Thạc Sĩ Hoàn thiện công nghệ, chế tạo động cơ điện phòng nổ có cấp công suất từ 0,55 kW đến 45 kW

Mục lục
Lời mở đầu 1
Chương I: Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 4
I. Tình hình nghiên cứu và triển khai ở nước ngoài 4
II. Tình hình nghiên cứu và triển khai trong nước 5
Chương II: Tính toán thiết kế động cơ điện phòng nổ 7
I. Thiết kế điện từ 8
I.1 Tính toán các kích thước chính lõi thép động cơ 8
I.1.1. Vật liệu lõi thép: 8
I.1.2. Các kích thước chính của lõi thép 8
I.1.3. Thể tích động cơ xác định theo công thức sau 8
I.1.4. Xác định đường kính ngoài của lõi thép stato 8
I.1.5. Xác định đường kính trong của lõi thép stato 9
I.1.6. Chiều dài tính toán của lõi thép 9
I.2. tính toán răng rãnh, dây quấn stato 9
I.2.1. Chọn số rãnh của 1 pha dưới một cực q1. 9
I.2.2. Số rãnh stato 9
I.2.3. Bước răng stato 10
I.2.4. Số vòng dây trong một rãnh ur 10
I.2.5. Số vòng dây nối tiếp của một pha 10
I.2.6. Chọn mật độ dòng điện 10
I.2.7. Tính mật độ từ thông theo số vòng dây đã tính được 10
I.2.8. Tính mật độ từ thông khe hở không khí 11
I.2.9. Thiết kế rãnh stato 11
I.3. tính toán khe hở không khí, răng, rãnh rôto 11
I.3.1. Tính chọn khe hở không khí δ 11
I.3.2. Số rãnh rôto 12
I.3.3. Thiết kế tiết diện rãnh, răng (Kích thước rãnh) 12
I.3.4. Kiểm tra mật độ từ cảm 13
I.3.5. Đường kính trục rôto 13
I.4. tính toán dòng điện từ hoá lõi thép 13
I.4.1. Tính sức từ động mạch từ stato 13
I.4.2. Tính sức từ động mạch từ rôto 13
I.4.3. Tính sức từ động khe hở không khí Fδ 13
I.4.4. Tính sức từ động tổng của mạch từ 13
I.4.5. Dòng điện từ hoá lõi thép 13
I.5. Tính toán chế độ làm việc 14
I.5.1.Tính điện trở dây quấn 1 pha r1,
điện kháng x1
của stato 14
I.5.2. Điện trở thanh dẫn rôto
r2, điện kháng x2. 14

I.5.3. Điện trở quy đổi r'2, điện kháng quy đổi x'2. 14
I.5.4. Điện kháng hỗ cảm x12 14
I.5.5. Tính các thông số của đặc tính làm việc 14
I.5.6. Công suất đầu trục động cơ 14
I.5.7. Hiệu suất động cơ 14
I.5.8. Hệ số công suất của động cơ Cosϕ 14
I.5.9. Bội số mômen cực đại 14
I.5.10. Xây dựng đặc tính làm việc của động cơ 14
I.6. Tính toán đặc tính khởi động của động cơ (s=1) 14
I.6.1. Dòng điện khởi động 14
I.6.2. Bội số mô men khởi động mkd (hay còn gọi là mômen mở
máy)
15
I.6.3. Xây dựng đặc tính mômen 15
I.6.4. Đặc tính dòng điện I2 15
I.7. Tính toán nhiệt và tính toán làm mát 15
I.7.1. Tính toán nhiệt 15
I.7.2. Tính toán làm mát 16
II. Thiết kế kết cấu 17
ii.1. thiết kế thân 17
II.2. Thiết kế nắp 19
ii.3. cụm hộp cực 20
ii.4. Hệ thống làm mát 20
Chương III: Công nghệ chế tạo động cơ điện phòng nổ 21
I. Quy trình công nghệ sản xuất động cơ điện phòng nổ 21
II. Những đặc điểm chế tạo động cơ điện phòng nổ 21
III. công nghệ chế tạo phần điện từ 22
III.1. Công nghệ chế tạo lá tôn 22
III.2. Công nghệ ép lõi thép 22
III.3. Công nghệ đúc nhôm rôto 22
III.4. Công nghệ chế tạo bối dây stato 22
III.5. Lồng đấu bối dây vào động cơ 22
III.6. Sấy Stato lồng dây 23
III.7. ép stato lồng dây vào thân. 23
III.8. Kiểm tra cao áp và đo điện trở một chiều của động cơ. 23


IV. Công nghệ chế tạo cơ khí và công nghệ lắp ráp 24
IV.1. Công nghệ chế tạo các chi tiết và cụm chi tiết 24
IV.1.1. Công nghệ chế tạo thân động cơ điện phòng nổ 24
IV.1.2. Công nghệ chế tạo nắp 26
IV.1.3. Công nghệ chế tạo cụm hộp cực 27
IV.1.4. Công nghệ chế tạo trục 27
IV.2. Công nghệ lắp ráp 28
Chương IV: Chỉ tiêu kiểm tra xuất xưởng và thử nghiệm động cơ điện phòng
nồ dãy 3PN
29
I. Kiểm tra xuất xưởng 29
I.1. Kiểm tra hình thức bên ngoài 29
I.2. Kiểm tra điện trở cách điện 29
I.3. Kiểm tra độ bền cách điện (thời gian 1 phút) 29
I.4. Kiểm tra điện trở thuần của cuộn dây stato 29
I.5. Kiểm tra không tải 29
I.6. Kiểm tra ngắn mạch 29
II. thử nhiệm động cơ điện phòng nổ dãy 3pn 29
II.1. Kiểm tra động theo các bước từ (2 ữ 6) của chỉ tiêu kiểm tra
xuất xưởng
29
II.2. Thử nghiệm va đập của động cơ điện phòng nổ theo tiêu
chuẩn TCVN 7079 – 0: 2002
29
II.3. Thử mô men xoắn cho cọc đấu dây và đầu cốt theo TCVN
7079 – 0: 2002
29
II.4. Thử khả năng chịu áp lực của vỏ theo TCVN 7079 – 1: 2002. 29
II.5. Thử nghiệm không lan truyền cháy nổ theo TCVN 7079 – 0:
2002
30
II.6. Thử nghiệm lấy các đặc tính kỹ thuật của động cơ điện trên
bàn thử D1, D2, D3 bao gồm các thông số P1, I1, η%, cosϕ, Mđm, n
30
II.7. Thử nghiệm động cơ điện chạy tải định mức thời gian (4 ữ 6)
giờ liên tục
30
II.8. Thử quá dòng điện, động cơ phải chịu được dòng điện bằng
1,5Iđm
( dòng điện định mức ) trong thời gian 2 phút
30
II.9. Thử quá mô men tạm thời với động cơ (đo mô men cực đại). 30
II.10. Thử quá tốc độ, động cơ chạy tốc độ bằng 1,2 nđm ( tốc độ
định mức )
30
Chương V: Kết luận và kiến nghị 31
I. Kết luận 31
II. Kiến nghị 31
Lời cảm ơn 32
Tài liệu tham khảo 33
Phụ lục 34


Tóm tắt
Hiện nay trên các công trình khai thác mỏ, hầm lò của Việt Nam đang sử dụng rất
nhiều các thiết bị điện mỏ đặc biệt ( làm việc trong môi trường có nhiều ga và có nguy cơ
cháy nổ cao ) trong đó có động cơ điện phòng nổ. Trong nước hiện vẫn chưa có đơn vị sản
xuất máy điện nào chế tạo được động cơ điện phòng nổ, trên thị trường bên cạnh động cơ
điện phòng nổ của các hãng nổi tiếng của Đức, Nga, Nhật bản, .còn xuất hiện một số loại
động cơ điện phòng nổ kém chất lượng không đảm bảo an toàn do Trung Quốc chế tạo.
Đứng trước thực trạng đó, Công ty TNHH chế tạo máy điện Việt Nam –
Hungary ( viết tắt là VIHEM ) đã bắt tay ngay vào nghiên cứu, thiết kế và chế tạo loại sản
phẩm đặc biệt này với phương châm tuân thủ nghiêm nghặt các tiêu chuẩn về phòng chống
cháy nổ ( tiêu chuẩn: IEC, TCVN 7079 ) từ khâu thiết kế đến chế tạo và thử nghiệm, đồng
thời tham khảo các sản phẩm cùng loại của Quốc tế ( như động cơ phòng nổ của Đức,
Hungary, v.v ). Công ty TNHH Nhà nước một thành viên chế tạo máy điện Việt Nam –
Hungary ( VIHEM ) đã được Bộ Khoa học, Công nghệ quan tâm hỗ trợ một phần kinh phí
để thực hiện Dự án: “Hoàn thiện công nghệ, chế tạo động cơ điện phòng nổ có cấp công
suất từ 0,55kW đến 45kW” mã số DAĐL – 2005/09.
Để kế thừa kết quả của đề tài KH-CN cấp Bộ: “Chế tạo động cơ điện phòng nổ có
công suất đến 18,5kW” mã số: 04-35RD/HĐ-KHCN theo quyết định số 144/QĐ-KHCN
ngày 29/01/2004 đồng thời đáp ứng kịp thời nhu cầu của thị trường Dự án “Hoàn thiện
công nghệ, chế tạo động cơ điện phòng nổ có cấp công suất từ 0,55kW đến 45kW” mã
số DAĐL – 2005/09 đã hình thành như một tất yếu với các mục tiêu chính như sau:
- Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo động cơ điện phòng nổ kiểu ExdI T3, cấp
bảo vệ IP55 có công suất từ 0,55kW đến 45kW có chất lượng đạt tiêu chuẩn TCVN 7079,
cung cấp cho các ngành khai thác mỏ và sản xuất công nghiệp có môi trường dễ cháy nổ
nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu.
- Đầu tư phần mềm thiết kế động cơ điện trên máy tính và hoàn thiện thiết kế.
- Hoàn thiện thiết kế, công nghệ chế tạo động cơ điện phòng nổ kiểu ExdI T3, cấp bảo
vệ IP55.
- Tăng sản lượng các động cơ điện phòng nổ loại này trong các năm 2005 và
2006 lên vài nghìn động cơ/năm, nhằm đáp ứng thị trường nội địa đang có nhu cầu ngày
càng tăng, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
- Từng bước đổi mới và hoàn thiện công nghệ chế tạo động cơ điện phòng nổ
dùng phục vụ cho các ngành: khai thác và chế biến dầu khí, công nghiệp hoá chất.
- Tiếp tục mở rộng quy mô sản xuất để nâng sản lượng sản phẩm, đáp ứng nhu

cầu thị trường, lấy lại thị phần trong nước và tiến tới xuất khẩu.
Toàn bộ phần báo cáo gồm có các nội dung nổi bật được tóm lược sau đây:
Chương I: Khái quát tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về thiết kế chế tạo động
cơ điện phòng nổ, sự kế thừa của công nghệ chế tạo động cơ điện thông thường vào chế tạo
động cơ điện phòng nổ.
Chương II: Nêu trình tự thiết kế động cơ điện phòng nổ trong đó có nêu điểm khác biệt
trong thiết kế điện từ giữa động cơ điện phòng nổ và động cơ điện thông thường, các yêu
cầu nghiêm ngặt đối với kết cấu và chế độ lắp ghép vỏ của động cơ điện phòng nổ (theo
quy định của tiêu chuẩn Việt Nam đối với các thiết bị điện mỏ: TCVN 7079.
Chương III: Giới thiệu quy trình công nghệ gia công và lắp ráp động cơ điện phòng nổ.
Các công đoạn của công nghệ chế tạo động cơ điện phòng nổ phải tuân thủ theo các yêu
cầu thiết kế động cơ điện phòng nổ và tiêu chuẩn về phòng nổ TCVN 7079.
Chương IV: Đưa ra quy trình thử nghiệm và các chỉ tiêu đánh giá chất lượng động cơ
điện phòng nổ ngoài các mục thử nghiệm như động cơ điện thông thường còn có các hạng
mục thử nghiệm đặc biệt như:
- Thử nghiệm va đập
- Thử nghiệm mô men xoắn
- Thử nghiệm khả năng chịu áp lực của vỏ theo TCVN 7079
- Thử nghiệm không lan truyền cháy nổ theo TCVN 7079
Chương V: Trình bày những kết luận rút ra sau khi thực hiện xong Dự án, một số
kiến nghị của Công ty dành cho các nhà quản lý.