Đồ án thiết kế động cợ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc docx

KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước ngày càng phát triển cao
hơn trong mọi lĩnh vực, công nghiệp, giao thông và các dịch vụ trong cuộc sống
hàng ngày.Xã hội không ngừng phát triển,sinh hoạt của nhân dân không ngừng
được nâng cao nên cần phát triển nhiều loại máy điện mới. Do có kết cấu đơn
giản, dễ chế tạo, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao và giá thành hạ nên đông cơ
không đồng bộ được sử dụng rộng rãi nhất. Trong công ngiệp, động cơ không
đồng bộ được dùng làm nguồn động lực cho máy cản, máy công cụ trong công
nghiệp nhẹ…trong nông nghiệp dùng làm máy bơm, máy gia công nông sản…và
trong dịch vụ hàng ngày, nó cũng chiếm một vị trí khá quan trọng như được dùng
cho máy quay đĩa,quạt gió ,động cơ cho tủ lạnh và các thiết bị khác.
Theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hóa và tự động hóa trong sản
xuất,đời sống và trong một số lĩnh vực khác. Phạm vi ứng dụng của máy điện nói
chung và động cơ không đồng bộ nói riêng ngày càng rộng rãi và thông dụng nhất
là động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc có công suất vừa và nhỏ,vì so với các
loại động cơ khác nó có ưu điểm nổi bật hơn, ngoài ra trong khi làm việc ít gây
tiếng ồn và không gây ra cản nhiễu vô tuyến. Nhưng có một số nhược điểm là mô
men mở máy nhỏ,dòng điện mở máy lớn,điều chỉnh tốc độ khó khăn. Do đó không
thể khởi động trực tiếp hay làm việc trong một số trường hợp tải cần mô men lớn
và tốc độ lớn. Để khắc phục nhược điểm này thì người ta chế tạo ra loại động cơ
không đồng bộ rotor lòng sóc.
Trong thời gian học môn máy điện em được giao nhiệm vụ thiết kế động cơ
không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc với các số liệu cho sẵn. Bản thiết kế bao gồm
các phần chính sau:
Phần 1. Giới thiệu chung về động cơ không đồng bộ.
A - Nguyên lý làm việc và kết cấu của máy điện không đòng bộ.
B - Những vấn đề chung khi thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha rotor
lòng sóc
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Phần 2. Thiết kế và tính toán động cơ không đồng bộ rotor lòng sóc.

A - Tính toán các kích thước cơ bản của động cơ
B - Tính toán các thông số dây quấn .
C - Tính toán thông số mạch từ
D - Tính toán các tham số động cơ ở chế độ định mức
E - Tính toán tổn thất động cơ
F - Vẽ bản vẽ tổng lắp ráp
Trong thời gian làm đồ án vừa qua , với sự cố gắng nổ lực của bản thân
cùng với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết kế
máy điện, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Lương Thanh
Bình, em đã hoàn thành xong bản thiết kế của mình. Trong quá trình thiết kế đồ
án, với kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án khó có thể tránh khỏi các khiếm
khuyết. Em mong nhận được sự nhận xét,góp ý của các thầy cô giáo để bản thiết
kế của em được hoàn chỉnh hơn.
Em xin gửi đến thầy giáo hướng dẫn Lương Thanh Bình cùng các thầy cô
giáo trong bộ môn Thiết Kế Máy Điện lòng biết ơn sâu sắc nhất.
Vinh, ngày 20 tháng 11 năm 2011
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Bá Đức
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
PHẦN MỘT: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
A – PHÂN LOẠI, KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
I.phân loại:
- Theo kết cấu của vỏ , máy điện không đồng bộ có thể chia thành các kiểu chính
sau : kiểu hở , kiểu bảo vệ , kiểu kín , kiểu phòng nổ,…….
- Theo kết cấu của rôto, máy điện không đồng bộ được chia làm hai loại : loại
rôto kiểu dây quấn va loại rôto kiểu lồng sóc.
- Theo số pha trên dây quấn stato có thể chia làm các loại : mọt pha , hai pha và ba
pha.

II. Kêt cấu:
1. Phần tĩnh hay stato:
- trên stato có vỏ , lỏi sắt , va dây quấn.
a. Vỏ máy:
vỏ máy có tác dụng cố dịnh lỏi sắt và dây quấn không làm để dung mạch dẩn từ.
Thường vỏ máy làm bằng gang . đối với vỏ máy có công suất tương đối lớn ( 1000
kw) thường dùng thép hàn lại thành vỏ .Tùy theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ
củng khác nhau.
b. Lỏi sắt:
Lỏi thép là phần dẩn từ . Vì từ trường đi qua lỏi sắt là từ trường quay nên để
giảm tổn hao , lỏi sắt được làm từ nhửng lá thép điện dày 0.5 mm ép lại. khi mà
đường kính ngoài của lỏi sắt nhỏ hon 990 mm thì dùng cả tấm tròn ép lại .Khi
đường kính ngoài lớn trị số trên thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt gép lại
thành khối tròn .
Mỗi lá thép kỷ thuật đều được phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm dòng
điện xoáy gây nên. Nếu lỏi thép ngắn thì có thể gép thành một khối. Nếu lỏi thép
sắt dài quá thì thường ghép thành từng thiếp ngắn, mỗi thiếp dài từ 6 đến 8 cm ,
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
đặt cách nhau 1 cm để thông gió cho tốt . Mặt trong của lá thép kỹ thuật có xẻ
rảnh để dặt dây.
c.Dây quấn:
Dấy quấn stato được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lỏi
sắt. Kiểu dây quấn , hình dạng và cách bố trí dây quấn .
2.Phần quay hay rôto:
Phần này có hai bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn.
a.Lỏi sắt :
Nói chung người ta dùng các lá thép kỷ thuật điện như o stato .Lõi saets được
ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá nào đó của máy.Phía ngoài của lá thép
kỹ thuật được xẻ rãnh để đặt dây quấn.

b.Rôto và dây quấn rôto:
Rôto có hai loại chính :rô to kiểu dây quấn và rôto kiêu lồng sóc
-Rô to kiểu dây quấn :rô to có dây quấn giống như dây quấn stato trong máy
điện cở trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp vì bớt được
những dây đầu nối, kết cấu dây quấn trên rô to chặt chẽ. Trong máy điện cỡ nhỏ
thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn ba pha cua rô to thường đấu
hình sao, còn ba đầu kia được nối vào ba vành trượt thường làm bằng đồng dặt cố
định một đầu trục và thông qua chổi than đấu với mạch điện bên ngoài.đặc điểm
của động cơ roto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay
s.đ.đ. phụ vào mạch rôt để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoăc cải
thiện hệ số công suất của máy. Khi máy làm việc bình thường dây quấn roto được
nối ngắn mạch.
-loại rô to kiểu lồng sóc : kết cấu của loại dây này rất khác với dây quấn stato
.trong mỗi rãnh của lõi sắt rô to đặt vào thanh dẫn bằng đồnghay nhôm dài ra khỏi
lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bang đồng hay nhôm
làm thành một cái lồng mà người ta gọi là lồng sóc.
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
- Dây quấn rô to lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt .Để cải thiện tính
năng mở máy, trong máy công suất tương đối lớn , rãnh rô to có thể làm thành
rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc hay còn gọi là lồng sóc kép .Trong máy
điện cở nhỏ rảnh rô to thường được làm chéo đi một góc so với tâm trục.
3.Khe hở :
Vì rô to là một khối tròn nên khe hở đều. Khe hở trong máy điện không đồng bộ
rất nhỏ (từ 0.2 đến 1mm trong máy điện cở nhỏ và vừa) để hạn chế dòng từ hóa
lấy từ lưới vào và như vậy mới có thể làm cho hệ số công suất của máy cao hơn.
B - NHỮNG VẤN DỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO LỒNG SÓC
I. Ưu diểm:
- Kết cấu đơn giản nên giá thành rẻ.

- Vận hành dể dàng, bảo quản thuận tiện.
- Sử dụng rộng rãi và phổ biến trong phạm vi công suất nhỏ và vừa.
- Sản xuất với nhiều cấp điện áp khác nhau (từ 24 V đến 10 kV) nên rất thích nghi
cho từng người sử dụng.
II. Nhược điểm:
- Hệ số công suất thấp gây tổn thất nhiều công suất phản kháng của lưới điện.
- Không sử dụng được lúc non tải hoặc không tải.
- Khó điều chỉnh tốc độ.
- Đặc tính mở máy không tốt, dòng mở máy lớn (gấp 6-7 lần dòng định mức).
- Momen mở máy nhỏ.
III. Biện pháp khắc phục:
- Hạn chế vận hành non tải.
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
- Cải thiện đặc tính mở máy bằng cách điều chỉnh tốc độ (bằng cách thay đổi điện
áp, thêm điện trở phụ vào mạch rôto hoặc nối cấp), hay dùng rôto có rãnh sâu, rôto
lồng sóc kép để hạ dòng khởi động, đồng thời tăng momen mở máy.
- Chế tạo rôto có khe hở thật nhỏ để hạn chế dòng điện từ hóa và nâng cao hệ số
công suất.
IV. Nhận xét:
Mặt dù có nhiều khuyết điểm nhưng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc có
những ưu điểm mà những động cơ khác không có được và quan trọng nhất là đơn
giản, dể sử dụng, giá thành rẻ. Thực tế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc được
áp dụng rộng rãi, chiếm số lượng 90%, về công suất chiếm 55%.
V. Tiêu chuẩn sản suất động cơ:
- Tiêu chuẩn về dãy sản suất:
Chuẩn hóa dãy công suất của động cơ phù hơp với trình độ sản xuất của từng
nước. Dãy công suất dược sắp xếp theo chiều tăng dần.
- Tiêu chuẩn về kích thước lắp đặt:
- Độ cao tâm trục h: lắp đặc được đồng bộ, thể hiện trình độ sản xuất, trang bị máy

công cụ sản xuất.
- Khoảng cách chân đế (giữa các lổ bắc bulon).
VI. Phương pháp thiết kế:
- Thiết kế đơn chiếc: một cấp công suất.
-Thiết kế dãy: nhiều công suất. Mặt dù cùng một cở lõi sắt, nhưng chiều dài khác
nhau nên công suất khác nhau.
VII. Nội dung thiết kế:
Thiết kế điện từ:
- Xác định kích thước chủ yếu.
- Xác định thông số các phần tử chủ yếu của máy.
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Các chi tiết này không tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng.
VIII. Các tiêu chuẩn đối với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc:
1. Tiêu chuẩn về dãy công suất.
Hiện nay các nước đã sản xuất động cơ điện không đồng bộ theo dãy tiêu chuẩn.
Dãy động cơ điện không đồng bộ công suất từ 0,55 kW đến 90kW ký hiệu K theo
tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994:
Công suất (kW): 0, 55/ 0, 75/ 1, 1/ 1, 5/ 2, 2/ 3/ 4/5, 5/ 7, 5/ 11/ 15/ 18, 5/
22/ 30/ 37/ 45/ 55/ 75/ 90
Dãy công suất được đặc trưng bởi số cấp hay hệ số tăng công suất:

n
n
HP
P
P
K
*2
1*2

2
+
=
2. Tiêu chuẩn về kích thước lắp đặt độ cao tâm trục.
- Độ cao tâm trục: từ tâm của trục đến bệ máy. Đây là một đại lượng rất quan
trọng trong việc lắp ghép động cơ với những cơ cấu thiết bị khác.
- Kích thước lắp đặt: chiều cao tâm trục có thể được chọn theo dãy công suất của
động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc.
3. Ký hiệu máy.
Ví dụ: 3K 250 M4.
- 3K: động cơ điện không đồng bộ dày K thiết kế lại lần 3.
- 250: chiều cao tâm trục bằng 250mm.
- M: kích thước lắp đặc dọc trục là M
- 4: máy có 4 cực.
4. Cấp bảo vệ
Cấp bảo vệ có ảnh hưởng rất lớn đến kết cấu của máy. Cấp bảo vệ được ký hiệu
bằng chữ IP và 2 chữ số kèm theo, trong đó chữ số thứ nhất chỉ mức độ bảo vệ
chống tiếp xúc của người vá các vật khác rơi vào máy. Được chia làm 7 cấp đánh
số từ 0-6, trong đó số 0 chỉ rằng máy không được bảo vệ (kiểu hở hoàn toàn), còn
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
số 6 chỉ rằng máy được bảo vệ hoàn toàn không cho người tiếp xúc, đồ vật và bụi
không lọt vào. Chữ số thứ hai chỉ mức độ bảo vệ chống nước vào máy gồm 9 cấp
đánh số từ 0-8, trong đó số 0 chỉ rằng máy không được bảo vệ, còn số 8 chỉ rằng,
máy có thể ngâm trong nước trong thời gian vô định hạn.
5. Sự làm mát
Ký hiệu là IC…
Ví dụ:
IC01 làm mát kiểu bảo vệ, làm mát trực tiếp.
IC0141 làm mát kiểu kín, làm mát mặt ngoài.

6. Cấp cách điện
- Dãy A02: cấp E, B
- Dãy 4A: cấp E, F, H
Vật liệu cách điện:Vật liệu cách điện là một trong những vật liệu chủ yếu dùng
trong ngành chế tạo máy điên. Khi thiết kế máy điện, chọn vật liệu cách điện là
một khâu rất quan trọng vì phải đảm bảo máy làm việc tốt với tuổi thọ nhất định,
đồng thời giá thành của máy lại không cao. Những điều kiện này phụ thuộc phần
lớn vào việc chọn cách điện của máy.
Khi chọn vật liệu cách điện cần chú ý đến những vấn đề sau:
- Vật liệu cách diện phải có độ bền cao, chịu tác dụng cơ học tốt, chịu nhiệt và dẫn
nhiệt tốt lại ít thấm nước.
- Phải chọn vật liệu cách điện có tính cách điện cao để đảm bảo thời gian làm việc
của máy ít nhất là 15-20 năm trong điều kiện làm việc bình thường, đồng thời đảm
bảo giá thành của máy không cao.
- Một trong những yếu tố cơ bản nhất là làm giảm tuổi thọ của vật liệu cách điện
(cũng là tuổi thọ của máy) là nhiệt độ. Nếu nhiệt độ vượt quá nhiệt độ cho phép thì
chất điện môi, độ bền cơ học của vật liệu giảm đi nhiều, dẫn đến sự già hóa nhanh
chóng chất cách điện.
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Hiện nay, theo nhiệt độ cho phép của vật liệu (nhiệt độ mà vật liệu cách điện làm
việc tốt trong 15-20 năm ở điều kiện làm việc bình thường). Hội kỹ thuật điện
quốt tế IEC đã chia vật liệu cách điện thành các cấp sau đây:
Cấp cách điện Y A E B F H C
Nhiệt độ cho phép(ºC) 90 105 120 130 155 180 >180
Độ gia tăng nhiệt(ºC) 75 75 75 115 115
Vật liệu cách điện thuộc các cấp cách điện trên đại thể có các loại sau:
- Cấp Y: Gồm có sợi bông, tơ, sợi nhân tạo, giấy và chế phẩm của giấy, cactông,
gỗ v. v… Tất cả dều không tẩm sơn cách điện. Hiện nay không dùng cách này vì
chịu nhiệt kém.

- Cấp A: Vật liệu cách điện chủ yếu của cấp này cũng giống như cấp Y nhưng có
tẩm sơn cách điện. Cấp A được dùng rộng rãi cho các máy điện công suất đến 100
kW, nhưng chịu ẩm kém, sử dụng ở vùng nhiệt đới không tốt.
- Cấp E: Dùng các màng mỏng và sợi bằng polyetylen tereftalat, các sợi tẩm sơn
tổng hợp làm từ epoxy, trealat và aceton buterat xenlulo, các màng sơn cách điện
gốc vô cơ tráng ngoài dây dẫn (dây emay có độ bền cơ cao). Cấp E được dùng
rộng rãi cho các máy điện có công suất nhỏ và trung bình (đến 100 kW hoặc hơn
nữa), chịu ẩm tốt nên thích hợp cho vùng nhiệt đới.
- Cấp B: Dùng vật liệu lấy từ vô cơ như mica, amiăng, sợi thủy tinh, dầu sơn cách
điện chiệu nhiệt độ cao. Cấp B được sử dụng nhiều trong các máy công suất trung
bình và lớn.
- Cấp F: Vật liệu cũng tương tự như cấp B nhưng có tẩm sơn cách điện gốc silicat
chịu nhiệt độ cao. Ở cấp F không dùng các chất hữu cơ như vải lụa, giấy và
cactong.
- Cấp H: Vật liệu chủ yếu ở cấp này là sợi thủy tinh, mica, amiăng như ở cấp F.
Các chất này được tẩm sơn cách điện gốc silicat chịu nhiệt đến 180ºC. Người ta
dùng cấp H trong các máy điện làm việc ở điều kiện phức tạp có nhiệt độ cao.
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
- Cấp C: Dùng các chất như sợi thủy tinh, thạch anh, sứ chịu nhiệt độ cao. Cấp C
được dùng ở các máy làm việc với điều kiện đặc biệt có nhiệt độ cao.
Việc chọn vật liệu cách điện trong các máy điện có một ý nghĩa quyết định đến
tuổi thọ và độ tin cậy lúc vận hành của máy. Do vật liệu cách điện có nhiều chủng
loại, kỹ thuật chế tạo cách điện ngày càng phát triển, nên việc chọn kết cấu cách
điện càng khó khăn và thường phải chọn tổng hợp nhiều loại cách điện để thỏa
mãn được những yêu cầu về cách điện.
Vật liệu cách điện trong ngành chế tạo máy điện thường do nhiều vật liệu hợp lại
như mica phiến, chất phụ gia (giấy hay sợi thủy tinh) và chất kết dính (sơn hay keo
dán). Đối với vật liệu cách điện, không những yêu cầu có độ bền cơ cao, chế tạo
dể mà còn có yêu cầu về tính năng điện: có độ cách điện cao, rò điện ít. Ngoài ra

còn có yêu cầu về tính năng nhiệt: chịu nhiệt tốt, dẫn nhiệt tốt và yêu cầu chịu ẩm
tốt.
Vật liệu cách điện dùng trong một máy điện hợp thành một hệ thống cách điện.
Việc tổ hợp các vật liệu cách điện, việc dùng sơn hay keo để gắn chặc chúng lại,
ảnh hưởng giữa các chất cách điện với nhau, cách gia công và tình trạng bề mặt
vật liệu v. v… sẽ quyết định tính năng về cơ, điện, nhiệt của hệ thống cách điện,
và tính năng của hệ thống cách điện này không thể hiện một cách đơn giản là tổng
hợp tính năng của từng loại vật liệu cách điện.
7. Các tiêu chuẩn khác
Cần quan tâm đến cosϕ, η,
đm
I
min
I
,
đm
M
M
min
,
đm
M
M
max
∆(
đm
I
min
I
) ≤ 15% (so với tiêu chuẩn).

Sai lệch cho phép:
∆(cosϕ) ≥
6
cos1
cp
ϕ
−−
*(P
2
≤ 50 kW) ≥ 0,02333.
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
∆(
đm
M
M
max
) ≤ -10% (so với tiêu chuẩn).
∆η ≥ -0, 15. (1-η
cp
) *( P
2
≤ 50 kW) ≥ 0, 01875.
∆(
đm
M
M
min
) ≤ -20% (so với tiêu chuẩn).
8. Chế độ làm việc

Gồm có các chế độ làm việc sau:
- Chế độ làm việc liên tục.
- Chế độ làm việc ngắn hạn.
- Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại.
IX-Các thông sô ban đầu:
- Công suất định mức: P
đm
= 11 kW
- Điện áp định mức: U
đm
= 220/380V
- Tần số định mức: f
đm
= 50Hz
- Cách đấu dây: ∆/Y
- Tốc độ đồng bộ: n
1
= 1500 vòng/phút
- Kiểu máy: Máy kiểu kín
- Cấp bảo vệ: IP44
- Cấp cách điện: Cách điện cấp B
- Chế độ làm việc: Liên tục
- Kết cấu rôto: Rôto lồng sóc
- Chiều cao tâm trục: Tra bảng-10. 1(Tr.601_TKMĐ)chiều cao tâm trục theo dãy
công suất của động cơ điện KĐB rôto lồng sóc 4A (Nga) kiểu IP44 cấp cách điện
B là h = 160 mm
- Hiệu suất và hệ số công suất:
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Tra Bảng-10.10(Tr228_TKMĐ) hiệu suất và cosϕ dãy động cơ điện KĐB 3K ứng

với công suất P
đm
=11 kW và tốc độ n
đb
=1000 vòng/phút ta có hiệu suất:η = 87,5%
và hệ số công suất: Cosϕ = 0,87
- Bội số momen cực đại: Tra bảng-10.10(Tr.268_TKMĐ) bội số momen cực đại
m
max
của dãy động cơ 3K ta có:
m
max
=
đm
M
M
max
= 2,2
- Bội số momen khởi động:
Theo bảng-10.11(Tr.271_TKMĐ) bội số momen khởi động dãy động cơ điện 3K
ta chọn:
m
k
=
đm
k
M
M
= 2
-Bội số dòng khởi động: Tra bảng-10.12(Tr.271_TKMĐ) bội số dòng khởi động

dãy động cơ điện 3K ta có: i
k
= I
max
/I
đm
= 7
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
ROTOR LÒNG SÓC
A - TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ
1.Số đôi cực:
P =
dm
n
f60
=
1500
5060
∗
=2
2. Đường kính ngoài stato
Dựa vào mối quan hệ chiều cao tâm trục h theo công suất va số đôi cực
Bảng-10.1 (Tr.601 TKMĐ) ta chọn chiều cao tâm trục h = 160 mm = 16 cm.
Theo bảng 10.3(T230 TKMĐ) ta có đường kính ngoài stator.
Dn = 27,2 cm
3. Đường kính trong stator
Tra theo bảng 10.2 (trang 230 TKMĐ) trị số của k
D

, phụ thuộc vào số đôi cực, ta
chọn:
k
D
= 0,64
÷
0,68
D = k
D*
D
n
= (0,64
÷
0,68)*27,2= 17,4
÷
18,5cm
⇒ chọn D = 18
Trong đó: k
D
là tỷ số giữa đường kính trong và đường kính ngoài của stator
4. Công suất tính toán:
P’ =
ϕη
cos*
* Pk
E
=
09,14
87,0875,0
11975,0

=
∗
∗
Kw
Trong đó k
E
= 0,975. Hình 10-2 (trang 231 TKMĐ).
k
E
là tỷ số sức điện động sinh ra trong máy và điện áp đặt vào.
5. Chiều dài tính toán của lõi sắt stato:
Theo hình 10-3a (trang 233 TKMĐ),
chọn A = 335A/cm; B
δ
= 0,77 T
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
l
δ
=
1
2
'7
******
*10*1,6
,
nDBAkk
P
ds
δδ

α
=
49,10
18150077,033592,011,164,0
1009,141,6
2
7
=
∗∗∗∗∗∗
∗∗
cm
Lấy l
δ = 10,49cm
Trong đó:

δ
α
=
π
2
= 0,64 : hệ số tính toán cung cực từ.
k
s
=
22
π
=1,11 : hệ số sóng
k
d
=0,92 : hệ số dây quấn

A: tải đường
B
δ
: cảm ứng từ trong khe hở không khí.
Do lõi sắt ngắn nên làm thành một khối. Chiều dài lõi sắt stator, rôtor là:
l
1
= l
2
= l
δ
= 10,49 cm
6.Bước cực:
τ =
p
D
*2
*
π
=
13,14
22
18
=
∗
∗
π
cm
7. Lập phương án so sánh:
Hệ số hình dáng λ:

λ =
τ
δ
l
=
=
13,14
49,10
0,74
Trong dãy động cơ không đồng bộ 3K công suất 11 kW, 2p = 4 có cùng đường
kính ngoài (nghĩa là cùng chiều cao tâm trục h) với máy công suất P= KW.
Hệ số tăng công suất của máy này là:

36,1
11
15
==
γ
do đó
λ
của máy 15KW
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

174,036,1
1115
=∗=∗=
λγλ
Theo hình 10_3b(trang 235 sách TKMĐ) 2 hệ số
1511

,
λλ
đều nằm trong phạm vi
kinh tế,do đó việc lựa chọn phương án trên là hợp lý
8. Dòng điện pha định mức:
I
1
=
ϕη
cos***3
10*
1
3
U
P
=
89,21
87,0875,02203
1011
3
=
∗∗∗
∗
A
Trong đó:
1
U
=220V : điện áp đặt vào stator
P =11 KW: công suất định mức

η
= 0,875 : hiệu suất
cos
ϕ
=0,87 :hệ số công suất
B - DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHÔNG KHÍ
Chọn dạng rãnh stato.
Stato máy điện nhỏ có thể dùng các rãnh có dạng hình quả lê, nửa quả lê hoặc
hình thang, với các dạng rãnh này chiều rộng răng sẽ đều suốt cả chiều cao rãnh.
Rãnh hình quả lê có khuôn dập đơn giản nhất, từ trở ở đáy rãnh so với hai dạng
rãnh kia nhỏ hơn vì vậy giảm được sức từ động cần thiết trên răng.
Rãnh hình nửa quả lê có diện tích lớn hơn dạng rãnh hình quả lê.
Diện tích rãnh hình thang lớn nhất nhưng công nghệ kém hơn dạng rãnh nửa
quả lê.
Nếu không đặt vấn đề giảm giá thành khuông dập, có thẻ căn cứ vào diện tích
rãnh và trị số sức từ động để tính toán, so sánh giữa ba dạng rãnh sau đó chọn
phương án tốt nhất. Đối với đề tài này chọn dạng rãnh hình quả lê.
9.Số rãnh stato Z
1
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Với máy công suất nhỏ thường lấy q
1
=2. Máy tốc độ cao, công suất lớn có thể
chọn q
1
=6. Thường lấy q
1
=3-4
Khi q

1
tăng thì Z
1
tăng dẫn đến diện tích rãnh tăng làm cho hệ số lợi dụng rãnh
giảm, răng sẽ yếu vì mãnh, quá trình làm lõi staro tốn hơn.
Khi q
1
giảm thì Z
1
giảm, dây quấn phân bố không đếu trên bề mặt lõi thép nên
sức từ động có nhiều sóng bậc cao.
Trị số q
1
nguyên có thể cải thiện được đặt tính làm việc và giảm tiếng ồn của
máy.
Lấy q
1
= 4 .Khi đó:
⇒
Z
1
= 2*m*p*q = 2*3*2*4= 48 rãnh
Trong đó: m =3 là số pha.
10. Bước rãnh stato.
t
1
=
1
*
Z

D
π
=
cm18,1
48
18
=
∗
π
11. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh u
r1
Chọn số mạch nhánh song song : a
1
= 2
u
r1
=
1
11
**
I
atA
=
36
89,21
218,1335
=
∗∗
Chọn: u
r1

= 36 thanh dẫn.
12. Số vòng dây nối tiếp của một pha
w
1
= p*q
1
*
1
1
a
u
r
= 2*4*
2
36
=144vòng
Kiểm tra lại phụ tải đường A
A =
D
Iwm
*
***2
11
π
=
334
1814,3
89,2114432
=
∗

∗∗∗

2
.mmcm
A
Ta thấy : Tải đường A không lớn hay nhỏ hơn 10% so với giá trị đã chọn ban
đầu nên có thể sử dụng số liệu này để tính toán.
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
13. Tiết diện và đường kính dây dẫn
-Tiết diện dây:
1
s
=
'
111
1
jna
I
Theo hình 10-4a (trang 237 TKMĐ) chọn tích số:
A*J = 1830
2
2
* mmcm
A
Mật độ dòng điện:
J
1
’ =
A

JA*
=
46,5
335
1830
=

2
mm
A
Tiết diện dây (tính sơ bộ):
S’
1
=
111
1
'** Jna
I
=
002,1
46,522
89,21
=
∗∗
mm
2
Trong đó :
1
n
= 2 là số sợi chập song song

1
I
= 21,89

1
a
= 2 là số mạch nhánh song song
Theo Phụ lục VI, bảng VI. 1 (trang 618 TKMĐ) chọn dây đồng tráng men PET-
155 có đường kính d/d
cđ
=
1,12
1,20
mm
2
Khi đó : s = 0,985 mm
2

14. Kiểu dây quấn
Dây quấn stato đặt vào rãnh của lõi thép stato và được cách điện với lõi thép.
Dây quấn có nhiệm vụ cảm ứng được sức điện động nhất định, đông thời cũng
tham gia vào việc chế tạo từ trường cần thiết cho sự biến đổi năng lượng điện có
trong máy.
Các yêu cầu của dây quấn :
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
- Đối với dây quấn điện trở và điện kháng của các pha bằng nhau và của mạch
nhánh song song cũng bằng nhau.
- Dây quấn được thực hiện sao cho có thể đấu thành mạch nhánh song song một

cách dễ dàng. Dây quấn được chế tạo và thiết kế sao cho tiết kiệm được lượng
đồng, dễ chế tạo, sửa chữa, kết cấu chắc chắn, chịu được ứng lực khi máy bị ngắn
mạch đột ngột.
Việc chọn dây quấn stato phải thỏa mãn tính kinh tế và kỹ thuật:
- Tính kinh tế: tiết kiệm vật liệu, vật liệu cách điện, thời gian lồng dây.
- Tính kỹ thuật: dễ thi công hạn chế những ảnh hưởng xấu đến đặc tính của động
cơ.
Từ yêu cầu trên ta chọn dây quấn một lớp đồng khuôn bối dây bước ngắn. Tác
dụng là để làm giảm lượng đồng sử dụng, khử sóng bậc cao, giảm từ trường tản ở
phần bối dây và trong rãnh stato, lám tăng cosϕ, và cải thiện đặc tính mở máy của
động cơ, giảm tiếng ồn điện từ lúc động cơ vận hành. Các hệ quả xấu tồn tại trong
động cơ khi sóng bậc cao không bị khử:
- Tính năng mở máy xấu do các trường trên đặc tuyến mômen (do sóng bậc 5 và 7
gây ra) làm cho động cơ không đạt đến tốc độ định mức.
- Nếu số răng của stato và rôto không phù hợp động cơ gây ra tiếng ồn khi vận
hành, có khi rôto bị hút lệch tâm (do lực hút điện từ tạo nên).
Sóng bậc cao gây tổn hao nhiệt trong lõi thép do tác dụng của dòng phucô.Thực
ra việc chọn bước ngắn thích hợp không có tác dụng khử hoàn toàn sóng bậc cao
mà chỉ có tác dụng giảm nhỏ chúng xuống đến một giá trị có thể chấp nhận được.
Trong thiết kế, bước bối dây có tác dụng khử sóng bậc 5 và 7, cách đấu dây hình
sao có tác dụng khử sóng bậc 3. Tiêu chuẩn xét sự tổn hao sóng bậc cao
≤
5%
xem như sóng bậc cao không đáng kể, từ 5 - 10% chấp nhận được, > 10% có tồn
tại sóng bậc cao. Sóng bậc cao không bị khử không cho phép khả thi.
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Để khử triệt hoàn toàn sóng bậc 3 ta dùng hệ số
β
=

3
2
, sóng bậc 5 ta dùng hệ số
β
=
5
4
, sóng bậc 7 ta dùng hệ số
β
=
7
6
. Tuy nhiên ta không khử triệt hoàn toàn
sóng bậc cao nào cả mà chọn bước bối dây để làm nhỏ các sóng bậc cao 3, 5, 7
cùng một lúc.
Chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y = 10
Ta có:
β
=
1
y
τ
=
83,0
12
10
=
Bước cực từ
1
τ

=
12
22
48
2
1
=
∗
=
p
z
15. Hệ số dây quấn
Hệ số bước ngắn k
y
:
k
y
= sin
2
*
πβ
= sin
96,0
2
83,0
=
∗
π
Hệ số bước rãi k
r

:
k
r
=
2
sin*
2
*
sin
α
α
q
q
=
958,0
2
15
sin4
2
154
sin
=
∗
∗
với α =
=
∗
48
360p
°=

∗
15
48
3602
˚
Hệ số dây quấn k
d
:
k
d
= k
y
*k
r
= 0,96*0,958 = 0,92
16. Từ thông khe hở không khí Ф
Ф =
1
1
****4
*
wfkk
Uk
ds
E
=
3
10*29,7
1445011,192,04
220975,0

−
=
∗∗∗∗
∗
Wb
17. Mật độ từ thông khe hở không khí B
δ

GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
B
δ
=
1
4
**
10*
l
τα
φ
δ
=
768,0
49,1013,1464,0
101029,7
43
=
∗∗
∗∗
−

T
Ta thấy sai số mật độ từ thông khe hở không khí so với giá trị ban đầu nhỏ
hơn 10% nên ta không cần chọn lại.
18. Sơ bộ định chiều rộng của răng b’
z1
b’
z1
=
cz
klB
tlB
**
**
11
11
δ
=
48,0
95,049,1095,1
18.149,10768,0
=
∗∗
∗∗
cm
Chọn b’
z1 = 0,5 cm
Trong đó : Chọn B
z1
= 1,95 T theo bảng 10-5b, trang 241 TKMĐ
B

z1
là mật độ từ thông trên răng có cạnh song song
k
c
= 0,95 : Hệ số ép chặt lõi sắt (Bảng 2-2, trang 23 TKMĐ) .
19. Sơ bộ chiều cao của gông stato h
g1
h’
g1
=
=
cg
klB ***2
10*
11
4
φ

29,2
95,049,106,12
101029,7
43
=
∗∗∗
∗∗
−
cm
Ở đây lấy
1g
B

= 1,6T (theo Bảng 10.5 Tr.240_TKM Đ)
20. Kích thước rãnh và cách điện
Chọn kích thước miệng rãnh như sau :
Chiều cao miệng rãnh h
41
= 0,5 ÷ 0,8 mm
⇒
chọn h
41
= 0,5 mm
Chiều rộng miệng rãnh : b
41
= d
cđ
+ ( 1,1 ÷ 1,5) mm
Trong đó :
cd
d
= 1,20mm - là đường kính dây dẫn
kể cả cách điện của dây quấn stator

41
b
= 1, 2+1,3 =2,5 mm
Lấy
41
b
= 3,0mm
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
h

41
d
1
d
2
h
r1
h
12
h
41
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
b’
z1
= 0,48cm chiều rộng răng
Chiều rộng rãnh stato phía đáy tròn nhỏ
d
1
=
75,0
14,348
4848,0)05,0218(
=
−
∗−∗+
π
d
1
= 0,75cm= 7,5(mm)
Chiều rộng rãnh stato phía đáy tròn lớn d

cm
z
zbhD
z
gn
94,0
4814,3
4848,0)29,222,27(
)2(
1
1
,,
1
1
2
=
+
∗−∗−
=
+
−−
=
π
π
π
Chiều cao rãnh stato:h
1r
=
=−
−

1
,
2
g
n
h
DD
cm31,229,2
2
182,27
=−
−
=23,1 mm
Chiều cao thực của răng của rãnh stato:
h
mmhh
rz
6,225,01,23
4111
=−=−=
(chọn h
mm5,0
41
=
)
h
12
= hr
1
– 0,5

=−∗
412
hd
mm9,175,04,95,01,23 =−∗−

Theo bảng VIII.1 (T629_TKMĐ) ta có chiều dày cách điện rãnh là:
+ Chiều dày cách điện rãnh: C = 0,4 (mm)
+ Chiều dày cách điện của tấm lót: C’ = 0,5 (mm)
-Diện tích rãnh trừ nêm:
S
r
'
=

+
+
8
)(
2
2
2
1
dd
π
)
2
(
2
1
12

21
d
h
dd
−
+

=
=−
+
+
+
)
2
5,7
9,17(
2
4,95,7
8
)5,74,9(
22
π
176 (mm
2
Diện tích lớp cách điện rãnh:
S
cđ
= (
2
*

2
d
π
+2*h
12
+d
1
+d
2
)*c +
'
1
2
d
c
π
∗
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
=
325,0
2
5,7
4,0)5,74,99,172
2
4,9
( =∗
∗
+∗++∗+
∗

ππ
mm
2
Diện tích có ích của rãnh:
S
r
= S
r
’
– S
cđ
= 176 - 32 = 144 mm
2
Hệ số lấp đầy rãnh:
d
k
=
r
cdr
s
dnu
2
11
.
=
72,0
144
2,1236
2
=

∗∗
Ta thấy hệ số lắp đầy rãnh nằm trong khoảng tốt nhất (0,7÷0,75) nên cũng không
cần tính lại.
21. Bề rộng răng stator b
z1
b
z1
” =
1
1
141
)*2(*
d
Z
dhD
−
++
π

b
,,
cm
z
48,075,0
48
)75,005,0218(
1
=−
+∗+∗
=

π
,,
b
z1
’ =
2
1
1241
))(*2(*
d
Z
hhD
−
++
π
=
cm478,094,0
48
)]79,105,0(218[
=−
+∗+∗
π
b
z1
=
2
'"
11 zz
bb
+

=
cm4795,0
2
478,048,0
=
+
22. Chiều cao gông stato
h
g1
=
2
DD
n
−
- h
r1
+
6
1
*d
2
=
cm45,294,0
6
1
31,2
2
182,27
=∗+−
−

23. Khe hở không khí
δ = 0,25+
1000
D
=0,25+
mm43,0
1000
180
=
(Đối với động cơ có P<20kw và 2p=4 )
Theo những máy đã chế tạo ở bảng 10-8 (trang 253 TKMĐ ta chọn :
δ =0,5mm
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
C - DÂY QUẤN, RÃNH VÀ GÔNG RÔTO
24. Số rãnh rôto Z
2
Việc chọn số rãnh rôto lồng sóc Z
2
là một vấn đề quan trọng vì khe hở không khí
của máy nhỏ, khi mở máy momen phụ do từ thông sóng bậc cao gây nên ảnh
hưởng đến quá trình mở máy và ảnh hưởng cả đến đặc tính làm việc.
Để loại trừ momen phụ đồng bộ khi mở máy, cần chọn:
Z
2
≠Z
1
Z2≠0,5*Z
1
Z

2
≠2*Z
1
Z
2
≠6*p*g với g=1,2,3…
Để tránh momen đồng bộ khi quay ,ta chọn:
Z
2
≠6*p±2*p*g Z
2
≠Z
1
±2*p
Z
2
≠2*Z
1
±2*p Z
2
≠0,5±p
Z
2
≠Z
1
±p
Để tránh lực hướng tâm do momen không đồng bộ sinh ra trong khi quay ,cần
chọn:
12
ZZ

−
≠0,1,2
12
ZZ
−
≠p,p+1
12
ZZ
−
≠2*p,2*p±1,2*p±2
12
ZZ
−
≠2*p
Dựa vào các điều kiện trên và bảng 10-6 trang 246 TKMĐ
Chọn Z
2
= 38 rãnh
25. Đường kính ngoài rôto D’
D’ = D- 2δ = 18 – 2*0,05 = 17,9 cm
26. Bước răng rôto t
2
t
2
=
2
'*
Z
D
π

=
cm48,1
38
9,17
=
∗
π
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
27. Sơ bộ định chiều rộng của răng rôto b’
z2
brz
2
’
=
cz
klB
tlB
**
**
22
22
δ
=
cm68,0
95,049,1075,1
48,149,10768,0
=
∗∗
∗∗

Ở đây lấy B
z2
= 1,7-1,85 T.Ta chọn B
75,1
2
=
z
T. Theo bảng 10-5b trang
241_TKMĐ . k
2c
là hệ số ép chặt lõi sắt roto.Ta chọn k
95,0
2
=
c
28. Đường kính trục rôto D
t
D
t
= 0,3*D = 0,3*18= 5,4 cm = 54 mm
29. Dòng điện trong thanh dẫn rôto I
td
I
td
= I
2
= K
I
*I
1

*
2
11
**6
Z
KW
d
=
A414
38
925,01446
89,219,0 =
∗∗
∗∗
Trong đó K
I
= 0,9 lấy theo hình 10-5 trang 244_TKMĐ
30. Dòng điện trong vòng ngắn mạch I
v
I
v
= I
td
*
2
*
sin*2
1
Z
p

π
= 414*
A1257
38
2180
sin2
1
=
∗
∗
31. Tiết diện thanh dẫn vòng nhôm S’
td
S’
td
=
2
J
I
td
=
138
3
414
=
mm
2
J
2
nằm trong khoảng 0,25 ÷0,35
⇒ Chọn J

2
= 3 A/mm
2
32. Sơ bộ chọn mật độ dòng điện trong vòng ngắn
mạch S
v
= 2,5 A/mm
2
Tiết diện vòng ngắn mạch S
v
:
S
v
=
v
v
J
I
=
8,502
5,2
1257
=
mm
2
Lấy S
v
= 503 mm
2
J

v
< 20÷30% J
2
GVHD:LƯƠNG THANH BÌNH SVTH:NGUYỄN BÁ ĐỨC_ĐIỆN_A_K4
r2
h
h
d
1
12
b
h
d
1
42
42