(Đồ án) đồ án thiết kế thiết bị điện đề tài thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
====o0o====

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ
3 PHA RƠTO LỒNG SĨC
Giáo viên hướng dẫn

: ThS. Nguyễn Văn Đoài

Sinh viên thực hiện

: Đặng Hoài Sơn

Mã sinh viên

: 2019607188

Lớp

: 20221EE6023001

Hà Nội- 2022

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN
Họ và tên SV:
STT

Mã sinh viên

Họ và tên

Lớp-Khóa

1

2019607188

Đặng Hồi Sơn

Ngành
CNKTĐ-ĐT

Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Đoài. Khoa: Điện.

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế động cơ điện không đồng bộ ba pha rơ to lồng sóc
1. Số liệu phục vụ tính tốn, thiết kế động cơ điện khơng đồng bộ
Cơng suất định mức: Pđm= 11 kW;

Số pha: m =3; Tần số f = 50 hZ

Điện áp định mức: Uđm= 380V;

Số cực: 2p = 6 ; Sơ đồ nối dây: Y

Hệ số công suất: cosφ = 0,86;

Hiệu suất: η = 86 %; Kiểu kín IP44.

Cấp cách điện : B

Chế độ làm việc liên tục

Chiều cao tâm trục: h= 160 mm

Ik/Iđm= 7; Mk/Mđm= 1,4; Mmax/Mđm= 2,2

2. u cầu tính tốn, thiết kế động cơ điện không đồng bộ
Chương 1: Phần mở đầu
1.1. Giới thiệu chung về máy điện không đồng bộ
1.2. Giới thiệu chung về thiết kế động cơ không đồng bộ
1.3. Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế động cơ khơng đồng bộ
1.4. Nhận xét, kết luận chương 1
Chương 2: Thiết kế động cơ điện không đồng bộ ba pha lồng sóc 5,5 kW,
380V

2.1. Giới thiệu mục tiêu thiết kế
2.2. Xác định kích thước chủ yếu
2.3. Thiết kế Stato
2.4. Thiết kế lõi sắt rơ to
Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

2.5. Khe hở khơng khí
2.6. Tham số động cơ khơng đồng bộ trong q trình khởi động
2.7. Xác định đặc tính làm việc và khởi động
2.8. Nhận xét, kết luận chương 2
Chương 3: Kết luận, kiến nghị và hướng phát triển của đề tài
3.1. Kết luận
3.2. Kiến nghị
3.3. Hướng phát triển của đề tài
3. Các tiêu chuẩn phục vụ tính tốn, thiết kế động cơ điện không đồng
bộ
TCVN 1987-1994; TCVN 315-85; TCVN 7540:2013. Quy định về động
cơ điện không đồng bộ ba pha
TCVN 8:2015: Quy định về bản vẽ kỹ thuật
4. Các bản vẽ cần thực hiện
STT

1

Tên bản vẽ
Bản vẽ tổng lắp ráp động cơ

Khổ giấy Số lượng
A3
01

5. Yêu cầu trình bày văn bản
Thực hiện theo biểu mẫu “BM03” về QUY CÁCH CHUNG CỦA BÁO
CÁO
TIỂU LUẬN/BTL/ĐỒ ÁN/DỰ ÁN trong Quyết định số 815/ QĐ-ĐHCN
ngày 15/08/2019
6. Về thời gian thực hiện đồ án
Ngày giao đề tài 19/09/202

Ngày hoàn thành: 03/12/2021
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Nguyễn Văn Đồi
Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

PHIẾU HỌC TẬP
I. Thông tin chung
1. Tên lớp: 20221EE6023001
2. Họ và tên sinh viên:
STT

Họ và tên

Mã SV

Lớp

1

Đặng Hoài Sơn

2019607188

2019DHDIEN08 - ĐH K14

II. Nội dung học tập
1. Tên chủ đề: Thiết kế động cơ điện khơng đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc:
Cơng suất định mức: Pđm= 11 kW;

Số pha: m =3; Tần số f = 50 hZ

Điện áp định mức: Uđm= 380V;

Số cực: 2p = 6 ; Sơ đồ nối dây: Y

Hệ số công suất: cosφ = 0,86;

Hiệu suất: η = 86 %; Kiểu kín IP44.

Cấp cách điện : B

Chế độ làm việc liên tục

Chiều cao tâm trục: h= 160 mm

Ik/Iđm= 7; Mk/Mđm= 1,4; Mmax/Mđm= 2,2

2. Hoạt động của sinh viên.
2.1. Hoạt động/Nội dung 1: Tổng quan về động cơ không đồng bộ rơto lồng
sóc.
- Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Kiến thức về thiết kế máy điện.
2.2. Hoạt động/Nội dung 2: Tính tốn, thiết kế.
- Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Xây dựng được quy trình thiết kế động cơ khơng
đồng bộ rơto lồng sóc, cách tính tốn kích thước mạch từ, dây quấn stato
và rơto.
2.3. Hoạt động Nội dung 3: Mơ phỏng kết quả tính toán, thiết kế trên phần
mềm.
- Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Biết được cách sử dụng phần mềm để mô phỏng
xác định kết quả, so sánh đối chiếu với kết quả tính tốn giải tích.
Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

3. Sản phẩm nghiên cứu.
- Bản báo cáo thuyết minh đồ án môn học và các bản vẽ kỹ thuật kèm theo.
III. Nhiệm vụ học tập
1. Hoàn thành ĐAMH theo đúng thời gian quy định (từ ngày 19/9/2022 đến
ngày 03/12/2022)
2. Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao, trước giảng viên và
những sinh viên khác.
IV. Học liệu thực hiện ĐAMH
1. Tài liệu học tập: Thiết kế máy điện (Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng
Thanh...); Máy điện 2 (Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ).
2. Phương tiện, nguyên liệu thực hiện ĐAMH (nếu có): Máy tính cá nhân, bản
vẽ.

Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đoài

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC
1. Tên lớp: 20221EE6023001
2. Họ và tên sinh viên:
TT

Họ và tên

Mã SV

Lớp

1

Đặng Hoài Sơn

2019607188

2019DHDIEN08 - ĐH K14

3. Tiến độ thực hiện: Thiết kế động cơ điện KĐB 3 pha rotor lồng sóc
Cơng suất định mức: Pđm= 11 kW;

Số pha: m =3; Tần số f = 50 hZ

Điện áp định mức: Uđm= 380V;

Số cực: 2p = 6 ; Sơ đồ nối dây: Y

Hệ số công suất: cosφ = 0,86;

Hiệu suất: η = 86 %; Kiểu kín IP44.

Cấp cách điện : B

Chế độ làm việc liên tục

Chiều cao tâm trục: h= 160 mm

Ik/Iđm= 7; Mk/Mđm= 1,4; Mmax/Mđm= 2,2

Người thực hiện

Nội dung cơng việc
Chương 1: Tổng quan về

Đặng Hồi Sơn

động cơ khơng đồng bộ rơto
lồng sóc.
Chương 2: Tính tốn, thiết kế

Đặng Hoài Sơn

- Giới thiệu mục tiêu thiết kế,
xác định kích thước chủ yếu.

Phương pháp thực hiện

Tìm hiểu tài liệu, viết báo

cáo.

Tìm hiểu tài liệu, viết báo
cáo.

Chương 2: Tính tốn, thiết kế Tìm hiểu tài liệu, thiết kế
Đặng Hồi Sơn

Đặng Hoài Sơn

- Thiết kế stato, lõi sắt roto

theo yêu cầu đề tài, viết

và khe hở khơng khí.

báo cáo.

Chương 2: Tính tốn, thiết kế Tìm hiểu tài liệu, thiết kế
- Tham số động cơ KĐB

theo yêu cầu đề tài, viết

trong q trình khời động,

báo cáo.

xác định đặc tính làm việc và
Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

khởi động.

Đặng Hoài Sơn

Chương 3: Kết luận

Kiểm tra lại và tổng hợp

- Kết luận, kiến nghị và

tất cả nội dung đã tìm

hướng phát triển của đề tài.

hiểu và đưa ra kết luận.

Tổng hợp tất cả các nội
Đặng Hồi Sơn

Trình bày nội dung báo cáo

dung đã được trao đổi,

ĐAMH

thống nhất trong nhóm và
các kết quả đạt được.
Ngày 19 tháng 09 năm 2022.
XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN

ThS. Nguyễn Văn Đồi

Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

BÁO CÁO HỌC TẬP
1. Tên lớp: 20221EE6023001
2. Họ và tên sinh viên:
STT

Họ và tên

Mã SV

Lớp

1

Đặng Hoài Sơn

2019607105

2019DHDIEN08 - ĐH K14

Tên chủ đề: Thiết kế động cơ điện không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc.
Cơng suất định mức: Pđm= 11 kW;

Số pha: m =3; Tần số f = 50 hZ

Điện áp định mức: Uđm= 380V;

Số cực: 2p = 6 ; Sơ đồ nối dây: Y

Hệ số công suất: cosφ = 0,86;

Hiệu suất: η = 86 %; Kiểu kín IP44.

Cấp cách điện : B

Chế độ làm việc liên tục

Chiều cao tâm trục: h= 160 mm

Ik/Iđm= 7; Mk/Mđm= 1,4; Mmax/Mđm= 2,2

Người thực hiện

Nội dung công việc
Chương 1:

Đặng Hồi Sơn

Tổng quan về

động cơ khơng đồng bộ rơto
lồng sóc.
Chương 2: Tính tốn, thiết kế

Đặng Hồi Sơn

- Giới thiệu mục tiêu thiết kế,
xác định kích thước chủ yếu.
Chương 2: Tính tốn, thiết kế

Đặng Hồi Sơn

- Thiết kế stato, lõi sắt roto và
khe hở khơng khí.

Đặng Hồi Sơn

Kết quả

Kiến nghị với

đạt được

GVHD

Bản báo
cáo đồ án

Bản báo
cáo đồ án

Bản báo
cáo đồ án

Chương 2: Tính tốn, thiết kế

Bản báo

- Tham số động cơ KĐB trong

cáo đồ án

Khơng

Khơng

Khơng

Khơng

q trình khời động, xác định
đặc tính làm việc và khởi
Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

động.
Chương 3: Kết luận.
Đặng Hoài Sơn

- Kết luận, kiến nghị và hướng
phát triển của đề tài.

Đặng Hồi Sơn

Bản báo
cáo đồ án

Trình bày nội dung báo cáo

Bản báo

ĐAMH

cáo đồ án

Không

Không

Ngày 19 tháng 09 năm 2022
XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN

ThS.Nguyễn Văn Đồi

Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đoài

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện
MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH.....................................................................................1
LỜI NĨI ĐẦU.......................................................................................................2
CHƯƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU.............................................................................3
1.1. Giới thiệu chung về máy điện không đồng bộ............................................3
1.2. Cấu tạo và nguyên lý của động cơ không đồng bộ.....................................4

1.2.1.

Stato.................................................................................................4

1.2.2.

Rôto.................................................................................................6

1.2.3.

Nguyên lý làm việc của động cơ khơng đồng bộ............................7

1.3. Quy trình, các tiêu chuẩn thiết kế động cơ.................................................8
1.3.1.

Các tiêu chuẩn về dãy cơng suất.....................................................8

1.3.2.

Các tiêu chuẩn về kích thước lắp đặt độ cao tâm trục.....................8

1.3.3.

Kí hiệu máy.....................................................................................8

1.3.4.

Sự làm mát.......................................................................................8

1.3.5.

Cấp cách điện...................................................................................8

1.3.6.

Chế độ làm việc.............................................................................11

1.4. Nhận xét, kết luận chương 1.....................................................................11
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KĐB 3 PHA ROTO LỒNG SÓC 11
KW, 380V...........................................................................................................13
2.1. Giới thiệu mục tiêu thiết kế......................................................................13
2.2. Xác định kích thước chủ yếu....................................................................13
2.2.1.

Số đơi cực từ..................................................................................13

2.2.2.

Dịng định mức pha.......................................................................13

2.2.3.

Đường kính stato...........................................................................14

2.2.4.

Cơng suất tính tốn........................................................................14

2.2.5.

Bước cực.......................................................................................14

2.2.6.

Chiều dài tính tốn lõi sắt stato lδ .................................................14

2.2.7.

Chiều dài thực của stato................................................................15

2.2.8.

Lập phương án so sánh..................................................................15

2.3.

Thiết kế stato.......................................................................................15

Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

2.3.1.

Số rãnh stato..................................................................................15

2.3.2.

Bước răng stato..............................................................................15

2.3.3.

Số vòng dây tác dụng của một rãnh..............................................15

2.3.4.

Số vòng dây nối tiếp của một pha dây quấn stato.........................16

2.3.5.

Tiết diện và đường kính dây..........................................................16

2.3.6.

Kiểu dây quấn................................................................................16

2.3.7.

Hệ số dây quấn..............................................................................17

2.3.8.

Từ thơng khe hở khơng khí Φ........................................................17

2.3.9.

Mật độ từ thơng khe hở khơng khí................................................17

2.3.10. Xác định sơ bộ chiều rộng răng stato............................................17
2.3.11. Xác định sơ bộ chiều cao gơng......................................................18
2.3.12. Kích thước răng, rãnh và cách điện rãnh.......................................18
2.3.13. Chiều rộng răng stato....................................................................20
2.3.14. Chiều cao gơng từ stato.................................................................20
2.3.15. Khe hở khơng khí..........................................................................21
2.4.

Thiết kế lõi sắt rơto..............................................................................21

2.4.1.

Số rãnh rơto...................................................................................21

2.4.2.

Đường kính ngồi rơto..................................................................21

2.4.3.

Bước răng rơto...............................................................................21

2.4.4.

Xác định sơ bộ chiều rộng răng rơto.............................................21

2.4.5.

Dịng điện trong thanh dẫn rơto.....................................................22

2.4.6.

Dịng điện trong vịng ngắn mạch.................................................22

2.4.7.

Tiết diện thanh dẫn........................................................................22

2.4.8.

Tiết diện vành ngắn mạch.............................................................22

2.4.9.

Kích thước rãnh rơto và vịng ngắn mạch.....................................22

2.4.10. Diện tích rãnh rơto Sr2...................................................................23
2.4.11. Bề rộng răng rơto ở 1/3 chiều cao răng.........................................24
2.4.12. Chiều cao gông rôto......................................................................24
2.4.13. Độ nghiêng rãnh ở rơto..................................................................24
2.5.

Khe hở khơng khí................................................................................24

Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

2.5.1.

Hệ số khe hở khơng khí.................................................................24

2.5.2.

Sức từ động trên khe hở khơng khí...............................................25

2.5.3.

Mật độ từ thông ở răng stato.........................................................25

2.5.4.

Cường độ từ trường trên răng stato...............................................25

2.5.5.

Sức điện động trên răng stato........................................................25

2.5.6.

Mật độ từ thông ở răng rôto..........................................................25

2.5.7.

Cường độ từ trường trên răng rôto................................................25

2.5.8.

Sức điện động trên răng rơto.........................................................25

2.5.9.

Hệ số bão hịa răng........................................................................25

2.5.10. Mật độ từ thông trên gông stato....................................................26
2.5.11. Cường độ từ trường ở gông stato..................................................26
2.5.12. Chiều dài mạch từ ở gông stato.....................................................26
2.5.13. Sức từ động ở gông stato...............................................................26
2.5.14. Mật độ từ thông trên gông rôto.....................................................26
2.5.15. Cường độ từ trường ở gông rôto...................................................26
2.5.16. Chiều dài mạch từ ở gông rôto......................................................26
2.5.17. Sức từ động ở gông rôto................................................................26
2.5.18. Tổng sức từ động của mạch từ......................................................26
2.5.19. Hệ số bão hịa tồn mạch...............................................................26
2.5.20. Dịng điện từ hóa...........................................................................27
2.6.

Tham số động cơ KĐB trong quá trình khởi động..............................27

2.6.1.

Chiều dài phần đầu nối dây quấn stato..........................................27

2.6.2.

Chiều dài trung bình nửa vịng đáy và chiều dài dây quấn stato...27

2.6.3.

Điện trở tác dụng của dây quấn stato............................................27

2.6.4.

Điện trở tác dụng của dây quấn rôto.............................................27

2.6.5.

Điện trở vành ngắn mạch..............................................................28

2.6.6.

Điện trở rôto..................................................................................28

2.6.7.

Hệ số quy đổi.................................................................................28

2.6.8.

Điện trở rôto đã quy đổi................................................................28

2.6.9.

Hệ số từ dẫn tản rãnh stato............................................................28

Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

2.6.10. Hệ số từ dẫn tản tạp stato..............................................................29
2.6.11. Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối.......................................................29
2.6.12. Hệ số từ dẫn tản stato....................................................................29
2.6.13. Điện kháng dây quấn stato............................................................29
2.6.14. Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto.............................................................29
2.6.15. Hệ số từ dẫn tản tạp rôto...............................................................30
2.6.16. Hệ số từ tản phần đầu nối..............................................................30
2.6.17. Hệ số từ tản do rãnh nghiêng.........................................................30
2.6.18. Hệ số từ tản rôto............................................................................30
2.6.19. Điện kháng tản dây quấn rôto........................................................30
2.6.20. Điện kháng rôto đã quy đổi...........................................................30
2.6.21. Điện kháng hỗ cảm........................................................................31

2.6.22. Kiểm tra lại hệ số kE......................................................................31
2.7.

Xác định đặc tính làm việc và khởi động............................................31

2.7.1.

Hệ số C1........................................................................................31

2.7.2.

Thành phần phản kháng của dòng điện ở chế độ đồng bộ............31

2.7.3.

Thành phần tác dụng của dòng điện ở chế độ đồng bộ.................31

2.7.4.

Sức điện động E1...........................................................................31

2.7.5.

Hệ số trượt định mức.....................................................................31

2.7.6.

Hệ số trượt tại momen cực đại......................................................32

2.7.7.

Bội số momen cực đại...................................................................32

2.7.8.

Tham số của động cơ khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1...33

2.7.9.

Tham số của động cơ khi xét cả hiệu ứng mặt ngoài bão hoà của

mạch từ tản khi s = 1....................................................................................34
2.7.10. Các tham số ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão
hoà của mạch từ tản.....................................................................................36
2.7.11. Dòng điện khởi động.....................................................................36
2.7.12. Bội số dòng điện khởi động..........................................................36
2.7.13. Bội số mômen khởi động..............................................................37
2.8. Nhận xét, kết luận chương 2.....................................................................37
Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

CHƯƠNG 3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ

TÀI......................................................................................................................39
3.1.

Kết luận................................................................................................39

3.2.

Kiến nghị.............................................................................................39

3.3.

Hướng phát triển của đề tài..................................................................40

KẾT LUẬN.........................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................43

Nhóm 3

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đoài

h


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Cấu tạo của stato........................................................................10
Hình 1. 2: Vỏ máy.......................................................................................11

Hình 1. 3: Lõi thép......................................................................................11
Hình 1. 4: Dây quấn....................................................................................12
Hình 1. 5: Rơto lồng sóc trong động cơ......................................................12
Hình 1. 6: Từ trường quay trong máy điện khơng đồng bộ........................13
Hình 2. 1: Hình dạng rãnh stato..................................................................21
Hình 2. 2:Hình dạng rãnh rơto....................................................................24
Hình 2. 3: Sơ đồ thay thế nhiệt của máy điện.............................................40
Hình 3. 1: Thơng số cơ bản của động cơ.....................................................45
Hình 3. 2: Thơng số stato............................................................................46
Hình 3. 3: Thơng số rãnh stato....................................................................46
Hình 3. 4: Cấu tạo stato thử nghiệm...........................................................46
Hình 3. 5: Thơng số rơto.............................................................................47
Hình 3. 6: Thơng số rãnh rơto.....................................................................47
Hình 3. 7: Cấu tạo rơto thử nghiệm.............................................................47
Hình 3. 8: Điện áp đầu vào dây quấn.........................................................48
Hình 3. 9: Điện áp cảm ứng của dây quấn lúc làm việc..............................48
Hình 3. 10: Dịng điện các pha dây quấn....................................................48
Hình 3. 11:Tổn hao trong mạch từ động cơ................................................49
Hình 3. 12: Mơ men động cơ......................................................................49
Hình 3. 13: Từ trường quan sát khi mô phỏng là từ trường quay...............49
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1: Các số liệu đặc tính làm việc.....................................................35

Nhóm 3

1

h

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đoài

Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

LỜI NÓI ĐẦU
Thiết bị điện là một trong những ngành học quan trọng trong hệ thống
giáo dục đại học các trường kĩ thuật cũng như trong q trình phát triển nhanh
chóng của nền khoa học kĩ thuật nước ta. Vì vậy, việc tính toán, thiết kế các
thiết bị điện là việc hết sức quan trọng và khơng thể thiếu với ngành điện nói
chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnh vực điện-điện
tử. Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn
trong phát triển kinh tế xã hội, số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt
động thương mại, dịch vụ, … gia tăng nhanh chóng, dẫn đến yêu cầu sản
xuất, phát triển và sử dụng các thiết bị điện của nước ta tăng lên đáng kể và
dự báo là sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm tới. Do đó mà hiện nay
chúng ta đang rất cần đội ngũ những người am hiểu về thiết bị điện để làm
công tác thiết kế cũng như vận hành, cải tạo sữa chữa, phát triển các loại thiết
bị điện.
Nhằm giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết
kế cụ thể, nhóm em được giao cho nhiệm vụ là: Thiết kế động cơ khơng
đồng bộ 3 pha roto lồng sóc. Chúng em đã thực đồ án này dưới sự hướng
dẫn tận tình của thầy ThS. Nguyễn Văn Đồi, nhưng do trình độ kiến thức
cịn nhiều hạn chế, nên có đơi phần thiếu sót. Em rất mong sự đóng góp ý
kiến, phê bình và sữa chữa từ q thầy cơ và các bạn sinh viên để đồ án này
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm 3

2

h

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

CHƯƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU
1.1. Giới thiệu chung về máy điện không đồng bộ.
Máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử
dụng và bảo quản thuận tiện, giá thành rẽ nên được sử dụng rộng rãi trong nền
kinh tế quốc dân, nhất là loại công suất dưới 100 kW.
Động cơ điện khơng đồng bộ rơto lồng sóc cấu tạo đơn giản nhất, nhất là
loại rơto lồng sóc đúc nhôm nên chiếm một số lượng khá lớn trong loại động cơ
cơng suất nhỏ và trung bình. Nhược điểm của động cơ này là điều chỉnh tốc độ
khó khăn và dòng điện khởi động lớn thường bằng 6-7 lần dòng điện định mức.
Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo đông cơ không đồng bộ rôto
lồng sóc nhiều tốc độ và dùng rơto rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dịng điện khởi
động, đồng thời tăng mơmen khởi động lên.

Hình 1: Động cơ khơng đồng bộ 3 pha roto lồng sóc
Động cơ điện khơng đồng bộ rơto dây quấn có thể điều chỉnh tốc được tốc
độ trong một chừng mực nhất định, có thể tạo một mơmen khởi động lớn mà
dịng khởi động khơng lớn lắm, nhưng chế tạo có khó hơn so với với loại rơto
lồng sóc, do đó giá thành cao hơn, bảo quản cũng khó hơn.

Nhóm 3

3

h

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đồi


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

Động cơ điện không đồng bộ được sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 và kiểu
kín IP44. Những động cơ điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm
đặt ở hai đầu rôto động cơ điện. Trong các động cơ rôto lồng sóc đúc nhơm thì
cánh quạt nhơm được đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch. Loại động cơ điện theo
cấp bảo vệ IP44 thường nhờ vào cánh quạt đặt ở ngồi vỏ máy để thổi gió ở mặt
ngồi vỏ máy, do đó tản nhiệt có kém hơn do với loại IP23 nhưng bảo dưỡng
máy dễ dàng hơn.
Hiện nay các nước đã sản xuất động cơ điện không đồng bộ theo dãy tiêu
chuẩn. Dãy động cơ không đồng bộ công suất từ 0,55 - 90 KW ký hiệu là K theo
tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994 được ghi trong bảng 10-1 [3]. Theo tiêu chuẩn
này, các động cơ điện không đồng bộ trong dãy điều chế tạo theo kiểu IP44.
Ngoài tiêu chuẩn trên cịn có tiêu chuẩn TCVN 315-85, quy định dãy
cơng suất động cơ điện khơng đồng bộ rơto lồng sóc từ 110 kW-1000 kW, gồm
có cơng suất sau: 110,160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 và 1000 kW. Ký
hiệu của một động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc được ghi theo ký hiệu
về tên gọi của dãy động cơ điện, ký hiệu về chiều cao tâm trục quay, ký hiệu về

kích thước lắp đặt.
1.2. Cấu tạo và nguyên lý của động cơ không đồng bộ
Động cơ không đồng bộ về cấu tạo được chia làm hai loại: Động cơ
khơng đồng rơto lồng sóc và động cơ rơto dây quấn.
1.2.1. Stato
Stato bao gồm vỏ máy, lõi thép và dây quấn.

Hình 1. 1: Cấu tạo của stato
Nhóm 3

4

h

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đoài


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

-

Khoa Điện

Vỏ máy:
Vỏ máy là nơi cố định lõi sắt, dây quấn và đồng thời là nơi ghép nối nắp

hay gối đỡ trục. Vỏ máy có thể làm bằng gang, nhơm hay thép. Để chế tạo vỏ
máy người ta có thể đúc, hàn, rèn. Vỏ máy có hai kiểu: vỏ kiểu kín và vỏ kiểu
bảo vệ.

Hình 1. 2: Vỏ máy
-

Lõi sắt:
Lõi sắt là phần dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay, nên

để giảm tổn hao lõi sắt được làm từ những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm bề
mặt các lá thép có phủ một lớp sơn cách điện mỏng để giảm tổn hao do dịng
điện xốy gây nên, các lá thép được ép lại thành khối. Yêu cầu lõi sắt là phải
dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ và chắc chắn.

Hình 1. 3: Lõi thép

-

Dây quấn:

Nhóm 3

5

h

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đoài


Đồ án Thiết kế thiết bị điện

Khoa Điện

Dây quấn stator được đặt vào rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi
sắt. Dây quấn đóng vai trị quan trọng của máy điện vì nó trực tiếp tham gia các
quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hay ngược lại, đồng thời
về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm một phần khá cao trong
tồn bộ giá thành máy.

Hình 1. 4: Dây quấn
1.2.2. Rơto
Gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.

Hình 1. 5: Rơto lồng sóc trong động cơ
-

Lõi thép:
Lõi thép gồm các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh mặt ngoài ghép lại,

tạo thành các rãnh theo hướng trục, ở giữa các lỗ để lắp trục
-

Dây quấn rơto lồng sóc:
Kết cấu của loại dây quấn rất khác với dây quấn stato. Trong mỗi rãnh

của lõi sắt rôto, đặt các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt và được
nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch bằng đồng hay nhơm. Nếu là rơto
đúc nhơm thì trên vành ngắn mạch cịn có các cánh khốy gió.
Nhóm 3

6

h

GVHD:ThS. Nguyễn Văn Đoài