đồ án máy điện động cơ đồng bộ

ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 2 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 6
Vinh, ngày 1 tháng 8 năm 2010 6
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ 7
I. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ: 7
1. Cấu tạo: 7
II. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC VÀ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG CỦA
ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ 8
CHƯƠNG II TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 9
A. THÔNG SỐ CƠ BẢN 9
1. Điện áp pha 9
2. Công suất biểu kiến định mức 9
3. Dòng điện pha định mức 10
4. Số đôi cực 10
5 . Công suất tính toán 10
B. KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 10
6. Đường kính trong 10
7. Đường kinh ngoài lõi thép 10
8. Bước cực 10
9 . Sơ bộ tính toán chiều dài của stato 10
10. Hệ số 11
11. Sơ bộ định chiều dài lõi săt stato theo hình 11-3 11
12. Số rãnh thông gió ngang trục của lõi sắt stato: với chiều rộng bg=1
cm 11
13. Chiều dài của mỗi thiệp lá thép 11
14. Chiều dài phần thép của lõi sắt stato 11
C KHE HỞ KHÔNG KHÍ VÀ CỰC RÔTO: 15
57. Từ thông trong khe hở không khí theo 4-84: 18
58. Chiều dài tính toán chính xác của lõi sắt stato: theo 4-13 18

59. Mật độ từ thông khe hở không khí: 18
60. Hệ số khe hở không khí ở stato: theo 4-15 18
61. Hệ số khe hở không khí ở rôto: 18
62. Hệ số khe hở không khí: theo 4-17 18
63. Sức từ động khe hở không khí: theo 4-18 18
64. Chiều rộng răng stato ở 1/3 chiều cao rãnh: 18
65. Mật độ từ thộng ở răng stato: theo 4-22 19
66 Sức từ động răng stato: 19
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 3 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
67. Mật độ từ thông trên gông stato: 19
68. Sức từ động trên gông stato: 19
69. Chiều cao rãnh rôto: 19
70. Chiều rộng rănh trên cực từ 1/3 chiều cao rãnh: 19
71. Mật độ từ thông trên gông cực từ: 19
72. Sức từ động trên răng cực từ: 19
73. Hệ số từ dẫn giữa bề mặt trong của các cực từ: theo 4-67 20
74. Hệ số từ dẫn giữa bề mặt trong của đôi cực từ: theo 4-68 20
75. Hệ số từ dẫn giữa các mặt bên của cực từ theo 4-69 20
76. Tổng từ dẫn tản: 20
77. Sức từ động trên khe hở, gông từ stato và răng stato, rôto 20
78. Từ thông tản trên cực từ theo 4-66 20
79. Từ thông cực từ: 20
80. Mật độ từ thông trên cực từ: theo 4-41 20
81. Sức từ động cực từ : 21
82. Sức từ động ở khe hở giữa cực từ và gông từ theo 4-68 21
83. Mật độ từ thông ở gông cực từ theo 4-44 21
84. Sức từ động trong gông rôto 21
85. Sức từ động trên rôto 21
86. Sức từ đông của dây quấn kích từ dưới một đôi cực 21

E. THAM SỐ CỦA DÂY QUẤN STATO Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC. .21
87. Chiều dài phần đầu nối dây quấn stato: theo 3-37 21
88. Chiều dài trung bình của một vòng dây quấn stato 22
89. Điện trở tác dụng của 1 pha dây quấn stato: 22
90. Trị số tương đối của điện trở dây quấn stato: 22
91. Hệ số từ tản rãnh: 22
92. Hệ số từ tản giữa các đỉnh răng: 22
93 Hệ số từ tản tạp theo 5-42 23
94. Hệ số từ tản phần đầu nối theo 5-45: 23
95. Điện kháng tản stato theo 5-54 23
96. Điện kháng phần ứng dọc trục ( trị số tương đối ) theo 11-68 23
97. Điện kháng phần ứng ngang trục theo 11-69 23
98. Điện kháng đồng bộ dọc trục: 23
99. Điện kháng đồng bộ ngang trục: 24
100. Đặc tính từ hoá và đặc tính ,với Idm, Udm, cosφdm xác định có và
theo hình 11-13 ta có: k’bd = 0,92; k’bq= 0,68; k” =0,0024 24
101. Sức từ động: 24
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 4 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
102. Sức từ động phản ứng phần ứng dọc trục theo 11-38: 24
103. Sức từ động định mức của dây quấn kích từ (tri số tương đối ):. 24
104. Sức từ động định mức của dây quấn kích từ ( trị số tương đối ):. 25
105. Chiều dài trung bình một vòng dây của dây quấn kích từ theo 11-44:
25
106. Tiết diện dây quấn kích từ (sơ bộ ) theo 11-39: 25
107. Dòng điện kích từ: 25
108. Số vòng dây cuộn kích từ dưới một cực theo 11-42: 25
109. Kích thước dây dẫn kích từ bằng đồng theo chiều cao của cực từ:25
110. Khoảng cách giữa 2 cuộn dây kích từ theo 11-43 25
112. Độ tăng nhiệt của dây quấn kích từ theo 11-47 26

113. Chiều cao chính xác của thân cực từ: 26
114. Điện trở của dây quấn kích từ: 26
115. Điện áp ở đầu cực của cuộn dây kích từ khi tải định mức và θt
=1300C: 26
116. Hệ số dự trữ kích từ: 26
117. Điện kháng của dây quấn kích từ theo 11-72 26
118. Điện kháng tản của dây quấn kích từ theo 11-78 27
119. Điện kháng tản của dây quấn cản (dây quấn khởi động ) dọc trục
theo 11-79: 27
120. Điện kháng tản ngang trục của dây quấn cản: 27
121. Điện trở của dây quấn kích từ theo 11-81: 27
122. Điện trở của dây quấn cản dọc trục theo 11-82: 28
123. Điện trở của dây quấn cản ngang trục theo 11-83: 28
H. VẬT LIỆU TÁC DỤNG 28
124. Trọng lượng răng lõi sắt stato: 28
125. Trọng lượng gông lõi sắt stato: 28
126. Trọng lượng đồng dây quấn stato 28
127. Trọng lượng đồng của dây quấn kích từ: 28
128. Trọng lượng đồng của thanh dẫn dây quấn cản: 28
129. Trọng lượng đồng của vành ngắn mạch dây quấn cản: 28
130. Trọng lượng sắt của cực từ 29
131. Trọng lượng sắt của gông rôto: 29
132. Toàn bộ trọng lượng đồng: 29
133. Toàn bộ trọng lượng thép: 29
I. TỔN HAO VÀ HIỆU SUẤT 29
134, Tổn hao đồng trên dây quấn stato: 29
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 5 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
135. Tổn hao kích từ: 29
136. Tổn hao sắt trong gông stato theo 6-3: 29

137. Tổn hao sắt trong răng stato theo 6-2: 29
139. Tổn hao bề mặt trên bề mặt cực từ theo 6-5: 30
140. Tổn hao phụ khi có tải: 30
141. Tổng tổn hao lúc tải định mức: 30
142. Hiệu suất động cơ đồng bộ: 30
K ĐỘ TĂNG NHIỆT CỦA DÂY QUẤN STATO 30
143. Dòng nhiệt qua bề mặt trong của stato theo 8-57: 30
144. Độ tăng nhiệt của mặt ngoài lõi sắt stato so với môi trường theo 8-56:
30
145. Dòng nhiệt qua bề mặt phần đầu nối dây quấn : 31
146. Độ tăng nhiệt ở mặt ngoài phần đầu nối dây quấn theo 8-58: 31
147. Độ tăng nhiệt trên lớp cách điện rãnh (theo mục 30): 31
148. Độ tăng nhiệt trung bình của dây quần stato: 31
L ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ 31
149. Năng lực quá tải tĩnh: theo 11-100 31
150. Đặc tính góc M* = f() theo 11-99: 31
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 6 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá nhằm đưa đất nước
tiến kịp với các nền kinh tế của các nước trong khu vực và trên thế giới. Tốc độ phát
triển kinh tế của một quốc gia phụ thuộc vào tốc độ phát triển của ngành năng lượng.
Thường tốc độ phát triển của ngành công nghiệp phải cao hơn tốc độ phát triển chung
của nền kinh tế. Do đó ngành chế tạo máy điện đòi hỏi phải luôn đi trước 1 bước về
công nghiệp và chất lượng nhằm đảm bảo tốc độ phát triển chung của toàn ngành và
yêu cầu của nền kinh tế. Ngành chế tạo máy điện sản xuất ra các thiết bị điện phục vụ
cho nền kinh tế như: Máy biến áp, động cơ điện dùng làm nguồn động lực cho các loại
thiết bị, công suất từ vài (w) đến hàng trăm (KW).
Với các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật trong bảng số liệu qua tính toán đã đạt được các
yếu cầu của đề ra. Trong quá trình thiết kế em đã được sự chỉ dẫn tận tình của thầy

Nguyễn Anh Tuấn, và các thầy cô giáo trong khoa đả giúp em hoàn thành môn đồ án
này. Em xin chân thành cảm ơn. Trong thời gian ngắn cùng với kiến thức và kinh
nghiệm có hạn, trong đồ án này không tránh khỏi những sai sót, em mong sự thông
cảm và ý kiến của thầy cô và các bạn.
Vinh, ngày 1 tháng 8 năm 2010
Sinh viên
LÊ NGỌC NHU
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 7 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ
I. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ:
1. Cấu tạo:
Cũng như các loại máy điện khác, máy điện đồng bộ gồm hai phần chính là Stato
và Roto
1.1 Stato:
Stato của máy điện đồng bộ gồm lõi thép và dây quấn (hình 1.1)
a, lõi thép: làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày khoảng 0,35 0,5mm, phủ cách điện,
mặt trong xẻ rãnh để đặt dây quấn, ép lại thành hình trụ và được ép vào vỏ bảo vệ
b, Dây quấn: dây quấn stato còn được gọi là dây quấn phần ứng, làm bằng dây đồng
bọc cách điện bọc cách điện đặt trong các rãnh của lõi thép
1.2 Roto: roto của máy điện đồng bộ có các cực từ và dây quấn. gồm hai loại: roto
cực ẩn và roto cực lồi
Các động cơ điện xoay chiều dùng nhiều trong sản xuất thường là những động cơ
điện không đồng bộ, vì loại động cơ điện này có những đặc điểm như cấu tạo đơn giản,
làm việc chắc chắn, bảo quản dễ dàng giá thành hạ. Tuy nhiên các đông cơ điện đồng
bộ do có những ưu điểm nhất định nên trong thời gian gần đây đã được sử dụng rộng
rãi hơn và có thể so sánh được với động cơ không đồng bộ trong lĩnh vực truyền động
điện. Về ưư điểm, phải nói là động cơ điện đồng bộ do được kích thích bằng dòng một
chiều nên có thể làm việc với cosω = 1 và không cần lấy công suất phản kháng từ lưới
điện, kết quả là hệ số công suất của lưới điện được nâng cao, làm giảm được điện áp

rơi và tổn hao công suất trên đường dây. Ngoài ưu điểm chính đó, động cơ điện đồng
bộ còn ít chịu ảnh hưởng đối với sự thay đổi điện áp của lưới điệndo momen của động
cơ điện đồng bộ tỷ lệ với U trong khi mômen của động cơ không đồng bộ tỷ lệ với U
2
.
Vì vậy khi điện áp của lưới sụt thấp do sự cố, khả năng giữ tải của động cơ đồng bộ lớn
hơn, trong trường hợp đó nếu tăng kích thích , động cơ điện đồng bộ có thể làm việc an
toàn và cải thiện được điều kiện làm việc của cả lưới điện. Cũng phải nói thêm rằng ,
hiệu suất động cơ điện đồng bộ thường cao hơn hiệu suất cua động cơ không đồng bộ
vì động cơ không đồng bộ có khe hở tương đối lớn, khiến cho tổn hao sắt phụ nhỏ hơn.
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 8 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
Nhược điểm của động cơ điện đồng bộ so với động cơ không đồng bộ là ở chỗ
cấu tạo phức tạp, đòi hỏi phải có máy kích từ hoặc nguồn cung cấp dòng một chiều
khiến cho giá thành cao. Hơn nữa việc mở máy động cơ điện đồng bộ cũng phức tạp
hơn và việc điều chỉnh tốc độ của nó chỉ có thể thực hiện được bằng cách thay đổi tần
số của nguồn điện.
Việc so sánh động cơ điện đồng bộ với động cơ không đồng bộ có phối hợp với
tụ điện cải thiện cosω về giá thành và tổn hao năng lượng dẫn đến kết luận là khi P
dm
>
200 ÷300kW, nên dùng động cơ điện đồng bộ ở những nơi nào không cần thường
xuyên mở máy và điều chỉnh tốc độ. Khi P
dm
>300kW dùng động cơ điện đồng bộ với
cosω
dm
= 0,9 và khi P
dm
> 1000kW dùng động cơ điện đồng bộ với cosω

dm
=0,8 là có lợi
hơn dùng động cơ không đồng bộ
II. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC VÀ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG CỦA ĐỘNG
CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ.
Nguyên lí làm việc của động cơ điện đồng bộ như sau:
Khi cho dòng điện ba pha i
A
,i
B
,i
C
, vào ba dây quấn stato, dòng điện ba pha ở stato
sẽ sinh ra từ trường quay với tốc độ quay n
1
=
p
f60
. Ta hình dung từ trường quay stato
như một nam châm có hai cực quay được vẽ bằng nét đứt trên hình 1.1. Đồng thời, cho
dòng điện một chiều vào dây quấn rôto, rôto biến thành một nam châm điện.
Tác dụng tương hỗ giữa từ trường stato và từ trường roto tạo ra lực tác dụng lên
rôto.
Phương trình điện áp và đồ thị véctơ của động cơ điện đồng bộ:
Khi máy điện đồng bộ làm việc như động cơ điện đồng bộ máy phát ra công suất
âm đưa vào mạng điện hay nói khác đi tiêu thụ công suất điện lấy từ mạng để biến
thành cơ năng. Động cơ đồng bộ thường có cấu tạo cực lồi nên nếu gọi điện áp lưói
điện là U, ta có phương trình cân bằng điện áp:
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
•

u
Ir
q
q
xIj
•
d
d
xIj
•
0
•
E
q
I
•
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 9 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
uq
q
d
uu
uqud
uu
rIxIjxIjE
jxrIEEEjxrIEU
••••
•••••••
+++=
++++=++=
0

0
)()(
δσ
(1)
Đồ thị véctơ tương ứng với phương trình(1) được trình bày như hình vẽ (1.2). Từ đồ
thị ta thấy công suất do động cơ tiêu thụ từ mạng điện P = mUIcosω < 0
•
U
CHƯƠNG II TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
A. THÔNG SỐ CƠ BẢN
1. Điện áp pha
U
d
= U
f
= 6000 V
2. Công suất biểu kiến định mức

KVA
P
S
dm
1162
9,0.9563,0
1000
cos.
===
ϕη
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 10 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

3. Dòng điện pha định mức

A
U
S
I
dm
dm
dm
8,111
6000.3
10.1162
.3
3
===
A
I
I
dm
f
6,64
3
8,111
3
===
4. Số đôi cực.
p =
3
1000
50.60.60

==
n
f

5 . Công suất tính toán
P’=k
e
.S
dm
=1,06.1162 =1232 KVA
B. KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
6. Đường kính trong.
D =75 cm
7. Đường kinh ngoài lõi thép
D
n
=
( )
cm
K
D
D
1251,107
7,06,0
75
÷=
÷
=
Theo bảng 11-1 với P’ = 1232 KVA và p=3 ta chọn D
n

= 118 cỡ máy M16 và
h = 63 cm
8. Bước cực

cm
p
D
3,39
3.2
75.
2
=
Π
=
Π
=
τ
9 . Sơ bộ tính toán chiều dài của stato
Theo hình 11-3 với
cm3,39=
τ
với p = 3, A =510 A/cm ;
TB
dm
87,0=
δ
Lấy K
d1
=0.92 ;
76,0;15,1;66,0 ===

δδ
αα
kk
s
Theo 11-2 ta có :
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 11 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
cm
nDABkk
P
l
dmd
43
1000.75.87,0.510.92,0.76,0
10.1232.1,6

10' 1,6
'
2
7
2
7
===
δδδ
δ
α
10. Hệ số
λ
09,1
3,39

43
'
===
τ
λ
δ
l
Trị này nằm trong vùng kinh tế của hinh 11-5
11. Sơ bộ định chiều dài lõi săt stato theo hình 11-3

cmll 15,4543.05,1'.05,1
1
===
δ
12. Số rãnh thông gió ngang trục của lõi sắt stato: với chiều rộng b
g
=1 cm
( )
( )
36,883,9
154
5415,45
'
1
÷=
+÷
÷+
=
+
+

=
gth
th
g
bl
ll
n
Lấy số rãnh thông gió n
g
=9
13. Chiều dài của mỗi thiệp lá thép

cm
n
bnl
l
g
gg
th
615,3
19
915,45
1
.'
1
=
+
−
=
+

−
=
14. Chiều dài phần thép của lõi sắt stato
l = l
th
(n
g
+1) = 3,615.10 =36,15 cm
15. Chiều dài lõi sắt stato: theo 11-4
l
1
=l + n
g
.b
g
=36,15 +10 = 46,15 cm
16. Chiều dài tính toán của lõi sắt stato: theo 11-5
( )
cmbnll
gg
65,419.5,015,46 5,0
1
=−=−=
δ
17. Số mạch song song của dây quấn stato
Do I = 64,6 < 200 A nên ta lấy a = 1
18. Bước rãnh t
1
Theo hình 11-7 với
cm3,39=

τ
thì bước rãnh tối thiểu và tối đa là:
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 12 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
t
1min
= 3,7 cm ; t
1max
= 4,35 cm
19. Số rãnh stato tối đa và tối thiểu
54
35,4
75.
max1
min1
=
Π
=
Π
=
t
D
Z
63
7,3
75.
min1
max1
=
Π

=
Π
=
t
D
Z
20. Chọn số rãnh stato
Trong phạm vi 54 đến 63 để lập bảng so sánh :








==== 35,4;3
3.3.2
54
2
54
1
1
t
pm
Z
q









==== 7,3;
2
1
3
3.3.2
63
2
63
1
1
t
pm
Z
q
21. Tính số vòng dây trong 1 rãnh . Theo 11-9 chọn số xecmăng thích hợp, tính lại
đường A và lập bảng:
Phương
án
Số rãnh
stato Z
1
Số
xecmăng
Chiều
rộng

Số rãnh
của mỗi
xecmăng
Số mạch
song
song
Số vòng
dây
trong
rãnh
Bước
rãnh t
1
1 54 6 9 1 32 4,35
2 54 9 6 1 32 4,35
3 63 9 7 1 30 3,7
Kết quả cho thấy phương án 1 là hợp lý nhất. Số liệu thu được:
Z
1
= 54 , số xécmăng : 9 ; u
r
=32 ; q=3; t
1
= 4,35; A= 475
22. Chiều rộng rãnh: theo 11-12 ta có:
Sơ bộ chọn chiều rộng rãnh
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 13 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
7,135,4.39,0.39,0'
11

=== tb
23, Chọn mật độ dòng điện: theo 11-14
2
1
1
/8,5
475
2750
mmA
A
AJ
J ===
. trong đó AJ
1
tra ở hình 11-8 đường 2 có 2750
24. Sơ bộ chọn tiết diện dây dẫn:
2
1
14,11
8,5.1
6.64
.
' mm
Ja
I
S ===
Chọn tiết diện dây dẫn PETVSD
6,73,2
1,78,1
×

×
có diện tích S
1
=12,42 mm
2
25. Cách điện rãnh:
26. Chiều rộng rãnh b
r1
=17,5 mm. Chiều cao rãnh h
r1
=87 mm
27. Mật độ dòng điện trong dây dẫn stato:
2
1
1
/2,5
42,12.1
6,64
.
mmA
Sa
I
J ===
28. Mật độ từ thộng trên rãnh stato
Trong đó hệ số ép chặt lõi sắt k
cl
=0,93
( ) ( )
T
klbt

ltB
B
clfer
dm
Z
8,1
93,0.15,36.75,135,4
65,41.35,4.87,0


11
1
1
=
−
=
−
=
δδ

29. Mật độ từ thộng trong gông stato:
Với
cmh
DD
h
r
n
g
8,127,8
2

75118
2
11
=−
−
=−
−
=

T
klh
lB
B
clfeg
dm
g
09,1
93,0.15,36.8,12.2
65,41.3,39.87,0.66,0
2

1
1
1
===
δδδ
τα
30. Độ chênh nhiệt trên lớp cách điện rãnh: theo 11-15
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 14 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

( ) ( )
CC
hhb
t
kAJ
c
c
nrr
f
c
00
3
11
1
1
3515
10.2,2
47,0.5,0
.
5,07,875,1.2
35,4
.
4200
1,1.475.2,5
.5,0
.
2
.
4200

<=
−+
=
−+
=
−
λ
δ
θ
31. Gradien nhiệt độ trên cách điện rãnh:

C
c
c
c
0
64
47,0.5,0
16
.5,0
===∆
δ
θ
θ
32. Số vòng dây của 1 pha dây quấn stato: theo 11-11
vòng
a
u
qpW
r

288
2
32
.3.3.2
1
.
2
2
1
===
33. Bước dây quấn
y
1
=
rãnh
p
Z
9
3.2
54
2
==
Trong đó
93.3.3 === q
r
τ
1
9
9
1

===
r
y
τ
β
34. Hệ số bước ngắn của dây quấn
1
2
sin
2
sin =
Π
=
Π
=
β
y
k
35. Hệ số bước rãi: theo 4-78 :

96,0
18
sin.3
6
sin
2
sin
2
sin
===

π
π
π
π
mq
q
m
K
r
36. Hệ số dây quấn:
96,096,0.1.
1
===
ryd
kkk
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 15 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
C KHE HỞ KHÔNG KHÍ VÀ CỰC RÔTO:
Đẻ đạt được bội số mômem cực đại
2
max
=
dm
M
M
, thì theo hình 11-9 có x
*
d
=1,5.
37. Sơ bộ xác định khe hở không khí theo 11-19:

cm
B
A
x
d
45,0
5,1
3,39
.
827,0
475
.3,0 3,0
*
0
==≈
τ
δ
δ
.
Trong đó
95,0=
dm
B
δ
và
TB 827,087,0.95,0
0
==
δ
38. Lấy khe hở không khí giữa cực từ

45,0=
δ
cm. Ở 2 đầu mõm cực từ
675,045,0.5,1.5,1 ===
δδ
m
cm.
Trị số khe hở không khí trung bình theo 11-21
cm
m
525,0
3
45,0675,0
45,0
3
' =






−
+=







−
+=
δδ
δδ
39. Chiều rộng mặt cực từ: khi lấy
7,0=
m
α
5,273,39.7,0. ===
τα
mm
b
cm
40. Bán kính mặt cực từ: theo 11-22
cm
b
D
D
R
m
m
m
4,34
5,26
45,0675,0
75.82
75
82
2
2

=
−
+
=
−
+
=
δδ
41. Chiều cao mặt cực từ: theo bảng 11-4
Lấy h
m
= 4 cm
42. Chiều dài thân cực từ và mõm cực từ: lấy bằng:
l
2
= l
1
-1 = 45,15 – 1 =44,15 cm
43. Chiều dài tính toán của thân cực từ: khi lấy chiều dài tấm má cực l
mc
=2 cm
cmlll
mcc
15,46215,44'
2
=+=+=
44. Chiều cao thân cực từ: theo 11-27
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 16 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
cmh

c
12,163,39.58,56,1.88,56,1
4
4
=+=+=
τ
45. Hệ số tản từ: theo 11-24, với k = 9
1,1
3,39
525,0.35
.5,81
'.35
1
22
=+=+=
τ
δ
σ
k
t
46. Chiều rộng cực từ:
Dùng thép CT3 dày 1 mm với hệ số ép chặt lõi sắt k
cl
= 0,95 và lấy mật độ
từ thông cực từ B
c
= 1,43 T thì :
cm
lkB
lB

b
t
cclc
dm
c
5,161,1.
15,46.95,0.43,1
65,41.3,39.87,0.66,0
.


===
σ
τα
δδδ

Kích thước cực từ như hình vẽ
Vận tốc dài ở bề mặt cực từ
sm
nD
v /3,39
6000
1000.75.
6000

2
=
Π
=
Π

=
47. Chiều dài gông từ: theo 11-29
cmlll
gg
5885,1315,44
222
=+=∆+=
Ở đây
cml
g
85,13
2
=∆
48. Chiều cao tối thiểu của gông rôto:
cm
lB
lB
h
gg
tdm
g
5,7
58.2,1.2
1,1.65,41.3,39.87,0.66,0
2

22
2
===
στα

δδ
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 17 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
Với
2,1
2
=
g
B
T
49. Số thanh cản trên mặt cực từ: lấy lấy Q
c
= 8,vật liệu làm bằng đồng
50. Tiết diện thanh dây quấn cản: theo 11-54
( )
2
1
112
2,5.8
475.3,39.25,0
.
.35,025,0
mm
JQ
A
s
c
c
==
÷

=
τ
51. Đường kính của thanh dây quấn cản:
mmd
c
96,1111213,1 ==
Lấy d
c
= 12 mm; s
c
= 113 mm
2

52. Bước dây quấn cản: khi lấy z = 0,4 cm
cm
Q
zdb
t
c
cm
6,3
18
5,0.22,15,27
1
2
2
=
−
−−
=

−
−−
=
53. Theo điều kiện chọn 11-52: ta có: 0,8t
1
< t
2
< t
1
hay 3,48 < 3,6 < 4,35 cm
Như vậy chọn t
2
là phù hợp
54. Kích thước rãnh cuộn cản như sau:
b
4c
= 4 mm; h
4c
= 2 mm; d’
c
= 12,1 mm
55. Chiều dài thanh dây quấn cản
cmll
mtc
5,573,39.34,015,44.34,0 =+=+=
τ
56. Tiết diện vành ngắn mạch:
2
452113.8.5,0 5,0. mmsQhbs
ccvcvcvc

====
D TÍNH TOÁN MẠCH TỪ:
Lá thép kỹ thuật điện lõi sắt stato dùng loại cán nóng của Nga 1511 dày 0,5 mm.
Cực từ dùng thép tấm CT3 dày 1 mm
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 18 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
57. Từ thông trong khe hở không khí theo 4-84:
E
E
kwfk
E
ds
1
4
1
11
1
10.157,0
96,0.288.50.15,1.4 4
−
===Φ
Wb
5,1=
δ
δ
m
;
7,0=
m
α

;
66,0=
δ
α
;và
15,10115,0
3,39
45,0'
=⇒==
s
k
τ
δ
58. Chiều dài tính toán chính xác của lõi sắt stato: theo 4-13
cmbnll
gg
45525,0.29.306,015,46'2'.
1
=+−=+−=
δ
δ
Với
68,0
45,0
1
5
45,0
1
5
'

2
2
=
+






=
+








=
δ
δ
γ
g
g
b
b

306,045,0.68,0'. ===

δγ
g
b
59. Mật độ từ thông khe hở không khí:
11
4
35,1
45.3,39.66,0
157,0

10.
EE
l
B ==
Φ
=
δδ
δ
τα
60. Hệ số khe hở không khí ở stato: theo 4-15
( ) ( )
223,1
525,0.1075,135,4
525,0.1035,4
'10
'10
11
1
1
=

+−
+
=
+−
+
=
δ
δ
δ
r
bt
t
k
61. Hệ số khe hở không khí ở rôto:
( ) ( )
05,1
525,0.104,06,3
525,0.106,3
'10
'10
42
2
2
=
+−
+
=
+−
+
=

δ
δ
δ
c
bt
t
k
62. Hệ số khe hở không khí: theo 4-17
285,105,1.223,1.
2
1
===
δδδ
kkk
63. Sức từ động khe hở không khí: theo 4-18
11
4
25,1.35,1.45,0.285,1.6,110 6,1 EEkBF ===
δδδ
δ
64. Chiều rộng răng stato ở 1/3 chiều cao rãnh:
cmbtb
r
zz
95,275,17,4
1
3
1
3
1

=−=−=
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 19 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
Trong đó:
7,4
54
3
7,8
.275
.
2.
1
3
1
3
1
=






+Π
=









+Π
=
Z
hD
t
r
z
cm
65. Mật độ từ thộng ở răng stato: theo 4-22
1
44
1
3
1
1
1
.10.66,210
93,0.15,36.95,2
45.35,4.35,1


EE
klb
ltB
B
clfe
Z

Z
−−
===
δδ
66 Sức từ động răng stato:
11111
4,177,8.2 2
ZZZrZ
HHHhF ===
67. Mật độ từ thông trên gông stato:
1
4
1
1
4
1
10.83,1
8,12.93,0.15,36.2
157,0
2
10.
EE
khl
B
clg
g
−
==
Φ
=

68. Sức từ động trên gông stato:
1111
.55
gggg
HHLF
ξξ
==
Trong đó:
( )
( )
cm
p
hD
L
gn
g
55
6
8,12118
2
1
1
=
−Π
=
−Π
=
Tra bảng 4-16 ta được
1=
ξ

69. Chiều cao rãnh rôto:
cmdhh
cr
4,12,12,0
422
=+=+=
70. Chiều rộng rănh trên cực từ 1/3 chiều cao rãnh:

cmdt
D
hD
b
c
r
Z
4,221,1.94,06,3
45,0.275
4,1.
3
2
45,0.275
'94,0
2
3
2
2
2
2
3
1

2
=−
−
−−
=−
−
−−
=
δ
δ
71. Mật độ từ thông trên gông cực từ:
1
4
1
4
2
3
1
2
2
2
10.18,2.10.
95,0.15,44.4,2
45.6,3.35,1


EE
klb
ltB
B

cl
Z
Z
−−
===
δδ
72. Sức từ động trên răng cực từ:
22222
8,2.4,1.2.2
ZZZZZ
HHHhF ===
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 20 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
73. Hệ số từ dẫn giữa bề mặt trong của các cực từ: theo 4-67
( ) ( )
6
6
6
10.94,0
45,0.24.212,16
6
8,163,39
10.12,16.55,0
22
2
10 55,0
−
−
−
=

++−−
=
++−−
=
π
δ
π
τ
λ
mcc
c
cl
hh
p
b
h
74. Hệ số từ dẫn giữa bề mặt trong của đôi cực từ: theo 4-68
cm
bb
c
cm
m
5,5
2
5,165,27
2
=
−
=
−

=
cm
D
hd
b
m
mm
93,1
75.4
5,27
45,04
4
2
2
=−+=−+=
δ
cm
p
d
b
m
mm
8,9
3
93,1.
5,273,39
.
' =
Π
−−=

Π
−−=
τα
66
2
6
2
10.4,010.5,0
8,9
5,5
4,02,0
8,9
5,5
55,025,0
8,9
93,1
4,1
10.5,0
'
4,02,0
'
55,025,0
'
4,1
−−
−
=















−−






++






−=

















−−








++









−=
m
m
m
m
m
m
ml
ccd
ααα
λ
75. Hệ số từ dẫn giữa các mặt bên của cực từ theo 4-69
666
10.132,010.
15,46
5,16
.37,010.
'
.37,0
−−−
===
c
c
cb
l
b
λ
76. Tổng từ dẫn tản:
( )
66

10.472,110.132,034,094,0
−−
=++=++=
cbmlclc
λλλλ
δ
77. Sức từ động trên khe hở, gông từ stato và răng stato, rôto
211 zgzzg
FFFFF +++=
δδ
78. Từ thông tản trên cực từ theo 4-66
zgzgzgcc
FFFl
δγδσσ
λ
6262
10.3,1.10.15,46.10.412,1.210 '.2
−−−−
===Φ
79. Từ thông cực từ:
zgc
FE
δσ
.10.3,1.10.157,0
6
1
4 −−
+=Φ+Φ=Φ
80. Mật độ từ thông trên cực từ: theo 4-41
zg

zg
ccc
c
c
FE
FE
kbl
B
δ
δ
4
1
3
6
1
4
2
4
10.18,010.22,0
95,0.5,16.15,46
.10.3,1.10.157,0
'
10.
−−
−−
+=
+
=
Φ
=

SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 21 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
81. Sức từ động cực từ :
ccccmc
HHHhF 64,40.32,20.2 2 ===
Với
32,2032,164 =+=+=
mccm
hhh
82. Sức từ động ở khe hở giữa cực từ và gông từ theo 4-68
ccc
BBF 500250.2 ==
δ
83. Mật độ từ thông ở gông cực từ theo 4-44
zg
zg
cgg
c
g
FE
FE
khl
B
δ
δ
.10.16,0.10.2,0
95,0.5,7.58.2
.10.3,1.157,0
2
10.

4
1
3
2
1
222
4
2
−−
−
+=
+
=
Φ
=
84. Sức từ động trong gông rôto
Với
( )
( )
6,13
6
5,732,20.245,0.275
2
22
2
=
−−−Π
=
−−−Π
=

p
hhD
L
gmc
g
δ
2222
6,13.
gggg
HHLF ==
85. Sức từ động trên rôto
22 gcccg
FFFF ++=
δ
86. Sức từ đông của dây quấn kích từ dưới một đôi cực
22112 gcczgzcgzgto
FFFFFFFFFF ++++++=+=
δδδ
E. THAM SỐ CỦA DÂY QUẤN STATO Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC
87. Chiều dài phần đầu nối dây quấn stato: theo 3-37
cmNMHAl
d
5865,6.276,2.57,15,34257,1 =+++=+++=
Trong đó: H = 12.2,3 =27,5 mm; lấy M = 6,5 và N = 6
Trong đó :
cm
t
f
HR
A

c
c
y
5,34
42,4
96,1
1
76,2.5,05,18,33
1
5,0
22
=






−
−−
=








−

−−
=
τ
( )
( )
cm
p
aHD
y
8,33778,0.
6
5,276,2.275
2
2
3
=
++
=
++
=
π
β
π
τ
( )
( )
cm
Z
aD
t

c
42,4
54
175
1
2
=
+
=
+
=
π
π
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 22 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
175,0.25,2.2
232
=−=−= haa
cmaBf
cc
96,12,176,0
1
=+=+=
Với a
1
= x
1
+ x
2
= 0,58 + 0, 62 = 1,2 cm

88. Chiều dài trung bình của một vòng dây quấn stato
( )
mcml
tb
06,22065815,45.2
1
==+=
89. Điện trở tác dụng của 1 pha dây quấn stato:
Ω===
−
−
04,1
42,12.46
10.06,2.288
46
10
2
1
2
11
1
as
lw
r
tb
90. Trị số tương đối của điện trở dây quấn stato:
011,0
6000
6,64
.04,1. ===

•
U
I
rr
91. Hệ số từ tản rãnh:
94,1
75,1.4
67,0
75,1
785,0
75,1.3
67,08
4
'
.3
1
0
1
1
1
02
1
=++
−
=++
−
=
rrr
r
b

h
k
b
h
k
b
hh
ββ
λ
Với h
2
= 8 cm; b
r1
= 1,75 cm; h
1
= 0,7 cm; h
0
= 0,67 cm
Sức từ động trên cực từ xác định qua ba tiết diện:
Với
1
1
==
r
y
τ
β
; theo 5-25 và 5-24
1
4

1.31
4
31
' =
+
=
+
=
β
β
k
1
4
1.31
4
'31
=
+
=
+
=
β
β
k
k
92. Hệ số từ tản giữa các đỉnh răng:
( )
( )
26,0
75,1

75,135,4
32,022,07,011,0.7,0
'.32,022,01.
4
41
=
















−
+−+=

















−
+−+=
β
αχαλ
k
b
bt
mdrmdr
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 23 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
93 Hệ số từ tản tạp theo 5-42
384,0
3.285,1.525,0
66,0.3,39
.03,0
.'.
.03,0
1
1
===

qk
δ
δ
δ
τα
λ
94. Hệ số từ tản phần đầu nối theo 5-45:
( ) ( )
75,03,39.1.64,058
45
3
.34,064,0.34,0
1
=−=−=
βτλ
dd
l
l
q
95. Điện kháng tản stato theo 5-54
( )
dtdrr
pq
l
w
f
x
λλλλ
σ
+++















=
1
2
1
100100
.158,0
( )
Ω=+++






= 9,1075,0384,026,094,1
9

45
100
288
100
50
158,0
2
Trị số tương đối:
118,0
6000
6,64
.9,10
*
==
σ
x
96. Điện kháng phần ứng dọc trục ( trị số tương đối ) theo 11-68
38,1
3990.27,1
8037.87,0
.
.
00
*
===
δµ
Fk
Fk
x
udmud

ud
Trong đó
AI
p
kw
mF
dm
dq
ud
80376,64.
3
96,0.288
.3.45,0.

45,0
1
===
Ở đây :
87,0=
ud
k
; Theo đặc tính không tải ở bảng 11-8 với
1
*
0
=E
;
AF 3990
0
=

δ
; với
5,0
*
0
=E
thì
27,1
1995
2534
0
0
===
δ
µ
F
F
k
t
97. Điện kháng phần ứng ngang trục theo 11-69
79,0
2
285,11
.
3990.27,1
8037.435,0
2
1
.
.

.
00
*
=
+
=
+
=
δ
δµ
k
Fk
Fk
x
qdmuq
uq
Với k
uq
= 0, 435
98. Điện kháng đồng bộ dọc trục:
498,138,1118,0
***
=+=+=
udd
xxx
σ
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 24 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
99. Điện kháng đồng bộ ngang trục:
9,079,0118,0

***
=+=+=
uqq
xxx
σ
100. Đặc tính từ hoá và đặc tính








=
δ
δ
F
F
fE
Zg
*
0
,với I
dm
, U
dm
, cosφ
dm
xác định

06,1
*
=
δ
E
có
32,1=
δ
δ
F
F
zg
và theo hình 11-13 ta có: k’
bd
= 0,92; k’
bq
= 0,68; k”
=0,0024
101. Sức từ động:
33,012,1.435,0.68,0
cos
'
*
===
udm
uqbq
uq
Fkk
F
ψ

12,1
7176
8037
0
*
===
t
udm
udm
F
F
F
Theo sức từ động ở đặc tính
( )
**
0 d
FfE
δ
=
xác định sức điện động
45,0
cos
=
ψ
ud
E
và
theo đồ thị
03,1
**

=Φ=
sdd
E
δ
; xác định được ψ =50
0
; cosψ = 0,64; sinψ =0,77; từ
đặc tính
( )
**
0 zg
FfE
χ
=
, với
*
d
E
δ
được
95,0
*
=
d
F
δ
102. Sức từ động phản ứng phần ứng dọc trục theo 11-38:
85,064,0.12,1.
45,0
3,39

.0024,077,0.12,1.87,0.93.0
cos "sin
**"*
=+=
=+=
ψ
δ
τ
ψ
udm
udmudbdud
FkFkkF
Với tổng sức từ động
8,185,095,0
**
=+=+
udd
FF
δ
; từ đặc tính
( )
zg
Ff
δσ
=Φ
*
được
4,0
*
=Φ

σ
. Từ thông
cực từ:
43,14,003,1
**
=+=Φ+Φ=Φ
σδ
dc
Từ đặc tính
( )
**
cc
Ff=Φ
, với
43,1
*
=Φ
σ
được
39,0
*
=
c
F
103. Sức từ động định mức của dây quấn kích từ (tri số tương đối ):
19,239,085,095,0
****
=++=++=
udcdtdm
FFFF

δ
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3
ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN Trang: 25 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH
104. Sức từ động định mức của dây quấn kích từ ( trị số tương đối ):
AFFF
ttdmtdm
159607288.19,2.
0
*
===
105. Chiều dài trung bình một vòng dây của dây quấn kích từ theo 11-44:
( ) ( ) ( ) ( )
m
cmbbbll
ccttb
49,1
14936,2.76,1.25,164,2.215,44.22'22
1
=
=+++−=+++−=
πδπ
Trong đó : b’ =3 cm; b = 0,06τ =0,06.39,3 = 2,36 cm
Sử dụng bộ kích từ thyristo có điện áp U = 65 V; I
t
= 320 A;
Điện áp đầu cực dáy quấn kích từ U’
t
= 63 V .
106. Tiết diện dây quấn kích từ (sơ bộ ) theo 11-39:
AFF

tdmdm
1835415960.15,1.2,1' ===
2
'
130
36
63
49,1.18354.3
.
39
1
.'
'
'
mm
U
lFp
s
t
ttbtdm
t
===
ρ
107. Dòng điện kích từ:
AJsI
tttdm
1872,5.36.
'
===
Lấy J

t
= 5,2 A/mm
2
108. Số vòng dây cuộn kích từ dưới một cực theo 11-42:
43
187.2
15960
2
===
tdm
tdm
t
I
F
w
109. Kích thước dây dẫn kích từ bằng đồng theo chiều cao của cực từ:
cm
w
h
a
c
t
cc
13,003,0
143
4,132,16
1
'
=−
+

−
=−
+
−
=
δ
δ
Theo phụ lục về dây dẫn, chọn dây a x b =3,15 x 11,8 mm với s
t
= 36,62 mm
2
110. Khoảng cách giữa 2 cuộn dây kích từ theo 11-43

( )
( )
cm
bb
p
hhD
x
c
cm
7,018,1.215,0.25,16
6
32,16.24.245,0.275
22
2
222
1
=−−−

−−−
=
−−−
−−−
=
π
δ
δπ
111. Mật độ dòng điện trong dây quấn kích từ:
SVTH:LÊ NGỌC NHU LỚP:ĐH ĐIỆN A_K3