ+ Với tốc độ cao: 2p1=2:τC =πD12 p1=7π= 10,996(cm)2φC = α1.τ C .L.BδC = 0,637.10,996.6,355.10 −4.BδC = 44,513.10 −4.BδCTrong đó hệ số bước cựcα1 = 0,637+Với tốc độ thấp 2p2=4:τ th =πD12 p2=7π= 5,498(cm)4φth = α1.τ th .L.Bδth = 0,637.5,498.6,355.10 −4.Bδth = 22,257.10 −4.BδthBước 3:Xác định quan hệ giữa Bg và Bδ ;Với tốc độ cao 2p1=2:- 16 -BgC =44,513.10 −4.BδC 44,513.10 −4.BδC== 3,502 BδC2.hg .L2.1.6,355.10 −4Với tốc độ thấp 2p2=4:Bgth =22,257.10 −4.Bδth 22,257.10 −4.Bδth== 1,751Bδth2.hg .L2.1.6,355.10 −4Bước 4: Xác định quan hệ giữa Br và Bδ :Br =πD1.BδZ .d b=7.π .Bδ= 1,7256.Bδ36.0,354Vì quan hệ giữa Br và Bδ độc lập nhau nên:BrC = 1,7256 BδC Và Brth = 1,7256 BδthBước 5: Xác định hệ số dây quấn mỗi cấp tốc độ và lập tỉ số giữa hai giá trị hệ sốdây quấn.+ Bước dây quấn:y=Z36==92 p24+ Số rãnh phân bố trong 1 pha:q=Z36== 6 (rãnh)2.m. p1 6+Hệ số dây quấn tại tốc độ cao 2p1=2:τC =Z36== 18 (rãnh/bước)2 p1 2αc =k dqC18018o= 100E⎛ α ⎞⎛ 10 ⎞Sin⎜ q. c ⎟Sin⎜ 6. ⎟⎝ 2 ⎠ .Sin⎛⎜ y .90 o ⎞⎟ =⎝ 2 ⎠ .Sin⎛ 9 .90 o ⎞ = 0,478=⎜⎟⎜⎟18τC⎛ αc ⎞⎛ 10 ⎞⎝⎠⎝⎠6.Sin⎜ ⎟q.Sin⎜ ⎟⎝2⎠⎝ 2 ⎠+Hệ số dây quấn tại tốc độ thấp 2p2=4:τ th =Z36== 9 (rãnh/bước)2 p24- 17 -α th =k dqth⇒180o= 200 E9⎛ α ⎞⎛ 20 ⎞Sin⎜ q. th ⎟Sin⎜ 6. ⎟⎝ 2 ⎠ .Sin⎛ 6 .90o ⎞ = 0,7198⎝ 2 ⎠ .Sin⎛⎜ y .90o ⎞⎟ ==⎜⎟⎜⎟⎛α ⎞⎝9⎠⎝ τ th⎠ 6.Sin⎛⎜ 20 ⎞⎟q.Sin⎜ th ⎟⎝ 2 ⎠⎝ 2 ⎠k dqCk dqth=0,478= 0,6640,7198Bước 6: Xác định: BδC ; Bδth ;φC ;φthBgthBgC=3 k dqC3=.0,664 = 0,5752 k dqth2Bgth = 0,575.BgCkBrth Bδth== 3. dqC = 3.0,664 = 1,15BrC BδCk dqthBrth = 1,15.BrCNếu lấy BrthMax=1,5(T)1,5= 1,304T1,15Brth1,5== 0,869TB δth =1,7256 1,7256BB δC = δth = 0,756T1,15Suy ra: BgC = 3,502.BδC = 2,648TBrC =Bgth = 1,751.B δth = 1,522Tφth = 22,257.10 −4.B δth = 22,257.10 −4.0,869 = 19,34.10 −4 (Wb)φC = 44,513.10 −4.B δC = 44,513.10 −4.0,756 = 33,652.10 −4 (Wb)Bước 7: Xác định số vòng trên một pha khi vận hành.+ Tốc độ thấp: Sơ đồ đấu dây là ba pha tam giác là 380(V) một nhánh // .N fth =k Eth .U dmf4.k s . f .φth .k dqth=0,75.380= 956(vòng )4.1,07.50.19,34.10 −4.0,7198Vì τ th .L = 5,498.6,355 = 34,939 nên ta chọn kE= 0,75Ks=1,07- 18 -Vậy một bối dây có N b =N fth12=956= 79,66 ≈ 80 (vòng)12+ Tốc độ cao: Sơ đồ đấu dây là ba pha sao kép là 220(V) 2 nhánh // .N fC =k EC .U dmf4.k s . f .φC .k dqC0,86.220= 549,6(vòng )4.1,07.50.33,652.10 −4.0,478=chọn kEC=0,86Vì một pha có hai nhánh mỗi nhánh có 6 bối nên:Nb =N fC6=549,6= 91,6 ≈ 90(vòng )6chọn Nb=85(vg/bối) vì ở trường hợp tốc độ cao các giá trị mật độ từ thông còntháp nên cố thể giảm Nb để nâng các giá trị này lên cao hơn.Bước 8:tính tiết diện rãnh và đường kính dây:d⎛ d + d l ⎞⎛Ss = ⎜ b⎟⎜ h − l2⎝ 2 ⎠⎝0,412 ⎞ π .0,412⎞ πd l ⎛ 0,354 + 0,412 ⎞⎛=⎜= 40,906(mm)⎟+⎟⎜1,1 +⎟+822 ⎠8⎠⎝⎠⎝22chọn klđ=0,46⇒ S cd =kld .S r 0,46.40== 0,11(mm 2 )u r .N b2.85với ur=2 cạnh tác dụng trên 1 rãnh.đường kính dây kể cả cách điện:d cd = 1,128 S cd = 1,13. 0,11 = 0,375(mm )đường kính trần không có cách điện:d = d cd − Δcd = 0,375 − 0,05 = 0,325(mm) ,quy chuẩn chọn d=0,35mmBước 9: Tính toán dòng điện:chọn mật độ dòng điện J=5,5A/mm2⎛ π .d 2 ⎞⎛ π .0,35 ⎞⎟⎟.J = ⎜⎟.5,5 = 0,529 A⎝ 4 ⎠⎝ 4 ⎠suy ra, I dm = ⎜⎜Bước 10 :lượng gần đúng công suất động cơ:+ công suất khi vận hành ở tốc độ cao, đấu YY:PC = 3.220.I dmc .ηc . cos ϕc = 3.220.(2.0.529).0,85.0,85 = 504,5073( w)với Idmc=2.0,529 =1,058A- 19 - c =0,85- hiu sut ca ng c khi chy tc caocos c =0,85 - h s cụng sut khi chy tc d cao.+ cụng sut ca dng c khi vn hnh tc d thp, u tam giỏc:Ta cú,th . cos th 0,7 c . cos cPth= 3.380.0,529.(0,85.0,85).0,7=304,998(w)Bc 11:dũng in dõy nh mc (qua mi dõy ngun vo ng c):Idmth=0,529 3 = 0,916ATúm liTa cú cỏc thụng s c bn nh sau:+ ng kớnh dõy: d = 0,35mm+tc cao: Pdmc=504wIdmc = 1,058A+ tc thp: Pdmt = 305wIdmth = 0,916A4. Cỏc phng phỏp tớnh toỏn khỏc.Ngoi phng phỏp tớnh toỏn vi ng c 2 cp tc nh trờn ,i vi ng ckhụng ng b 3 pha thụng thng ta cũn hai phng phỏp tớnh toỏn mt munh sau:4.1- phng phỏp tớnh toỏn mt mu 12 bc:Bc1. Xác định tốc độ quay (số cực)và ớc tính gần đúng công suất của độngcơ. Trong trờng hợp này việc xác định công suất định mức của động cơ phải căncứ vào hình dáng và kích thớc của lõi thép.Những số liệu ban đầu để ớc tínhcông suất là chiều dài lõi thép l, đờng kính trong stato D1 và tốc đọ quay n hoặcsố đôi cự p.Sau đây là các phơng pháp xác định công suất của động cơ theo kíchthớc:a)Dùng sơ đồ: Sơ đồ cho sau đây (hình 1) thích hợp với các loại động cơ cũ, vớimột tỉ lệ thiết kế giữa đờng kính trong và chiều dài lõi thép stato biến đổi trongmột giới hạn nhất định.- 20 -Cách dùng sơ đồ: Đầu tiên trong sơ đồ hình a và c để kiểm tra, quan hệ giữađờng kính trong D1, chiều dài l của lõi thép và số đôi cực p. Kẻ một đờng thẳngnối liền số mã chỉ số đôi cực p và chiều dài l. Những trị số của D tra đựơc khôngkhác trị số đo đợc trong thực tếmấy thì có thể tra tiếp sơ đồ hình b hoặc d để tìmra công suất động cơ. Kẻ đờng thẳng nối hai điểm có số mã là số đôi cực p vàđờng kính trong D1 trên h thang p và D, giao điểm của đờng thẳng với thang pchỉ công suất của động cơ cần tìm.Ưu điểm của phơng pháp này là không cần phải tính toán, nhng chỉ áp dụngđợc cho các động cơ có một tỉ lệ thiết kế thích hợp với sơ đồ.p1098765D (cm )P (k w )1098504638347630282441854 .53151442212213 .531082 .576 .2 7621 .5150 .7 50 .5Hình 1 .a Sơ đồ để tìm ddờng kính trong D1 khi biết số đôi cực p và chiều dài stato- 21 -10987109850463834763028652441854.5315144221223.5310182.576.27621.5150.750.5Hình 1.b Sơ đồ đẻ tìm đờng kính trong D1 khi biết số đôi cực và đờng kính trong stato.b)Tính công suất động cơ theo công thức:P=0,723.D 2,4 .l1,2.103pƯu điểm của phơng pháp này là chỉ cần dùng một công thức, không phải tra cácsố liệu khác. Trong công thức có sự liên hệ giữa công suất với đờng kính trong,chiều dài lõi thép và số đôi cực. Công thức này cho kết quả lớn hơn phơng phápdùng sơ đồ, nên có thể áp dụng cho các loại động cơ thiết kế mới, cách điện cấpA, thông gió bình thờng. Khuyết điểm của phơng pháp này là phải dùng bảnglôgarit hoặc thớc tính.- 22 -c. Tính công suất động cơ theo công thc:P=C.D2.l.n (kw)Trong đó : C là hằng số công suất trên hình 2.x10-6C4p=12p=33p=2p=62p=1p=414510 15 2030 40 50 6070buoc cuc(cm)Hình 2. Hằng số công suất của động cơ không đồng bộ.Muốn tính đợc hằng số C, cần tính chiều dài bớc cực.Bc 2. tính bớc cực.=D(cm)2pPhơng pháp này cho kết quả tơng đối chính xác đối với các loại động cơ thiết kếmới, cách điện cấp A hoặc E, thông gió bình thờng.Bc 3. tính từ thông mỗi cực : = 0,637. .B .lt .10 4 ( wb)B là cảm ứng từ trong khe hở không khí tra theo bảng 1 và tính bằng tesla(T)- 23 -Bảng 1: trị số cảm ứng từ cho đông cơ không dồng bộ loại phổ thông:Đoạn mạch từCảm ứng từ (T)(với 2p=2) 0,60 ữ 0,70Khe hở không khí( B )(vớ 2p>2) 0,65 ữ 0,85(với 2p=2) 1,20 ữ 1,70Gông stato ( B g1 )(với 2p>2) 1,00 ữ 1,50Răng stato ở đoạn hẹp nhất(rãnh chữ nhật)1,60 ữ 2,10Răng stato trung bình(rãnh quả lê hoặc hình1.30 ữ 1,70thang)1,00 ữ 1,10Gông rôto (Bg2)Bc 4. Nghiệm lại cảm ứng từ gông stato:Bg =2hg .l 0 .0,9510 4 (T )Bc 5. Nghiệm lại cảm ứng từ răng stato:Br =1,5710 4 (T )Z.br .l 0 .0,952pCác trị số của Br và bg phỉ phù hợp với bảng 1. Nếu kết quả chênh lệch ít , có thểđiều chỉnh lại cảm ứng từ khe hở không khí B . Nếu chênh lệch nhiều, cần điềulại số cực và tính lại.Bc 6. Số vòng dây nối tiếp cho 1 pha w1 :w1 =U l .10 2(vg / pha )2,22- 24 -Nếu là dây quấn bớc ngắn, số vòng thực tế sẽ bằng số vòng tính toán chia cho hệsố bớc ngắn. Hệ số bớc ngắn bằng hệ số dây quấn khi hệ số quấn rải bằng 1( q= 1), ứng với các tỉ số bớc ngắn khác nhau(bảng 2 dòng 1).Bảng 2: hệ số dây quấn k dq của dây quấn ba pha:SốbốitrongmộttổbốiHệ sốphânbố rảikphHệ số bớc ngắn ky0,95O,90O,850,800,7511.0000.9970.9880.9720.95120.9680.9630.9540.93930.9600.9570.94840.9580.9555ữ70.95790.700.650,600,550,500.9240.8910.8530.8090.7600.7000.9190.8930.8610.8240.7810.7340.6760.9330.9130.8870.8550.8190.7770.7300.6720.9470.9310.9110.8850.8540.8170.7750.7280.6710.9540.9460.9300.9100.8540.8530.8160.7740.7270.6700.9560.9530.9450.9290.9090.8530.8520.8150.7730.7270.6690.9550.9520.9440.9280.9080.8520.8510.8140.7730.7260.668Bc 7. số dây dẫn tác dụng trong một rnh Nz1:N z1 =6w1ZNz1 phải là số nguyên. Nếu dây quấn hai lớp thì Nz1 phải là số chẵn.Bc 8. tiêt diện dây dẫn S1:S1 =f r .S r(mm 2 )N z1Sr là tiết diện của rãnh.Fr là hệ số lợi dụng rãnh theo bảng 3.Bảng 3. hệ số lộ dụng rãnh fr:Loại dây dùngfrDây đồng tròn bọc hai lợt sợi0,28 ữ 0,30Dây đồng tròn bọc lợt sợi0,30 ữ 0,33Dây đòng tròn tráng men0,34 ữ 0,36- 25 -

Tài liệu liên quan

• Thiết kế bộ biến tần 3 pha để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
  • 45
  • 1
  • 12
• Thiết kế bộ biến tần 3 pha để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
  • 44
  • 2
  • 6
• Tính toán dây quấn động cơ không đồng bộ 3 pha bằng matlab
  • 120
  • 6
  • 33
• Đồ án tốt nghiệp thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha lồng sóc
  • 47
  • 903
  • 2
• Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha P1
  • 40
  • 653
  • 5
• Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha P2
  • 10
  • 578
  • 2
• Tài liệu Quấn động cơ không đồng bộ 3 pha ppt
  • 25
  • 977
  • 10
• Tài liệu Đồ án điện tử : Thiết kế bộ biến tần 3 pha để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ pptx
  • 45
  • 1
  • 1
• Tài liệu TÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA MẤT SỐ LIỆU ppt
  • 3
  • 42
  • 806
• Thiết kê biến tần 3 pha để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
  • 14
  • 913
  • 1

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(1.01 MB - 36 trang) - Tính toán bộ dây quấn đông cơ không đồng bộ 3 pha chạy 2 cấp tốc độ Tải bản đầy đủ ngay ×