công ty TNHH nhà nớc một thành viên
chế tạo điện cơ hà nội báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nớc
m số kc 06.19cn
nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy điện
một chiều công suất đến 200KW
Chủ nhiệm đề tài: ThS Hoàng Thị Lơng Hòa
2.1.4 Thiết kế tính toán kết cấu................................................................................ 23
2.2 Thiết kế kết cấu máy điện một chiều.............................................................. 41
2.2.1 Lựa chọn kết cấu của sản phẩm mẫu..............................................................
42
2.2.2 Giới thiệu về kết cấu và vật liệu sử dụng........................................................ 42
Chơng 3 Nghiên cứu công nghệ chế tạo máy điện một chiều................................... 50
3.1 Công nghệ chế tạo cổ góp điện....................................................................... 51
3.1.1 ảnh hởng của kết cấu và chế độ làm việc đến công nghệ chế tạo cổ góp 51
3.1.2 Công nghệ chế tạo các chi tiết cổ góp điện..................................................... 52
3.1.3 Định hình cổ góp............................................................................................ 63
3.2 Công nghệ chế tạo các bộ dây........................................................................ 64
3.2.1 Công nghệ chế tạo bộ dây phần ứng............................................................... 64
3.2.2 Công nghệ chế tạo cuộn dây cực từ................................................................ 67
3.3 Công nghệ chế tạo các chi tiết cơ khí............................................................. 69
3.3.1 Công nghệ chế tạo thân.................................................................................. 69
3.3.2 Công nghệ gia công thân................................................................................ 70
3.3.3 Công nghệ chế tạo các chi tiết cơ khí khác.................................................... 71
3.4 Công nghệ chế tạo cụm giá than.................................................................... 71 2
3.4.1 Công nghệ chế tạo giá thanh gá hộp than....................................................... 71
3.4.2 Công nghệ chế tạo cụm hộp than.................................................................... 72
3.4.3 Kiểm tra cụm hộp than.................................................................................... 73
3.5 Lắp ráp máy điện một chiều............................................................................ 73
3.6 Xây dựng bộ quy trình công nghệ chế tạo máy điện một chiều......................
78
Chơng 4
Chế tạo sản phẩm của đề tài-động cơ một chiều 200kW-750vg/ph-440V..... 81
4.1 Chuẩn bị điều kiện kỹ thuật cho chế tạo sản phẩm......................................... 81
Đề tài khoa học cấp nhà nớc "Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy điện một
chiều công suất đến 200kW" đợc Bộ Khoa học và Công nghệ giao cho Công ty
TNHH Nhà nớc một thành viên Chế tạo Điện cơ Hà nội chủ trì thực hiện.
Mục tiêu của đề tài là thiết kế và chế tạo đợc máy điện một chiều có công suất
đến 200kW đạt tiêu chuẩn quốc tế IEC, có giá thành 80% sản phẩm nhập ngoại, hoàn
thiện đợc công nghệ chế tạo và các phơng tiện kiểm nghiệm máy điện một chiều,
nâng cao năng lực chế tạo máy điện một chiều của ngành thiết bị điện Việt Nam và của
Công ty Chế tạo Điện cơ Hà nội.
Trong các đề tài trớc đây do Công ty CTAMAD thực hiện nh đề tài KC-04-05
"Nghiên cứu công nghệ chế tạo động cơ điện và thiết bị đồng bộ đến 500kW"; đề tài
KHCN-05-02 "Nghiên cứu thiết kế và công nghệ để chế tạo động cơ điện không đồng
bộ công suất đến 2100kW"; đề tài 119 "Nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo động
cơ điện đồng bộ công suất đến 500kW" có các nội dung nghiên cứu có thể áp dụng cho
quá trình chế tạo sản phẩm mẫu của đề tài nh: công nghệ tẩm sấy chân không, cân
bằng động, công nghệ gia công các chi tiết cơ khí. Tuy vậy nội dung nghiên cứu của đề
tài vẫn rất lớn do máy điện một chiều có kết cấu và công nghệ chế tạo rất phức tạp. ở
nớc ngoài máy điện một chiều đợc chế tạo từ vài W đến hàng chục nghìn kW. Các
hãng sản xuất máy điện-thiết bị điện lớn đều có các dây chuyền sản xuất máy điện một
chiều ở châu Âu, châu Mỹ có hãng ABB (Thụy điển), hãng VEM, hãng SIEMEN
(CHLB Đức), hãng GENERAL (Mỹ), hãng ALSTOM (pháp), hãng ALSALDO
(Italya)...ở châu á, Trung Quốc có tập đoàn máy điện Thợng Hải, nhà máy điện cơ
Tơng Đàm, Tây An..., các nớc Nhật Bản, Đài Loan có công nghệ chế tạo máy điện
quay rất tiên tiến, sản phẩm máy điện một chiều của các nớc kể trên đợc sử dụng
nhiều trên các dây chuyền sản xuất và trong các ngành kinh tế quốc dân nh ximăng,
thép, hóa chất, mía đờng, đờng sắt, giao thông vận tải...
Với sự tiến bộ không ngừng của các ngành khoa học kỹ thuật, nhiều loại vật liệu
tiên tiến đợc nghiên cứu chế tạo. Liên quan đến máy điện có các vật liệu dẫn từ, vật
liệu cách điện ngày càng đạt chất lợng cao với công nghệ chế tạo hiện đại. Trên cơ sở
nghiên cứu sử dụng các vật liệu mới, máy điện một chiều ngày càng đ
ợc thiết kế nhỏ
đồ hoạ, thiết kế các môdul nhập dữ liệu cho phần mềm tính toán phần điện từ. Phần
mềm tính toán vận dụng ngôn ngữ lập trình tiên tiến, thuật toán phù hợp, kết quả
chính xác đã nhanh chóng thực hiện hàng trăm phép tính và cho ra nhiều phơng án
sản phẩm khi thay đổi các dữ liệu cho phép ngời thiết kế chọn đợc phơng án tối u
cho sản xuất (phơng án sản phẩm đạt thông số kỹ thuật với chi phí thấp nhất). Phần
mềm tính toán xác định đợc toàn bộ các kích thớc và thông số cơ bản của các bộ
phận dẫn điện và dẫn từ nh gông thân, phần ứng, các bộ dây, các cực từ.v.v..
Thiết kế tính toán kết cấu bao gồm tính toán các kích thớc cơ bản của cổ góp,
tính kiểm tra độ cứng vững của trục, tính chuỗi kích thớc.v.v.. Các kết quả nhận đợc
5
từ phần mềm tính toán và tính toán thông thờng đợc kiểm chứng bằng cách so sánh
với nhau và so sánh với kết quả của các thông số kỹ thuật của động cơ do Liên xô (cũ)
chế tạo và động cơ do đề tài chế tạo cho thấy độ tin cậy và khả năng sử dụng phần
mềm cho công tác thiết kế máy điện một chiều.
Đề tài tổ chức nghiên cứu kết cấu tổng quan của động cơ do Liên xô chế tạo và
phân tích lựa chọn kết cấu, vật liệu để chế tạo. Kết cấu của động cơ phải chắc chắn, dễ
dàng tháo lắp, phù hợp để lắp đặt lên máy xúc, có tính công nghệ. Vật liệu phải là các
vật liệu mới đang đợc sử dụng để chế tạo máy điện một chiều tại các nớc có công
nghiệp phát triển đợc lựa chọn để chế tạo sản phẩm, đề tài sử dụng cách điện cấp F để
tăng khả năng làm việc quá tải cho động cơ.
Dựa vào các kích thớc cơ bản nhận đợc từ thiết kế tính toán để thực hiện thiết
kế kết cấu trên máy tính toàn bộ các chi tiết, cụm chi tiết, tổng đồ của động cơ 200kW.
Chơng 3. Nghiên cứu công nghệ chế tạo máy điện một chiều
Nghiên cứu công nghệ là nội dung quan trọng của đề tài, trong đó bao gồm các
công việc lập phơng án công nghệ; thiết kế và chế tạo các thiết bị chuyên dùng,
khuôn, gá, dỡng, dụng cụ cho các bớc công nghệ; chế tạo thử chi tiết, cụm chi tiết để
hiệu chỉnh hoàn thiện; xây dựng quy trình công nghệ. Đề tài tập trung nghiên cứu công
nghệ để chế tạo các cụm chi tiết đặc thù của máy điện một chiều nh:
- Công nghệ chế tạo các bộ dây máy điện một chiều (cuộn dây cực chính, cực
Đề tài đã tiến hành thiết kế, chế tạo toàn bộ các thiết bị chuyên dùng, các khuôn
gá, dỡng kiểm, các dụng cụ để thực hiện các bớc công nghệ; tổ chức nghiên cứu chế
tạo thử các chi tiết, cụm chi tiết để hoàn thiện và đa các thiết bị khuôn gá vào chế tạo
sản phẩm của đề tài.
Động cơ một chiều 200kW đợc tổ chức chế tạo tại Công ty CTAMAD. Có
nhiều công nghệ phức tạp nh chế tạo phễu cách điện, chế tạo cổ góp, chế tạo cuộn
cực phụ, chế tạo bộ dây phần ứng gặp không ít lần thất bại. Trong khi chế tạo cổ góp
điện đã bị loại bỏ khi đã qua hầu hết các bớc công nghệ phức tạp chỉ vì lý do là đã
phay xẻ rãnh sau khi ghép hoàn thiện cổ góp.
Đề tài đã tổ chức đoàn khảo sát các cơ sở sản xuất máy điện một chiều ở Trung
Quốc, tổ chức hội thảo khoa học "Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy điện một chiều
công suất đến 200kW" nhằm học tập, lắng nghe, nhận đợc các ý kiến đóng góp cho
đề tài của các nhà chế tạo; các chuyên gia, các giáo s, tiến sỹ và các cơ sở sử dụng
máy điện một chiều.
Chơng 5. Thử nghiệm đánh giá chất lợng máy điện một chiều.
Nhiệm vụ thử nghiệm đánh giá chất lợng động cơ một chiều 200kW rất quan
trọng. Chất lợng của động cơ cũng là chất lợng nghiên cứu của đề tài. Dựa vào các
yêu cầu kỹ thuật, các thông số kỹ thuật, các tiêu chuẩn quốc tế (IEC), tiêu chuẩn Việt
Nam liên quan đến thử nghiệm, các sách tham khảo đề tài đã nghiên cứu để xây dựng
tiêu chuẩn thử nghiệm, phơng pháp thử nghiệm, quy trình thử nghiệm động cơ một
7
chiều và biên soạn các tiêu chuẩn cơ sở "Máy điện một chiều, tiêu chuẩn thử nghiệm,
TCCS 35-05", "Máy điện một chiều, quy trình thử nghiệm, TCCS 35-06".
Tổ chức tiến hành thử nghiệm điển hình đối với động cơ một chiều 200kW là
nhiệm vụ phức tạp do động cơ có chế độ làm việc đặc biệt mà phòng thí nghiệm của
Công ty CTAMAD không đáp ứng hết đợc.
Động cơ có chế độ làm việc danh định gián đoạn, có tốc độ quay thay đổi, có
đảo chiều quay thờng xuyên, tốc độ của động cơ có thể lên đến 1,28 lần tốc độ danh
định, tải của động cơ luôn thay đổi. Động cơ đợc thử nghiệm theo 3 giai đoạn:
lâu dài đạt công suất thiết kế.
Quá trình thực hiện đề tài, cơ quan chủ trì đề tài đã tổ chức và tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho đông đảo các kỹ s thiết kế, công nghệ, kỹ thuật xởng, công nhân kỹ
thuật, cử nhân kinh tế tham gia nghiên cứu thực hiện các nội dung của đề tài (có trên
70 ngời tham gia). Qua đó đã nâng cao đợc trình độ chuyên môn, tay nghề, phơng
pháp nghiên cứu khoa học, tính năng động sáng tạo cho đội ngũ CBCNV còn rất trẻ
của Công ty.
9
chơng 1.
Nhu cầu sử dụng máy điện một chiều
công suất đến 200kW ở việt nam
1.1 Nhu cầu sử dụng máy điện một chiều công suất đến 200kW
Cùng với khó khăn của kinh tế đất nớc từ cuối những năm 70 nhu cầu về máy
điện một chiều không nhiều, đơn hàng lại lẻ tẻ, việc sản xuất đơn chiếc phải kéo dài
thời gian chế tạo và đẩy giá thành máy điện một chiều sản xuất trong nớc lên cao hơn
cả sản phẩm nhập ngoại nên Công ty CTAMAD - đơn vị duy nhất có khả năng chế tạo
máy điện một chiều công suất nhỏ dừng hẳn việc chế tạo máy điện một chiều.
Nh vậy là trong hơn 25 năm từ cuối những năm 1970 đến nay ở Việt Nam
không có doanh nghiệp nào sản xuất máy điện một chiều. Trớc năm 1980 máy điện
một chiều lớn nhất đợc chế tạo thử là động cơ một chiều 21kW chỉ đạt công suất
16kW, không đạt yêu cầu kỹ thuật và các chỉ tiêu thông số kỹ thuật.
Bớc vào thời kỳ đổi mới, các ngành kinh tế từng bớc vợt qua khó khăn của
thời kỳ đầu xoá bỏ bao cấp, phục hồi sản xuất. Từ những năm 1990 việc đầu t các dây
máy điện một chiều và lập bảng nh sau:
Bảng 1. Nhu cầu sử dụng máy điện một chiều trong một số ngành kinh tế.
Ngành sử dụng Nhu cầu
Số nhà máy, doanh
nghiệp
Ngành đờng sắt Trong 1 đầu máy diezen D18E cần:
01 máy phát một chiều 830kW; 04
động cơ một chiều 200kW
100 đầu máy
Giấy, hoá chất Động cơ một chiều đến 200kW
Trên 40 cái
Khai thác mỏ, khai
thác xi măng, cát, sỏi,
đá....
Trong một máy xúc ]7-5A: 02 máy
phát 1 chiều 250kW
02 máy phát 1 chiều 65kW
01 động cơ 1 chiều 200kW
02 động cơ 1 chiều 60kW
02 động cơ 1 chiều 54kW
Ngoài ra còn nhiều động cơ điện
loại nhỏ khác
Hàng trăm cơ sở khai thác
Ngành thép
Nhà máy cán thép:
20 động cơ 1 chiều 315kW
02 động cơ 1 chiều 1600kW
công nghệ chế tạo hiện đại. Trên cơ sở nghiên cứu sử dụng các công nghệ hiện đại của
vật liệu mới, MĐMC ở nớc ngoài đợc nghiên cứu, thiết kế ngày càng nhỏ gọn nhằm
giảm đến tối đa các chi phí sản xuất và tăng tuổi thọ của sản phẩm.
Các máy điện một chiều có công suất trung bình và lớn đợc chế tạo theo đơn
đặt hàng do vậy khi cần thay thế thì thời gian chế tạo, vận chuyển từ nớc ngoài về
thờng kéo dài đến 6-7 tháng.
Trong khi đó ở Việt Nam hiện tại không có cơ sở nào chế tạo đợc MĐMC.
Trớc những năm 80 Công ty CTAMAD là cơ sở duy nhất ở Việt Nam đã chế tạo đợc
một số loại MĐMC có công suất đến 3,6kW phục vụ cho các ngành mỏ, đánh cá và đã
12
chế tạo thử động cơ một chiều 21kW nhng không thành công do cổ góp chế tạo
không đảm bảo chất lợng.
Sau gần 25 năm ngừng sản xuất máy điện một chiều, đội ngũ cán bộ kỹ thuật,
các tài liệu, các công nghệ đều không còn. Với trình độ sản xuất, công nghệ, vật t,
thiết bị nh hiện nay thì các vật t lạc hậu, công nghệ thủ công chắp vá của những năm
60,70 không còn phù hợp nữa.
Nhận thấy nhu cầu to lớn của thị trờng, Công ty CTAMAD đã đề xuất đề tài,
đợc sự ủng hộ của các nhà khoa học, các chuyên gia trong ngành và các cơ sở sử dụng
máy điện một chiều, đợc sự cho phép của bộ Khoa học và công nghệ, Công ty
CTAMAD đợc chủ trì đề tài với mục tiêu qua việc thực hiện đề tài công ty có đủ năng
lực thiết kế, chế tạo, thử nghiệm đợc máy điện một chiều phục vụ cho nhu cầu của các
ngành sản xuất, các doanh nghiệp trong nớc.
Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài đợc Bộ KH&CN giao cho Công ty
CTAMAD thực hiện gồm các nội dung sau:
TT Nội dung Sản phẩm phải đạt
1 Khảo sát tìm hiểu thực tế nhu cầu và yêu
cầu sử dụng máy điện một chiều công
suất đến 200kW trong các ngành kinh tế
quy trình công nghệ chế tạo.
- Tập bản vẽ thiết bị, khuôn gá
- Các thiết bị khuôn gá và các biên
bản nghiệm thu
- Tập quy trình công nghệ chế tạo
động cơ một chiều
8 Tổ chức hội thảo về thiết kế chế tạo máy
điện một chiều công suất đến 200kW
Báo cáo về kết quả và biên bản hội
thảo
9 Chế tạo 01 động cơ điện một chiều công
suất 200kW
Hoàn thành 01 sản phẩm
10 Nghiên cứu hớng dẫn sử dụng và vận
hành máy điện một chiều công suất đến
200kW
Bản hớng dẫn sử dụng và vận hành
máy điện một chiều công suất đến
200kW
11 - Xây dựng quy trình và tiêu chuẩn thử
nghiệm
- Thử nghiệm, đánh giá các thông số cơ
bản và xây dựng các đờng đặc tính của
sản phẩm
- Xác định giá trị sử dụng của sản phẩm
- Bản quy định các bớc và tiêu chuẩn
thử nghiệm
- Hồ sơ thử nghiệm sản phẩm
Với các tiêu chí nh trên, đề tài đã lựa chọn động cơ một chiều 200kW-
750vg/ph-440V đợc lắp trên máy xúc ]7-5A.
1.3.2 Thông số kỹ thuật của sản phẩm.
Tất cả các loại máy điện đều đợc tính toán và thiết kế để trong điều kiện làm
việc danh định không có bộ phận nào trong máy điện một chiều có độ tăng nhiệt vợt
quá giá trị cho phép và không đợc phép đánh lửa ở cổ góp vợt quá cấp tia lửa quy
định.
Thông số kỹ thuật là hàng loạt các quy định về gía trị danh định của máy điện
một chiều. Thông số kỹ thuật của sản phẩm đợc đề ra ngay khi đặt vấn đề nghiên cứu
thiết kế sản phẩm. Thông số kỹ thuật có thể là do khách hàng yêu cầu khi có nhu cầu
đặt hàng hoặc do nhà chế tạo đề ra khi chế tạo các máy điện một chiều thông dụng.
Thông số kỹ thuật bao gồm:
Tên của máy điện một chiều: Tên của máy điện một chiều có thể là "động cơ điện
một chiều" hoặc "máy phát điện một chiều"
Công suất danh định: Công suất danh định P
2
của động cơ là công suất trên đầu
trục, đơn vị tính là kW. Công suất danh định phải nằm trong dãy công suất đợc
quy định trong các tiêu chuẩn quốc tế IEC và phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN.
Điện áp danh định: Điện áp danh định U
đm
(V) phải phù hợp với tiêu chuẩn IEC và
TCVN. Đối với động cơ một chiều có các cấp điện áp danh định nh sau: 110;
220 và 440V
15
Tốc độ quay danh định: Tốc độ quay danh định n(vg/ph). Đối với máy điện một
chiều giới hạn tốc độ quay danh định phụ thuộc vào công suất danh định. Đối
với từng loại máy sẽ có giới hạn tốc độ quay riêng, bảo đảm cho hiệu quả trong
Ghi
chú
1 Động cơ điện một chiều Không có Nga
2 Công suất kW 200 200
3 Tốc độ định mức vg/ph 750 750
4 Điện áp phần ứng V 440 440
5 Điện áp kích từ V 115 115
6 Kiểu kích từ Độc lập Độc lập
7 Hiệu suất % 88 88
8 Cấp cách điện F B
Đạt chỉ
tiêu
TSKT
tơng tự
động cơ
Nga
9 Độ rung
àm 30
30
10 Độ ồn dB (A)
85
85
Đạt IEC
11 Cấp bảo vệ IP23
12
Chế độ làm việc danh
định
Tải danh định gián đoạn, đảo chiều quay và thay đổi
* Kết luận:
Máy điện một chiều có công suất đến 200kW đặc biệt là các động cơ đợc sử
dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành kinh tế quan trọng ở Việt Nam.
Các cơ sở trong nớc phải nghiên cứu chế tạo đợc máy điện một chiều thay thế
hàng nhập ngoại nhằm tiết kiệm ngoại tệ, đáp ứng yêu cầu của thị trờng.
Các thông số kỹ thuật và các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm phải tơng đơng
với sản phẩm do các nớc tiên tiến sản xuất và phải phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế
IEC, cấp cách điện đ
ợc nâng đến cấp F để phù hợp với điều kiện làm việc khắc nghiệt
ở Việt Nam.
17
Chơng 2
Thiết kế máy điện một chiều
2.1 thiết kế tính toán máy điện một chiều
Đối với một sản phẩm máy điện trớc khi thiết kế sản phẩm mới phải tiến hành
nhiều phép tính toán để xác định thông số kỹ thuật, các kích thớc của sản phẩm, kích
thớc cơ bản của mạch từ, của bộ dây điện từ, tính trục, tính thông gió tản nhiệt, tính
quạt, tính độ phát nhiệt, trong máy điện một chiều còn phải tính các kích thớc của cổ
góp .v.v.
Trong phạm vi của đề tài chúng tôi chỉ tập trung giới thiệu một số phép tính đặc
thù của máy điện một chiều, đó là:
- Tính toán thiết kế điện từ.
- Tính toán thiết kế kết cấu, gồm:
Tính các kích thớc cơ bản của cổ góp;
Tính toán trục ( tính độ võng trục, tính ứng suất, tính ổ bi);
Tính chuỗi lắp ghép của động cơ mẫu;
Đề tài đã phân tích các phơng pháp tính toán qua tài liệu tham khảo của các
nớc ngoài để lựa chọn phơng pháp phù hợp với trình độ công nghệ, có tính thực tiễn
Trong một phơng án khi tính toán phải lặp đi lặp lại các phép tính nhiều lần để
các thông số lựa chọn giả định ban đầu phù hợp với kết quả sẽ nhận đợc.
b. Tính toán thiết kế điện từ
Các dữ liệu ban đầu của phần tính toán điện từ là một số các thông số kỹ thuật của
sản phẩm, cụ thể là:
+ Công suất định mức ( P
đm
);
+ Điện áp định mức phần ứng (U
đm
);
+ Tốc độ quay định mức (n);
+ Chế độ kích thích của máy điện một chiều;
+ Cấp bảo vệ;
+ Hiệu suất của máy theo yêu cầu của khách hàng hoặc tra theo các đồ thị
trong sách;
+ Chế độ làm việc;
Thực hiện theo phơng pháp tính toán đã lựa chọn cho động cơ 200kW-
750vg/ph 440V chúng tôi đã nhận đợc kết quả tính toán nh sau (bảng 3):
19
Bảng 3: Kết quả tính toán điện từ
Thông số điện từ Kích thớc phần điện từ
Tên gọi Số liệu Tên gọi Số liệu
chính
2,24x6
B
c
(Mật độ từ thông cực từ) 1,206T Số vòng dây cực từ chính 390
B
g1
(Mật độ từ thông gông từ) 1,325T Số vòng dây cực từ phụ 23
Tải đờng A 317A/cm Kích thớc dây quấn cực từ
phụ
3,8x26,3
Điện áp kích từ 440V Đờng kính cổ góp 38cm
Dòng điện kích từ 33,9A Kích thớc viên than 50x25
Số giá than/số viên của 01
giá
4/3
Ngoài ra qua tính toán còn xác định đợc mật độ dòng điện, kích thớc chính
của các cực từ, lõi tôn phần ứng và chiều dài làm việc của cổ góp....
2.1.2 Lập trình phần mềm tính toán thiết kế điện từ
Phơng án thiết kế sản phẩm tối u phải đạt các yêu cầu nh sau:
+ Sản phẩm đạt chỉ tiêu thông số kỹ thuật;
+ Công nghệ chế tạo phù hợp với thực tế sản xuất;
+ Sử dụng vật t hợp lý;
+ Chi phí sản xuất thấp nhất có thể.
20
Để có đợc phơng án tối u khi thiết kế máy điện phải tiến hành lập nhiều
phơng án tính toán thiết kế khác nhau. Mỗi phơng án đều đa ra đợc các thông số
kỹ thuật, các kích thớc sản phẩm, vật liệu sử dụng và lợng tiêu hao vật liệu khác
Visual Basic hỗ trợ nhiều công cụ lập trình mạnh với th viện hàm phong phú đã tạo
điều kiện tối đa cho ngời lập trình về t duy và thời gian. Thêm vào đó, nó còn cho
21
phép tơng tác với các môi trờng làm việc khác nh Word, Exel, Autocad..., đặc biệt
Visual Basic rất mạnh trong việc hỗ trợ đồ hoạ, các công cụ để lập trình giao diện
khiến cho ngời sử dụng dễ hiểu, trực quan hơn. Chính vì thế mà Visual Basic đợc
ứng dụng rộng rãi và đợc lập trình cho các chơng trình lớn nh Office, lập trình
Web...
"DCS 200V1.0" đợc tạo thành từ các form và các module theo nguyên tắc lập
trình hớng đối tợng tức là coi mục tiêu cần lập trình tính toán là một đối tợng và
xây dựng lên các thuộc tính cho đối tợng đó. Các module có nhiệm vụ tính toán, còn
các form giao diện có nhiệm vụ nhập các số liệu đầu vào, tạo giao diện cho ngời sử
dụng (các bảng, biểu...) và liên kết các module. Các kết quả đầu ra đồng thời đợc đa
vào form kết quả, ngời tính toán có thể quan sát một cách trực diện kết quả tính toán
và đợc lu vào file "Kết quả" để ngời thiết kế xem xét hoặc làm tài liệu tham khảo
cho các lần thiết kế sau này.
Cơ sở dữ liệu dùng cho việc tính toán thiết kế động cơ đợc thể hiện dới dạng
đồ thị hay bảng để ngời thiết kế lựa chọn. Sự lựa chọn các hệ số, các dữ liệu là theo
kinh nghiệm của ngời thiết kế hoặc từ kinh nghiệm sản xuất thực tế, hoặc theo công
nghệ hiện có của Công ty. Ngời sử dụng có thể truy cập các đồ thị và các bảng biểu
tạo các form dữ liệu để tra cứu các hệ số, số liệu cần thiết cho tính toán. Sau khi nhập
các dữ liệu đầu vào, chơng trình sẽ tự động tính toán và đa ra các thông số phù hợp
cho việc lựa chọn các thông số tiếp theo. Các thông số của máy điện nếu không phù
hợp hoặc vợt ra ngoài khoảng cho phép, chơng trình sẽ báo lỗi và lý do báo lỗi để từ
đó ngời thiết kế bằng kinh nghiệm của mình cùng với sự mềm dẻo của chơng trình
xác định nguyên nhân gây ra lỗi và quay trở về bất kỳ b
ớc tính nào trớc đó để thực
hiện việc hiệu chỉnh các số liệu đầu vào để có các số liệu đầu ra cho phù hợp với các
yêu cầu thiết kế. Đây là một u điểm của chơng trình vì nó cho phép tiết kiệm một
Tên gọi Đơn
vị
tính
Phơng pháp
tính tay
Ph
ơng pháp
tính bằng
chơng trình
Sai số
(%)
Công suất kW 200 200 0
Điện áp một chiều V 440 440 0
Tốc độ vg/ph 750 748 0.27
Hiệu suất
% 92 91.6 0.43
(Từ thông khe hở không
khí)
Wb 0,9305 0,931 0.05
B
(Mật độ từ thông khe hở
kh.khí)
T 0,8788 0,88 0.13
B
z
( Mật độ từ thông răng T 1,7 1,68 1.17
kế điện từ và lên đợc bản vẽ dự kiến về thiết kế tổng quan.
Khi thiết kế máy điện quay bao gồm cả động cơ điện, máy phát điện xoay chiều
và một chiều đều phải tiến hành tính quạt gió, thông gió tản nhiệt, tính độ tăng nhiệt,
tính độ bền trục, tính ổ bi, tính chuỗi lắp ghép của sản phẩm. Ngoài ra trong các máy
điện một chiều còn phải tính kích thớc của các chi tiết tạo thành cổ góp điện.
Trong các đề tài KHCN đã đợc công ty CTAMAD thực hiện trớc đây các
phép tính đã đợc chúng tôi nghiên cứu và trình bày trong các báo cáo. Chúng tôi chỉ
trình bày trong Chơng 2 những phần tính toán thiết kế kết cấu có đặc thù riêng của
máy điện một chiều gồm:
- Tính kích thớc cổ góp điện;
- Tính trục máy điện một chiều;
- Tính chuỗi lắp ghép của máy điện một chiều.
a. Tính kích thớc cổ góp điện
Tuỳ theo kết cấu, kích thớc, tốc độ của động cơ mà ngời thiết kế lựa chọn kết
cấu và kích thớc của cổ góp điện. Thông thờng với máy điện một chiều cỡ trung và
cỡ lớn, cổ góp điện đợc tạo thành từ hàng trăm thậm chí đến gần 1000 chi tiết rời với
24
6 đến 10 loại chi tiết đợc ghép với nhau bằng bulông, đai ốc. Các bề mặt lắp ghép và
chịu lực là các bề mặt côn của 3 cụm chi tiết. Do vậy tất cả các chi tiết của cổ góp đều
đợc tính các kích thớc với số liệu liên quan đến nhau với yêu cầu chính xác cao.
Đề tài đã thực hiện nghiên cứu phơng pháp tính toán cổ góp và áp dụng để tính
toán cho cổ góp điện động cơ 200kW - 750vg/ph - 440V.
Cổ góp điện của động cơ một chiều 200kW có 6 cụm chi tiết (hình 1) và chi tiết
phải tiến hành tính kích thớc đó là:
- Cụm vành góp;
- Lá mica cách điện;
- Lam đồng;
- Phễu cách điện;
- Cốc ép sau;
d = 140 mm;
I
G
= 126 mm;
G = 168 cái;
b
ch
x L
ch
= 25 x 50 mm;
N
ch
= 3 cái.
Copyright: Tài liệu đại học ©