Các bớc thiết kế :
Động cơ không đồng bộ:
1. Nhiệm vụ thiết kế :U
đm
, P
đm
,
, cos
, m
max
,m
kđ
, i
kđ
, môi trờng làm
việc ( thực tế có IP44, IP23 )
2. Xác định kích thớc chủ yếu của động cơ : l; d .
3. Tính toán dây quấn : rãnh stator ; D
r
; kiểu dây quấn số rãnh Z
s
, kiểu
rãnh; kích thớc răng rãnh d
1
, d
2
, b
4s
, h
Máy biến áp :
1. Cho S
đm
, U
ca
, U
ha
, m,u
n
% , P
n
, P
0
, , MBA dầu hay MBA khô.
2. Tính toán sơ bộ kích thớc mạch từ: d, l, b , chọn khoảng cách cách điện
và kết cấu mạch từ .
3. Tính toán lựa chọn dây quấn, cuộn điều khiển điện áp ( bên CA ). Chọn
sơ đồ điều chỉnh ; cấp điều khiển
25
%, 0
ữ
5% vòng dây của một cấp điều
chỉnh, bố trí sắp xếp.
4. Lập sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch
5. Tính toán chính xác mạch từ.
6. Kiểm tra đặc tính không tải , làm việc, cánh tản nhiệt, tính toán độ tăng
nhiệt.
CHƯƠNG I
1. Sự phát triển của thiết kế
cần xác định rõ mối quan hệ sp ht tôn
trọng sáng tạo của ngời thiết kế : Khi đặt nhiệm vụ thiết kế, phân tích nhiệm
vụ thiết kế, phân tích kết quả thiết kế ( dựa vào giao diện )
+ Tính sáng tạo
+ Tính hệ thống : xây dng theo các modul chức năng ( có khả
năng pt , thay thế )
+ Tính thông tin :cơ sở dữ liệu phong phú ( Visual basic ) ( Malab-
C
++
)
1.3. Cấu trúc chức năng HTTKTĐ
Định nghĩa :
Modun :
- Cấu trúc dực theo nguyên tắc modul .
Modul TK : là một phần của bài toán tk, giải quyết tơng đối trọn vẹn
đối với thiết kế. Đầu ra mỗi modul là các số liệu đa vào bản vẽ TKKT. VD : ĐCKĐB
K/t chủ yếu :
;
2 ;
dm n
A B
p P h D D l
Nếu
Tạo dl ra
Bộ phận
ra dl
Người
Điều khiển cơ sở
dl
Start
Xử lí
chuyên
gia
s
M
M
1
M
5
2.1. Nhng khái niệm cơ bản và yêu cầu đối với mô
hình toán
TK là quá trình lặp tiệm cận dần tới phơng án chấp nhận đợc. Mỗi
phơng án tổng hợp bởi ngời thiết kế phải trải qua phân tích tren các mô
hình :
+ Mô hình vật lí : Mô hình thực .
+ Mô hình trừu tợng : Mô hình toán .
- Mô hình toán lý thuyết
- Mô hình toán thực nghiệm .
Mô hình toán là mô hình mạnh nhất là mô hình quan trọng nhất trong TK
tự động .
Mô hình toán là tập hựp các biểu thức, phép tính trên cơ sơ các phơng
m = ( v = 3,9,15 M
v
= 0 )
Start
Xử lí
chuyên
gia
v = ( 1, -5 , 7 , - 11 , 13 , ..)
n
1
= n
đb
s = 0 , M
1
= 0
s = ? : M
5
= 0 : n
đb5
= n
đb
/5
MĐKĐB f = const ĐB n=const
6
5
5
ndb
n
n
S
n
= =
M
23
:
S
(m23 = 0 )
= ?
1
1
1
( )
1
23
23
n
n
n
= =
=
%
0
: 10A A A
%
0
: 10B B B
%Start
Chuẩn hoá thông
số kĩ thuật
Tính KT chủ yếu
Xử lí
chuyên
gia
tính stator
tính roto
Kiểm
1
X
2
y
2 X
n
y
X
1
, X
2
. . . . X
n
: Các thông số đầu vào.
Y
1
, Y
2
..Y
n
: Các thống số đầu ra
Không kiểm tra đợc tác động lên các đối tơng nghiện cứu.
Ưu điểm :
+ y = b
0
+ b
1
y
Y
y
=
K
B ma trận hệ số :
0
1
p
b
b
B
b
=
K
X ma trận thông tin ( ma trận các thông số đầu vào )
X
1
, x
2
, , x
n
Y = X . B
Ma trận N*(p+1) Đối tơng nghiên
C X Y B
=
=
=
X
t
- Dễ dàng nhận đợc từ ma trận X
C
-1
Khó nhận đợc từ ma trận C
Chọn ma trận X sao cho dễ dàng nhân đợc ma trận C
-1
C
-1
= ( X
T
. X )
-1
* Các điều kiện ma trận X phảI thoả mãn :
1. Tổng các phần tử của mọi cột :
1
n
g=
0; 1, 2,..., ( 0)
X
4
=X
1
X
2
X
5
=X
1
X
3
X
6
=X
2
x
3
Y t
kđ
1 - - - + + + + Y
1
52
2 + - - + - - + Y
2
40
3 - + - + - + - Y
3
66
4 + + - + + - - Y
T
C X X=
- ma trận chéo
00
0
0 0
0
0
0
pp
C
C
C
=
O
00
1
1/ 0
0 0
0 1/
0
0
1
n
ii
g
C
=
= ∑
2
gi
x N=
R
ei
x¸c ®Þnh t khëi ®éng cña § K§B víi c¸c biÕn sè nh sau :
1
2
2
3
(3.04 4.56)
(2.88 4.32)
(1.15 1.5)
R
S
r x
r x
J Nms x
= ÷ Ω →
b = − − − − + + + + =
4
1
(52 40 66 44 59 41 84 56) 2.5
8
b = − − + + − − + = −
5
1
(52 40 66 44 59 41 84 56) 1.5
8
b = − + − − + − + = −
6
1
(52 40 66 44 59 41 84 56) 2.75
8
b = + − − − − + + =
t
k®
= 55,25-10.r
R
*
+7,25.r
s
*
+4,75.J
*
-2,5.r
tb
tb
x x x x
x x
x x
+
= =
Xác định các tham số Đ KĐB rotor dây quấn sao cho :
T
KĐ
= 50s
Dễ dàng nhất : J
*
,r
S
*
=0
R
R
= ?
*
10. 55.25
R kd
r t =
*
55.25
CHƯƠNG III : Phân hệ thiết kế tối u
3.1. Đại cơng
Các thông số lựa chọn :
Vật liệu thép; dạng rãnh : J
V
; J
T
; . . .
20 thông số : tự do lựa chọn .
VD : Nếu mỗi thông số nhận 2 mức giá trị thì số phơng án tính
toán : N = 2
20
Hiện nay với yêu cầu càng cao số phơng án càng lớn
Máy tính + phơng pháp tối u hoá
3.2. Những khái niệm cơ bản và
định nghĩa cơ bản
1. Tiêu chuẩn thiết kế tối u :
- Tuỳ theo tính chất và mục đích sử dụng của đối tợng thiết kế để
lựa chọn tiêu chuẩn thiết kế tối u
- Tiêu chuẩn tối u là 1 tập tính chất mà trong quá trình thiết kế cần
phải cải thiện nó tôt nhất .
ĐCKĐB thông dụng :
Tổng chi phí = C
TK
+ C
SX
+ C
VH
MBA ?
Biến số độc lập : Tập hợp các thông số đầu vào xác định tiêu chuẩn
thiết kế tối u ; các ràng buộc .
VD :
F tiêu chuẩn thiết kế tồi u
F = f ( x
1
, x
2
, ) hàm mục tiêu.
Hàm ràng buộc :
R
i
= f ( x
1
, x
2
, ), i =
1, m
m hàm ràng buộc
Các mối quan hệ phi tuyến :
- Bài toán quy hoạch phi tuyến
3.3 Nhiệm vụ của bài toán tối u hoá
- Tìm giá trị của x
i
sao cho y đạt max hoặc min
2
r
, , x
r
n
)
F ( x
r
) ; R
j
( x
r
)
Thoả mãnT
0
1,
i
x
i n
=
Trong không gian n chiều hàm f (x) là một giá trị vô hớng; do
đó ta không thể xây dựng đờng mức trong không gian đó
Xây dựng đờng mức các hàm R
1
,< x
2
) < 0
R
3
( x
1
, x
2
) < 0 G Miền giới hạn thoả mãn các điều kiện :
1 2
1 2 3 1 2 3
( , )
( , , ) 0
r
r
r
x G
x G x x
x G R R R R R R
= = =
1. Đặt bài toán .
2. Thuật toán .
3. Lập trình .
1. Đặt bài toán :
- Tính các thông số cơ bản
- Tăng dần giá trị của
- C
td
= f ( ) có min không ?
Thoả mãnT Ko
có
Ko
có
- Khoảng biến thiên của bsđl :
min max
MBA dầu ( 1;2 ) ( 3,6 )
Q
0
= f ( B, q,G
Fe
Thoả mãnT
' '
tdj tdi
C C
<
' '
td tdj
C C=
' '
td tdi
C C=
+ So sánh giữa các phơng án
Chọn C
td
min
+ Kiểm tra các điều kiện ràng buộc
- Nếu các điều kiện thoả mãn :
3. 4. Hàm mục tiêu
- Khi tính chất và mục đích sử dụng của đối tơng thiết kế phụ thuộc
vào 1 tiêu chuẩn
đơn mục tiêu
- Khi có tập hợp các tiêu chuẩn
bài toán đa mục tiêu
0
0
( )
td
i
C f
=
=
1
( )
tdj j
j i
C f
= +
=
td j td i
C C
>
td tdj
C C=
td tdi
C C=
C
i
hệ số giá trị của các hàm tiêu chuẩn nó đợc đánh giá bởi
các chuyên gia
2
( )x
quan trọng hơn
3
( )x
..
1
( )
p
x
quan trọng hơn
( )
p
x
Bớc 1 : tìm
*
1
( )x
1
min ( )x
=
Bớc 2 :
*
2 2
( ) min ( )x x
=
Thoả mãn điều kiện (1) và (2)
và
*
1 1 1
( )x
+
;
2
dung sai theo
2
( )x
*
2 2 2
( )x
+
.
Bớc p-1 :
f 2
f 1
G
M
s
M
kd
M
kdmin
M
co
*
( ) min ( )
p p
x x
ϕ ϕ
=
Víi ®iÒu kiÖn (1) (2) vµ :
*
( ) ; 1, 1
i i i
x i p
ϕ ϕ
≤ + ∆ = −
§iÓm tèi u : ®iÓm cã x cã
*
p
ϕ
x
i
b
i
;
1,i n=
(1)
0
j
R
;
1,j m=
(2)
Tìm F ( x
*
) = min F ( x )
* Nội dung của phơng pháp :
- Trên các đoạn ( a
i
, b
i
) với bớc :
i i
i
i
1
, x
2
, , x
n
G
So sánh các F và
X
*
= x
k
* Nhận xét :
1. Phơng pháp đơn giản, dễ lập trình :
2. Khối lợng tính toán lớn ( N )
n - số biến số độc lập
N
i
Số bớc theo từng BSĐL
1
n
i
N
=
1
. h
2
. h
n
Giả sử độ chính xác tăng lên 2 lần :
Z = ( 2 . N )
n
= 2
n
. N
n
* Biện pháp khắc phục nhợc điểm phơng pháp duyệt toàn bộ trên lới
đều ( giảm z, tăng độ chính xác ) :
1. Giảm z : Sắp xếp thứ tự tính toán R
j
theo xác suất vi phạm giảm
dần .
VD : R
1
dễ vi phạm nhất : loại phần lớn .
R
2
- : các điểm ra khỏi miền xem xét.
%
Thoả
mãn
C
, U
n
; n = 1<4
3,6 1, 2
(1, 2 3,6); 0,4
6
h
= ữ = =
-
0,4
= +
Nếu vi phạm P
0
1,1 P
0CP
loại vùng
- Giới hạn vùng trong khoảng P
0
td
C h
+
*
thoả mãn
*
( )
td
C
P
o
: - Loại thép
- Kết cấu mạch từ .
VD : Vẽ lu đồ thuật toán .
Tìm hẹ số hình dáng
sao cho tổng chi phí vật liệu tác dụng
MBA nhỏ nhất và thoả mãn các điều kiện P
0
, i
0
.
b ) Phơng pháp thử nghiệm thiết kế độc lập :
X
[ ]
0,1
i
=
số ngẫu nhiên.
( )
i i i i i
x a b a
= +
Tại mỗi điểm R
j,
, F(x)
F ( x
*
) = min F ( x )
G
Số lần tính toán n lần
Kết quả nhận đợc đặc chng cho xác suất của X
*
đợc xác định với n
lần thử có độ chính xác là
nào đó
- Thể hiện xác suất rơi vào miền có giá trị cực trị sau mỗi một
N
P =
(1 )
ln(1 )
log (1 )
ln(1 )
p
N P
= =ln(1 )
ln(1 )
p
N
= Thuật toán :
Chia
= ( 1.2
ữ
3.6 ) thành 10 khoảng
Tính C
td
..
Bắt đầu
1 2
1
, ,...
,...
fdm fdm
fdm
U U
I
cd : l
01
,l
02
,
Chọn : - Kiểu mạch từ
- Vật liệu
- B
T
Chọn
min
,
Xác định
{ }
max max max
i i
=
=
1tdi tdi
tdi
C C
C
%
Thoả
mãn
Lu phơng án
*
1i
=
Kết thúc
S
Đ
S
Đ
Đ
( )
tdi i
C f
=
t/m ràng
buộc buocj
' '
1t d i t d i
C C
>
'
*
1
td td
k
C C
=
=
0n
=
1n n=
' '
*
td tdi
i
C C
Sai
®óng
c ) Sö dông th«ng tin tiªn nghiÖm vÒ hµm môc tiªu duyÖt líi ®Òu – n
lín ( ®k – Lipshits ) – duyÖt líi kh«ng ®Òu.
F (x)
→
min .
X
i
≥
0 ; i =
1, n
R
j
≤
0 ; j =
1, m
1 2 1 2
( ) ( ) .f x f x C x x
C hằng số
Y hằng số tuyến tính phụ thuộc vào x
y = f(x)
hàm f(x) tăng hoặc giảm không nhanh hơn y
f(x) hàm mục tiêu
a
f x f x h
x x h
C
+
= + +
2 1 0
( ) ( )f x f x h< +
1 2
2 1 0 3 2
0
( ) ( )
( ) ( )
f x f x
f x f x h x x
C
> + = +
Giả sử
1
( ) ( )
k
f x f x
- dùng các phơng pháp khác để tính miền
cực trị tiếp theo.
Chú ý :
- Trong trờng hựp hàm muc tiêu có nhiều biến số độc lập
{ }
=
=
n lần lặp
Tiêu chuẩn kết thúc 1 vợt ra khỏi G
2. Giá trị tơng đối của hàm mục tiêu
f
<
1
( ) ( )
( )
k k
k
f x f x
f x
0 0 0 0 0
1 2 3
( , , ,..., )
n
x x x x x=
1 0 0 0 0
- hớng giảm nhanh nhất của hàm mục tiêu
2 0
2
P x x=
3 0
3
P x x=
4. Tiếp tuyến song song :
4.3. Dùng Gradien : Phơng pháp tìm cực trị
F(x)
{ }
1 2
, ,...,
n
x x x x=
1 2
; ;...;
n
F F F
F
x x x
=
dx x
+
=
V
V
sai số
'' 2
( ). ( )
2
x
F x x
= +
V
'
( ) ( )
2
x
dF F x x F x x
F
dx x
+
=
V V
V
sai số
2
x x h
F x
=
V
0
0
0 0
( )
( )
( ) . ( )
T
F x
F x
F x F x
=
F(x
1
) < F(x
0
) : tiếp tục từ 1
1
( )F x
F(x
C A = const (A,
B
)
( )
,D l
2 7
'
. . 6,1.10
. . .
dq
D l n
CA
p K K AB
= =
A
đm
Hệ số cấu trúc ( kích thớc tơng đối )
1)
d
r
D
K
D
=
2) Diện tích tơng đối rãnh stator
rs
zs
latheptator
S
K
S
=
2
2
.
1
1
4
s rs
r
Z S
td
g gs g
z zs z
K
B B B
B B B
K
lđ
nhỏ :
- Không sử dụng hết không gian máy điện
- Dây lỏng bị ảnh hởng của lực từ gây hỏng cách điện.
4 - Dữ liệu đầu vào :
+ Đờng kính D
n
, D
+ Mật độ từ cảm trong khe hở
+ Số rãnh Z
1
+ Vật liệu thép
+ Cấp cách điện
+
,
v
cd
d
N
d
( )
2
n
g r g
D D
h h h
=
B
gmax
:
1
min max min
( )
2
n
g r g
D D
h h h
=
.( . )
. .
z
z
z c
B t l
B
b k l
Copyright: Tài liệu đại học ©