Giao-Trinh-Dong-Co-Dien-160829081300.Pdf

Giáo trình ðộng cơ điện
Chương I: Khái qt về động cơ điện
Chương II: Các thơng số cơ bản của động cơ khơng đồng bộ rotor lồng sóc
Chương III: Sơ đồ khai triển dây quấn động cơ điện
Chương IV: Tính tốn số liêu dây quấn
Chương V: Kỹ thuật cách ñiện và quấn dây
Chương VI: Phương pháp tẩm sấy ñộng cơ ñiện
Chương VII: Tháo lắp và vận hành ñộng cơ ñiện

NG.X.T

LIÊN HỆ MUA ĐỘNG CƠ ĐIỆN – MOTOR ABB

Công ty TNHH TM DV Kỹ Thuật Tương Lai
22 Nguyễn xí, Phường 26, Quận Bình Thạnh, TP HCM
/
Website:
HP: 0973 386 761/ 0902 541828
Chuyên cung cấp: Động cơ điện – Motor điện, Động cơ ABB – Motor ABB, Biến tần , Biến
tần Mitsubishi, biến tần, động cơ giảm tốc, hộp giam toc


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
Chương I: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Bài 1: KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN
I/. Khái niệm
Động cơ điện không đồng bộ là loại động cơ xoay chiều làm việc theo nguyên lý
cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của roto n ( tốc độ quay của máy ) khác với tốc độ

quay của từ trường n1.
Động cơ điện không đồng bộ có hai day quấn: Dây quấn stato ( sơ cấp ) nối với
lưới điện, tần số không đổi f; dây quấn rôto ( thứ cấp ) được nối tắt lại hoặc khép kín
qua điện trở; dịng điện trong dây quấn rơto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng
có tần số không đổi phụ thuộc vào tốc độ của rôto ( nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên
trục của máy).
Củng như các loại động cơ điện quay khác, động cơ điện khơng đồng bộ có tính
thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện, củng như ở chế độ máy
phát điện.
Động cơ điện không đồng bộ so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hành
khơng phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên được sử dụng nhiều trong sản xuất
và sinh hoạt, dưới đây ta chỉ xét động cơ khơng đồng bộ, động cơ có các loại: động cơ
ba pha và một pha.
- Động cơ điện không đồng bộ một pha có cơng suất nhỏ khơng q vài ba kw trở
xuống được dùng ở nguồn điện 2 dây. Ví dụ như bơm nước, máy mài hai đá…
+ Động cơ khơng đồng bộ một pha có vịng ngắn mạch ( công suất dưới 150w ).
+ Động cơ không đồng bộ một pha dùng tụ điện.
- Động cơ điện khơng đồng bộ 3 pha có cơng suất lớn được dùng rộng rãi trong các
ngành công nghiệp, các nhà máy xí nghiệp v.v…Ví dụ như máy kéo, máy phát điện có
cơng suất lớn…
Các kiểu động cơ này đều dùng rơto lồng sóc.
II/. Phân loại động cơ điện:
ĐỘNG CƠ ĐIỆN (ĐCĐ)
ĐCĐ 1 CHIỀU
ĐC KÍCH TỪ
BẰNG ĐIỆN

ĐC KĐB

ĐC KÍCH TỪ

BẰNG NCVC

ĐC KĐB 1
PHA

ĐC KĐB 3
PHA

ĐC ROTO DÂY
QUẤN

ĐC ROTO
LỒNG SĨC

ĐC ROTO
DÂY QUẤN

ĐC VỊNG
CHẬP

ĐC KIỂU
PHẢN ỨNG

ĐC DÙNG
NCVC

ĐC ROTO LỒNG
SÓC

ĐC CÓ CUỘN

DÂY PHỤ

ĐC KIỂU ĐIỆN
DUNG

...........

ĐC ĐB

ĐC MỞ MÁY
BẰNG ĐIỆN TRỞ

trang 1


Trong môn học này ta chỉ đi sâu vào loại động cơ phổ biến và thơng dụng nhất
hiện nay đó là động cơ không đồng bộ 1 pha và 3 pha rơto lồng sóc.

Bài 2: CẤU TẠO VÀ NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ
KHƠNG ĐỒNG BỘ RƠTO LỒNG SĨC
I/. Cấu tạo.
Cơ cấu động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) tuỳ theo kiểu loại vỏ bọc kín hoặc hở, là
do hệ thống làm mát bằng cánh quạt thơng gió đặt ở bên trong hay bên ngồi động cơ.
Nhìn chung ĐCKĐB có hai phần chính là phần tỉnh và phần quay.
1/. Phần tĩnh
Phần tĩnh hay còn gọi là stato gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn
a). Lõi thép:
Là bộ phận dẩn từ của máy có dạng hình trụ rổng, lõi thép được làm bằng các lá
thép kỹ thuật điện dày 0,35 đén 0,5 mm, được dập theo hình vành khăn, phía trong có
xẻ rảnh để đặt dây quấn và được sơn phủ trước khi ghép lại.

b). Dây quấn:
Dây quấn stato làm bằng dây đồng hoặc dây nhôm (loại dây email) đặt trong các
rảnh của lõi thép.
Hai bộ phận chính trên cịn có các bộ phận phụ bao bọc lõi thép là vỏ máy được
làm bằng nhôm hoặc gang dùng để giử chặt lõi thép phía dưới là chân đế để bắt chặt
vào bệ máy, hai đầu có hai nắp làm bằng vật liệu cùng loại với vỏ máy, trong nắp có ổ
đở (hay cịn gọi là bạc) dùng để đở trục quay của rơto.
Móc treo
Cánh quạt

Chụp gió
10

Vịng ngắn mạch

Cuộn dây
2

3

Bạc đạn

6
8

11

4

5

1
Khung

Lắp

7
9
Rotor

Hộp đấu nối

Hình 1.1: cấu tạo động cơ không đồng bộ
trang 2

Trục


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
2/. Phần quay.
Hay cịn gọi là rơto, gồm có lõi thép, dây quấn và trục máy.
a). Lõi thép:
Có dạng hình trụ đặc làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, dặp thành hình dĩa và ép
chặt lại, trên mặt có các đường rãnh để đặt các thanh dẩn hoặc dây quấn. Lõi thép
được ghép chặt với trục quay và đặt trên hai ổ đở của stato.
b). Dây quấn:
Trên rơto có hai loại: rơto lồng sốc và rôto dây quấn.

- Loại rôto dây quấn có dây quấn giống như stato, loại này có ưu điểm là môment
quay lớn nhưng kết cấu phức tạp, giá thành tương đối cao.
- Loại rơto lồng sóc: kết cấu của loại này rất khác với dây quấn của stato. Nó
được chế tạo bằng cách đúc nhơm vào các rãnh của rôto, tạo thành các thanh nhôm và
được nối ngắn mạch ở hai đầu và có đúc thêm các cánh quạt để làm mát bên trong khi
rôto quay.

a/ stato động cơ KĐB

b/ rơto
Hình 1.2: hình dạng rơto và stato

Phần dây quấn được tạo từ các thanh nhơm và hai vịng ngắn mạch có hình
dạng như một cái lồng nên gọi là rơto lồng sóc. Các đường rãnh trên rơto thơng
thường được dập xiên với trục, nhằm cải thiện đặt tính mở máy và giảm bớt hiện
tượng rung chuyển do lực điện từ tác dụng lên rôto không liên tục.
II/. Nguyên lý hoạt động.
Muốn cho ĐC làm việc, stato của ĐC cần được cấp dòng điện xoay chiều. Dòng
điện qua dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ:
n = 60.

f
p

(vịng/phút)

trong đó: f- là tần số của nguồn điện
p- là số đơi cực của dây quấn stato

Võ Chí Lợi

trang 3


Trong quá trình quay từ trường này sẽ quét qua các thanh dẩn của rôto, làm xuất
hiện sức điện động cảm ứng. Vì dây quấn rơto là kín mạch nên sức điện động này tạo
ra dòng điện trong các thanh dẩn của rơto. Các thanh dẩn có dịng điện lại nằm trong
từ trường, nên sẽ tương tác với nhau, tạo ra lực điện từ đặc vào các thanh dẩn.
Tổng hợp các lực này sẽ tạo ra môment quay đối với trục rôto, làm cho rôto quay
theo chiều của từ trường.
Khi ĐC làm việc, tốc độ của rôto (n) luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường (n1) ( tứclà
nthanh dẩn rơto khơng cịn chuyển động tương đối. Lúc đó sức điện động cảm ứng
khơng hình thành, khơng có dịng điện trong các thanh dẩn do đó lực điện từ củng như
mơment quay điều bị triệt tiêu.
Kết quả là rôto quay chậm lại nên ln nhỏ hơn n1, vì thế động cơ được gọi là động
cơ không đồng bộ.
Độ sai lệch giữa tốc độ rôto và tốc độ từ trường được goi là hệ số trược, ký hiệu là
S và được tính bằng:
n1 − n
S=

n1

100%

Thông thường hệ số trược vào khoảng 2% đến 10%.

trang 4

Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
Chương II: CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
ROTOR LỒNG SĨC
I/. Các thơng số ghi trên nhãn của động cơ
Thông thường trên tất cả các động cơ điện điều có ghi các thơng số cơ bản sau;
Cơng suất định mức
Pđm (KW) hoặc (HP)
Điện áp dây định mức
Uđm (V)
Dòng điện dây định mức
Iđm (A)
Tần số dịng điện
f
(Hz)
Tốc độ quay rơto
nđm (vịng / phút) hoặc (rpm)
Hệ số cơng suất
cos ϕ
Loại động cơ
3 pha hoặc 1 pha
Ngồi các thơng số định mức trên bên cạnh đó có những loại động cơ cịn có các
thơng số phụ như: hiệu st (ηdm ); mả số vòng bi; cấp cách điện; trọng lượng động
cơ;….
II/. Các thông số cơ bản của bộ dây quấn.
Ở phần trước ta giới thiệu chung ĐCKĐB và đồng bộ, nó có cấu tạo và nguyên lý
hoạt động như thế nào thông qua đó ta xét thêm quan hệ các thơng số của bộ dây quấn

được dùng trong động cơ điện như sau:
- Số cực của động cơ 2P.
- Số đôi cực của động cơ P.
- Bước từ cực τ (khoảng cách của hai cực từ kế tiếp nhau).
- Tổng số rảnh trên stato Z.
- Số cạnh dây phân bố cho mỗi pha trên mỗi khoảng của bước từ cực q.
α d : Góc lệch pha giữa 2 rãnh kế tiếp nhau (tính theo đơn vị góc điện, lúc đó ta xem
mỗi khoảng bước cực trải rộng trong khoomng gian tương ứng 180o điện).
α hh : Góc lệch pha giữa 2 rãnh kế tiếp nhau (tính theo đơn vị góc hình học, lúc đó ta
xem mỗi khoảng bước cực từ trải rộng trong khơng gian tương ứng 180o điện).
α : Góc lệch pha giửa 2 pha kế tiếp nhau (tính theo đơn vị rãnh).
y: Bước bối dây. (là khoảng cách giửa 2 cạnh tác dụng của 1 bối dây).
III/. Một số khái niệm cơ bản của bộ dây quấn.
1/. Từ cực
Được hình thành bởi một bối dây hay nhóm bối dây sau cho khi dòng điện đi qua
sẻ tạo được các từ cực N, S xen kẻ kế tiếp nhau trong cùng các nhóm bối dây của 1
pha, số lượng từ cực N, S ln là số chẳn.
τ=

Võ Chí Lợi

Z
(rãnh)
2p

trang 5


S
τ = 1800

τ = 1800

N

N

τ = 1800

τ = 1800

S
Hình 2.1: từ cực và cách đấu dây tạo từ cực xen kẻ.

Ví dụ: Động cơ tốc độ 1500 vịng / phút có tổng số rãnh trên stato Z= 36 rãnh.
Bước từ cực bằng:
τ=

Z 36
=
= 9 (rãnh)
2p 4

Vậy tâm của từ cực N ở rãnh số 1 thì tâm của từ cực S kế tiếp ở rãnh số 10.
2/. Bối dây
Là tập hợp nhiều vòng dây, được quấn nối tiếp với nhau và được bố trí trên stato
với hình dạng đã định trước, thì đoạn nằm trong rãnh được gọi là cạnh dây, cịn phần ở
ngồi rãnh là đầu nối của hai cạnh tác dụng.
Bước bối dây là khoảng cách giửa 2 cạnh dây và phần đầu nối đã được bố trí trên
stato và được tính theo đơn vị rãnh.

So sánh bước bối dây với bước từ cực ta có:
- Bước đủ: y = τ
- Bước ngắn: y < τ
τ
τ
τ
- Bước dài: y > τ

N

y

S

N

y

S

N

y

S

Bước bối dây đủ.
Bước bối dây ngắn.
Bước bối dây dài.
Hình 2.2: Dây quấn bước đủ, bước ngắn, bước dài.

trang 6


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Trong khi thực hành, khi xây dựng sơ đồ dây
quấn ta phải qui ước khi nhìn vào hình vẽ của
bối dây(hay nhóm bối dây) đầu nằm ở phía trái
là đầu “đầu” đầu cịn lại nằm ở phía phải là đầu
“cuối”.

/>
trái

Phải

3/. Cạnh dây
Là các cạnh tác dụng của bối dây được lồng
vào rãnh. Mỗi bối dây có hai cạnh tác dụng khi
cho dịng điện đi vào ở một đầu bối dây và đi ra
Đầu đầu
Đầu cuối
ở đầu còn lại, bước chuyển dịch dòng điện qua
Đ
C
hai cạnh tác dụng của bối dây lúc đó ngược
Hình 2.3: Qui ước cực tính bối dây
chiều nhau.
Như vậy, khi bố trí trên sơ đồ hai cạnh tác

dụng của cùng một bối dây phải bố trí trên hai
khoảng cực từ lân cận khác nhau.
Bước bối dây (bước dây quấn), là khoảng
cách giữa hai cạnh tác dụng của cùng một bối
dây.
Nếu trên sơ đồ ta có đánh số thứ tự cho từng
rãnh stato thì khoảng cách y có thể tính bằng
hiệu số giữa hai số thứ tự của 2 rãnh đang chứa 2
cạnh tác dụng của bối dây đó.
Vậy cạnh tác dụng thứ nhất được lồng vào
rãnh 2 thì cách 8 rãnh sẽ lồng rãnh còn lại.
Đầu nối bối dây là phần liên kết hai cạnh tác
dụng của bối dây, tuỳ theo cách liên kết đầu nối
ta có thể đổi được dạng dây quấn, nhưng khơng
thay đổi vị trí rãnh đã phân pha dây quấn. Hay
nói cách khác là đổi cách xây dựng sơ đò dây
quấn các đàu nối của bối dây.
4/. Nhóm bối dây
Trong một pha các nhóm bối dây được hình thành từ các bối dây và phụ thuộc vào
dạng dây quấn đồng thời phụ thuộc vào số rãnh đã phân phối trên một pha trên mổi
khoảng bước cực để từ đó bố trí các bối dây theo các rãnh nhất định.
Tuỳ theo dạng dây quấn đồng khuôn hoặc đồng tâm, tập trung hay phân tán ta sẽ
bố trí sơ đồ dây quấn khác nhau.
a). Nhóm bối dây quấn đồng khn.
Nhóm bối dây này có bước từ cực các bối dây điều bằng nhau nên chúng có cùng
một khn định hình, các bối dây trong nhóm này củng được nối tiếp với nhau cùng
chiều và được bố trí trên stato ở các rãnh kế cận để tạo thành các từ cực xen kẻ nhau.

Võ Chí Lợi

trang 7


Thơng thường các bối dây trong nhóm bối dây đồng khn điều là bước ngắn nên
ít tốn dây và được bố trí gọn các đầu của các bối dây. Tuy nhiên, để đạt yêu cầu thì
việc lắp các bộ dây quấn ở dạng này phải khó khăn hơn, tốn thời gian nhiều hơn so với
dạng dây quấn đồng tâm.

a/

b/

Hình 2.5: Nhóm bối dây đồng khn
a/ Nhóm bối dây đồng khn
b/ Khn định hình nhóm bối dây

b). Nhóm bối dây đồng tâm.
Nhóm bối dây đồng tâm được hình
thành bởi nhiều bối dây có bước bối dây
khác nhau và được mắc nối tiếp nhau theo
cùng một chiều quấn. Các cạnh dây của
a/
mỗi bối chiếm các rãnh kế cận nhau để tạo
b/
thành cực.
Hình 2.6: Nhóm bối dây đồng tâm
Để tạo thành nhóm bối dây đồng tâm, a/. nhóm bối dây đồng tâm
người ta quấn liên tiếp dây dẫn theo cùng b/. khuôn định hình nhóm bối dây
một chiều quấn lên trên một bộ khn có
kích thước khác nhau và đặt đồng tâm trên cùng một trực quấn.

Ưu điểm của dây quấn này là dễ lắp đặt bối dây vào stato; tuy nhiên có khuyết
điểm là các đầu bối dây chiếm chổ nhiều hơn so với cách mquấn khác.
Dạng nhóm bối dây đồng tâm thường phổ biến trong dây quấn của động cơ một
pha và động cơ 3 pha có cơng suất nhỏ.
Chú ý: Trong quá trình thực hiện dây quấn đồng tâm thì bước bối dây phải theo
trình tự từ nhỏ đến lớn nhưng khoảng cách giữa hai bối dây phải cách nhau ít nhất là 2
rãnh.
5/. Cuộn dây.
Cuộn dây (còn gọi là 1 pha) là tập hợp nhiều nhóm bối dây được đấu lại với nhau
và thông qua các cách đấu dây để hình thành các từ cực N, S xen kẻ nhau trong cùng
một pha (các từ cực luôn là số chẳn).

trang 8


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
6/. Góc điện.
Góc điện là đại lượng được tính theo thời gian, có đơn vị tính là độ điện, khác với
độ hình học.

τ = 1800

S
τ = 1800

S

N

τ = 1800

N

N

τ = 1800

τ = 1800

τ = 1800

S

Hình 2.7: Tương quan giữa góc điện và góc hình
học

Trong thực hành, để bố trí các nhóm bối dây trên stato ở vị trí chính xác trên mỗi
khoảng của các bước từ cực trong cùng một pha hoặc hai pha kế tiếp nhau trên một bộ
dây quấn nhất định trước hết ta tính góc lệch pha giữa hai rãnh liên tiếp (tính theo góc
điện) hoặc góc lệch pha giữa hai pha kế tiếp nhau (tính theo đơn vị rãnh).
αd =

p.360 0
Z

(góc điện)

Góc lệch pha giữa hai rãnh kế tiếp nhau tính theo độ hình học.
α hh

360 0
=
(góc hình học)
Z

Góc lệch pha giữa hai pha liên tiếp nhau tính theo đơn vị rãnh
α=

00

αd

(rãnh)

00 : góc lệch pha tính theo góc điện.
α : Khoảng cánh lệch pha giửa hai pha tình theo số rãnh.
VD: Động cơ có hai từ cực τ = 180 0 điện hay tương ứng với 1800 hình học.
Nếu động cơ có 4 từ cực thì bước từ cực τ = 180 0 điện chỉ tương ứng với 900 hình
học.
Tương ứng nếu động cơ có càng nhiều từ cực thì bước từ cực được tính theo độ
hình học càng ít đi.

Võ Chí Lợi

trang 9

Chương III: SƠ ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Bài 1: PHƯƠNG PHÁP ĐẤU DÂY CHO CÁC NHÓM BỐI DÂY
TRONG MỘT PHA
Khi thiết lập sơ đồ dây quấn trên động cơ 3 pha hoặc 1 pha, của các nhóm dây có
thể dấu với nhau tạo thành một pha hồn chỉnh với các từ cực thật hoặc từ cực giả tuỳ
theo sự bố trí các nhóm bối dây nên ta có các cách đấu như sau:
I/. Đấu dây các nhóm bối dây tạo từ cực thật.
Trong cách đáu này, các nhóm bối dây trong cùng một pha được bố trí sát nhau và
được nối dây giữa các nhóm, sau cho dong điện qua các nhóm tạo thành các từ cực N,
S xen kẻ nhau. Đặc điểm cách đấu này có số nhóm bbói trong một pha bằng số từ cực;
khi đấu dây có thể áp dụng quy tắc “Cuối – Cuối” hoặc “Đầu – Đầu”.
N

S
C

Đ
A

Đ

S
C

Đ

N
C

Đ

C

X
Hình 3.1: Đấu dây tạo từ cực thật

II/. Đấu dây các nhóm bối tạo từ cực giả.

2P = 4

N
S

N
S

Khi muốn đấu dây tạo từ các cực giả cùng dấu hay còn goi là cách đấu dây tạo từ
cực giả thì buộc phải bố trí các nhóm bối trong cùng một pha phải cách xa nhau ít nhất
một rãnh trống. Khi đấu dây phải áp dụng quy tắc “Đầu – Cuối” hoặc “Cuối – Đầu”
trang 10


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
bằng cách nối các nhóm này với đàu các nhóm kế tiếp, như thế mới tạo được các từ
cực cùng dấu.
Đặc điểm của cách đáu này, có số nhóm bối trong cùng một pha bằng ½ số từ cực,
cách đấu này áp dụng khi 2p = 2.

Từ cơ sở đó ta có khái niệm mới về từ cực. “Nếu một hoặc nhiều rãnh có chứa
những dây dẩn mà có cùng một chiều dịng điện thì chúng hình thành 1 từ cực”. do đó
có thể nối tiếp các cạnh dây lại theo một trật tự nào đó, sau cho thoả mản điều kiện khi
dịng điện đi qua chúng có cùng một chiều.
Như thế nghĩa là một pha hình thành ít nhất một cặp từ cực.

Hình 3.3: Mơ hình dây quấn tạo từ cực của động cơ điện

Hình 3.4: Mơ hình dây quấn tạo từ cực của động cơ điện

Lưu ý:
⊕ : Chỉ chiều dòng điện đi vào cạnh dây.
: Chỉ chiều dòng điện đi ra cạnh dây.
Trong q trình đấu dây các nhóm bối dây trong một pha ở trường hợp q nguyên ta
áp dụng theo qui tắc sau:
- Khi tổng số nhóm bối dây trong một pha bằng số đôi cực P ta áp dụng đấu cực
giả.
- Khi tổng số nhóm bối dây trong một pha bằng số cực 2P ta áp dụng đấu cực thật.

Võ Chí Lợi

trang 11


Bài 2: PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN
Phương pháp xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn một lớp của động cơ được thể hiện
theo trình tự các bước sau:
Bước 1 : Xác định tổng số rãnh của lõi thép stato, (kí hiệu: Z) từ đó ta kẻ các đoạn thẳng
song song cách đều ứng với số rãnh stato, sau đó đánh số thứ tự từ 1 đến Z.
Bước 2 : Tính bước cực và dựa vào đó để phân ra các cực từ trên stato.

τ=

Z
2p

(rãnh)

Bước 3 : Tính số rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi bước cực từ.
τ
q =
(rãnh)
m

Trong đó: m: số pha, trường hợp động cơ 1 pha thì lấy m = 2.
Ta thấy trong tất cả các sơ đồ dây quấn đồng khn đơn giản có bước bối dây là bước
đủ thì y = τ .
Bước 4 : Phân bố số rãnh stato cho từng pha dây quấn, căn cứ theo các giá trị τ và q vừa
tìm được, sau đó căn cứ vào trị số q ta chia các rãnh trên mỗi bước cực cho các pha.
Bước 5: Tính góc lệch pha giữa hai pha kế tiếp nhau tính theo số rãnh.
α=

Z
3. p

(rãnh)

Căn cứ vào góc lệch pha, xác định các đầu ra của các pha theo trình tự sơ đồ trên mồi
khoảng của bước cực.
Bước 6 : Xây dựng sơ đồ khai triển cho mỗi pha dây quấn, ta thực hiện các công đoạn sau:
- Vẽ sơ đồ khai triển từng nhóm bối dây cho một pha tương ứng với q đã tính.

- Các nhóm bối dây được hình thành bằng cách liên kết các cạnh của các bối dây của
một pha ở hai bước cực kế tiếp nhau theo các kiểu đồng khuôn, đồng tâm, tập trung hay phân
tán v.v...
- Nối dây giữa các nhóm bối dây trong cùng một pha sao cho khi dịng điện chạy trong
nhóm bối dây của các từ cực đúng bằng số cực của động cơ.
- Khi đã hoàn chỉnh một pha ta định đầu và cuối cho các pha nầy (trong lý thuyết
thường ký hiệu đầu cho mỗi pha bằng ký tự: A; B; C và cuối cho mỗi pha bằng ký tự X; Y;
Z. Như vậy 3 pha ta có được là: A – X; B – Y; C – Z.
Bước 7 : Cách vẽ các pha còn lại cũng tương tự như pha ban đầu.

trang 12


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
™ Ví dụ áp dụng
Cho stato của một động cơ không đồng bộ ba pha có 24 rãnh, số cực cần thực hiện 2p =
4 cực. Hãy xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn bước đủ, đồng khuôn, tập trung 1 lớp đơn
giản, 3 pha lệch nhau 1200 điện.
Bước 1 : Tổng số rãnh Z = 24; 2p = 4. ta kẻ các đoạn thẳng song song cách đều ứng với số
rãnh stato như sau:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

Bước 2 : Tính bước cực và dựa vào đó để phân ra các cực từ trên stato.
τ=
τ

Z
24
=
=6
2p
4

τ2

1

(rãnh)
τ

3

τ

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

Bước 3 : Tính số rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi bước cực từ.
τ 6
q = = = 2 rãnh
m

3

Ta thấy trong tất cả các sơ đồ dây quấn đồng khuôn đơn giản có bước bối dây là bước

đủ, thì y = τ = 6 rãnh và số cạnh dây quấn trên một bước cực của mỗi pha là 2 rãnh, Hay qA
= qB = qC = 2 rãnh.
Bước 4 : Phân bố số rãnh stato cho từng pha dây quấn, căn cứ theo các giá trị τ và q vừa
tìm được, sau đó căn cứ vào trị số q ta chia các rãnh chứa trên mỗi bước cực cho các pha.

Võ Chí Lợi

trang 13


Bước 5: Tính góc lệch pha giữa hai pha kế tiếp nhau tính theo số rãnh.
α=

Z
24
=
= 4 rãnh
3. p 3.2

Sau khi tính ra ta thấy hai pha kế tiếp nhau cách nhau 4 rãnh, được biểu diễn như sau
(pha thứ nhất vào rãnh 1 đầu tiên, pha thứ 2 sẽ vào rãnh số 5, pha thứ 3 sẽ vào rãnh số 9)
τ

τ2

1

τ

τ

3

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

qA

qC

qB

qA

qC

qB

qA

qC

qB

qA

qC

Bước 6 : Xây dựng sơ đồ khai triển cho một pha dây quấn, ta thực hiện các công đoạn sau:

- Vẽ sơ đồ khai triển từng nhóm bối dây cho một pha tương ứng với q đã tính.
τ

τ2

1

τ

τ

3

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

A1

X1

A2

X2

- Khi đã hoàn chỉnh một pha ta định đầu và cuối cho các pha nầy (trong lý thuyết
thường ký hiệu đầu cho mỗi pha bằng ký tự: A; B; C và cuối cho mỗi pha bằng ký tự X; Y;
Z. Như vậy 3 pha ta có được là: A – X; B – Y; C – Z.
trang 14

Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
Bước 7 : Trình tự vẽ hai pha cịn lại thực hiện như pha ban đầu:
- Vẽ pha thứ hai.
τ

τ2

1

τ

τ

3

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

B

A

-

Vẽ pha thứ ba.

τ

a

τ

1

2

τ

τ

3

b

4

a

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2

1

Y

X

3 4 5 6 7

b

8 9 20 1 2 3 4

1

2
A

Võ Chí Lợi

Z

B

C

X

2
Y

trang 15


Bài 3: MỘT SỐ SƠ ĐỒ DÂY QUẤN THÔNG DỤNG
I/. Dây quấn 3 pha:
Ở đây ta chỉ giới thiệu các kiểu dây quấn cơ bản sau:

- Dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp.
- Dây quấn đồng tâm tập trung 1 lớp.
- Dây quấn đồng tâm 2 mặt phẳng.
1/. Dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp ( với Z = 24; 2p = 4)
2

2

1

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4
a

a
b

b

A

Z

B

C

X

Y

Hình 3.11: Sơ đồ khai triển dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp(3 pha lệch nhau1200).

2

2

1

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4
a

a
b

b

1

1
A

Y

B

Z

C

X

Hình 3.12: Sơ đồ khai triển dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp (3 pha lệch nhau 2400).

trang 16


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
2/. Dây quấn đồng tâm xếp lớp: (với Z= 24; 2p = 4).
2

2
1

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4
b
a

b
a
A

Z

C

B

Y

X

Hình 3.13: Sơ đồ khai triển dây quấn dạng đồng tâm xếp lớp (3 pha lệch nhau 1200)..

3/. Dây quấn đồng tâm 2 mặt phẳng: (với Z = 24; 2p = 4)
1

1
2

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4
b
a

b
a
A

B

Z

C

X

Y

Sơ đồ khai triển dây quấn dạng đồng tâm 2 mặt phẳng (3 pha lệch nhau 1200)..
II/. Sơ đồ dây quấn 1 pha.
1/. Sơ đồ quạt bàn.
Sơ đồ dây quấn đông khuôn
2

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6
1

1

a

A

B

X

Y a

Hình 3.15: Sơ đồ dây quấn quạt bàn. (Z = 16; 2p = 4).

Võ Chí Lợi

trang 17


2/. Sơ đồ quạt trần
Trong quá trình quấn dây của quạt trần bao gồm hai phần chính gồm cuộn
chạy và cuộn đề sẽ tách rời nhau do đó ta sẽ vẽ riêng từng cuộn và chia điều các rãnh
với nhau.
a). Cuộn chạy.

1

3

5

7

9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

A

X
Hình 3.16: Sơ đồ cuộn chạy dây quấn quạt trần. (Z = 16; 2p = 8).

b). Cuộn đề.

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

A

X
Hình 3.17: Sơ đồ cuộn đề dây quấn quạt trần. (Z = 16; 2p = 8).

3/. Sơ đồ động cơ không đồng bộ 1 pha. (Z =24; 2p = 2; QA = 8; QB = 4)
a
b

a
b
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 201 2 3 4

c
d

c
d
A

B

X

Y

1

1
Hình 3.18: Sơ đồ động cơ 1 pha (Z = 24; 2P = 2).

trang 18


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
4/. Sơ đồ động cơ không đồng bộ 1 pha. (Z =24; 2p = 2; QA = QB = 10)
a
b
c
d

a
b
c
d

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

1

a1
b1
c1
d1

a1
b1
c1
d1
A

B

X

Y

1

Hình 3.19: Sơ đồ động cơ 1 pha (Z = 24; 2P = 2).

Võ Chí Lợi

trang 19

Chương IV: TÍNH TỐN SỐ LIÊU DÂY QUẤN
Bài 1: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ MỘT PHA
Trong phần này chỉ hướng dẩn cơ sở để tính tốn số liệu dây quấn của động cơ một
pha một cách khái quát. Vì động cơ có cơng suất nhỏ được thiết kế chỉ chịu tác dụng
tải trọng nhỏ nên ta có thể tính toán số liệu dây quấn động cơ 1 pha như sau.
Bước 1: Xác định số cực từ
2 p = (0,4 ÷ 0,5).

Dt
bg

Sau khi tính tốn xong ta lấy trịn mà chọn phải lớn hơn số liệu đã tính nhưng số từ
cực ln là số chẳn.
Trong đó: Dt – Đường kính trong của stato (cm).
bg- Bề dày gông lỏi thép stato.
Bước 2: Xác định tốc độ quay của động cơ.
n=

60. f
p

(vòng/phút).

Trong đó: f – tần số (Hz).
P – số đơi cực động cơ.
Bước 3: Tính bước từ cực:
τ=

π .Dt
2p

(cm).

Bước 4: Từ thơng ở mỗi cực:
(Wb)
Trong đó: L – chiều dài của stato (cm).
2
Bδ - Mật độ từ (Wb/m ). Tra bảng 4.1
Bảng 4.1:
Φ = 0, 64.τ .L.Bδ .10−4

2

Loại quạt

Bδ (Wb/m )

Quạt trần có tụ
Quạt bàn có tụ
Quạt bàn nhật

0,45
0,5
0,6

Bδ
Loại ĐC 1
pha
(Wb/m2)
2p = 2

0,65
2p ≥ 4
0,7

Bước 5: Tính số vịng dây cuộn chạy:
NA =

K E .U dm
4, 44. f .Φ.K dq

(vịng/pha).

Trong đó: Kdq – hệ số dây quấn.
Udm – Điện áp định mức cho mỗi pha.
Φ - từ thông ở mỗi cực từ.
KE – Hệ số điện áp giáng (tỉ số giửa điện áp nguồn nhập vào mỗi pha
dây quấn so với sức điện động cảm ứng trên bộ dây quấn mỗi pha).Tra bảng 4.2.

trang 20


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
Bảng 4.2:
Loại động cơ
Động cơ 1 pha và 3 pha
Quạt có tụ điện

Hệ số KE
0,75
0,8

Bước 6: Số vòng dây mỗi bối của cuộn chạy:
Na =

NA
QA

(vịng/bối)

Trong đó: QA – Tổng số bối dây của cuộn chạy.
Bước 7: Tiết diện dây cuộn chạy:
Trong quá trình xác định tiết diện của một pha thì ta phải xác định tiết diện của
rãnh Sr và số vòng dây dẩn NC chứa trong mỗi rãnh. Tuỳ theo tiết diện rãnh ta có thể
tính theo hai diện tích rãnh như sau:
- Đối với rãnh hình thang tiết diện rãnh được tính như sau:
1
S r = .h.(d1 + d 2 )
2

-

(mm2).

Trong đó: h - Chiều cao của rãnh.
d1 - Đáy bé hình thang.
d2 - Đáy lớn hình thang.
Đối với rãnh quả lê (hay oval) tiết diện được tính như sau:

Sr = (

d1 + d 2
d
π .d 2
)(h − 2 ) +
2
2
8

(mm2)

Đối với rãnh quả lê (oval) ta lấy d = d2.
* Từ đó tính tiết diện dây như sau:
S A( cd ) =

f r .S r
Na

(mm2).

Trong đó: fr – là hệ số lợi dụng rãnh được chọn 0,45.
* Từ đây sẽ tính ra đường kính dây:
d A = 1,13. S A
(mm).
Bước 8: Kiểm tra hệ số lắp đầy Kld:
K ld =

N a .d cd2
≤ 0,75

S r .0,8

Nếu tính ra nhỏ hơn 0,75 thoả mãn điều kiện thì tính tiếp theo các bước sau, cịn
khơng thì phải tính lại.
Trong đó: dcd – đường kính dây dẩn kể cả lớp cách điện.
NA –Tổng số dây dẩn trong mỗi rãnh.
Bước 9: Tính số vịng dây của cuộn đề:
™ Đối với ĐC khởi động với pha phụ (khơng có tụ).
Số vịng dây của pha đề được xác định.
NB = 0,5. NA
(vịng/pha)

Võ Chí Lợi

trang 21


™ Đối với ĐC khởi động với tụ hố:
Số vịng dây của pha đề được xác định.
NB = 0,6. NA
(vòng/pha).
™ Đối với ĐC vận hành với tụ dầu thường trực:
Số vòng dây của pha đề được xác định.
NB = 0,5. NA
(vịng/pha).
¾ Tính số vịng dây mỗi bối cuộn đề:
Nb =

NB
QB

Trong đó: QB –Tổng số bối dây cuộn đề.
Bước 10: tiết diện dây cuộn đề:
SB = 0,6 . SA (mm2).
Bước 11: Tính đường kính dây cuộn đề:
dB = 0,65 . dA (mm).
Bước 12: Xác định dòng điện Ip cho phép trong 1 pha được xác định như sau:
Bảng 4.3:
Công suất động cơ
Kiểu động cơ
1 ÷ 10 KW 10 ÷ 50 KW 50 ÷ 100 KW
Động cơ kiểu hở, thơng gió bên
6(A/mm2)
6,5(A/mm2) 5,5(A/mm2)
trong.
Động cơ kiểu kín, thổi gió ngồi
5(A/mm2)
5(A/mm2)
4,5(A/mm2)
Ip = J . SA (A).
Bước 13: Tính cơng suất định mức động cơ, áp dụng cơng thức.

Pdm =UP.IP.η.Cosϕ
Trong đó: Up: Điện áp định mức pha (V).
Ip: Dòng điện định mức pha (A)
Hiệu suất η có thể chọ từ: 0,85
Bước 14: Chọn tụ làm việc cho động cơ: (theo kinh nghiệm).
Theo nguyên lý làm việc của động cơ khơng đồng bộ thì tụ điện chiếm phần quan
trọng trong quá trình khởi động và thường dùng tụ điện cho động cơ là tụ điện giấy
dầu thường tính bằng Fara nhưng hiện tại trên thị trường khơng có tụ 1 Fara nên ta có

thể dùng ước của Fara có ký hiệu là: McroFara ( μF ) và cũng có thể dùng tụ hố.
Điện dung của tụ được tính theo cơng thức sau:
C=

2000.I
(μ F )
U .cosϕ

Trong đó: C - Tính bằng Micrơfara ( μ F )
U – Điện áp định mức (V)
I – dòng điện định mức (A)
cosϕ - Hệ số công suất được chọn bằng 0,75

trang 22


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
ĐỘNG CƠ ĐIỆN

/>
Bài tập 1: Cho động cơ 1 pha làm việc với tụ thường trực có các số liệu sau: Dt=7cm;
bg=18mm; L=10cm; Kdq=0,96; Cosϕ = 0, 75 ; fr=0,45; Bδ =0,65Wb/m2; KE=0,75; η = 0,85 ;
J=5A/mm2. Biết động cơ có rãnh hình thang d1=7mm; d2=10mm; h=15mm; QA=8;
QB=4.Tính số liệu dây quấn, chon tụ làm việc và công suất định mức khi động cơ làm việc
với nguồn điện 220V – 50Hz.
Bài tập2: Cho động cơ 1 pha làm việc với tụ thường trực có các số liệu sau: Dt=6cm;
bg=16mm; L=8cm; Kdq=0,96; Cosϕ = 0, 75 ; fr=0,45; Bδ =0,65Wb/m2; KE=0,75; η = 0,85 ;
J=5A/mm2. Biết động cơ có rãnh hình quả lê có d1=7mm; d2=10mm; h=15mm;
QA=QB=6.Tính số liệu dây quấn, chon tụ làm việc và công suất định mức khi động cơ làm
việc với nguồn điện 220V – 50Hz.

Võ Chí Lợi

trang 23


Bài 2: TÍNH TỐN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ BA PHA
Việc tính tốn dây quấn của động cơ 3 pha rất dễ dàng hơn so với cách tính tốn
dây quấn của động cơ 1 pha vì ở đây ta chỉ tính cho một pha cịn các pha cịn lại thì lấy
như pha đã được tính, các số liệu được tiến hành như sau:
Bước 1: Xác định số cực từ
2 p = (0,4 ÷ 0,5).

Dt
bg

Sau khi tính tốn xong ta lấy trịn mà chọn phải lớn hơn số liệu đã tính nhưng số từ
cực luôn là số chẳn.
Bước 2: Xác định tốc độ quay của động cơ.
n=

60. f
p

(vịng/phút).

Trong đó: f – tần số (Hz).
P – số đơi cực động cơ.
Bước 3: Tính bước từ cực:
τ=

π .Dt
2p

(cm).

Bước 4: Từ thông ở mỗi cực:
Φ = 0, 64.τ .L.Bδ .10−4

(Wb)

Bước 5: Tính số vịng dây của 1 pha:
Np =

K E .U dm
4, 44. f .Φ.K dq

(vịng/pha).

Trong đó: Kdq – hệ số dây quấn.
Udm – Điện áp định mức của 1 pha.
KE – Hệ số điện áp ta chọn 0,75
Bước 6: Số vòng dây của mỗi bối của một pha.
Tính vịng dây mỗi cuộn và số dây dẫn trong rãnh. Biết tổng số vịng/pha thì dễ
dàng xác định số vòng dây phân bố cho mỗi bối (bối/pha) tuỳ theo dạng dây quấn và
cách đấu dây tạo từ cực, số dây dẫn trong mỗi rãnh được xác định.
™ Đối với dây quấn 1 lớp: N p =

Np

(vòng/bối)

QA
N
™ Đối với dây quấn 2lớp: N p = 2. p (vòng/bối)
QA

trang 24