Bai Tap Tinh Toan Day Quan

Sinh viên thực hiện: Ngô Minh Toản Số thứ tự: 66 Bài tập: số 2.1 trang 111 Đề Bài: Cho động cơ không đồng bộ ba pha mang nhãn hiệu MARELLI (Ý) có số liệu kích thước lõi thép được ghi Dt = bg =

107 mm 15 mm

L= Z=

70 mm 30

Xác định số liệu dây quấn khi động cơ vận hành theo cách đấu ∆/Y = 220/380V.

Bài Làm Bước 1: Xác định ở đề bài Bước 2: Xác định số cực từ 2pmin = 0.4 đến 0.5 * Dt/bg 2pmin = Chọn

2.85

đến

3.57

2P = 4

Xác định bước cực từ: ‫ح‬ T = лDt/2P =

84.04 mm =

Bước 3: Xác định mối quan hệ giữa Ø và Bσ. Ø = uσ T Ltt Bσ

=

0.0041748 Bσ

Bước 4: Xác định biểu thức quan hệ giữa Bg và Bσ Bg = Ø/2bg Ltt Kf = 0.0041748Bσ/2bg Ltt Kf Bg =

2.1376 Bσ

8.4 cm

br =

Bước 5: Xác định mối quan hệ Br và Bσ Br = лDtBσ/Zbr

=

2.24 Bσ

Bước 6: Lập bảng xác định quan hệ giữa Bσ, Bg và Br Bσ (T) Bg (T) Br (T)

0.69 1.47 1.55

0.70 1.5 1.57

Chọn Bσ =

0.72 0.0030059 Bσ =

Ø = Bσ = 0.72

0.71 1.52 1.59

0.72 1.54 1.61

0.73 1.56 1.64

0.735 1.57 1.65

0.00216 Wb

Ø = 0.00216 Wb

Bước 7: Chọn dây quấn 2 lớp: T = 7.5 q = 2.5 alpha điện = 24 Kdq = 0.74 Bước 8: Xác định số vòng dây cho một pha dây quấn T*L = kE = Npha =

58.8 cm2 0.88 562.28 vong/pha

Lấy số vòng dây là 562 vòng/pha

Chọn quấn dây một lớp nên 30 rãnh thì mỗi pha có 4 bối dây nên số vòng dây trên mỗi bối dây là:

Nb = Npha/4 =

70 Vòng/bối

u kích thước lõi thép được ghi nhận như sau: 5 mm

vòng dây trên mỗi bối dây là:

Sinh viên thực hiện: Ngô Minh Toản Số thứ tự: 67 Bài tập: số 6.1 trang 189

Đề Bài:

Xác định số liệu cho dây quấn rotor và stator động cơ vạn năng dùng làm khoan điện cầm tay. Cử đường kính mũi khoan tối đa là 10mm. Tốc độ định mức cho đầu mũi khoan là 500 vòng/phút. Tỉ lệ biến tốc của hệ bánh răng từ đâu khoan đến rotor là 1/36 kính thức lõi thép rotor và stator đượ ghi nhận như sau: Rotor: K=Z= 15 2P = 2 Dr = 42.6 mm L= 28 mm br = 2.5 mm Nếu số mạch nhánh bố trí trên rotor là a = 2 nhánh, điện thế vận hành là 220VAC. Xác định số liệu của bộ dây quấn. Ba Bước 1: Xác định số liệu Đề bài đã cho Bước 2: Xác định tốc độ quay của rotor. n=

18000 vòng/phút hay

n=

300

Bước 3: Xác định bước cực từ T và từ thông cực đại Ødmax qua mỗi bước cực từ. T = л.Dr/2p = T.L = Vậy:

18.74 cm2 = Ødmax = T.L.Bσ = 0.001874.Bσ

66.92 mm 0.001874 m2

= 6.692

Bước 4: Xác định quan hệ mật độ từ qua răng rotor (Br) với mật độ từ qua khe hở không khí B Br = л.Dr.Bσ/Z.br =

3.57 Bσ

Bước 5: Xác định quan hệ giữa mật độ từ qua gông Stator (Bg) với mật độ từ qua khe hở không khí B Bg = Ødmax/2.bg.L =

5.57738 Bσ

Bước 6: Lập bảng quan hệ giữa Bg, Br và Bσ Bσ(T) Br(T) Bg(T)

0.25 0.89 1.39

0.29 1.03 1.62

0.3 1.071 1.673

0.35 1.25 1.95

0.29 1.03 1.62

Lấy Bσ = 0.3T Ødmax = T.L.Bσ = 0.001874.Bσ

0.000543 Wb

Bước 7: Số nhánh dây quấn a = 2 tham số tính toán cho dây quấn rotor như sau: Bước dây quấn: Y1 = 7 Rãnh thực (tương ứng 14 rãnh phần tử) Y = Yc = 1 Y2 = 13 Rãnh phần tử Hệ số dây quấn rotor: αđ = 30 Kdq = 0.68 Hệ số bước ngắn cho bối dây rotor: Kn = 0.94 Hệ số mặt cực từ lồi trên stator: Kc = 0.89 Bước 8: Xác định quan hệ giữa Eb và Nb Nb = 6,957Eb Bước 9: Xác định quan hệ giữa Erad với Nb

Erad = 7,1543Nb Bước 10: Từ bước 8 và 9 ta co bảng quan hệ sau Eb 2 2.5 Nb 13.914 17.39 Erad 14.31 17.89

3 20.87 21.46

4 27.83 28.62

4.5 31.31 32.19

Từ bảng trên ta chọn Nb = 24 vòng/bối Erad = 171.7032V Eb = 3.45V Bước 11: Với Sr = 20mm2 Chọn Kld = 0.46 tại mỗi nhánh Vậy Scd = 0.3498mm dây quấn trần không cách điện chọn d = 0.35mm Với vật liệu cách điện cấp B khoan vận hành liên tục dài hạn chọn J = 7,5A/mm2 Suy ra: Inh = 0.72122 A Với vật liệu cách điện cấp B khoan vận hành ngắn hạn chọn J = 8A/mm2 Dòng mỗi nhánh Inh = 0.7693 A Dòng định mức Idm = 1.44244 hoặc 1.5386 A Công suất cơ học định mức trên trục rotor: Pdm = 247.671 đến 264.1825 kiểm tra hằng số G G = 0.013 đến 0.017 Giá trị G tìm được nằm trong giới hạn cho phép.

Vậy: Nb = 24 vòng/bối Eb = 3.45 V Erad = 171.7032 Idm = 1.44244 A Pdm = 248 đến 264 W Bước 12: Etaq = 0.12204 V T.L = 18.7365 cm2 Suy ra: Etsd = 38.53 V Bước 13: Tổng số vòng dây quấn Stator Ns = 346.54 vòng Nbs = 173 vòng/bối Bước 14: Với Idm = 1.44244 và J = 8A/mm2 Đường kính dây quấn Stator ds = 0.48mm Scd = 0.19625mm2 Kiểm tra lại Kld trên Stator Kld = 0.477 Kld nằm trong giới hạn cho phép Bước 15: Kiểm tra lại phụ tải đường A trên rotor A = 7230A/m Vậy phụ tải đường thõa mãn giới hạn cho phép

g làm khoan điện cầm tay. u mũi khoan là 500 vòng/phút. hức lõi thép rotor và stator được

Stator: 106 Góc mở mặt cực từ ө = D= 43 mm L= 28 mm bg = 6 mm Trục chổi than trùng với đường trung tính hình học. h là 220VAC. Xác định số liệu

Bài Làm

Vòng/s

(T là bước cực từ) cm

e hở không khí Bσ ta có:

qua khe hở không khí Bσ

ng ứng 14 rãnh phần tử)

= 7,5A/mm2

Đề bài: Cho lõi thép biến thế có kích thước ghi nhận như sau: Dùng lõi thép này làm bộ tăng giảm điện dân dụng theo sơ đồ hình (7.24). Phần điều chỉnh có 11 nấ ứng với 10 khoảng điều chỉnh mỗi khoảng điều chỉnh ứng 5V. Chọn một độ từ của lõi thép là 1,2T. Hãy tính bộ dây quấn và cho biết các cấp công suất nhận được trên bộ tăng giảm điện nói trên biết m dòng điện chọn 4 đến 5A/1mm2 Bài làm Chọn điện thế chuẩn 0V tại ngõ ra trên nấc chỉnh số 1 Mối khoảng chỉnh ứng với 5V Chọn dòng điện định mức ngõ ta phụ tải là 25A ( trên ngõ ra 110VAC Khi đó S2 = 2750VA Máy vận hành một trong các trạng thái sau: U1 = 20V đến 80V khi U2 = 110V U1 = 60V đến 110V khi U2 = 110V U1 = 60V đến 110V khi U2 = 220V U1 = 20V đến 80V khi U2 = 220V U1 = 100V đến `160V khi U2 = 110 U1 = 100V đến `160V khi U2 = 220 U1 = 160V đến 220V khi U2 =110V U1 = 160V đến 220V khi U2 =220V Với S2 = 2750VA Sth = (hiệu điện thế cao - hiệu điện thế thấp)/ hiệu điện thế cao Ta có bảng sau: Trường hợp U1 U2 Kbd Sth 1 20 110 0.82 2249.5 2 80 110 0.27 750.75 3 20 220 0.91 2499.75 4 80 220 0.64 1749 5 60 110 0.46 1251.25 6 110 110 0 0 7 60 220 0.73 1999.25 8 110 220 0.5 1375

9 10 11 12 13 14 15 16

100 160 100 160 160 220 160 220

110 110 220 220 110 110 220 220

0.09 0.31 0.55 0.27 0.31 0.5 0.27 0

250.25 860.75 1498.75 750.75 860.75 1375 750.75 0

Ta thấy trường hợp 3 có Sth lớn nhất tại các trạng thái sử dụng Sth = 2499.75 Tiết diện tính toán lõi thép At At = 59.29cm2 đến 71.15cm2 Chọn là thép Э13 với kf = 0.9 Ag = 65.88 cm2 đến 7.06 cm2 amax = 8.12 cm đến 8.44 cm amin = 6.63 cm đến 6.89 cm Chọn At = 59,3 cm2 Tính nv nv = 0.633 vòng/volt Vậy 5V cần khoảng 4 vòng 110V cần 51 vòng 220V cần 139 vòng 160V cần 101 vòng Xác định dòng điện mỗi phần dây quấn Xét TH1: U1 = 100V, U2 = 220V

I2 = 12.5 I1 = 34.38 Dòng điện qua dây dẫn chung Ic = I1 -I2 = 21.88 Xét TH2: U1 = 160V và U2 = 110V I2 = 25A I1 = 21.5A Ic = 3.5A Ta có bảng sau: Trường hợp Từ nấc 1 đến 11 Từ nấc 11 đến 160V

Từ nấc 160V đến 220V

12.5 25

12.5 21.5

1 2

21.88 3.5

Xác định đường kính dây quấn Đường kính dây quấn từ nấc 1 đến 160V d1 = 2.83mm Đường kính dây quấn từ 160 đến 220V d2 = 1.75mm

4). Phần điều chỉnh có 11 nấc t độ từ của lõi thép là 1,2T. ăng giảm điện nói trên biết mật độ

160V đến 220V

12.5 21.5

Cho động cơ bơm nước 1 pha dùng tụ mở máy, với lõi thép được cải tiến từ lõi thép của máy nén tro Kích thước của lõi thép Stator ghi nhận như sau: Dn = 160 mm Dt = 72mm L= br = 4 mm bg = 27mm Z= Xác định số liệu bộ dây quấn để động cơ vận hành được 2 cấp điện áp 110V/220V - 50Hz chọn tụ m Suy ra khối lượng dây quấn Nếu giả sử ta bố trí cho pha phụ mở máy không dùng tụ thì số liệu dây phụ có khác với số liệu vừa t Có cách nào bố trí cho dây phụ để động cơ vừa sử dụng mở máy có tụ vừa sử dụng mở máy không d Bài Làm Bước 1: Số liệu như trên cấp cách điện cho động cơ loại A Bước 2: Kiểm tra lại 2P 2Pmin = Vậy 2P =

1.07 đến 1.333 2

Bước 3: Phỏng định Pdm: C1.Pdm = 0.216 Lập bàng giá trị: Pdm 0.5 C1 0.43

0.6 0.36

0.7 0.31

0.8 0.27

Vẽ đặc tuyến C1.Pdm = 0.216 với đồ thị trickey C1 = 0.309 Pdm = 0.7 Hp Bước 4: Từ thông qua 1 cực từ Ø = 0.004536.Bσ Bước 5: Quan hệ giữ Bg và Bσ Bg = 1,434.Bσ Bước 6: Quan hệ giữ Br và Bσ

0.9 0.24

1 0.22

Br = 2.355.Bσ Bước 7: Lập bảng quan hệ giữa Bg, Br, Bσ Bσ 0.69 0.7 0.71 Bg 0.99 1 1.02 Br 1.62 1.65 1.67 Chọn Bσ = 0.72T Ø = 0.003266wb Bước 8: Chọn dây quấn hình sin Pha chính Kdqch = 0.829 N1/N = 0.111 N2/N = 0.2144 N3/N = 0.3032 N4/N = 0.3714 Pha phụ Kdqph = 0.9576 N'1/N' = 0.2412 N'2/N' = 0.3411 N'3/N' = 0.4177 Bước 9: Xác định tổng số vòng pha chính Nch = 322,08 vòng Chọn Nch = 324 vòng/pha chính Vậy: N = 81 vòng/1 nhóm bối/pha N1 = 9 vòng N2 = 17 vòng N3 = 25 vòng N4 = 30 vòng Bước 10: Chọn N = 0.73, CosØ = 0.7 Vậy Idm = 5A Chọn J = 0.5A/mm2 dch = 0.991

0.72 1.02 1.7

0.73 1.05 1.72

0.74 1.06 1.74

Vậy dch = 1mm dchcd = 1.05mm Schcd = 0.886 mm2 Sr = 120mm2 Kld = 0.22 Vậy Kld = 0.433 N = 0.75 CosØ = 0.72 Idm = 9.5A Chọn: dch = 1.4mm dchcd = 1.45mm Schcd = 1.65mm2 Bước 11: Tính điện trở pha chính Rch Klch = 1.52 cm Kpbch = 5.877 Rch = 1.18 ohm Bước 12: Xác định quan hệ giữa Cw, a, t Klph = 1,369 cm Kpbch = 7.353 Cw = 0,93.a.t Bước 13: C = (2694,915.t2)/(1+a2).Cw Bước 14: Cw = 0,93.a.t C = (2694,915.t2)/(1+a2).Cw Chọn Cw = 0.5

Vậy C = 1557,74/(1+a2).a2 Cho a thay đổi ta thu được từ trường quay tròn ngay lúc mở máy và điện dung mở máy C tư

C = 200µF a = 1.528 t = 0.3518 Vậy Uc = 401,76 V dph = 0.8mm Bước 15: Xác định mI mI = 2.53625 Bước 16: Kiểm tra Jphmm = 25,66A/mm2 < 65A/mm2 Bước 17: Tính chính xác pha phụ Pha phụ Sd 220V: Nph = 428,59 Chọn Nph = 430V/pha phụ Pha phụ Sd 110V để khởi động động cơ Sd 2 cấp điện thế Nph = 216.dph Số vòng cho một nhóm pha phụ N' = 54 vòng/nhóm/pha phụ N'1 = 14 vòng N'2 = 19 vòng N'3 = 23 vòng Bước 18: Kiểm tra lại Kld Sphcd = 1.04 mm2 Kld1 = 0.433 Kld2 = 0.382 Kld3 = 0.3294 Kld4 = 0.3204 Kld5 = 0.443 Bước 19: A = 408.4 A/cm Bước 20

Pdm = 1310 W Tóm lại: Pdm = 1,5 Hp Idm = 9.5 A Bσ = 0.72T A = 408,4 A/cm dch = 1,4 mm dph = 1,1 mm a = 1,528 C = 200 µF Khối lượng dây quấn: Đối với pha chính khối lượng dây là: 1,5 Kg Đối với pha phụ là: 0.8 Kg Khi mở máy không dùng tụ thì số liệu dây phụ không khác so với mở máy bằng tụ chỉ khác ở chỗ là

ừ lõi thép của máy nén trong hệ thống lạnh ( đúc lại kết cấu vỏ cho động cơ này khi cải tiến)

36 mm 24 mm V/220V - 50Hz chọn tụ mở máy là 200µF.

có khác với số liệu vừa tính toán trong câu a không? sử dụng mở máy không dùng tụ? Lúc đó động cơ vận hành được cả ở 110V và 220V.

0

à điện dung mở máy C tương ứng.

bằng tụ chỉ khác ở chỗ là cách bố trí dây quấn trong pha phụ.

Tính dây quấn quạt trần SMC với số liệu sau đây: D= 145 mm br = L= 32 mm Z= Tụ làm việc 6,3µF khi quạt vận hành ở lưới điện 220v

5 mm 18 rãnh (18 lớn, 18 nhỏ)

Bài Làm Bước 1: Xác định Pdm dùng phương pháp siskinD Ta có: Ko = 41.07 K = 41.07/(Pdm/ndm) Với Z = 36 rãnh 18 lớn và 18 nhỏ, Qa = Qb với dây quấn một lớp 2P = 9 đến 20 cực từ. Ta 2P = 10, n = 430 Lập bảng: Pdm/ndm K

0.1 410.7

0.05 821.4

0.15 273.8

0.17 241

0.19 216

Dự vào tài liệu ta có thể chọn Pdm/ndm = 0.17 n = 430 vòng/phút Vậy P = 80W chọn Pdm = 100W Bước 2: Lập quan hệ giữa Ф theo Bσ Ф = 0.0007733Bσ

Vì rãnh quạt trần hình thang vậy ta xác định một độ trung bình trên rãnh nhưng giá trị này k

Tại đầu rãnh: Br1 = 1.806Bσ Tại chân rãnh: Br2 = 3.161Bσ

Đối với quạt trần để động cơ làm việc liên tục với kết cấu tản nhiệt tự nhiên của nó Brtb = 1 không để giá trị Br2 vượt quá 1.8T Với thông số động cơ như trên ta chọn: Bσ = 0.506 Br1 = 0.914 Brtb = 1.257 Br2 = 1.61 Vậy Ф = 0.000391Wb Bước 3: Xác định số vòng dây quấn chính Chọn dây quấn 1 lớp với Qa = Qb = 18 qa = qb = 2 rãnh/pha/cực từ a = 450

điện

Kdqch = 0.9238

Ta có: T.L = 19.223 cm2 Chọn Ke = 0.75 Với U = 220V Nch = 2057.67 vòng Chọn Nch = 2057 vòng chia đúng cho 9 bối/pha chính Nbch = 228 vòng/bối Dòng định mức tại U = 220V Idm = 1A Chọn N = 0.5 CosФ = 0.93 Chọn a = 1.8, Ich = 0.784A Đường kính dây quấn chính Chọn J = 6.5A/mm2 dch = 0.414mm Chọn dch = 0.5mm Điện trở dây quấn chính

Klch = 1.18 cm Kpbch = y = 2 bước/bối r0 = 0.06859 V/m (với d = 0.5mm) rch = 15.68 V Bước 4: Lập quan hệ Cw, a, t Klph = 1.107 cm Kphph = y = 2 Vậy Cw = 0.932.a.t C = 332/(1+a2).a2 Với tụ làm việc 6.3 µF Ta có: a = 2.7 t = 0.794 dph = 0.445 mm Chọn dph = 0.4 mm Bước 5: Xác định dây quấn pha phụ Nph = 3702 vòng

Trong đó: K = 1 Chọn Nph = 3700 vòng/pha phụ Số vòng dây 1 bối pha phụ Nbph = 411 vòng/bối Vậy: Kld1 = 0.4844 Kld2 = 0.404 Kld3 = 0.3114 Kld4 = 0.196 Bước 6: Kiểm tra phụ tải đường A A = 24.82 A/mm Pdm = 1020 w Tóm lại: Pdm = 1.5 Hp Idm = 7A Bσ = 0.75T A = 24.82 A/mm dch = 1.1 mm

dph = 0.7 mm Bước 7: Xác định khối lượng dây quấn Chu vi khuôn pha chính = 2(1.5y + 6.3) y Chu vi lý thuyết Chu vi thực tế

2 18.6 19

4 24.6 25

6 30.6 31

8 36.6 37

7 31.78 32

9 37.26 37

11 42.74 43

Lch = 1454.8 dm mch = 1.35 kg Xác định khối lượng pha phụ y Chi vi lý thuyết Chu vi thực tế

5 26.3 26

Lph = 674.4 dm mph = 0.3 Kg Tóm lại: Khối lượng dây quấn pha chính là 2.35 kg Khối lượng dây quấn pha phụ là 0.3 Kg

= 9 đến 20 cực từ. Ta bố trí

nh nhưng giá trị này không vượt quá 1.8T

nhiên của nó Brtb = 1.25T đến 1.35T