dckdb-tk potx

Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY ĐIỆN
I. Nhiệm vụ thiết kế.
Thiết kế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc.
1. Các số liệu ban đầu:
- Công suất đinh mức: 10 kW
- Điện áp định mức: 380/220 V đấu Y/∆
- Tần số: 50 Hz
- Số cực: 2p = 6
- Cosφ = 0.89
- Hiệu suất: η = 88%
- Kiểu máy: Kín, tự làm lạnh bằng quạt gió, cách điện cấp B
3. Nội dung tính toán:
- Tính toán kích thước chủ yếu.
- Tính toán điện từ.
- Tính toán nhiệt.
- Bản vẽ tổng lắp ráp A
0
.
II. Bài làm
Máy điện KĐB do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử dụng bảo quản
thuận tiện, giá thành rẻ nên được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân. Nhất
là loại công suất dưới 100 kW.
Động cơ điện KĐB roto lồng sóc cấu tạo đơn giản nhất lên chiếm một số
lượng khá lớn trong loại động cơ điện công suất nhỏ và trung bình. Các thông số
định mức của động cơ điện KĐB roto lồng sóc cần tính toán và thiết kế như sau:
- U
đm
= 380/220 V đấu Y/∆
- Công suất định mức: 10 kW

- Tần số f
1
= 50 Hz
- tốc độc đồng bộ n
đb
= 1000 Vòng/phút
Trang 1
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
- Cấp cách điện cấp B
- Kiểu máy: Kiểu kín
- Kiểu làm mát: Tự làm lạnh bằng quạt gió
Nội dung thiết kế:
A – Xác định kích thước chủ yếu.
1. Tốc độ đồng bộ của động cơ: n
đb
= 1000 Vòng/phút
2. Xác định đường kính ngoài của Stato:
Với công suất định mức 10 kW theo phụ lục IV.1/Tr 601 – TKMĐ ta có
chiều cao tâm trục h = 160 mm, theo bảng 10.3/Tr 230 – TKMĐ ta xác định được
đường kính ngoài của Stato tiêu chuẩn là D
n
= 27,2 cm (Theo tiêu chuẩn 4A của
Nga).
3. Đường kính trong của Stato:
Theo bảng 10.2/Tr 230 – TKMĐ có với 2p = 6 thì k
D
= 0,7 ÷ 0,72.
Chọn k
D
= 0,71. Vậy D = k

D
.D
n
= 0,71.27,2 = 19,3 cm.
4. Chiều dài Stato:
Chiều dài của Stato được tính theo công thức (10-2)/Tr 230 – TKMĐ:

.n.D.A.B.k.kα
6,1.P'.10
l
đb
2
δdsδ
7
S
=
Trong đó:
P’: Công suất tính toán. Được xác định theo công thức (10-3)/Tr 230
– TKMĐ:
E
k .P
0,965.10
P' 12,32 (kVA)
η.Cos 0,88.0,89
ϕ
= = =
Với : k
E
= 0,965 : Lấy theo hình 10-2/Tr 231 - TKMĐ
P = 10 kW ;η = 0,88 ;Cos φ = 0,89 .

α
δ
=

π
2
= 0,64 : Hệ số xung cực từ .
k
s
=
1,11
22.
π
=
: Hệ số dạng sóng .
Trang 2
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
k
dq
= 0,96 : Hệ số dây quấn chọn.
Theo hình 10-3a-b/ Tr 232 - TKMĐ lấy A = 310A/cm và B
δ
= 0,79 T.
D = 19,3 cm : Đường kính trong của Stato (tính toán ở phần 3 của
quyển thiết kế này)
n
đb
= 1000 V/ph : Tính toán ở phần 1 của quyển thiết kế này.
Vậy ta thu được chiều dài của Stato :
7 7

S
2 2
s
δ d δđb
6,1.P'.10 6,1.12,32.10
l 12 cm
α .k .k .A.B .D .n 0,64.1,11.0,96.310.0,79.19,3 .1000
= = =
Lấy l
S
= 12 cm.
Chọn chiều dài lõi sắt stato và roto bằng l
1
= l
2
= 12 cm
5. Bứơc cực:
π.D π.19,3
τ 10,1 cm
2p 6
= = =
6. Xét hệ số chỉ từ thông tản:
S
l
12
1,2
10,1
λ
τ
= = =

Theo hình 10-3b/Tr 235 -TKMĐ thì λ nằm trong phạm vi kinh tế cho phép
do đó chọn phương án trên là hợp lý.
7. Dòng điện pha định mức:
3 3
1
1
P.10 10.10
I 19,35 A
3.U .η.Cos 3.220.0,88.0,89
ϕ
= = =
Tính toán Stato:
8. Số rãnh của Stato:
Ta có theo yêu cầu thiết kế có U
đm
: 380/220V đấu Y/∆ và theo phần 2 trong
quyển thiết kế này ta đã có h = 160 mm. Vậy ta dùng dây quấn 1lớp đặt vào ½ kín
Chọn q
1
= 3=> Số rãnh của Stato bằng Z
1
= 2m.p.q
1
= 2.3.3.3 =54 rãnh.
9. Bước rãnh của Stato:
1
1
π.D π.19,3
t 1,123 cm
Z 54

= = =
10. Số vòng dây tác dụng của một rãnh:
1 1
r1
1
A.t .a
310.1,123.3
u 54
I 19,35
= = =
Trong đó:
Trang 3
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
A = 310 A/cm : Theo phần 4 của quyển thiết kế này.
t
1
= 1,123 cm: Theo phần 9 của quyển thiết kế này.
a
1
= 3: Số mạch nhánh song song chọn .
I
1
= 19,35 A : Theo phần 7 của quyển thiết kế này.
Lấy u
r1
= 54 –dây quấn 1 lớp.
11. Số vòng dây nối tiếp của một pha:
r1
1 1
1

u
54
w p.q . 3.3. 162 Vòng
a 3
= = =
.
12. Tiết diện và đường kính dây dẫn:
Tra đồ thị 10-4b/Tr 237 - TKMĐ ta thấy AJ = 1950 A
2
/cm.mm
2
Mật độ dòng điện :

2
1
AJ 1950
J 6,29 A/mm
A 310
= = =
Tính toán thiết diện sơ bộ:
Chọn số sợi : n
1
= 2
Tiết diện dây (Sơ bộ):
2
1
1
1 1 1
I
19,35

s 0,39 mm
a .n .J 3.2.6,29
= = =
Theo phụ lục VI bảng VI.1/Tr 619 chọn dây đồng tráng men PETV có
đường kính d/d
cđ
= 1,06/1,14 và s
1
= 0,883 mm
2

13. Kiểu dây quấn:
Kiểu dây quấn đồng tâm đặt vào rãnh ½ kín 14. Hệ số dây quấn:
+ Hệ số bước rải:
r
α
Sinq
2
k 0,959
α
q.Sin
2
= =
Trong đó:
1
2π.p 6π π
α
Z 54 9
= = =
. Do đó:

Hệ số dây quấn k
d1
=k
r
=0,959
15. Từ thông qua khe hở không khí:
E
1
S 1 1
dq
k .U
0,965.220
Φ 0,00615 Wb
4.k .k .f .w 4.1,11.0,959.50.162
= = =
Trang 4
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
16. Mật độ từ thông qua khe hở không khí:
4 4
δ
S
δ
Φ.10 0,00615.10
B 0,79 T
α .τ.l 0,64.10,1.12
= = =
Phù hợp với B
δ
= 0,79 T đã chọn ở trên .
17. Xác định sơ bộ chiều rộng của răng:

1 1
δ
Z1
c
Z1 1
B .l .t
0,78.1,123
b' 0,585 cm
B .l .k 1,75.0,95
= = =
Trong đó:
B
δ
= 0,79 T – Đã xác định trong phần 16 quyển t.k này.
t
1
= 1,123 – Bước rãnh của Stato.
B
Z1
= 1,75 – Tra bảng 10.5b/Tr 241 – TKMĐ
k
C
= 0,95 – Hệ số ép chặt lõi chọn theo bảng 2.2/Tr 23
18. Xác định sơ bộ chiều cao của gông Stato:
4 4
g1
g1 1 C
Φ.10 0,00615.10
h' 1,95 cm
2.B .l .k 2.1,40.12.0,95

= = =
Trong đó:
B
g1
= 1,35 ÷ 1,50 T - Theo bảng 10.5a/Tr 240 – TKMĐ
Ở đây ta chọn B
g1
= 1,40 T.
Φ = 0,00615 Wb – theo phần 15 quyển thiết kế này.
l
1
= 12 cm – theo phần 4 quyển thiết kế này.
19. Kích thước rãnh và cách điện:
Chọn các kích thước của rãnh Stato như sau:
h
12
=17.5 mm h
r1
= 24.5 mm
d
1
= 8 mm b
41
= 3,0 mm
d
2
= 10 mm h
41
= 0,5 mm
Theo bảng VIII-1 ở phục lục VIII/Tr 629 –TKMĐ chiều dày

của cách điện rãnh là 0,4mm – 0,4mm – 0,5mm
Diện tích rãnh trừ nêm:
Trang 5
d
2
h
r1
h
12
d
1
h
12
b
41
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
2 2
1 2 1 2 1
r
12
2 2
2
π(d d ) d d d
S' (h - )
8 2 2
π(8 10 ) 8 10 8
(17.5 - ) 190 mm
8 2 2
+ +
= + =

+ +
= + =
Chiều rộng của miếng cát tông nêm là
2
π.d
1
; của tấp cách điện giữa 2 lớp là
d
1
+ d
2
Diện tích cách điện của rãnh :
2 1
12 1 2
cđ
2
.d .d
S 2.h (d d ) .0,4 .0,5
2 2
.10 .8
2.16.5 (10 8) .0,4 .0,5
2 2
25 mm
π π
π π
 
 
 
 
 

 
= + + + + =
= + + + + =
=
Diện tích có ích của rãnh :
S
r
= S’
r
- S
cđ
= 190– 25 = 165 mm
2
Hệ số lấp đầy của rãnh theo công thức 3-27/Tr 66 – TKMĐ:

S
.d.nu
k
r
2
cđ1r
đ
=
Trong đó:
u
r
: Số dây dẫn trong 1 nhánh u
r
= 54 theo phần 10 trong
quyển thiết kế này

n
1
= 2
d
cđ
= 1,14 mm theo phần 12 trong quyển thiết kế này.
Vậy:
đ
54.2.1,14
k 0,746
165
= =
thoả mãn.
20. Bề rộng răng của Stato:
Đối với rãnh hình quả lê như đã chọn theo công thức 4-32/Tr 101 – TKMĐ
ta có thể tính như sau:
1 41
Z1 1
1
π.(D d 2.h )
π.(19,3 0,8 2.0,05)
b' -d - 0,8
Z 54
0,56 cm
+ +
+ +
= =
=
Trang 6
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48

41 12
Z1 2
1
. D 2.(h h )
19,3 2(0,05 1,75)
b" - d - 1
Z 54
0,54 cm
π
π
 
 
   
+ +
+ +
= = =
=
Vậy :
z1 z1
z1
b' b"
b 0,55 cm
2
+
= =
21. Chiều cao gông Stato:
n
g1 r1 2
D D 1 27,2 - 19,3 1
h -h d - 2,45 .1 1,8 cm

2 6 2 6
−
= + = + =
22. Khe hở không khí:
Theo công thức 10-21/Tr 253 – TKMĐ:
D 193
δ 0,25 0,25+ 0,443 mm
1000 1000
= + = =
Theo máy đã chế tạo bảng 10-8/Tr 253 chọn δ = 0,45 mm = 0,045cm
Tính toán Roto:
23. Số rãnh của Roto:
Theo bảng 10.6/Tr 246 – TKMĐ ta có số rãnh của Roto là Z
2
= 42 rãnh
24. Đường kính ngoài của Roto:
D
R
= D - 2δ = 19,3 – 2.0,045 = 19,21 cm
25.Bước răng của Roto:
R
2
2
.D
.19,21
t 1,437 cm
Z 38
π
π
= = =

26. Xác định sơ bộ chiều rộng của răng Roto:
2 2
δ
Z2
Z2 2 C
B .l .t
0,79.1,437
b' 0,68 cm
B .l .k 1,75.0,95
= = =
27. Đường kính trục Roto:
D
tr
= 0,3D = 0,3.19,3 = 5,8 (cm) Lấy D
tr
= 6cm
28. Dòng điện qua thanh dẫn Roto:
Theo công thức 10-17/Tr 149 – TKMĐ:

Z
.k6.w
Ik I I
2
d11
112td
==
Trang 7
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
Trong đó:
k

1
= 0,92 – Tra hình 10.5/Tr 244 – TKMĐ với cosφ = 0,89
I
1
=19,35 A
w
1
=162 Vòng
Z
2
=42
=> I
2
= 395A
29. Dòng trong vành ngắn mạch:
Theo công thức 10-18/Tr 249 – TKMĐ:
v
td
2
1 1
I I 395 887,5 A
πp
3π
2Sin
2.Sin
Z
42
= = =
30. Tiết diện thanh dẫn bằng Nhôm:
2

td
td
2

I
395
S 131,67 mm
J 3
= = =
Ở đây ta chọn J
2
= 3 A/mm
2 .
31.Tiết diện vòng Ngắn mạch:
Chọn sơ bộ mật độ dòng trong vành là J
v
= 2,5 A/mm
2
2
v
v
v
I
887,5
S 355 mm
J 2,5
= = =
32. Kích thước rãnh Roto và vành ngắn mạch:
Với chiều cao tâm trục h = 160mm ta chọn rãnh roto hình
rãnh hình quả lê như hình vẽ bên. Trong đó các thông số như

sau (trang 248)
b
42
= 1 mm h
42
= 0,5 mm
d
1
= 7,5mm d
2
=6 mm h
r2
= 20 mm
h
12
=13,25 mm
vành ngắn mạch: b=1,2.h
r2
=1,2.20=24mm ,a=15mm
Đường kính vành: D
v
= D – (a + 1) = 193 – (15 + 1) = 177mm
33. Diện tích rãnh roto:
Trang 8
h
12
b
41
b
42

h
42
a
b
D
v
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
( )
2 2 2 2 2
z2 1 2 12 1 2
π 1 π 1
S d d h .(d +d ) .(7,5 6 ) .13,25.(7,5+6) 127 mm
4 2 4 2
= + + = + + =
34. Diện tính vành ngắn mạch:
a.b = 24.15 = 360 mm
2
35. Bề rộng của răng Roto ở 1/3 chiều cao răng:

( )
1
1
R
42
1
z2
2
3

π (D - 2h - d

b - d
Z
4
π 23,26 - 2.0,5 - 24 7
3
= 6
38
=0,87 cm
 
 
 
 
 
 
=
+
−
36.Chiều cao gông của Roto:
tr
R
g2 r2 2
D D
1 19,21 6 1
h h d 2,0 .0,75 4,78 cm
2 6 2 6
−
−
= − + = − + =
37. Độ nghiêng của rãnh ở Roto:
Để giảm lực kí sinh tiếp tuyến và hướng tâm và triệt tiêu sóng điều hòa răng

người ta thường làm rãnh nghiêng ở Roto hoặc Stato. Trong quyển thiết kế này ta
làm rãnh nghiêng trên Roto.
Theo công thức 10-16b/Tr 245 – TKMĐ:
n
1
1
D
b t 1,123 cm
Z
π
= ≈ =
B – Tính toán điện từ.
38. Hệ số khe hở không khí:
Thực tế do mặt Stato và Roto đều có răng nên đường sức từ phân bố không
đều ở khe hở không khí , chúng tập chung nhiều ở răng còn ở rãnh thì thưa. Vì vậy
có thể coi khe hở không khí thực tế bằng δ’ = k
δ
.δ
Trong đó k
δ
> 1 là hệ số khe hở không khí. Trị số của nó được tính theo công
thức 4-17/Tr 97 – TKMĐ k
δ
= k
δ1
.k
δ2
Với k
δ1
và k

δ2
lần lượt là khe hở do răng rãnh của Stato và Roto gây nên:
Trang 9
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
Theo công thức 4-16a/ Tr 96 – TKMĐ:

.δγt
t
k
11
1
δ1
−
=
;

.δγt
t
k
22
2
δ2
−
=
Với :
2
2
41
1
41

b
3
δ
0,45
γ 3,55
3
b
5
5
0,45
δ
 
 
 ÷
 ÷
   
= = =
+
+
; t
1
= 1,123 cm ; δ = 0,045 cm
1
1,437
k 1,17
1,437 - 3,55.0,045
δ
= =
Với :
2

2
π.D π.19,3
t 1,437cm
Z 42
= = =
;δ = 0,045 cm
2
2
42
2
42
có
b
1
δ
0,45
γ 0,68
1
b
5
5
0,45
δ
 
 
 ÷
 ÷
   
= = =
+

+
2
1,437
k 1,02
1,437 - 0,68.0,045
δ
= =
c ó
Vậy k
δ
= 1,17.1,02 = 1,19.
39. Vật liệu dùng thép cán nguội loại 2211.
40. Sức từ động qua khe hở không khí:
Theo công thức 4-18/Tr 97 – TKMĐ:
F
δ
= 1,6.B
δ
k
δ
δ.10
4
= 1,6.0,75.1,19.0,045.10
4
= 676,87 A
41. Mật độ từ thông ở răng Stato:
1 1
δ
z1
z1 1 C

B .l .t
0,75.1,531
B 1,72T
b .l .k 0,70.0,95
= = =
42. Cường độ từ trường trên răng của Stato:
Theo bảng V-6 phụ lục V/Tr 608 – TKMĐ: H
z1
= 19 A/cm
43. Sức từ động trên răng của Stato:
Theo công thức 4-19/Tr 98 – TKMĐ :F
z1
= 2h
z1
H
z1
Trong đó: h
z1
= h
r1
-
3
1
d
2
= 24,5 – 10/3 = 21,83 cm.Vậy:
z1
F 2.2,183.19 83 A = =
Trang 10
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48

44. Mật độ từ thông ở răng Roto:
2 2
δ
z2
z2 2 C
B .l .t
0,75.1,437
B 1,75T
b .l .k 0,68.0,95
= = =
45. Cường độ từ trường trên răng của roto:
Theo bảng V-6 phụ lục V/Tr 608 – TKMĐ :H
z2
= 22.2 A/cm
46. Sức từ động trên răng của Rôto:
Theo công thức 4-19/Tr 98 – TKMĐ :F
z2
= 2h
z2
H
z2
Trong đó: h
z2
= h
r2
-
3
1
d
2

= 20 – 7,5/3 = 17,5 mm . Vậy:

z2
F 2.1,75.22,2 77,7 A = =
47. Hệ số điều hòa răng:
Do sự bão hòa thép ở mạch từ nên đường cong từ trường ở khe hở không khí
khác dạng hình sin và có dạng bằng đầu, thường dùng hệ số bão hòa răng để biểu
thị (k
z
).
Theo công thức 4-10/Tr 93 – TKMĐ
z1 z2
z
F F F
676,87 83 77,7
k 1,24
F 676,87
δ
δ
+ +
+ +
= = =
48. Mật độ từ thông trên gông của Stato:
4 4
g1
g1 1 C
Φ.10 0,00615.10
B 1,50 T
2h .l .k 2.1,8.12.0,95
= = =

49. Cường độ từ trường ở gông Stato:
Theo bảng V.9 phụ lục V/ Tr 611 – TKMĐ : H
g1
= 8,2 A/cm
50. Chiều dài mạch từ ở gông Stato:
n
g1
g1
(D - h )
(27,2 - 1,8)
L 13,30 cm
2p 6
π
π
= = =
51. Sức từ động ở gông Stato:
F
g1
= L
g1
.H
g1
= 13,30.8,2 = 109 A
52. Mật độ từ thông trên gông của Rôto:
Trang 11
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
4 4
g2
g2 2 C
Φ.10 0,00615.10

B 0,57 T
2h .l .k 2.4,78.12.0,95
= = =
53. Cường độ từ trường ở gông Rôto:
Theo bảng V.9 phụ lục V/ Tr 611 – TKMĐ : H
g1
= 1,24 A/cm
54. Chiều dài mạch từ ở gông Rôto:
tr
g2
g2
(D h )
(6 4,78)
L 5,65 cm
2p 6
π
π
+
+
= = =
55. Sức từ động trên gông Rôto:
F
g2
= L
g2
.H
g2
= 5,65.1,24 = 7 A
56. Tổng sức từ động của mạch từ:
F = F

δ
+ F
z1
+ F
z2
+ F
g1
+ F
g2

= 676,87 + 83 + 77,7 + 109 + 7 ~ 944 A
57. Hệ số bão hòa toàn mạch:
μ
δ
F 944
k 1,4
F 676,87
= = =
58. Dòng từ hóa:
Theo công thức 4-83/Tr 114 – TKMĐ:
1 1
d1

p.F 2.944
I 4,5 A
0,9.m .w k 2,7.162.0,959
µ
= = =
Trong đó: k
d1

= 0,959 – Theo phần 14 trong quyển thiết kế này
Dòng từ hóa phầm trăm:
μ
μ
đm
I
4,5
I % .100% .100% 23,26%
I 19,35
= = =
59. Chiều dài trung bình của ½ vòng dây Stato:
Theo công thức 3-28/Tr 68 – TKMĐ: l
tb
= l
1
+ l
đ
Trong đó:
l
1
= 12 cm
l
đ
– chiều dài phần đầu nối . Theo công thức 3-29/Tr 68 – TKMĐ
l
đ
= K
d1
.τ
y

+ 2B
Trang 12
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
τ
y
– Chiều rộng trung bình của phần tử:
r1
y
π(D h ).β
π.(19,3 2,45).1
τ 11,4 cm
2p 6
+
+
= = =
Các hệ số K
d1
và B được tra theo bảng 3.4/Tr 69 – TKMĐ. Với 2p=6
ta chọn K
d1
= 1,6 và B = 1 cm .
l
tb
= 12 + 1,6.11,4+ 2.1 = 32,2 cm
60. Chiều dài dây quấn của 1 pha Stato:
L
1
= 2.l
tb
.w

1
= 2.0,322.162 = 104,45 m
61. Điện trở tác dụng của dây quấn tác dụng Stato:
Theo công thức 5-6/Tr 118 – TKMĐ:
r
1
= k
r
.ρ.
1
1 1 1
L
1 104,45
0,959. . 0,642
n .a .s 46 2.2.0,883
= = Ω
Trong đó:
ρ – Điện trở suất của dây quấn Stato (ở đây ta chọn dây đồng)
với nhiệt độ làm việc tính toán là 75
0
C vì máy làm việc với cấp cách điện B. Theo
bảng 5.1/Tr 117 – TKMĐ
/mΩ.mm
46
1
ρ
2
=
s
1

– tiết diện của dây quấn Stato theo phần 12 quyển thiết kế này
ta có s
1
= 0,883 mm
2
a
1
– Số mạch nhánh song song
n
1
– Số sợi
Theo đơn vị tương đối:
*
1
1 1
1
I
19,35
r r . 0,642. 0,056
U 220
= = =
62. Điện trở tác dụng của dây quấn Roto (Thanh dẫn):
r
td
=
-4
2
Al
r2
l

1 0,12
ρ . . 0,41.10
S 23 127
= = Ω
63. Điện trở vành ngắn mạch:
Trang 13
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
r
v
=
6
v
Al
v
2
π.D
1π.0,177
ρ . . 1,62.10
Z .S 23 42.355
−
= = Ω
64. Điện trở Roto:
Theo công thức 5-14/Tr 121 – TKMĐ
-6
-4 -3
v
2
td
2 2
2r

2.1,62.10
r r 0,41.10 0,057.10
0,445
= + = + = Ω
∆
Trong đó:
2
πp π.3
Δ 2.Sin 2.Sin 0,445
Z 42
= = =
65. Điện trở Roto đã quy đổi:
Theo công thức 5-17/Tr 121 –TKMĐ
r’
2
= γ.r
2
Trong đó: γ – Hệ số quy đổi được tính theo công thức 5-16/Tr 121 – TKMĐ
2
2
1 1
d1
2
4m (w .k )
4.3.(162.0,959)
γ 6896
Z 42
= = =
r’
2

= 1250,55.0,057.10
-3
= 0,393 Ω
Tính theo đơn vị tương đối:
*
1
2 2
1
I
19,35
r' r' 0,393. 0,0346
U 220
= = =
66. Hệ số từ tản rãnh Stato:
Đối với rãnh hình quả lê ta tính theo công thức 5-27/Tr 125 – TKMĐ:
1 41 2 41
r1
β β
41
h b h h
λ k (0,785 - ).k'
3b 2b b b
22,2 3 2,7 0,5
.1 (0,785 ).1 1,35
3.8 2.8 8 3
= + + +
= + − − + =
Trong đó:
Với β = 1nên theo công thức 5-25 và 5-24/Tr 125 –TKMĐ
=> k’

β
= k
β
= 1
h
1
= h
rs
– 0,1.d
2
– 2c – c’ = 24,5 – 0,1.10 – 2.0,4 – 0,5 =22,2 mm
h
2
= -
1
d
( - 2c - c') - (4 - 2.0,4 - 0,5) - 2,7 mm
2
= =
Trang 14
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
67. Hệ số từ dẫn tản tạp Stato:
Theo công thức 5-39/Tr 130 – TKMĐ
.σ
.δk
.kρ).k.(qt
0,9. λ
t1
δ
41t1

2
d111
t1
=
Trong đó :
t
1
= 1,123 cm
q
1
= Z
1
/2mp = 54/18 = 3
k
d1
= 0,959
ρ
t1
– Theo bảng 5.3/Tr 137 – TKMĐ ρ
t1
= 0,93
σ
t1
– Theo bảng 5.2a/Tr 134-TKMĐ σ
t1
= 0,0141
2
2
41
41

1
b
0,3
k 1 - 0,033. 1-0,033. 0,941
t . 1,123.0,045
δ
= = =
k
δ
= 1,13 – Theo phần 38 của quyển thiết kế này
2
t1
1,123.(4.0,959) .0,93.0,941
λ 0,9. .0,0141 1,92
1,19.0,045
⇒ = =
68. Hệ số từ tản phần đầu nối:
Với dây quấn1 lớp hệ số từ tản tạp ở phần đầu nối dây quấn stato được tính
theo công thức 5-45/Tr 131 – TKMĐ:
1
1
đl đl
δ
q
3
λ 0,67 (l - 0,64β .τ ) 0,67. (20,24 - 0,64.0,833.10,1) 2,3
l 12
= = =
69. Hệ số từ tản của Stato:
1 r1 t1

đl
λ λ λ λ 1,35 1,92 2,3 5,57 = + + = + + =
∑
70. Điện kháng dây quấn Stato:
Theo công thức 5-47/Tr 132 – TKMĐ
2
1 1
1 1
1
2
l
f w
x 0,158. ( ) . .
100 100 p.q
50 162 12
0,158. ( ) . .5,57 1,96
100 100 3.3
δ
λ
= =
= = Ω
∑

Tính theo đơn vị tương đối
Trang 15
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
*
1
1 1
1

I
19,35
x x . 1,96. 0,172
U 220
= = =
71. Hệ số từ dẫn tản rãnh Roto:
Theo công thức 5-30/Tr 126 TKMĐ ta xét rãnh roto hình ôvan
1,91
1,5
0,5
.1
2.7
1,5
0,66
8.206,5
π.7
1
3.7
26,1

b
h
.k
2d
b
-0,66
8.S
π.d
-1
3.d

h
λ
2
2
42
4242
2
z2
2
12
r2
=+








−+






−=
+









+








=
72. Hệ số từ dẫn tạp Roto:
.σ
.δk
.kρ).k.(qt
0,9. λ
t2
δ
42t2
2
d222
t2
=
Trong đó:

t
2
= 1,437 cm
q
2
= Z
2
/2mp = 42/18
k
d2
= 1
ρ
t2
= 1;k
42
= 1
Theo bảng 5.2c/Tr 136 – TKMĐ ta có σ
t2
= 0,00168
2
t2
42
1,437.( ) .1.1
18
λ 0,9. .0,00168
1,19.0,045
= =
73. Hệ số từ tản ở phần đầu nối (vành) Roto:
Theo công thức 5-46a/Tr 131 – TKMĐ:
V V

đ2
2 2
2 2
2,3D 4,7D
2,3.17,7 4,7.17,7
λ .lg .lg
a 2b 2,4 2.1,5
Z .l .Δ 42.12.0,445
= = =
+ +
74. Hệ số từ tản do rãnh nghiêng:
2
2
n
rn
t2
2
b 1,123
λ 0,5.λ 0,5
t 1,437
 
 
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
= = =
75. Hệ số từ tản của Roto:
5,25 0,64 0,68 2,03 1,91 λλλλ λ

nVt2r22
=+++=+++=
∑
Trang 16
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
76. Điện kháng tản của dây quấn Roto:
2
-8 -8 -4
1 2 2
x
7,9.f .l .λ .10 7,9.50.17,8.5,25.10 3,7. 10
=
= = Ω
∑
Quy đổi điện kháng của Roto về phía stato:
x'
2
= γ.x
2
= 1250,55.3,7.10
-4
= 0,46 Ω
Tính theo đơn vị tương đối:
0,1437
220
68,45
0,45.
U
I
. x' x

2
*
2
===
77. Điện kháng hỗ cảm:
μ
1 1
12
μ
U I .x
220-4,5.1,96
x 46,9 Ω
I 4,5
−
= = =
Tính theo đơn vị tương đối:
*
12 12
I 19,35
x x . 46,9. 4,12
U 220
= = =
78. Tính lại k
E
:
1 1
E
1
U - x .I
220 - 1,96.4,5

k 0,96
U 220
µ
= = =
Trị số này chấp nhận được so với k
E
= 0,965 ban đầu
Tổn hao thép và tổn hao cơ.
79. Trọng lượng răng Stato:
G
z1
= γ
Fe
. Z
1.
.b
z1
.h’
Z1
.l
1
.k
C
.10
-3
= 7,8.54.0,55.2,183.12.0,95.10
-3
= 5,77 Kg
Trong đó:
γ

Fe
= 7,8 Trọng lượng riêng của sắt từ chọn làm lõi thép
Z
1
= 54 rãnh l
1
= 12 cm
b
z1
= 0,54 cm k
C
= 0,95
h’
z1
= 21,83 mm
80. Trọng lượng gông từ Stato:
G
g1
= γ
Fe
.l
1
.L
g1
.h
g1
.2p.k
C
.10
-3

= 7,8.12.13,35.1,8.6.0,95.10
-3
= 12,82 kg
81. Tổn hao sắt trong lõi thép Stato:
Trang 17
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
Theo công thức 6-2/Tr 140 – TKMĐ tổn hao thép trong răng :
P
FeZ1
= k
gc
.p
FeZ1
.B
2
Z1
.G
Z1
.10
-3
Trong đó:
k
gc
: Hệ số gia công. Với máy điện KĐB lấy k
gc
= 1,8
p
FeZ
: Suất tổn hao thép – Tra bảng V.14/ Tr 618 – TKMĐ Với
thép 2211 đã chọn ở trên thì p

FeZ1
= 2,5 W/kg
B
Z1
= 1,7T
G
Z1
= 5,77 kg
P
FeZ1
=1,8.2,5.1,7
2
.5,77.10
-3
= 0,075 kW
Theo công thức 6-3/Tr 140 – TKMĐ tổn hao thép trong gông Stato :
P
Feg1
= k
gc
.p
Feg1
.B
2
g1
.G
g1
.10
-3
Trong đó:

B
g1
= 1,50 T
G
g1
= 12,82 kg
P
Feg1
=1,8.2,5.1,50
2
.12,82.10
-3
= 0,146 kW
Tổn hao thép trong cả lõi sắt Stato:
P’
Fe
= P
FeZ1
+ P
Feg1
= 0,075 + 0,146 = 0,221 kW
82. Tổn hao bề mặt:
Ở máy điện không đồng bộ, tổn hao bề mặt lớn vì khe hở không khí nhỏ.
Tổn hao tập chung chủ yếu trên bề mặt roto còn trên bề mặt Stato ít hơn do miệng
rãnh roto bé. Theo công thức 6-7/Tr 142 – TKMĐ:
.10.pl
t
b -t
. 2p.τ P
7-

bm2
2
422
bm
=
Trong đó:
p
bm
: Suất tổn hao bề mặt được tính theo CT6-5/Tr 141 – TKMĐ:
)t.(10B
10000
n Z
.0,5.k p
2
10
1,5
1
0bm






=
B
0
: Biên độ dao động của mật độ từ thông của khe hở không khí:
B
0

= β
0
.k
δ
.B
δ
= 0,34.1,19.0,79 = 0,32 T
Trang 18
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
β
0
: Theo đường cong 6-1/Tr 141 – TKMĐ với
41
b 3
6,67
δ 0,45
= =
k
δ
= 1,19 ; B
δ
= 0,79 T
k
0
: Hệ số kinh nghiệm với máy điện KĐB thì k
0
= 1,8
n = 1000 Vòng/phút
Z
1

= 54 rãnh ;t
1
= 1,123 cm .
1,5
2
bm
-7
bm
54.1000
p 0,5.1,8. .(10.0,32.1,123) 1830
10000
1,437 - 0,1
P 6.10,1. .12.1830.10 0,123 kW
1,437
 
 ÷
 ÷
 
= =
= =

83. Tổn hao đập mạch trên răng Roto:
-Sự đập mạch do dao động của từ trường trong vùng liên thông răng(rãnh)
stato và roto theo vị trí tương đối của từ của rãnh Stato và roto.
- Biên độ dao động của mật độ từ thông trong răng Roto được tính theo công
thức 6-10/Tr 142 –TKMĐ:
1
Z2
đmh
2

γ .δ
3,55.0,045
B .B .1,75 0,097 T
2.t 2.1,437
= = =
Trong đó: γ
1
= 3,55 – Theo phần 38 trong quyển thiết kế này
- Trọng lượng răng roto:
G
z2
= γ
Fe
.Z
2
.h’
Z2
.b’
Z2
.l
2
.k
C
.10
-3
= 7,8.42.1,75.0,6.12.0,95.10
-3
= 3,92kg
Tổn hao đập mạch trên răng Roto theo công thức 6-13/Tr 143 – TKMĐ:
2

-3
1
Z2
đmh2 đmh
Z .n
P 0,11. .10.B .G .10
10000
 
 ÷
 
=
2
-3
54.1000
0,11. .10.0,097 .3,92.10 0,01181 kW
10000
 
 ÷
 
= =
84. Tổng tổn hao thép:
P
Fe
= P’
Fe
+ P
bm
+ P
đmh
= 0,221 + 0,123 + 0,00118 = 0,356 kW

85. Tổn hao cơ:
Đối với động cơ KĐB kiểm kín theo công thức 6-19/tr 145 – TKMĐ:
Trang 19
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
2 4
4
2
-3 -3
n
C
Dn 1000 272
P k. . .10 1. 10 0,055 kW
1000 100 1000 100
   
 
 
 ÷  ÷
 ÷
 ÷
 
 
   
= = =
86. Tổn hao không tải:
P
0
= P
Fe
+ P
c

= 0,356 + 0,055 = 0,411 kW
Đặc tính làm việc.
Các số liệu đã tính toán được:
r
1
= 0,642 Ω x
1
= 1,96 Ω x
12
= 46,9 Ω
r’
2
= 0,0686 Ω x’
2
= 0,46 Ω
Xét các hệ số:
2
1 1
3 2
2
μ
Fe
1
μ
đbx đbr
1
μ
1 1
1
d1

I
2
2
1,96
C 1 1,042 C 1,0853
46,9
P 10 3.I .r
356 3.4,5 .0,642
I I 4,5 A ; I 0,6 A
3.U 3.220
E U - I x 220 - 4,5.1,96 211,18 V
6.w k
6.162.0,959
k 22,19
Z 42
I'
= + = ⇒ =
+
+
= = = = =
= = =
= = =
2
I
2 2
đm
1
2
m
1

2
1
I
395
17,8 A
k 22,19
I' .r'
17,8.
s
E 211,18
r'
s
x
1,96
x'
1,042
C
= = =
= = =
= = =
+
+
Xây đựng đặc tính làm việc như bảng dưới đây
STT Công thức Đ.v
ị
s
0,00 0,01 0,020 0,0209 0,02 0,093
Trang 20
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
5 0 3 5 5

1

s
r'

C
r
C r
2
1
1
2
1ns








+=
Ω 14,39 7,24 3,62 3,51 2,95 0,85
2
x'
C
x
C x
2
1

1
2
1ns








+=
Ω
0,76
8
0,76
8
0,768 0,768
0,76
8
0,768
3
xr Z
2
ns
2
nsns
+=
Ω 14,41 7,28 3,70 3,59 3,05 1,15
4

Z
U
.C I'
ns
1
12
=
A 15,58
30,8
4
60,66 62,57 73,60 194,7
5

Z
r
' Cos
ns
ns
2
=
ϕ
0,999 0,994 0,978 0,977 0,968
6 Sinφ’
2
0,05
3
0,10
5
0,207 0,217 0,252

7
'cos
C
I'
I I
2
1
2
đbr1r
ϕ
+=
A 16,20 30,99 59,09 60,83 70,73
8
'sin
C
I'
I I
2
1
2
đbx1x
ϕ
+=
A 16,81 19,18 28,32 29,11 34,14
9
I I I
2
1x
2
1r1

+=
A 23,35 36,45 65,53 67,44 78,54
10 Cosφ 0,69 0,85 0,90 0,90 0,90
11 P
1
kW 10,69 20,45 39,00 40,15 46,68
12 p
Cu1
kW 0,15 0,37 1,18 1,25 1,70
13 p
Cu2
kW 0,05 0,20 0,76 0,81 1,11
14 p
f
kW 0,05 0,10 0,19 0,20 0,23
15 p
0
kW 0,89 0,89 0,89 0,89 0,89
16 Σp = p
Cu1
+
Cu2
+p
f
+p
0
kW 1,15 1,56 3,03 3,15 3,94
17 P2 kW 9,54 18,90 35,97 37,00 42,75
18 η % 89,28 92,39 92,24 92,15 91,56
87. Bội số mômen cực đại

2,18
0,0931
0,02095
62,57
196,5

s
s
I'
I'

M
M
m
2
m
đm
2
2đđ
2M
đm
max
max
=







=








==
Tính toán đặc tính khởi động:
88. Tham số của động cơ điện khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s=1:
- Chiều cao tương đối của rãnh. Theo công thức 10 – 25/Tr 255 – TKMĐ:
Trang 21
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
s0,067.a. ξ =
= 0,067.30,5.1 = 2,04
Trong đó: a = h
r2
– b
42
= 31-0,5 = 30,5 mm
- Theo công thức 10-26/Tr 255 – TKMĐ khi ζ ≥ 2 thì:
φ = ζ – 1 = 1,04 ψ = 1,5/ζ = 1,5/2 = 0,783
- Điện trở của thanh dẫn khi tính đến dòng điện mặt ngoài r
tdζ
. Theo công
thức 10-27/Tr 256 – TKMĐ :
r
tdζ

= r
td
.k
R
= 3,7.10
-5
.2,04 = 8,0.10
-5
Ω
Với k
R
= 2,04
- Điện trở roto khi xét tới hiệu ứng mặt ngoài với s = 1:
-7
-5 -4
V
2
td
2 2
2r
2.9,4.10
r r 8.10 0,9.10
0,329
ξ
ξ
= + = + = Ω
∆

- Quy đổi về phía Stato:
r'

2ζ
= γ.r
2γ
= 1250,55.0,9.10
-4
= 0,1175 Ω
- Hệ số từ dẫn rãnh roto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s =1 :
1,57
1,5
0,5
.0,75
2.7
1,5
- 0,66
8.213,47
π.7
- 1
3.7
26,1


b
h
ψ
2b
b
- 0,66
8S
πb
- 1

3b
h
λ
2
2
42
4242
2
c
2
1
r2ξ
=+








+






=
=+









+








=
- Tổng hệ số từ dẫn của Roto khi xét tới hiệu ứng mặt ngoài với s =1 :
4,91 0,64 0,68 2,03 1,57 λ λ λ λ λ
rnd2t2r2ξ2ξ
=+++=+++=
∑
- Điện kháng của Roto khi xét tới hiệu ứng mặt ngoài:
2ξ
2
2ξ
2
λ
4,91

x' x' . 0,46. 0,43 Ω
5,25
λ
= = =
∑
∑
- Tổng trở ngắn mạch khi xét tới hiệu ứng mặt ngoài khi s =1
1
nξ 2ξ
1
nξ 2ξ
2 2 2 2
nξ nξ nξ
r r r' 0,092 0,1175 0,209 Ω
x x x' 0,28 0,43 0,71 Ω
z r x 0,209 0,71 0,74 Ω
= + = + =
= + = + =
= + = + =
- Dòng điện ngắn mạch khi chỉ xét tới hiệu ứng mặt ngoài:
Trang 22
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
1
nξ
nξ
U
220
I 296,36 A
z 0,761
= = =

89. Tham số của động cơ điện khi xét đến cả hiệu ứng mặt ngoài và sự bão
hòa của mạch từ tản khi s = 1:
- Với rãnh Stato ½ kín ta chọn sơ bộ k
bh
= 1,425. Theo công thức 10-35 ta
có: I
nbh
= k
bh
.I
nξ
= 1,4.296,36 = 422,32 A
- Sức từ động trung bình của một rãnh Stato:
Theo công thức 10-36/Tr 259 – TKMĐ
A 5048,72
38
48
5.0,966.0,92 0,88.
4
422,32.34
0,7.

Z
Z
.kk k.
a
.uI
0,7 F
2
1

d1yβ
1
rnbh
ztb
=






+=
=








+=
Trong đó:
u
r
: Số thanh dẫn tác dụng trong rãnh Stato
a
1
: Số mạch nhánh song song
k

β
: Tra đường cong 10-14/Tr 259 – TKMĐ
k
y
: Hệ số bước ngắn. Theo phần 13 quyển thiết kế này
k
d1
: Hệ số dây quấn
-Mật độ từ thông quy đổi trong khe hở không khí :
Theo công thức 10-37/Tr 259 – TKMĐ
4
-4
F .10
5048,72.10
ztb
B 4,5 T
Φδ
1,6C .δ 1,6.0,996.0,07
bh
−
= = =
Với:
0,996
1,923 1,531
0,07
2,5. 0,64
tt
δ
2,5. 0,64 C
21

bh
=
+
+=
+
+=
Theo mật độ từ thông quy đổi B
Φδ
, căn cứ vào đường cong trong hình 10-15
trang 260 giáo trình TKMĐ tim ra hệ số χ
δ
đặc trưng cho tỷ số giữa từ thông tản
khi xét tới bão hòa và không bão hòa: χ
δ
= 0,50
Trang 23
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
Do bão hòa phần trên của răng, hệ số từ dẫn của từ trường tản rãnh giảm
xuống. Căn cứ vào đó tìm ra sự biến đổi tương đương của rãnh hở. Đối với Stato
sự biến đổi tương đương đó bằng. Theo công thức 10-39/Tr 260 – TKMĐ:
C
1
= (t
1
– b
41
)(1- χ
δ
) = (1,531 – 0,3)(1 – 0,5) = 0,6
Với rãnh ½ kín như thiết kế đã chọn:

0,6
1,5.0,3 0,6
0,6
.
0,3
0,58.0,45 0,05


1,5.bC
C
.
b
0,58.h h
Δλ
411
1
41
341
1bh
=
+
+
=
=
+
+
=
- Hệ số từ tản rãnh stato khi xét tới đến bão hòa mạch từ tản:
λ
r1bh

= λ
r1
– Δλ
1bh
= 1,25 – 0,6 = 0,65
- Hệ số từ tản tạp Stato khi xét tới bão hòa mạch từ tản
λ
t1bh
= λ
t1
.χ
δ
= 1,089.0,5 = 0,544
- Tổng hệ số từ tản Stato khi xét tới bão hòa mạch từ tản:
2,31 1,1099 0,544 0,65 λλλ λ
đlt1bhr1bh1bh
=++=++=
∑
- Điện kháng của Stato khi xét tới bão hòa mạch từ tản:
1bh
1
1bh
1
λ
2,31
x x 0,28. 0,188 Ω
3,45
λ
= = =
∑

∑
Với roto lòng sóc sự biến đổi tương đương bằng:
C
2
= (t
2
– b
42
)(1 - χ
δ
) = (1,923 – 0,15)(1 – 0,5) = 0,886
Với rãnh ½ kín theo công thức 10-47/Tr 261 – TKMĐ:
0,285
0,15 0,886
0,886
.
0,15
0,05

bC
C
.
b
h
Δλ
422
2
42
42
2bh

=
+
=
+
=
- Hệ số từ tản rãnh roto khi xét tới bão hòa mạch từ tản và hiệu ứng mặt
ngoài:
1,28 0,285 - 1,57 Δλ - λ λ
2bhr2ξbhr2
===
ξ
- Hệ số từ tản tạp Rôto khi xét tới bão hòa mạch từ tản:
λ
t2bh
= λ
t2
.χ
δ
= 2,03.0,5 = 1,013
- Hệ số từ tản do rãnh nghiêng Rôto khi xét tới bão hòa mạch từ tản:
Trang 24
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Đoàn Văn San TBĐ – ĐT4 K48
λ
rnbh
= λ
rn
.χ
δ
= 0,64.0,5 = 0,321
- Tổng hệ số từ tản Rôto khi xét tới bão hòa mạch từ tản và hiệu ứng mặt

ngoài:
3,29 0,321 0,68 1,013 1,28
λ λ λ λ λ
rnbhđl2t2bhbh2bh2
=+++=
=+++=
∑
ξξ
- Điện kháng Rôto lúc đó sẽ :
0,29
5,25
3,29
0,489.
λ
λ
x' x'
2
bh2
2bh2
Ω===
∑
∑
ξ
ξ
90. Các tham số ngắn mạch khi xét tới hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa
mạch từ tản:
0,52 477,00,209 xr z
0,477 0,29 0,188 x' x x
0,209 r
222

bhn
2
nbhn
bh21bhbhn
n
Ω=+=+=
Ω=+=+=
Ω=
ξξξ
ξξ
ξ
91. Dòng điện khởi động:
A 422
0,52
220

z
U
I
bhn
1
k
===
ξ
Trị số này không sai khác nhiều so với I
nbh
= 422,32 A. Nên không cần giả
thiết lại.
92. Bội số dòng điện khởi động:
i

k
=
6,2
68,45
422

I
I
đm
k
==
Điện kháng hỗ cảm khi xét đến bão hòa:
x
12n
= x
12
.k
μ
= 13,47.1,44 = 19,4 Ω
Trang 25