Luận Văn Nghiên cứu phương pháp điều khiển vận tốc động cơ dùng cho quạt

Lời nói đầu
Động cơ công suất nhỏ ngày nay được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như trong công,nông nghiệp,trong tự động hoá và máy tính,trong hàng không,trong sinh hoạt gia dình .Phần lớn những động cơ điện công suất nhỏ thuộc loại một pha và thường là động cơ điện không đồng bộ.Cách tính toán những động cơ điện này có khác với những động cơ điện có công suất trung bình,nhất là khi tính đặc tính của máy.Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán động cơ công suất nhỏ ,mỗi phương pháp đều có ưu điểm riêng của nó,độ chính xác và thời gian cần thiết để tính toán của các phương pháp cũng khác nhau.Trong phần thiết kế của em dùng phương pháp tính toán theo giáo trình động cơ điện không đồng bộ ba pha và một pha công suất nhỏ của thầy trần khánh hà bản in lần thứ hai có sửa chữa và bổ sung xuất bản năm 2002.
Nhiệm vụ của em trong quyển đồ án này là thiết kế động cơ không đồng bộ một pha điện dung dùng cho quạt. Với yêu cầu của bản thiết kế: Tính toán điện từ và dây quấn, tính các đường đặc tính,cùng với chuyên đề :"Nghiên cứu phương pháp điều khiển vận tốc động cơ dùng cho quạt ". Với thế mạnh về tính năng đồ hoạ của phần mềm Matlab em đưa thêm vào cách tính và vẽ các đường đặc tính làm việc và đặc tính khởi động nó đem lại kết quả chính xác hơn. Ngoài ra với tầm cỡ của đồ án tốt nghiệp em đã cố gắng sưu tập và nghiên cứu tài liệu trong và ngoài nước để cố gắng trình bày những hiểu biết của mình về loại động cơ này.
Để hoàn thành bản đồ án này trước tiên em xin chân thành cảm ơn cô giáo T.S. Nguyễn Hồng Thanh đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo giúp em có được kết quả tốt nhất có thể. Đồng thời cảm ơn nhà máy Điện Cơ Thống Nhất Hà Nội,đặc biệt là phòng kĩ thuật đã giúp đỡ tận tình,cùng bạn bè, sự động viên khích lệ của cha mẹ và gia đình. Với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, thời gian và trình độ thiết kế có hạn tất nhiên không thể tránh khỏi những sai sót.Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô trong khoa Điện và bạn bè để bản thiết kế hoàn thiện và hiểu sâu hơn về máy điện nói chung và động cơ điện dung nói riêng. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn đã đào tạo dìu dắt trong xuất thời gian học tập tại trường.

MỤC LỤC

PHầN I 3
TổNG QUAN Về CáC PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU động cơ điện dung 3
1.1. Giới thiệu chung và phân loại động cơ điện công suất nhỏ 3
1.2. Mô hình toán học của động cơ không đồng bộ điện dung ở chế độ xác lập dùng cho bài toán thiết kế. 3
1.2.2. Phương pháp trực tiếp 3
PHầN ii 3
TíNH TOáN THIếT Kế Động cơ không đồng bộ một pha điện dung dùng cho quạt 3
Chương 1 3
xác định kích thước chủ yếu và thông số pha chính 3
1. Tốc độ đồng bộ của động cơ 3
2. Đường kính ngoài stato 3
3. Đường kính trong stato 3
4. Bước cực stato 3
5. Chiều dài tính toán của stato 3
6. Chiều dài khe hở không khí 3
7. Đường kính ngoài lõi sắt rôto 3
8. Đường kính trục rôto 3
10. Trong động cơ điện dung, thường số rãnh của hai pha dưới mỗi cực bằng nhau. 3
11. Chọn dây quấn 3
12. Hệ số dây quấn stato 3
13. Từ thông khe hở không khí 3
14. Số vòng dây sơ bộ của cuộn chính 3
15. Số thanh dẫn trong rãnh 3
16. Dòng điện định mức 3
17. Tiết diện dây quấn chính sơ bộ 3
18. Bước răng stato. 3
19. Bước răng rôto 3
Chương 2 3
xác định kích thước răng rãnh stato 3
1. Chọn loại thép 3
2. Xác định dạng rãnh stato 3
3. Với căn cứ như vậy ta chọn rãnh hình nửa quả lê 3
4. Chiều cao miệng rãnh 3
5. Chiều rộng miệng rãnh 3
6. Kết cấu cách điện rãnh 3
7. Chiều rộng răng stato ( Sơ bộ) 3
8. Chiều cao gông stato. 3
9. Đường kính phía trên stato 3
10. Chiều rộng rãnh dưới stato 3
11. Chiều cao rãnh stato. 3
12. Chiều cao phần thẳng của rãnh. 3
13. Sau khi chọn kích thước rãnh thì kích thước thực của gông stato là: 3
14. Bình quân bề rộng răng stato: 3
15. Diện tích rãnh stato 3
16. Kiểm tra hệ số lấp đầy 3
Chương 3 3
Xác định kích thước răng rãnh rôto 3
1. Rãnh rôto dạng tròn, quả lê . .26
2. Chọn rãnh hình quả lê 3
3. Chiều cao miệng rãnh. 3
4. Chiều rộng miệng rãnh 3
5. Làm rãnh nghiêng ở rôto và chọn thanh dẫn bằng nhôm . 3
6. Hệ số dây quấn rôto 3
7. Dòng điện tác dụng trong thanh dẫn rôto 3
8. Bề rộng răng rôto 3
9. Đường kính phía trên rôto 3
10. Đường kính phía dưới rôto 3
11. Chiều cao phần thẳng rãnh rôto 3
12. Chiều cao rãnh rôto 3
13.Chiều cao tính toán của răng rôto . 3
14. Chiều cao gông rôto. 3
15. Diện tích rãnh rôto. 3
16. Dòng điện trong vòng ngắn mạch 3
17. Mật độ dòng điện trong vòng ngắn mạch 3
18. Tiết diện vành ngắn mạch 3
19. Chiều cao vành ngắn mạch 3
20. Tiết diện vành ngắn mạch sau khi đã làm tròn 3
21. Mật độ dòng điện lúc này 3
22. Đường kính vành ngắn mạch 3
Chương 4 3
xác định trở kháng stato và rôto 3
I. Xác định thành phần trở kháng stato 3
1. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato 3
2. Chiều dài trung bình nửa vòng dây quấn stato 3
3. Tổng chiều dài dây quấn stato 3
4. Điện trở tác dụng của dây quấn stato 3
5. Điện trở stato tính theo đơn vị tương đối 3
6. Hệ số từ dẫn của từ tản rãnh rs 3
7. Hệ số từ dẫn của từ tản tạp t 3
8. Hệ số từ tản phần đầu nối của dây quấn stato 3
9. Tổng hệ số từ dẫn stato 3
10. Điện kháng tản dây quấn chính stato 3
11. Điện kháng tản của dây quấn chính stato tính theo đơn vị tương đối 3
12. Điện trở tác dụng của rôto lồng sóc 3
13. Điện trở của phần trở rôto lồng sóc 3
14. Điện trở rôto tính theo đơn vị tương đối 3
15. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto 3
16. Hệ số từ tản tạp rôto 3
17. Hệ số từ dẫn phần đầu nối 3
18. Tổng hệ số từ tản rôto 3
19. Điện kháng rôto quy đổi sang stato 3
20. Điện kháng rôto tính theo đơn vị tương đối 3
Chương 5 3
Tính toán mạch từ 3
1. Tính toán mạch từ bao gồm tính dòng điện từ hoá I 3
2. Sức từ động khe hở không khí 3
3. Sức từ động ở răng stato 3
4. Sức từ động ở gông stato 3
5. Tổng sức từ động trên stato 3
6. Sức từ động ở răng rôto. 3
7. Sức từ động ở gông rôto. 3
8. Tổng sức từ động rơi trên rôto 3
9. Tổng sức từ động của mạch từ 3
10. Dòng điện từ hoá 3
11. Dòng điện từ hoá phần trăm 3
12. Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí 3
13. Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí tương đối 3
Chương 6 3
Tính toán chế độ định mức 3
1. Tham số ban đầu của mạch điện thay thế pha chính 3
2. Tính hệ số từ kháng của mạch điện 3
3 Chọn hệ số trượt định mức. 3
4. Điện trở tác dụng thứ tự thuận và thứ tự nghịch của mạch điện 3
5. Điện kháng thứ tự thuận và nghịch của mạch điện thay thế 3
6. Tổng trở thứ tự thuận và nghịch của máy điện thay thế 3
7. Tổng trở mạch điện thay thế thứ tự thuận 3
Chương 7 3
Tính toán pha phụ. 3
1. Tỉ số biến áp 3
2. Dung kháng trong dây quấn phụ 3
3. Điện dung cần thiết của tụ điện 3
4. Tính lại tụ dung kháng 3
5. Để đảm bảo điều kiện từ trường tròn, tỉ số biến áp 3
6. Số thanh dẫn trong 1 rãnh của dây cuốn phụ 3
7. Vòng dây của dây quấn phụ 3
8. Tỉ số giữa vòng dây hai cuộn 3
9. Sơ bộ tính ra tiết diện dây dẫn pha phụ 3
10. Kiểm tra hệ số lấp đầy 3
11. Điện trở tác dụng pha phụ B 3
12. Tổng trở thứ tự thuận pha phụ B 3
13. Tổng trở thứ tự nghịch pha chính 3
14. Tổng trở thứ tự nghịch pha phụ 3
15. Thứ tự thuận nghịch của dây quấn Stato pha chính 3
16. Sức điện động thứ tự thuận 3
17. Kiểm tra hệ số kE 3
Chương 8 3
Tính tổn hao sắt và dòng điện phụ. 3
1. Trọng lượng răng stato 3
2. Trọng lượng răng roto 3
3. Trọng lượng gông stato 3
4. Trọng lượng gông roto 3
5. Tổn hao sắt trên răng stato 3
6. Tổn hao sắt trên răng roto 3
7. Tổn hao sắt trên gông stato 3
8. Tổn hao sắt trên gông roto 3
9. Tổn hao sắt tính toán của stato 3
10. Tổn hao sắt tính toán của roto 3
11. Khi E1 =151,23 (V) thì tổn hao sắt do từ trường thuận gây nên 3
12. Dòng điện phụ thứ tự thuận do tổn hao sắt gây nên 3
13. Sức điện động thứ tự nghịch 3
14. Dòng điện stato có xét đến tổn hao sắt ở cuộn dây chính 3
15. Dòng điện trong cuộn dây phụ 3
16. Mật độ dòng điện của dây quấn chính và phụ 3
17. Dòng điện tổng stato lấy từ lưới 3
18. Công suất điện từ 3
19. Tổn hao cơ 3
20. Tổn hao phụ 3
21. Tổng công suất cơ trên trục 3
22. Tổn công suất cơ tác dụng lên trục 3
23. Mômen tác dụng 3
24. Tổn hao đồng stato 3
25. Tổn hao đồng roto 3
26. Tổng tổn hao 3
27. Công suất tiêu thụ 3
28. Hiệu suất 3
29. Hệ số công suất 3
30 . Điện áp rơI trên dây quấn phụ 3
31. Điện áp trên tụ điện 3
Chương 9 3
Tính toán chế độ khởi động. 3
1.Tính toán tham sô ở chế độ khởi động
2. Dòng điện thứ tự thuận của dây quấn chính 3
3. Dòng điện thứ tự ngịch của dây quấn chính 3
4. Dòng điện tổng của dây quấn chính 3
5. Dòng điện tổng của pha phụ 3
6. Mật độ dòng khởi động dây quấn chính 3
7. Mật độ dòng dây quấn phụ 3
8. Dòng điện khởi động tổng 3
9. Bội số dòng khởi động 3
10. Hệ số công suất tổng lúc khởi động 3
10. Công suất điện từ lúc khởi động 3
11. Mômen khởi động 3
12. Bội số mômen khởi động 3
13. Công suất tiêu thụ lúc khởi động 3
14. Điện áp trên dây quấn phụ lúc khởi động 3
15. Điện áp trên tụ lúc khởi động 3
PHầN iii 3
Vẽ đặc tính làm việc và đặc tính cơ bằng Matlab 3
PHầN iV 3
chuyên đề điều khiển tốc độ động cơ 3
I. Cơ sở điều chỉnh tốc độ của động cơ công suất nhỏ. 3




Kết luận
Qua thời gian tìm hiểu và nghiên cứu phương pháp thiết kế Động cơ không đồng bộ một pha điện dung dùng cho quạt có công suất 22 W. Với sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Nguyễn Hồng Thanh cùng sự giúp đỡ của các bạn em trong thời gian qua em hoàn thành nhiệm vụ đồ án được giao.Đồ án gồm những phần sau:
Phần I: Trong phần này em đã tìm hiểu và trình bày một số kiến thức hỗ trợ.
Phần II:Từ những quan hệ rút ra ở trên, trong phần này chủ yếu tập trung vào phần thiết kế và tính toán kiểm tra đối với loại động cơ của em.
Phần III: Trong phần này em có nêu phương pháp điều khiển tốc độ quạt cũng như sơ đồ điều khiển.
Do thời gian và trình độ có hạn cùng với kiến thức thực tế chưa nhiều nên em không thể tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn trong quá trình thiết kế, em mong các thầy cô cùng các bạn thông cảm và chỉ bảo để em được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa em xin trân thành cảm ơn cô giáo Nguyễn Hồng Thanh cùng các thầy các cô trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án thiết kế tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn !