Đồ Án Thiết kế động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc

LỜI NÓI ĐẦU
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.
Nôi dung đồ án gồm 7 chương:
Chương 1: Đại cương về động cơ điện không đồng bộ.
Chương 2: Xác định các kích thước chủ yếu.
Chương 3: Thiết kế stato.
Chương 4: Thiết kế rôto
Chương 5: Tính toán mạch từ và xác định tham số của động cơ ở chế độ định mức.
Chương 6: Đặc tính làm việc và khởi động.
Chương 7: Trọng lượng vật liệu tác dụng và chỉ tiêu sử dụng.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn các Thầy, Cô giáo mà đặc biệt là các Thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật & Công Nghệ đã giúp đỡ chỉ bảo em tận tình trong những năm học tập tại trường Đại Học Quy Nhơn. Cho em gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Đoàn Đức Tùng – là người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này.
Trong một khoảng thời gian ngắn chắc rằng bản đồ án tốt nghiệp sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ dẫn của Thầy giáo, Cô giáo và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn.
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1
ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
1.1.1 Phân loại . 10
1.1.2. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ 10
1.1.3. Khe hở . 12
1.1.4 .Nguyên lý làm việc của động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 3 pha 12
1.1.5. Công dụng 14
1.2 YÊU CẦU CỦA THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔ TO LỒNG SÓC 14
1.2.1. Nhiệm vụ và phạm vi thiết kế 14
1.2.2. Các bước thiết kế gồm có . 15
1.2.3. Vật liệu thường dùng trong thiết kế 16
1.3. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU 18
CHƯƠNG 2.
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
2.1. Số đôi cực . 20
2.2. Đường kính ngoài stato 20
2.3. Đường kính trong stato . 20
2.4. Công suất tính toán (P[SUP]’[/SUP]) 21
2.5. Chiều dài tính toán của lõi sắt stato (l[SUB]1[/SUB]) 21
2.6 Bước cực (t) 22
2.7 Dòng điện pha định mức 23

CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ STATO
3.1. Mã hiệu thép và bề dầy lá thép . 24
3.2. Số rãnh stato Z[SUB]1[/SUB] 24
3.3. Bước rãnh stato . 25
3.4. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh u[SUB]r1[/SUB] 25
3.5. Số vòng dây nối tiếp của một pha 25
3.6. Tiết diện và đường kính dây dẫn . 25
3.7. Kiểu dây quấn . 26
3.8. Hệ số dây quấn . 27
3.9. Từ thông khe hở không khí Ф . 29
3.10. Mật độ từ thông khe hở không khí B[SUB]δ[/SUB] . 29
3.11. Sơ bộ định chiều rộng của răng b[SUB]z1[/SUB] 29
3.12. Sơ bộ chiều cao của gông stato h[SUB]g1[/SUB] 29
3.13. Kích thước rãnh và cách điện 30
3.14. Diện tích rãnh trừ nêm S’[SUB]r[/SUB] . 31
3.15. Bề rộng răng stato b[SUB]z1[/SUB] . 31
3.16. Chiều cao gông stato . 32
3.17. Khe hở không khí 32
CHƯƠNG 4THIẾT KẾ RÔTO4.1. Số rãnh rôto Z[SUB]2[/SUB] . 33
4.2. Đường kính ngoài rôto D’ . 33
4.3. Bước răng rôto t[SUB]2[/SUB] . 34
4.4. Sơ bộ định chiều rộng của răng rôto b’[SUB]z2[/SUB] . 34
4.5. Đường kính trục rôto D[SUB]t[/SUB] 34
4.6. Dòng điện trong thanh dẫn rôto I[SUB]td[/SUB] 34
4.7. Dòng điện trong vòng ngắn mạch I[SUB]v[/SUB] 35
4.8. Tiết diện thanh dẫn vòng nhôm S’[SUB]td[/SUB] 35
4.9. Mật độ dòng điện trong vòng ngắn mạch 35
4.10 Chiều cao gông rôto sơ bộ 35
4.11. Kích thước rãnh rôto và vòng ngắn mạch . 35
4.12. Chiều cao vành ngắn mạch h[SUB]v[/SUB] . 37
4.13. Đường kính trung bình vành ngắn mạch D[SUB]v[/SUB] 37
4.14. Bề rộng vành ngắn mạch b[SUB]v[/SUB] 37
4.15. Diện tích rãnh rôto S[SUB]r2[/SUB] . 37
4.16. Bề rộng răng rôto b[SUB]z2[/SUB] . 37
4.17. Chiều cao gông rôto h[SUB]g2[/SUB] . 38
4.18. Làm nghiêng rãnh ở rôto b[SUB]n[/SUB] . 38
CHƯƠNG 5TÍNH TOÁN MẠCH TỪ VÀ XÁC ĐỊNH THAM SỐ
CỦA ĐỘNG CƠ Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC
5.1. TÍNH TOÁN MẠCH TỪ . 39
5.1.1. Hệ số khe hở không khí . 39
5.1.2. Dùng thép KTĐ cán nguội 2211 40
5.1.3. Sức từ động khe hở không khí F[SUB]δ[/SUB] . 40
5.1.4. Mật độ từ thông ở răng stato B[SUB]z1[/SUB] 40
5.1.5. Sức từ động trên răng stato 41
5.1.6. Mật độ từ thông ở răng rôto B[SUB]z2[/SUB] . 41
5.1.7. Sức từ động trên răng rôto F[SUB]z2[/SUB] 41
5.1.8. Hệ số bão hòa răng k[SUB]z[/SUB] 41
5.1.9. Mật độ từ thông trên gông stato B[SUB]g1[/SUB] . 42
5.1.10. Cường độ từ trường ở gông stato H[SUB]g1[/SUB] 42
5.1.11. Chiều dài mạch từ ở gông stato L[SUB]g1[/SUB] 42
5.1.12. Sức từ động ở gông stato F[SUB]g1[/SUB] 42
5.1.13. Mật độ từ thông trên gông rôto B[SUB]g2[/SUB] 42
5.1.14. Cường độ từ trường ở gông rôto H[SUB]g2[/SUB] 43
5.1.15. Chiều dài mạch từ gông rôto L[SUB]g2[/SUB] 43
5.1.16. Sức từ động ở gông rôto F[SUB]g2[/SUB] . 43
5.1.17. Tổng sức từ động của mạch từ F 43
5.1.18. Hệ số bão hòa toàn mạch k[SUB]à[/SUB] . 43
5.1.19. Dòng điện từ hóa I[SUB]à[/SUB] 43
5.1.20. Dòng điện từ hóa phần trăm 44
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 L[SUB]đ1[/SUB] 44
5.2.2. Chiều dài trung bình nửa vòng của dây quấn stato l[SUB]tb [/SUB] 44
5.2.3. Chiều dài dây quấn một pha của stato L[SUB]1[/SUB] 45
5.2.4. Điện trở tác dụng của dây quấn stato r[SUB]1[/SUB] . 45
5.2.5. Điện trở tác dụng của dây quấn rôto r[SUB]td[/SUB] 45
5.2.6. Điện trở vòng ngắn mạch r[SUB]v[/SUB] . 46
5.2.7. Điện trở rôto r[SUB]2[/SUB] 46
5.2.8. Hệ số quy đổi γ 46
5.2.9. Điện trở rôto đã quy đổi 47
5.2.10. Hệ số từ dẫn tản rãnh stato λ[SUB]r1[/SUB] . 47
5.2.11. Hệ số từ dẫn tản tạp stato . 48
5.2.12. Hệ số từ tản phần đầu nối λ[SUB]đ1 [/SUB]dẫn tản của stato . 48
5.2.13. Điện kháng dây q . 49
5.2.14. Tổng hệ số từ uấn stato x[SUB]1[/SUB] . 49
5.2.15. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto λ[SUB]r2[/SUB] 49
5.2.16. Hệ số từ dẫn tản tạp rôto . 50
5.2.17. Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối . 50
5.2.18. Hệ số từ tản do rãnh nghiên . 51
5.2.19. Tổng hệ số từ tản rôto 51
5.2.20. Điện kháng tản dây quấn rôto 51
5.2.21. Điện kháng rôto đã quy đổi . 51
5.2.22. Điện kháng hổ cảm x[SUB]12[/SUB] . 52
5.2.23. Tính lai k[SUB]E[/SUB] 52
5.3. TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ
5.3.1. Trọng lượng răng stato: . . 53
5.3.2.Trọng lượng gông từ stato 53
5.3.3. Tổn hao sắt trong lõi sắt stato . 54
5.3.4. Tổn hao bề mặt trên răng rôto . 54
5.3.5. Tổn hao đập mạch trên răng rôto 55
5.3.6. Tổng tổn hao sắt 56
5.3.7. Tổn hao cơ . 56
5.3.8. Tổn hao không tải 56
CHƯƠNG 6ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC VÀ KHỞI ĐỘNG
6.1 ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC . 57
6.1.1. Hệ số C[SUB]1[/SUB] . 57
6.1.2. Thành phần phản kháng của dòng điện ở chế độ đồng bộ . 57
6.1.3. Thành phần tác dụng của dòng điện ở chế độ đồng bộ 57
6.1.4. Sức điện động E[SUB]1[/SUB] 57
6.1.5 .Hệ số trượt momen cực đại .57
6.1.6. Hệ số trượt định mức . 58
6.1.7. Bội số momen cực đại 60
6.2 TÍNH TOÁN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG . 60
6.2.1. Tham số của động cơ khi xét đến hiệu ứng mặt 61
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 62
6.2.3. Dòng điện khởi động 65
6.2.4. Bội số dòng điện khởi động . 66
6.2.5. Bội số momen khởi động . 66
CHƯƠNG 7TRỌNG LƯỢNG VẬT LIỆU
VÀ CHỈ TIÊU SỬ DỤNG
7.1. Trọng lượng thép silic cần chuẩn bị 67
7.2. Trọng lượng đồng của dây quấn stato . 67
7.3. Trọng lượng nhôm rôto . 68
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO