طراحی و ساخت موتور القایی 270 کیلووات ده قطب

این مقاله گزارش طراحی و ساخت الکتروموتور 270 کیلووات ده قطب می باشد. که تیم طراحی موتور درایو طراح و مشاور پروژه بوده است.

طراحی و ساخت موتور القایی 270 کیلووات ده قطب

 در پاییز سال 96 قراردادی برای طراحی و ساخت الکتروموتور 270 کیلووات بین شرکت راصد صنعت توسعه (تولید کننده الکتروپمپ های کشاورزی) و محمدرسول کریمی (مجموعه موتور درایو) برای طراحی و ساخت الکتروموتور جهت استفاده در پمپ کشاورزی بسته شد که طراحی و مشاوره در قسمتهای مختلف ساخت الکتروموتور توسط تیم موتور درایو انجام شده است. این مقاله گزارش خلاصه ای از فعالیت های انجام شده و دستاوردهای پروژه می باشد.

توجه: این اطلاعات و عکسها با اجازه از شرکت راصد صنعت توسعه اهواز منتشر می شوند.

موضوع قرارداد:

مطابق با قرارداد منعقد شده بین کارفرما و مشاور به شرح زیر است.

موضوعقراردادعبارت است ازانجام کلیه مراحل طراحی وامورمشاوره فنی درساخت،تولیدوراه اندازی الکتروموتور 270 کیلووات 580 دوربراساس شرح وظايف تعیین شده و ابلاغی از طرف مدیریت مربوطه در طول مدت مندرج در ماده 2 قرارداد. (3 ماه)

مشخصات محصول تولیدی:

  • توان الکتروموتور: 270 کیلووات
  • درجه حفاظت : IP68
  • ولتاژ: 380 ولت
  • سیستم خنک کننده: آب
  • تعداد سفارش: یک دستگاه
  • سرعت موتور (rpm): 580 دور
  • نوع سیم پیچی: مفتولی
  • ضریب توان بیشتر از 0.85
  • ارتفاع از سطح دریا: برای منطقه اهواز (4 متر تقریبی)
  • نیاز به سنسور دما PTC می باشد.
  • دمای محیط: بالای 60 درجه سانتیگراد.
  • شرایط نصب: به صورت عمودی

اطلاعات دریافت شده:

در ارتباط با بخش فنی شرکت راصد صنعت، ابعاد مورد نظر کارفرما برای طراحی الکتروموتور را به شرح زیر اعلام نموده اند.

  • طول مجاز هسته استاتور و روتور: 650 میلیمتر
  • قطر خارجی هسته استاتور : 620 میلیمتر
  • قطر شفت الکتروموتور: 150 میلیمتر

 روش انجام کار:

با توجه به مشخصات محصول مورد نظر کارفرما و اطلاعات دریافت شده قطر خارجی استاتور و قطر شفت مشخص گردید. قطر داخلی استاتور نیز در موتورهای مشابه 450 میلیمتر بوده است که ما در طراحی 434 میلیمتر در نظر گرفته ایم. در بقیه موارد سناریوهای مختلف از نظر تعداد شیارهای روتور، ابعاد شیارها (از نظر امکان جا زدن تسمه مسی) مورد بررسی قرار گرفت و در هر مرحله با بخش فنی شرکت راصد صنعت توسعه هماهنگ گردید تا امکان تولید و اجرای طرح منتخب وجود داشته باشد. در این زمینه نسبت طول به عرض مقطع شیار روتور از نظر بخش فنی نباید عدد بزرگی باشد. در صورتیکه عدد بزرگ باشد تسمه مسی به سختی جا می رود و امکان کج شدن و دفرمه شدن آن افزایش می یابد. لذا طول مقطع تسمه حتی الامکان کوتاه در نظر گرفته شد و مطابق با آن عرض تسمه و شکل شیار روتور نیز به گونه ای انتخاب شد که از این نظر مشکلی ایجاد نشود.

سپس با توجه به تعداد شیارهای استاتور که 90 عدد انتخاب شده بود و همچنین شکل شیار استاتور و ابعاد شیار روتور، کار طراحی در نرم افزار طراحی الکتروموتور SPEED ادامه پیدا کرد طی چند روز مدل مورد نظر در نرم افزار پیاده سازی گردید. نرم افزار در طراحی های قبلی طراح و مشاور تنظیم شده و دقت مورد نیاز را دارا می باشد. با توجه به الزامات مورد نظر و الزامات استانداردی تغییرات لازم در شکل شیارها، فاصله هوایی و نحوه سیم پیچی الکتروموتور اعمال گردید و پس از چندین روز متوالی آزمون و خطا و بررسی های کارشناسی طرح بهینه و مطلوب با توجه به محدودیت های فوق انتخاب و شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی طرح منتخب با موتورهای هم توان مشابه مقایسه شد که نتایج مطلوب می باشد. به منظور بررسی مسایل مربوط به اشباع هسته و بررسی های عمیق تر، طرح منتخب توسط نرم افزار16.2 ANSYS Electromagnetics در محیط المان محدود (FEM) شبیه سازی گردید و پس از چندین روز شبیه سازی در کامپیوترهای پرادازشگر، نتایج مورد نظر استخراج گردید.

مشخصات الکتروموتور و نتایج طراحی و شبیه سازی

مشخصات ابعادی الکتروموتور طراحی شده و نتایج بهینه سازی شده شبیه سازی به شرح زیر است.

مشخصات ابعادی الکتروموتور 270 کیلووات ده قطب

مشخصات عملکردی الکتروموتور 270 کیلووات

داده های خروجی طراحی

 1- شماتیک لمینیشن استاتور و روتور

 

 شماتیک لمینیشن استاتور و روتور

 

2- شماتیک سیم پیچی سه فاز استاتور

شماتیک سیم پیچی سه فاز استاتور

شماتیکهای فوق خروجی نرم افزارهای طراحی هستند برای گزارش مناسب تر نقشه های مورد نیاز به صورت فایلهای DWG تهیه شده و به گزارش پیوست شده اند.

جهت مشاهده و ارزیابی چگالی شار قسمتهای مختلف هسته استاتور و روتور، الکتروموتور توسط نرم افزار ANSYS Electromagnetics شبیه سازی شده است. که شبیه سازی و تحلیل معادلات توسط نرم افزار، شماتیک صفحه بعد را نتیجه داده است. همان طور که مشاهده می شود چگالی شار در تمامی نقاط استاتور و روتور مقدار مناسبی بوده و در هیچ نقطه ای اشباع مغناطیسی رخ نداده است.

3- شماتیک چگالی شار در نقاط مختلف استاتور و روتور

چگالی شار در نقاط مختلف استاتور و روتور

پس از انجام کارهای مربوط به طراحی الکتریکی و مغناطیسی گزارش کار به همراه نقشه ای سیم پیچی، لمینیشن استاتور و روتور و همچنین نقشه های مونتاژی تسمه های مسی آماده گردید و تحویل تولید کننده گردید. نقشه ها در ادامه پیوست شده اند. در همین زمان در بخش های مختلف مکانیکی قطعات پمپ در شرکت راصد صنعت توسعه در دستور ساخت قرار گرفتند نقشه مونتاژ شده کامل الکتروپمپ که یک الکتروپمپ کف کش با دبی 2000 لیتر بر ثانیه و ارتفاع 10 متر می باشد در ادامه پیوست شده است.

 نقشه مونتاژی الکتروپمپ کفکش

نقشه مونتاژی الکتروپمپ کفکش 270 کیلووات با دبی 2000 لیتر بر ثانیه در ارتفاع 12 متری

اطلاعات پیوست

اطلاعات پیوست به این گزارش به شرح زیر است.

1- نقشه لمینیشن استاتور و روتور با فرمت DWG

2- نقشه سه بعدی میله های مسی روتور به همراه رینگهای انتهایی

3- دیاگرام کامل سیم پیچی موتور با فرمت DWG

 

1- نقشه لمینیشن استاتور و روتور                       

 نقشه لمینیشن استاتور و روتور

2- نمایی از نقشه سه بعدی استاتور و روتور به همراه میله های روتور و رینگ انتهایی

نقشه سه بعدی استاتور و روتور

 

1- دیاگرام کامل سیم پیچی موتور با فرمت DWG

نقشه اتوکد دیاگرام سیم پیچی الکتروموتور

مراحل ساخت قطعات، مونتاژ نهایی و تست الکتروپمپ

ورق مغناطیسی با گرید M400-50A از بازار تهیه گردید و برای اطمینان از درست بودن و عملکرد مغناطیسی صحیح آن برای تست منحنی B-H و میزان تلفات به یکی از آزمایشگاههای مرجع ارسال گردید. پس از تایید ورق مطابق با نقشه طراحی ورقه های لمینیشن به تعداد لازم توسط دستگاه لیزر برش خوردند و تحویل کارگاه مونتاژ استاتور شدند. در کارگاه مونتاژ استاتور، لمینیشن های برش خورده با فیکسچر بر روی هم قرار گرفته و قسمتهای بیرونی آن جوشکاری گردید. در نهایت استاتور تکمیل گردید و برای عایق کاری و سیم پیچی آماده شد. عکسهای این مرحله در ادامه آمده است.

 مونتاژ استاتور موتور 270 کیلووات

 به همین ترتیب روتور نیز مونتاژ گردید و پس از مونتاژ میله های مسی تشکیل دهنده قفس موتور القایی نیز درون شیارهای روتور جاسازی گردید. عکس این مراحل در ادامه آورده شده است

مونتاژ روتور الکتروموتور 270 کیلووات

در پایان روتور و استاتور تکمیل شده در داخل پوسته به همراه قطعات الکتروپمپ مونتاژ شدند و جهت تست تحویل آزمایشگاه هیدرولیک شرکت راصد صنعت توسعه در اهواز شدند در آزمایشگاه عملکرد الکتروپمپ مطلوب گزارش شد و دبی آن مناسب و مطابق طراحی طراح الکتروپمپ اندازه گیری شد و افزایش دمای آن نیز مطلوب و در حد پذیرش قرار داشت. پس از انجام تست های نهایی الکتروپمپ کفکش تولید شده به منظور آبیاری مزارع نیشکر، تحویل شرکت کشت و صنعت نیشکر گردید.

فایل گزارش انجام پروژه به صورت PDF تهیه شده است. و از طریق لینک زیر قابل دانلود می باشد.

 گزارش پروژه طراحی و ساخت الکتروپمپ کفکش 270 کیلووات

 

فیلم تست الکتروپمپ کفکش 270 کیلووات در آزمایشگاه هیدرولیک شرکت راصد صنعت توسعه اهواز را می توانید در ادامه ملاحظه بفرمایید.

نظرات کاربران

Responsive image
رضا
1398/07/15

سلام.پس از محاسبات سیم پیچی استاتور یک موتور تکفاز دو اسب دو قطب و با در نظر گرفتن ضریب پر شدن شیار 0.4 پس از به دست آوردن قطر سیم اصلی و کمکی مقدار چگالی جریان حدود 11.3 آمپر بر میلیمتر مربع به دست آمد.می خواستم بدانم آیا این مقدار چگالی جریان برای این الکتروموتور قابل قبول است یا نه؟ با تشکر

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام رضا جان

چگالی جریان بایستی برای موتورهای بزرگ کنتر باشد و برای موتور چند ده وات می تواند تا 10 آمپر هم باشد در طراحی الکتروموتور در شرکت الکتروژن برای موتورهای لوازم خانگی مثل پرده هوا ما چگالی جریان تا 10 آمپر هم طراحی موفق داشته ایم که در حال حاضر محصول تولیدی شرکت الکتروژن است اما برای یک موتور دو اسب 11.3 آمپر که شما بدست آورده اید. عدد زیادی است و پذیرفتنی نیست. البته برای سیم پیچی کمکی معمولا چگالی جریان بیشتری نسبت به سیم پیچی اصلی بدست می آید.

نظر خود را ثبت نمایید

CAPTCHA code