Đồ án tốt nghiệp: Điều chỉnh tốc độ động cơ rôtor lồng sóc

Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng và phát triển của đất nước ngày càng phát
triển cao hơn trong mọi lĩnh vực: công nghiệp, giao thông và các dịch vụ
trong cuộc sống hằng ngày. Thực tế cho thấy máy điện không đồng bộ nói
chung và động cơ không đồng bộ nói riêng. Do có kết cấu đơn giản dễ chế
tạo, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành lại hạ mà nổi bật nhất là động
cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc và được sử dụng rộng rãi nhất. Trong công
nghiệp được dùng nó làm nguồn động lực cho máy cản, máy công cụ trong
công nghiệp nhẹ… trong hầm mỏ dùng máy tời, quạt gió… trong nông nghiệp
dùng máy bơm, máy gia công nông sản… trong dịch vụ hằng ngày máy điện
không đồng bộ 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…
Tóm lại, theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hoá và tự động
hoá ngày càng cao trong sản xuất, đời sống và trong một số lĩnh vực khác.
Cho nên phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ nói chung và động
cơ không đồng bộ nói riêng ngày càng rộng rãi và thông dụng nhiều nhất là
động cơ không đồng bộ Rôtor lồng sóc có công suất vừa và nhỏ vì so với các
loại động cơ khác nó có ưu điểm nổi bật hơn hẳn, ngoài ra trong khi làm việc
ít gây tiếng ồn và không gây ra cản nhiễu vô tuyến. Nhưng nó có một số
nhược điểm là mômen 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 mômen lớn và tốc độ lớn… để khắc phục nhược điểm này
thì người ta chế tạo ra loại động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc nhiều tốc
độ, dùng rôtor rãnh sâu, lồng sóc kép… nhằm để hạ được dòng điện khởi
đôïng và tăng được mômen mở máy và điều chỉnh tốc độ dễ dàng hơn.
Trong suốt thời gian học chuyên ngành về máy điện cũng không đủ
nhiều cho đến khi nhận đề tài tốt nghiệp, em được khoa và bộ môn thiết bị
điện giao cho nhiệm vụ thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha rôtor lồng sóc
với các số liệu ban đầu như trên.
Để hoàn thành nhiệm vụ yêu cầu của bang thiết kế đặt ra, em được sự

giúp đỡ của các thầy cô giáo bộ môn và đặt biệt là thầy giáo hướng dẫn
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 1
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
Nguyễn Trung Cư, cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm
vụ của bảng thiết kế tuần tự theo các chương nhỏ sau:
Lời nói đầu
Chương I. Giới thiệu máy và nguyên lý hoạt động
Chương II.Tính toán và xác định kích thước chủ yếu của máy
Chương III.Tính toán dây quấn, rãnh Stator và khe hở không khí
Chương IV.Tính toán dây quấn, rãnh và gông rôtor
Chương V. Tính toán mạch từ
Chương VI. Tính toán tham số của động cơ điện ở chế độ định mức
Chương VII. Tính toán tổn hao thép và tổn hao cơ
Chương VIII.Tính toán đặc tính làm việc của động cơ
Chương IX. Tính toán đặc tính khởi động
Chương X. Tính toán nhiệt
Chương XI. Tính toán trọng lượng,vật liệu tác dụng vàchỉ tiêu sử dụng
vật liệu máy.
Chương XII .Tính toán cơ.
Chương XII . Chuyên Đề.
Nói chung trong quá trình thiết kế, tuy bản thiết kế đã hoàn thành và
đạt được yêu cầu, chỉ tiêu cũng như tiêu chuẩn của nhà nước của bản thiết kế
đề ra.
Nhưng em là một sinh viên mới bắt tay vào việc nghiên cứu và thiết kế
vả lại đề tài về máy điện rất đa dạng và phong phú, hơn nữa thời gian có hạn.
Cho nên em không tránh khỏi nhưng thiếu xót và cũng như không tối ưu của
vấn đề. Do đó em rất mong sự thông cảm và bỏ qua của thầy cô về những sai
sót của em trong bảng thiết kế và em mong muốn nhận được sự chỉ bảo và
góp ý của các thầy cô trong bộ môn để cho em học hỏi và rút kinh nghiệm về

sau.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, tháng 5 năm 2005
Sinh viên thiết kế
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 2
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
A. Phân loại và kết cấu và nguyên lý hoạt động của động cơ:
I. Phân loại:
Theo kết cấu của động cơ không đồng bộ có thể chia ra làm các kiểu
chính: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phong nổ
Theo kết cấu của Rotor, máy điện không đồng bộ chia làm 2 loại: loại
Rotor kiểu dây quấn và loại Rotor kiểu lồng sóc.
Theo số pha trên dây quấn Stator có thể chia làm các loại: Một pha, hai
pha và ba pha.
II.Kết cấu:
Giống như các máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ gồm các
bộ phận chính sau:
1.Phần tĩnh hay Stator:
Trên Stator có vỏ, lõi sắt và dây quấn.
a. Vỏ máy:
Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn, không dùng để làm
mạch dẫn từ . thường vỏ máy làm bằng gang. Đối với máy có công suất lớn
(1000 Kw) thường dùng thép tấm hàn lại làm thành vỏ. Tuỳ theo cách làm
nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau.
b. 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 bằng những lá thép kỹ thuật điện dày
0,5mm ghép lại. Khi đường kính ngoài lõi sắt nhỏ hơn 990mm thì dùng cả

tấm tròn ép lại. Khi đường kính ngoài lớn hơn trị số trên thì phải dùng những
tấm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn.
Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm
tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Nếu lõi sắt ngắn thì có thể ghép thành
một khối. Nếu lõi sắt dài quá thì thường ghép thành từng thếp ngắn, mỗi thếp
dài 6 đến 8 cm,đặt cách nhau 1cm để thông gió cho tốt. Mặt trong của lá thép
có xẻ rãnh để đặt dây quấn.
c. dây quấn:
Dây quấn Stator được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt
với lõi sắt. Bối dây có thể là một vòng (gọi là dây quấn kiểu thanh dẫn) bối
dây thường được chế tạo dạng phần tử và tiết diện dây thường lớn, hay cũng
có thể: bối dây gồm nhiều vòng dây (tiết diện dây nhỏ gọi là dây quấn kiểu
vòng dây). Số vòng dây mỗi bối, số bối dây mỗi pha và cách nối dây là tuỳ
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 3
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
thuộc vào công suất, điện áp, tốc dộ, điều kiện làm việc của máy và quá trình
tính toán mạch từ.
2. Phần quay hay Rotor:
Phần này có hai bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn.
a. Lõi sắt:
Lõi sắt là các lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau. Lõi sắt được ghép
trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá Rotor của máy. Phía ngoài của lá thép
có xẻ rãnh để đặt dây quấn.
a. Rotor và dây quấn Rotor:
Rotor có hai loại chính: Rotor kiểu dây quấn và Roto kiểu lồng sóc.
- Loại Rotor kiểu dây quấn: Rotor có dây quấn giống như dây quấn Stator.
Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp
vì bóp được những đầu dây nối, kết cấu dây quấn trên Rotor chặt chẽ. Trong
máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn ba pha

của Rotor thường đấu hình sao, còn ba đầu kia được nối vào ba vành trượt
thường làm bằng đồng đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có
thể đấu với mạch điện bên ngoài. Đặc điểm của loại động cơ điện Rotor dây
quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ
vào mạch điện Rotor để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc
cải thiện hệ số công suất của máy. Khi máy làm việc bình thường dây quấn
Rotor được nối ngắn mạch.
- Loại Rotor kiểu lồng sóc: kết cấu của loại dây quấn này rất khác với dây
quấn Stator. Trong mỗi rãnh của lõi sắt Rotor đặt vào thanh dẫn bằng đồng
hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn
mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà người ta quen gọi là
lồng sóc.
Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt. để cải thiện tính
năng mở máy, trong máy công suất tương đối lớn, rãnh Roto có thể làm thành
dạng rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc hay còn gọi là lồng sóc kép.
Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh Roto thường được làm chéo đi một góc so với
tâm trục.
3. Khe hở:
Vì Rotor 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 cỡ nhỏ và vừa) để
hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào và như vậy mới có thể làm cho hệ số
công suất của máy cao hơn
* Nguyên lý hoạt động của máy điện không đồng bộ nói chung và
động cơ không đồng bộ 3 pha rôtor lồng sóc nói riêng là làm việc dựa theo
nguyên lý cảm ứng điện từ.
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 4
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
* Khi cho dòng điện 3 pha đi vào dây quấn 3 pha đặt trong lõi sắt
Stator, trong lõi sắt Stator của máy tạo ra một từ trường quay với tốc độ đồng

bộ n
1
= 60.f/p với p là số đôi cực, f là tần số lưới. Từ trường quay cắt các thanh
dẫn của dây quấy Stator, cảm ứng các sư6t1 điện động. Vì dây quấn rôtor nối
ngắn mạch, nen sức điện động cảm ứng sẽ sinh ra dòng điện trong các thanh
dẫn của rôtor. Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường quay của máy với thanh
dẫn mang dòng điện rôtor, kéo rôtor quay cùng chiều quay từ trường với tốc
độ n
Hình: Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ
Để minh hoạ vẽ từ trường quay tốc độ n
1
, chiều sức điện động và dòng
điện cảm ứng trong thanh dẫn rôtor, chiều lực điện từ F
đt
.
Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo qui tắc bàn tay phải ta
căn cứ vào chuyển động tương đối của thanh dẫn rôtor với từ trường. Nếu coi
từ truờng đứng yên thì chiều chuyển động tương đối của thanh giược với
chiều chuyển dộng của n
1
. từ đó áp dụng qui tắc bàn tay phải xác định được
chiều chuyển động của sức điện động như hình vẽ.
Chiều lực điện từ xác địng theo qui tắc bàn tay trái trùng với chiều quay
n
1
.
Tốc độ n của máy nhỏ hơn tốc độ từ trường quay n
1
, vì nếu tốc độ bằng
nhau thì khơng có sự chuyển động tương đối, trong dây quấn không có sức

điện động và dòng điện cảm ứng, lực điện từ bằng 0.
Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc dộ
trượt n
2
.
n
2
= n
1
– n
Hệ số trượt của tốc độ là:
s =
2 1
1 1
n n -n
=
n n
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 5
F
dt
s
N
N
s
F
dt
F
dt
F

dt
F
dt
n
1
n
1
n
n
s
s
F
dt
n
F
dt
n
1
F
dt
n
1
1
n
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
Khi rôtor đứng yên (n = 0), hệ số trượt s = 1. Khi rôtor quay định mức
s = 0,02÷ 0,06
tốc độ động cơ:
1
60.

(1 ) (1 )
f
n n s s
p
= − = −
vòng/phút
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 6
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
CHƯƠNG II: KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
1. Tốc độ đồng bộ:

1
1
60.f 60.50
p 2(vøong/ phùut)
n 1500
= = =
trong đó: n
1
=1500 là tốc độ của động cơ
f
1
=50 hz là tần số của lưới điện
2. Đường kính ngoài Stator:
Với P
đm
= 90 kw và p =2 tra phụ lục 10-6 tài liệu thiết kế máy điện . Ta
có chiều cao tâm trục của động cơ điện không đồng bộ Rotor lồng sóc kiểu
IP23 theo tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994 cách điện cấp B với h=250 mm.

Tra bảng 10.3 trang 230 ta được đường kính ngoài Stator theo tiêu
chuẩn trong dãy 4A của nga D
n
= 43,7cm.
3. Đường kính trong Stator:
Theo bảng 10.2 trang 230 có K
D
=(0,64
÷
0,68) ứng với động cơ có 2p =4
Trong đó:
+ K
D
: tỉ số giữa đường kính trong và ngoài Stator
+ D: Đường kính trong Stator
+ D
n
=43,7mm
D = K
D
.D
n
=(0,64
÷
0,68) . 43,7 = 29,7 mm
4. Công suất tính toán:
η
'
E
K .P

0,98.90
P 104,2kw
.cos 0,93.0,91
= = =
ϕ
Trong đó:
+ K
E
= 0,98:Tỉ số giữa sức điện động và điện áp.Tra hình 10.2
trang 231 sách TKMĐ theo D
n
= 43,7cm.
+ P = 90 kw
91,0cos
93,0η
=+
=+
ϕ
Theo bảng 10.1 trang 228 sách TKMĐ
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 7
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
5. Chiều dài tính toán của lõi sắt Stator:
δ
δ δ
α
7 '
2
s d
7

2
6,1.10 .P
l
.k .k .A.B .D .n
6,1.10 .104,2
21,87cm
0,64.1,11.0,92.420.0,8.29,7 .1500
=
= =
Lấy l
δ
= 21,8 cm
trong đó:
+
δ
α
= 0,64 là hệ số cực từ
+ k
s
= 1,11 là hệ số sóng hình sin
+ k
d
=0,92 là hệ số dây quấn
+ A = 420 A/cm là tải đường
+ B
δ
= 0,806 là mật độ từ thông khe hở không khí
Do lõi sắt ngắn nên được làm thành một khối.
Chiều dài của lõi sắt Stator, Rotor:
l

1
= l
2
=l
δ
= 21,8 cm
6. Bước cực:
cm3323
4
729143
p2
D
,=
,.,
=
.
=
π
τ
Trong đó:
2p = 4 số đôi cực
D = 29,7 cm
7. Lập phương án so sánh:
Hệ số:

930
3323
821
l
,=

,
,
==
τ
λ
δ
Trong dãy máy động cơ khôngđồng bộ K, công suất 90 KW, 2p = 4 có
cùng đường kính ngoài (nghĩa là cùng chiều cao tâm trục h). với máy 100 KW
2p = 4 .
+ Hệ số tăng công suất của máy này là:
100
= =1,11
90
γ
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 8
ủửụùc choùn theo kieồu
daõy quaỏn ụỷ maựy
nhieàu cửùc trang 231
saựch TKMẹ
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
Do đó λ của máy 100 kw bằng: λ
100
=λ
90
.γ =1,11.0,93=1,032
Theo hình 10.3b trang 233 ta thấy hệ số λ
90
và λ
100

nằm trong vùng gạch
chéo cho phép tức là thỏa mãn điều kiện kinh tế và kỹ thuật. Do đó việc chọn
phương án trên là hợp lý.
8. Dòng điện pha định mức:

A13161
910930220
1090
U
10P
I
3
1
3
1
,
,.,.
.
cos
.
===
η
Trongđó:
+U
1
= 220 là điện áp đặt vào Stator
+ P = 90 KW là công suất định mức
+ =0,93
η
là hiệu suất

+cos ϕ = 0,91 là hệ số công suất
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 9
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
CHƯƠNG III:
THIẾT KẾ DÂY QUẤN, RÃNH STATOR VÀ KHE HỞ
KHÔNG KHÍ
Dây quấn phần ứng (Stator) máy điện xoay chiều không đồng bộ rotor
lồng sóc gồm nhiều phần tử nối với nhau theo qui luật nhất định. Các phần tử
ở đây cũng chính là số bối dây và được đặt trong các rãnh phần ứng. Mỗi bối
dây có nhiều vòng dây. Số vòng dây của mỗi bối, số bối của mỗi pha và cách
nối phụ thuộc vào công suất, điện áp, tốc độ, điều kiện làm việc của máy và
quá trình tính toán điện từ
Dạng rãnh Stator phụ thuộc vào thíêt kế điện từ và loại dây dẫn. Rãnh
được thiết kế sao cho có thể cho vừa số dây dẫn kể cả cách điện và công nghệ
chế tạo (dập, cắt) dễ dàng. Mật độ từ thông trên gông và răng không lớn hơn
một trị số nhất định, để đảm bảo tính năng của máy.
Đối với khe hở không khí ta cố gắn lấy nhỏ để cho dòng điện không tải
nhỏ và hệ số công suất cao. Nhưng nếu khe hở không khí quá nhỏ thì công
nghệ chế tạo khó và đễ sát cốt làm tăng tổn hao phụ.
9. Số rãnh Stator:
Số rãnh của một pha dưới một cực là q
1
, thông thường chọn q
1
trong
khoảng từ 2 đến 5. ở đây vì máy có công suất vừa nên lấy q
1
= 4. Việc chọn q
1

ảnh hưởng trực tiếp đến số rãnh Stator Z
1
. số rãnh này không nên nhìêu quá vì
như vậy diện tích cách điện chiếm chỗ so với số rãnh ít sẽ nhiều hơn do đó hệ
số lợi dụng rãnh sẽ kém đi. Mặt khác về phương diện độ bền cơ thì số rãnh
lớn làm cho độ bền cơ của răng yếu đi. Nếu số rãnh ít sẽ làm cho dây quấn
phân bố không đều trên bề mặt lõi sắt nên suất từ động phần ứng có nhiều số
bậc cao.
Z
1
=6.p.q
1
= 6 . 2. 4 =48 rãnh
10. Bước rãnh Stator:
cm
Z
D
t 944,1
48
7,29.14,3 π
1
1
===
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 10
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
11. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh:
Chọn số mạch nhánh song song a =1
1
r1

1
A.t .a
420.1,944.4
U = = =20,26
I 161,13
Nhưng số thanh dẫn tác dụng của một rãnh U
r1
phải dược qui về số
nguyên. Vì dây là dùng dây quấn hai lớp nên nó phải là số nguyên chẵn do đó
lấy U
r1
= 20 thanh.
12. Số vòng dây nối tiếp của một pha:
r1
1 1
U 20
W =p.q . =2.4. =40
a 4
(vòng)
Trong đó:
Chọn số mạch nhánh song song a
1
= 4
13. Tiết diện và đường kính dây dẫn:
Theo hình 10.4a tri số AJ của máy điện không đồng bộ kiểu bảo vệ
IP23 với h = 250 mm, trang 237 sách TKMĐ ta lấy giá trị AJ = 2370
A
2
/cm.mm
2

Mật độ dòng điện

2
AJ 2370
J= = =5,7A mm
A 415
Trong đó:

1 1ñm
2.m.W .I 2.3.40.161,13
A= = =415A/cm
p.D 2.29,7

- Tiết diện dây sơ bộ:

' 2
1
1
'
1 1 1
I
161,13
S = = =2,356mm
a .n .J 4.3.5,7
Trong đó: n
1
= 3 là số sợi chập song song
a
1

= 4 là số mạch nhánh song song
I
đm
= 161,13 cm
'
1
5,7J
=
2
A
mm
Ta chọn n
1
=3 là số sợi chập song song
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 11
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
- Theo phụ lục VI bảng VI-1 trang 619 sách TKMĐ chọn dây đồng tráng
men FET-155 có đường kính
=
1,74
1,825
cd
d
d
với S
1
= 2,38 mm
2
14. Kiểu dây quấn:

Chọn dây quấn 2 lớp sóng bước ngắn với y = 10
τ = = =
1
48
12
2. 4
Z
P
10
0,833
12
y
β = = =
τ
15. Hệ số dây quấn:
+ Hệ số bước ngắn:
sin . sin0,833. 0,966
2 2
y
k
π π
= β = =
+ Hệ số bước rải:
1
1
15
sin . sin4.
2 2
0,958
15

.sin 4.sin
2 2
r
q
k
q
α
= = =
α
Trong đó:
1
.360 2.360
15
48
p
Z
°
α = = =
+ Hệ số dây quấn: k
d
= k
y
. k
r
= 0,966 . 0,958 =0,925
16.Từ thông khe hở không khí:
1
1
.
0,98.220

0,02625
4. . . . 4.1,11.0,925.50.40
φ = = =
E
d d
K U
wb
k k f W
Trong đó:
K
E
= 0,98 lấy theo hình 10 – 2
U
1
= 220 Điện áp pha định mức
11,1
=
s
k

k
d
= 0,925
f = 50 Hz là tần số
W
1
= 40 vòng
17.Mật độ từ thông khe hở không khí:
4 4
1 1

.10 0,02625.10
0,806
. . 0,64.23,33.21,8
δ
δ
φ
= = =
B T
a t l
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 12
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
Trong đó:
0,02625Wb
φ =
64,0
=
δ
α
là hệ số xung cực từ
1
23,33
τ =
cm
l
1
=21,8 cm
18.Sơ bộ định chiều rộng của răng:
'
d 1 1

z1
z1 1 c
B .l .t
0,806.1,944
b = = =0,911cm
B .l .k 1,85.0,93
Trong đó:

0,806B T
δ
=
t
1
= 1,944 cm
k
c
=0,93 là hệ số ép chặt lõi sắt tra theo bảng 2.2 trang
sách TKMĐ
+ Động cơ kiểu bảo vệ IP23, 2p = 4, h = 250 mm.
Treo bảng 10.5b trang 241 sách TKMĐ
Ta chọn B
z1
= 1,85 T
19.Sơ bộ định chiều cao gông Stator:
4 4
'
g1
1 1
.10 0,02625.10
h 4,05

2. . . 2.1,6.21,8.0,93
φ
= = =
g c
cm
B l k
Trong đó:
0,02625Wbφ =

l
1
= 21,8 cm
k
c
= 0,93 là hệ số ép chặt lõi sắt
B
g1
= 1,6T là mật độ từ thông trong gông Stator (Tra theo
bảng 10.5a trang 240 sách TKMĐ).
20.Kích thước rãnh và cách điện:
h
r1
= 29,5 mm
h
12
= 22,5 mm
d
1
= 11 mm
d

2
= 13 mm
b
41
= 3,4 mm
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 13
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
h
41
= 0,5 mm
'
n
r1 g1
D -D
h = -h
2


43,7 29,7
4,05 2,95
2
cm
−
= − =
Trong đó:
D
n
= 43,7 cm
D = 29,7 cm

'
g1
h =4,05cm
+ Đường kính trong rãnh:
( ) ( )
'
41 1 z1
1
1
. D+2.h -Z .b 29,7+2.0,05 -48.0,911
d = = =1,112cm
Z - 48-
π π
π π
lấy d
1
= 1,1 cm =11 mm
( )
( ) ( )
' r1 2
z1 2
1
'
r1 z1 1
2
1
D+2.h -d
b = -d ]
Z
D+2.h -b .Z 29,7+2.2,97 -48.0,911

d = = =1,33cm
+Z +48
π
π π
π π
+ Chiều rộng miệng rãnh:
+ Chiều cao:
1 2
12 r1 41
d +d
1,3+1,1
h =h - -h =2,95- -0,05=2,25cm
2 2
Trong đó:
h
r1
= 2,95 cm là chiều cao răng Stator
d
1
= 1,1 cm đường kính đáy nhỏ rãnh Stator
d
2
= 1,3 cm đường kính đáy lớn rãnh Stator
+ Chiều dài miệng rãnh:
Trong thực tế chiều dài miệng rãnh h
41
= 0,5 mm chứ không thể nhỏ
hơn vì công nghệ cắt dập không thể cắt dập được.
+ Theo bảng VIII – 1 ở phụ lục VIII trang 629 sách TKMĐ
Chọn chiều dài cách điện rãnh là c = 0,4 mm

Chọn chiều dài của nêm là c
’
= 0,5 mm
+ Diện tích rãnh trừ nêm:
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 14
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
12
21
2
2
2
1
'
).
2
(
8
).(
h
dddd
S
r
+
+
+
=
π

2 2

2
.(11 13 ) 11 13 11
( ).(22,5 ) 317
8 2 2
mm
π + +
= + − =
+ Chiều rộng của miếng các tông nêm là (
2
.
1
d
π
), của tấm cách điện
giữa 2 lớp là (d
1
+ d
2)
.
+ S
cđ
=
( )
'
1
2112
2
2
.
2

2
.
c
d
cddh
d
ππ
+






+++
=
2
.13 .11
2.22,5 (11 13) .0,4 .0,5 44
2 2
mm
π π
 
+ + + + =
 
 
+ Diện tích có ích của rãnh:
S
cđ
=

−
'
r
S
S
cđ
= 317 – 44 = 273
+ Hệ số lấp đầy rãnh:
k
đ
=
2
r 1 cd
r
u .n .d
20.3.1,825
= =0,732
S 273
Trong đó:
u
r1
= 20 thanh
n = 3
s
r
= 273 cm
21.Bề rộng rãnh Stator:
( )
41 1
'

z1 1
1
. D+2h +d
b = -d
Z
π

( )
29,7 2.0,05 1,1
1,1 0,922
48
cm
π + +
= − =
[ ]
1 2
''
1 2
1
. 2. )
r
z
D h d
b d
Z
π + −
= −

[ ]
. 29,7 2.2,95 1,3

1,3 0,945
48
cm
π + −
= − =
' ''
z1 z1
z1
b +b
0,922+0,945
b = = =0,933cm
2 2
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 15
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
22. Chiều cao gông Stator:
n
g1 r1 2
D -D
1 43,7-29,7 1
h = -h + d = -2,95+ .1,3=4,27cm
2 6 2 6
23. Khe hở không khí:
9 297 9
(1 ) (1 ) 0,8044
1200 2. 1200 4
δ = + = + =
D
mm
p

Việc chọn khe hở không khí δ sao cho nhỏ nhất để có thể công nghệ
chế tao được và làm giảm dòng không tải, cosϕ … nhưng không quá nhỏ vì
nếu quá nhỏ dễ bị chạm giữa rôtor và Stator trong quá trình làm việc. Do đó
theo những máy đã chế tạo bảng 10.8 trang 253 sáchTKMĐ
ta lấy
0,8 0,08mm cm
δ = =
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 16
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
SƠ ĐỒ DÂY QUẤN STATOR
Z = 48 ; Y = 10; τ =12; q = 4; a = 4
1
2 3 4
5
6
7
8 9 1011121314
15
161718192021222324
25
262728293031323334
35
363738394041424344
45
464748
A
X
C
Z

B
Y
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 17
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
CHƯƠNG IV:
DÂY QUẤN RÃNH VÀ GÔNG RÔTOR
24. Số rãnh Rôtor được chọn theo bảng 10.6 trang 246.
Với số đôi cực 2p = 4, số rãnh Stator Z
1
=48 ta có thể chọn:
Z
2
= 40 rãnh
25. Đường kính ngoài Rôtor:
'
2 29,7 2.0,08 29,54D D cm
= − δ = − =
26.Bươc răng Rôtor:
'
2
2
. .29,54
2,32
40
D
t cm
Z
π π
= = =

27.Sơ bộ định chiều rộng ranh Rôtor:
'
2 2
z2
z2 2 c
B .l .t
0,806.2,32
b = = =1,087cm
B .l .k 1,85.0,93
δ
Theo bảng 10.5b trang 241. Ta chọn B
z2
= 1,85 T và hệ số ép chặt lõi
sắt k
c
= 0,93.
28. Đường kính trục Rôtor:
D
t
= 0,3.D = 0,3.29,7 = 8,94 cm.
Lấy D
t
= 9 cm
29. Dòng điện trong thanh dẫn Rôtor:
I
td
= I
2
=
1 d1

I 1
2
6.W .k
6.40.0.925
k .I =0,94.161,13. =840A
Z 40
Trong đó:
I
1
= 161,13 A
W
1
= 40 vòng
k
d
= 0,925
Z
2
= 40 rãnh
K
I
= 0,94 được chọn theo cos
ϕ
trong hình 10.5.
30. Dòng điện trong vành ngắn mạch:
v td
0
2
1 1
I =I . =840 =2685A

.p
180 .2
2.sin
2sin
Z
40
π
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 18
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
31. Tiết diện thanh dẫn bằng nhôm:
' 2
cd
td
2
I
840
S = = =280mm
J 3
Đối với máy không đồng bộ rôtor lòng sóc, tiết diện rãnh rôtor đồng
thời là tiết diện thanh dẫn rôtor. Vì vậy cần phải chọn mật độ dòng điện cho
thích hợp. J
cd
= (2,5
÷
3,5)
2
mm
A
. Chọn J

td
=3
2
mm
A
.
32.Sơ bộ chọn mật độ dòng điện trong vành ngắn mạch:
Mật độ dòng điện trong vành ngắn mạch J
v
chọn thấp hơn J
td
trong
khoảng từ (20
÷
25)%. Ta chọn J
v
= 2,5
2
mm
A
.
Tiết diện vòng ngắn mạch:
2
v
v
v
I
2685
S = = =1074mm
J 2,5

33. Kích thước rãnh Rôtor và vành ngắn mạch:
Chọn dạng rãnh như hình vẽ, diện tích rãnh cũng chính là diện tích
thanh dẫn của lồng sóc. Lồng sóc được đúc bằng nhôm theo phương pháp áp
lực
h
42
= 0,5 mm
b
42
= 1,5 mm
h
12
= 29 mm
h
r2
= 37,3 mm
d
1
= d
2
= 7,8 mm
a = 1,2. h
r2
= 1,2.37,3 = 44,76 lấy a = 45 mm
b =
1074
23,86
45
v
S

mm
a
= =
lấy b= 23,9 mm
lấy S
v
= a.b = 1075,5 mm
2
D
v
= D – (a+1) = 297 – (45+1) = 251 mm =25,1 cm
34. Diện tích rãnh Rôtor:
S
r2
=
2 2 2
12
.d +h .d= .7,8 +29.7,8=274mm
4 4
π π
35. Diện tích vòng ngắn mạch:
S
v
= a . b = 45 . 23,9 =1075,5 mm
2

Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 19
b=23,9
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư

36. Bề rộng răng Rôtor:
'
42 12
'
z2
2
4
D -2.h - (h +d)
3
b = -d
Z
 
π
 
 

4
29,5 2.0,05 (2,9 0,78)
3
0,78 1,147
40
mm
 
π − − +
 
 
= − =
37. Làm rãnh nghiêng ở Rôtor với độ nghiêng bằng một bước rãnh
Stator.
Để giảm lực ký sinh tiếp tuyến và hướng tâm người ta thường làm

nghiêng rãnh Stator hay rôtor. Vì như vậy có thể triệt tiêu sóng điều hoà răng.
Ơû đây ta làm nghiêng rãnh ở rôtor và làm nghiêng bằng 1 bước răng Stator
b
n
= t
1
= 1,944 cm
38. Chiều cao gông rôtor:
h
g2
=
'
t
r2 2
D -D
1 29,54-9 1
-h + d = -3.73+ 0,78=6,67cm
2 6 2 6
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 20
a=45
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
CHƯƠNGV:TÍNH TOÁN MẠCH TỪ:

39.Hệ số khe hở không khí:
21
.
δδδ
kkk
=

Trong đó:
1
1
1 1
1,944
1,088
. 1,944 1,953.0,08
t
k
t
δ
= = =
− υ δ −
Với
2
2
41
1
41
3,4
b
( )
( )
0,8
d
= = =1,953
b 3,4
5+
5+
0,8

d
γ
2
d2
2 2
2
2
42
2
42
t
2.32
k = = =1,018
t - .d 2.32-0,511.0,08
(b d)
(1.5 0,8)
= = =0,511
b 1,5
5+
5+
0,8
d
γ
γ
1 2
. 1,088.1,018 1,108k k k
δ δ δ
⇒ = = =
40. Dùng thép kỹ thuật điện dày 0,5mm, cán nguôïi loại 2211
41. Sức từ động khe hở không khí:

4 4
1,6. . . .10 1,6.0,806.1,108.0,08.10 1143F B k A
δ δ δ
= δ = =
Trong đó:
0,806B T
δ
=
1,108k
δ
=
0,08cm
δ=
42.Mật độ từ thông răng Stator:
1 1
z1
z1 c 1
B .t .l
0,806.1,944
B = = =1,806T
b .k .l 0,933.0,93
δ
Trong đó:
0,806B T
δ
=
t
1
= 1,944 cm
b

z1
= 0,933 cm
k
c
= 0,93 là hệ số ép chặt lõi sắt lấy theo bảng 2.2
43. Cường độ từ trường trên răng Rôtor:
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 21
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
Theo bảng V – 6 ở phụ lục V trang 608 sách TKMĐ
Ta có:
B
z1
= 1,806 T
⇒
H
z1
= 27,6 A/cm
44. Sức từ động trên răng Stator:
'
1 1 1
2. . 2.2,516.27,6 139
z z z
F h H A
= = =
Trong đó:
'
1
1 1
13

29,5 25,16
3 3
z r
d
h h mm
= − = − =
45.Mật độ từ thông ở răng Rôtor:
2 2
z2
z2 2 c
B .l .t
0,806.2,32
B = = =1,753T
b .l .k 1,147.0,93
δ
Trong đó:

0,806B T
δ
=
t
2
= 2,32 cm
b
z2
= 1,147 cm
k
c
= 0,93 Là hệ số ép chặt lõi sắt lấy theo bảng 2.2
46. Cường độ từ trường trên răng rôtor:

Theo bảng V – 6 ơ û phụ lục V trang 608 sách TKMĐ có:
B
z2
= 1,753 T
⇒
H
z1
= 22,5 A/cm
47. Sức từ động trên răng rôtor:
'
2 2 2
2. . 2.22,5.3,47 156
z z z
F h H A
= = =
Trong đó:
'
2
2
0,78
3,73 3,47
3 3
z r
d
h h cm
= − = − =
48. Hệ số bão hoà răng:
1 2
1143 139 156
1,26

1143
z z
z
F F F
k
F
δ
δ
+ +
+ +
= = =
Trong đó:
1143F A
δ
=
F
z1
= 139 A
F
z2
= 156 A
49. Mật độ từ thông trên gông Stator:
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 22
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
4 4
g1
g1 1 c
.10 0,02625.10
B = = =1,516T

2.h .l .k 2.4,27.21,8.0,93
φ
Trong đó:
0,02625cm
φ=
h
g1
= 4,27 cm
l
1
=21,8 cm
k
c
= 0,93 Hệ số ép chặc lõi sắt lấy theo bảng 2.2
50. Cường độ từ trường ở gông Stator:
Theo bảng V – 9 ở phụ lục V trang 611 sách TKMĐ
Ta tra được H
g1
= 10,9 A/cm
51.Chiều dài mạch từ ở gông Stator:
( )
( )
n g1
g1
. D -h
p. 43,7-4,27
L = = =30,97cm
2.p 4
π
Trong đó:

D
n
= 43,7 cm
h
g1
= 4,27 cm
2p = 4 Số đôi cực từ
52. Sức từ động ở gông Stator:
F
g1
= L
g1
.H
g1
= 30,97 . 10,9 = 338 cm
Trong đó:
L
g1
= 30,97 cm
H
g1
= 10,9 A/cm
53. Mật độ từ thông trên gông rôtor:
4 4
2
2 2
.10 0,02625.10
0,97
2. . . 2.6,67.21,8.0,93
g

g c
B T
h l k
φ
= = =
Trong đó:
g2
2
=0,02625Wb
h =6,67cm
l =21,8cm
φ
54. Cường độ từ trường ở gông rôtor:
Theobảng V-9 của phụ lục V trang 611 sách TKMĐ.
Ứng với B
g2
= 0,97 ta tra được H
g2
= 2,6 A/cm
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 23
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
55. Chiều dài mạch từ gông rôtor:
( )
( )
t g2
g2
D +h
p 9+6,67
L = = =12,3cm

2P 4
π
56. Sức từ động trên gông rôtor:
2 2 2
12,3.2,6 32
g g g
F L H A
= × = =
Trong đó: L
g2
= 12,3 cm
H
g2
= 2,6 A
57. Tổng sức từ động của mạch từ:
F = F
δ
+ F
z1
+ F
z2
+ F
g1
+ F
g2
= 1143 + 139 + 156 + 338 + 32 = 1808 A
Trong đó: F
δ

= 1143 A

F
z1
= 139 A
F
z2
= 156 A
F
g1
= 338 A
F
g2
= 32 A
58 . Hệ số bão hòa toàn mạch:

F 1808
K = = =1,58
F 1143
µ
δ
Trong đó: F = 1808 A
F
δ
= 1143 A
59 . Dòng điện từ hóa:

1 d1
p.F 2×1808
I = = =36,2A
2,7.W .K 2,7.40.0,925
µ

Trong đó:
P = 2 số đôi cực
F = 1808 A
W
1
= 40 vòng
K
d1
= 0,925: Hệ số dây quấn
+Dòng điện từ hóa phần trăm:
ñm
I
36,2
I %= .100%= .100%=22,5%
I 161,13
µ
µ
Trong đó:
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 24
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Cư
I
µ
= 36,2 A
I
đm
= 161,13 A (dòng điện định mức)
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Trang: 25