Đồ Án Thiết Kế Động Cơ Không Đồng Bộ Một Pha Với Tụ Làm Việc

§å ¸n thiÕt kÕ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha víi tơ lµm viƯc

XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
VÀ THÔNG SỐ PHA CHÍNH
KÝch thíc chđ u ë ®©y lµ ®êng kÝnh trong D (cã khi lµ ®êng kÝnh ngoµi
Dn) vµ chiỊu dµi tÝnh to¸n l cđa lâi s¾t stato. Ngoµi ra cÇn chó ý ®Õn sù liªn
quan gi÷a c¸c kÝch thíc chđ u Êy thĨ hiƯn ë c¸c hƯ sè kÕt c©u nh tû lƯ gi÷a
®êng kÝnh trong vµ ®êng kÝnh ngoµi kD = D/Dn, tû lƯ gi÷a chiỊu dµi lâi s¾t víi
®êng kÝnh trong lâi s¾t λ = l/D hay víi ®êng kÝnh ngoµi lâi s¾t k1s = l/Dn.
2. 1.C«ng st ®¼ng trÞ
P®mIII = β1 .P®m =1,55.75 =116,25 (W)
trong ®ã:
- β1 lµ hƯ sè biĨu thÞ tû sè gi÷a c«ng st cã Ých cđa m¸y ba pha vµ m¸y
thiÕt kÕ cã cïng kÝch thíc. Theo[1], trang 19, víi ®éng c¬ ®iƯn mét pha cã tơ
lµm viƯc th×: β1 =(1,25 ÷ 1,7); Chän β1 =1,55
2. 2 . C«ng st tÝnh to¸n cđa ®éng c¬ 3 pha ®¼ng trÞ
PsIII =

116,25
PdmIII
=
= 258,33
η III cos ϕ III
0,49

(W)

trong ®ã: Theo h×nh (1-1) cđa [1]. ta cã: ηIII .cosϕIII = 0,49
2. 3. Số đôi cực của ®éng c¬
p=

60. f 60.50
=
=1
ndb
3000

trong ®ã:
- n db = 3000 (vòng/phút)
2. 4. §êng kÝnh ngoµi Stato ®ỵc ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc


Đồ án thiết kế động cơ không đồng bộ một pha với tụ làm việc

Dn =

PSIII . p
44
44
258,33.1
3
3
= 10,15 (cm)
=
kD B . A. .ndb 0,55 0,52.90.0,9.3000

Trong đó:
- B = (0.3 ữ 1) T: mật độ từ thông khe hở không khí , B = 0,52 T.
- Tải đờng A=(90 ữ 180) A/cm, chọn A= 90 (A/cm ).
- Hệ số

= l

- Hệ số

k

=D

D

D = ( 0,22 ữ1,57 ), chọn
Dn

= 0,9.

= ( 0,485 ữ 0,615 ), chọn k D = 0,55.

Khi đợc xác định đờng kính ngoài lõi sắt cần chú ý đến chiều cao tâm
trục của máy thiết kế. Do đó dựa vào đờng kính ngoài theo tiêu chuẩn ở [1]
trang 25 ta có: đờng kính ngoài Dn = 100 mm, chiều cao tâm trục: H = 63mm
2. 5. Đờng kính trong stato
D = kD . Dn = 0,55.100 = 55 (mm)
2. 6 . Bớc cực của Stato
.D .55
= 86,4 (mm)
= 2p =
2.1

2. 7 . Chiều dài tính toán của stato
l = .D =0,9.55 = 49,5 (mm)
Chọn l = 50 mm
2. 8 . Chiều dài khe hở không khí
Để giảm nhỏ dòng điện không tải và nâng cao cos, khe hở không khí
thờng chọn nhỏ, nhng khe hở càng nhỏ càng khó chế tạo do đó giá thành chế
tạo cao. Khe hở còn có ảnh hởng đến sóng bậc cao, khe hở càng nhỏ thì ảnh hởng đó càng lớn.
Do đó khe hở không khí trong động cơ điện công suất nhỏ thờng chọn
trong khoảng : = 0,2 + D/200 mm


§å ¸n thiÕt kÕ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha víi tơ lµm viƯc

Ta chän δ = 0,3 (mm)
2. 9 . §êng kÝnh ngoµi lâi s¾t r«to
D’= D - 2. δ =55 - 2.0,3 =54,4 (mm)
2.10 . §êng kÝnh trơc r«to
dt = 0,3.D = 0,3. 55 = 16,5 (mm)
2.11.Chän sè r·nh stato vµ r«to
ViƯc chän sè r·nh cđa ®éng c¬ ®iƯn c«ng st nhá ë stato vµ sè r·nh
r«to cã quan hƯ mËt thiÕt víi nhau vµ khi xÐt ®Õn quan hƯ ®ã ph¶i chó ý ®Õn
nh÷ng u tè sau:
• §Ỉc tÝnh m«men M = f(n) kh«ng cã chỗ låi lâm nhiỊu do nh÷ng
m«men ký sinh ®ång bé vµ kh«ng ®ång bé g©y ra
• §éng c¬ khi lµm viƯc, tiÕng ån do lùc híng t©m sinh ra nhá nhÊt.
• Tỉn hao do phÇn r¨ng sinh ra nhá nhÊt
Ngoµi ra khi ®· cho ®êng kÝnh ngoµi stato, viƯc chän sè r·nh stato cßn
phơ thc vµo chiỊu réng r¨ng nhá nhÊt mµ c«ng nghƯ cho phÐp. Sù phèi hỵp
gi÷a sè r·nh stato (ZS) vµ sè r·nh r«to (ZR) theo b¶ng 2-1 vµ 2-2 cđa [1]. Dùa
vµo c¸c b¶ng nµy, chän: ZS = 24 ; ZR = 19.

Trong ®éng c¬ ®iƯn mét pha cã tụ làm việc , số rãnh pha chính và phụ
như nhau ZA=ZB và bằng một nữa tổng số rãnh stato.Vì dây quấn phụ của
động cơ điện dung khi làm việc vẫn nối vào lưới điện.
2.12.Chän d©y qn
Ta chọn dây quấn đồng tâm phân tán bước đủ
y= ‫= ع‬

ZS
24
=
= 12
2 p 2.1

2.13.Sè r·nh pha chÝnh (pha A) vµ sè r·nh pha phơ (pha B)


Đồ án thiết kế động cơ không đồng bộ một pha với tụ làm việc

Z S 24
=
= 12 rãnh
2
2

ZA =
ZB =

Z S 24
=
= 12 rãnh

2
2

2.14. Số rãnh dây quấn chính và phụ dới mỗi cực
QA =

ZA
12
=
=6
2mp 2.1.1

QB =

ZB
12
=
= 6
2mp 2.1.1

trong đó:
- m: số pha
- p: số đôi cực, đợc xác định ở 2.3
2.15. Hệ số dây quấn stato
0,707
= 0,903
kdqA= q.Sin 45
q
trong đó:
- q =QA: số rãnh dây quấn phụ dới mỗi cực, đợc xác định ở 2.14.

2.16.Hệ số bão hoà răng
kZ = ( 1,1 ữ1,5) ; Chọn kZ = 1,11
2.17.Hệ số cung cực từ

= 0,64 ữ 0,73 ; Chọn = 0,64
2.18.Từ thông khe hở không khí

= ..l .B.10-4
= 0,64.8,64.4,95.0.52. 10-4 = 14,23. 10-4 (Wb)
trong đó:
- B : mật độ từ thông khe hở không khí, đợc xác định ở 2.4


Đồ án thiết kế động cơ không đồng bộ một pha với tụ làm việc

- lR: chiều dài lõi sắt stato, xác định ở 2.7
- : bớc cực của stato, xác định ở 2.6
2.19.Số vòng của cuộn dây chính
WSA =

=

U dm .kE
4.ks . f . kdqA

0,85.220
= 655,5 (vòng)
4.1,11.50.14,23.104.0,903

Quy chuẩn : WSA = 656 vòng

trong đó:
- kdqA: hệ số dây quấn stato, đợc xác định ở 2.15
- kS = 1,11: hệ số dạng sóng
- kE: hệ số điện áp, kE = (0,7ữ 0,9), chọn kE= 0,85
2. 20.Số thanh dẫn trong rãnh
urA = a.

WSA
656
= 109,33 (thanh)
= 1.
1.6
p.q

Chọn urA=109 thanh
trong đó:
- WSA : số vòng của cuộn dây chính, đợc xác định ở 2.15
- a: là số mạch nhánh song song, chọn a = 1.
- q =QA: số rãnh dây quấn phụ dới mỗi cực, đợc xác định ở 2.14.
2.21. Dòng điện định mức
IđmA =

Pdm
75
= 0,49 (A)
=
II cosII .U dm 0,49.220

trong đó:
- Pđm: công suất định mức.

Đồ án thiết kế động cơ không đồng bộ một pha với tụ làm việc

- II.cosII tra theo hình (1-3) của [1]. Với P = 75 W thì II.cosII = 0,49
2.22.Tiết diện dây quấn chính sơ bộ
S SA =

I dm 0,49
=
= 0,1088 (mm2 )
a.J 1.4,5

trong đó:
- J: mật độ dòng điện, chọn J = 4,5 (A/ mm2)
- a: số mạch nhánh song song, đợc xác định ở 2.20.
Từ phụ lục 2 trang 281 theo tài liệu [1], quy chuẩn SSA= 0,1104 (mm 2 )
Suy ra:
- Đờng kính chuẩn của dây dẫn không cách điện: d = 0,375 (mm)
- Đờng kính chuẩn kể cả cách điện: dcđ = 0,415 (mm)
Căn cứ vào tiết diện dây, ta chọn loại dây ủoõng traựng men có kớch
thửụực : d/dcđ = 0,375 / 0,415 (mm)
2.23.Bớc răng stato
tS =

.D .55
=
= 7,2 (mm)
ZS
24

trong đó:
- D: đờng kính trong lõi sắt stato, đợc xác định ở 2.5.
- ZS: số rãnh stato, đợc xác định ở 2.11.
2.24.Bớc răng rôto
tR =

.D ' .54,4
=
= 9 (mm)
ZR
19

trong đó:
- D: đờng kính ngoài lõi sắt stato, đợc xác định ở 2.9.
- ZR: số rãnh rôto, đợc xác định ở 2.11.


§å ¸n tèt nghiÖp

ThiÕt kÕ ®éng c¬ k®b mét pha víi tô lµmviÖc

Hình 2.1
S¬ ®å d©y quÊn kiÓu ®ång t©m ph©n t¸n bíc ®ñ
Z = 24 , q = 6 , a = 1 , 2p = 2.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

Chửụng 3
XAC ẹềNH KCH THệễC RAếNH,RAấNG STATO
3. 1.Chọn thép cán nguội mã hiệu 2211 có chiều dày lá thép 0,5 mm, do
đó có hệ số ép chặt kC = 0,97
3. 2.Xác định dạng rãnh stato
Stato của động cơ điện dung có thể dùng các dạng rãnh sau:
Hình quả lê
Hình nửa quả lê
Hình thang
Với các dạng rãnh này chiều rộng răng sẽ đều trong suốt chiều cao
rãnh.
- Rãnh hình quả lê: có khuôn dập đơn giản nhất, từ trở ở đáy rãnh so
với 2 rãnh kia nhỏ, vì vậy giảm đợc suất 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 nhng tính công nghệ kém hơn hai
dạng rãnh trên.
3. 3.Chọn rãnh dạng hình quả lê

d2s

h12s

hrs
d1s

h4s
b

4s

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

3. 4.Chiều cao miệng rãnh
h4s = (0,5 ữ0,8) mm ; Chọn h4s = 0,6 (mm)
3. 5.Chiều rộng miệng rãnh
b4S = dcđ + (1,1ữ 1,5) = 0,415 +(1,1 ữ 1,5)
Chọn b4S = 1,8 (mm)
3. 6.Kết cấu cách điện rãnh
Dùng giấy cách điện có bề dày 0,2 mm , chiều cao 2 mm
3. 7.Chiều rộng răng stato sơ bộ (bZS)
Chiều rộng rãnh stato bZS đợc đợc xác định theo kết cấu, tức là xét đến:
độ bền của răng, giá thành của khuôn dập, độ bền của khuôn dập, độ bền của
khuôn và đồng thời đảm bảo mật độ từ thông qua răng BZS nằm trong phạm vi
chi phép, thờng BZS 2 Tesla.
bZS =

B .tS 0,52.7,2
= 3,3 (mm)
=
BZS .kC 1,16.0,97

trong đó:
- B : mật độ từ thông khe hở không khí, đợc xác định ở 2.4
- tS: bớc rãnh stato, đợc xác định ở 2.23
- kC: hệ số ép chặt các lá thép
- BZS: mật độ từ thông ở răng stato, BZS = (1,1 ữ1,6), chọn BZS=1,16 T.

3. 8.Mật độ từ thông trong gông stato
BgS= (0,8 ữ1,4)T, chọn BgS = 1,05 (T)
3. 9.Chiều cao gông stato
Chiều cao gông bị hạn chế bởi mật độ từ thông cho phép trong gông.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc
hgs =

.10 4
2.B gs .l s .k c

0,001423.104
= 13,97 (mm)
=
2.1,05.50.0,97.102
trong đó:
- : từ thông khe hở không khí, đợc xác định ở 2.18
- ls: chiều dài lõi sắt stao, đợc xác định ở 2.7
3.10.Đờng kính phía dới của rãnh stato
( D + 2.h4 s ) bZS .Z S
ZS

d 1s =

=

3,14(55 + 2.0.6) 3,3.24

= 3,6 (mm)
24 + 3,14

trong đó:
- h4s: chiều cao miệng rãnh stato, đợc xác định ở 3.4
- D: đờng kính trong lõi sắt stato, đợc xác định ở 2.5.
- ZS: số rãnh stato, đợc xác định ở 2.11.
3.11.Đờng kính phía trên của rãnh stato
d 2s =

=

( Dn 2.hgs ) bZS .Z S
ZS +

3,14(100 2.13,97) 3,3.24
= 5,4 (mm)
24 + 3,14

trong đó:
- hgs: chiều cao gông stato, đợc xác định ở 3.9
- Dn: đờng kính ngoài lõi sắt stato, đợc xác định ở 2.4.
3.12. Chiều cao rãnh stato
hrs =

Dn D 2hgs
2

=

100 55 2.13,97
= 8,5 (mm)
2


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

3.13. Chiều cao phần thẳng rãnh
h12S = hrs- 0,5(d1s + d2s + 2.h4s)
= 8,5 - 0,5(3,6 + 5,4 + 2.0,6) =3,4 (mm)
3.14.Chiều cao rãnh stato không kể chiều cao miệng rãnh:
Đợc xác định:
hzs = hrs - 0,1.d1s
= 8,5 - 0,1.3,6 = 8,14 (mm)
trong đó:
- hrs : chiều cao rãnh stato, đợc xác định ở 3.12
- d1s: ủờng kính phía dới của rãnh stato, đợc xác định ở 3.10
3.15. Diện tích rãnh stato
Srs =

(d12s + d 2 s 2 )
+ 0,5h12 s (d 1s + d 2 s )
8

2
2
= 3,14.(3,6 + 5,4 ) + 0,5.3,4.(3,6 + 5,4) = 31,83 (mm2)
8

trong đó:
- d1s: ủờng kính phía dới của rãnh stato, đợc xác định ở 3.10
- d2s: ủờng kính phía trên của rãnh stato, đợc xác định ở 3.11
3.16. Kiểm tra hệ số lấp đầy

k

ld

u rA .d cd2
109.0,4152
=
= 0,7
=
( S rs S cd ) (31,83 4,48)

trong đó :
- Scđ : tiết diện cách điện rãnh
Scđ = c.(d2s+2.hrs)= 0,2.(5,4 + 2.8,5) = 4,48 (mm2)
Dây quấn cách điện cấp B nên c = 0,2 mm
- urA: số thanh dẫn trong một rãnh, đợc xác định ở 2.20.


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

3.17.Tính lại chiều rộng răng stato

( D + 2h4 s + d1s ) d1s .Zs
Zs
3,14(55 + 2.0,6 + 3,6) 3,6.24
=
= (mm)
24

bzs' =

( Dn 2hgs ) d 2 s .Zs
Zs + 3,14
3,14(100 2.13,97) 5,4.24
=
= ( mm)
24 + 3,14

bzs'' =

bzs =

bzs' + bzs'' 3, 29 + 3,31
=
= 3,3 ( mm)
2
2

3.18.Tớnh laùi mật độ từ cảm trên gông và trên răng stato

14,23
= 1,06 (T)

Bgs= 2.h .l.kc =
2.13,97.49,5.0,97.102
gs

Bzs =

B .tS
0,52.7,2
=
= 1,169 (T)
bzs .kC 0,33.0,97

3.19. Ta có thoõng soỏ ve răng rãnh stato nh sau
d1s = 3,6 mm
d2s = 5,4 mm
h12s = 3,4 mm

hrs = 8,5 mm
hzs = 8,14 mm
hgs =13,97 mm Bzs = 1,169 T
bzs = 3,3 mm
Bgs = 1,06 T

b4s= 1,8 mm
kld= 0,7
Srs=31,83 mm2


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

Chửụng 4
XAC ẹềNH KCH THệễC RAếNH,RAấNG ROTO
Kích thớc roto (gông, rãnh, thanh dẫn lồng sóc và vành ngắn mạch) một
mặt phụ thuộc vào mật độ từ thông cho phép của răng và gông roto trong điều
kiện ít tiếng ồn, mặt khác phụ thuộc vào yêu cầu vào năng lực quá tải của máy
điện. Số rãnh roto ít (chọn ZR = 19 < ZR =24) có lợi cho việc đúc nhôm bằng
áp lực vào roto, đồng thời có thể đảm bảo thanh dẫn của lồng sóc roto có tiết
diện đủ lớn. Chọn rãnh hình quả lê để đảm bảo độ bền khuôn dập và tiện cho
việc đúc nhôm.

b4R

h rR

d1R

h4R

h12R

d2R

4.1.Chiều cao miệng rãnh
ở động cơ công suất nhỏ, để đảm bảo độ bền của khuôn dập, chiều cao
miệng rãnh nhỏ nhất lấy từ (0,3ữ0,4) mm, chọn h4R = 0,3 mm.
4.2.Chiều rộng miệng rãnh
Chiều rộng miệng rãnh hở lấy bằng b4R = (1ữ1,5) mm, chọn b4R = 1,5
(mm)

4.3.Làm rãnh nghiêng


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

Để giảm tiếng ồn và mômen ký sinh, stato hoặc rôto động cơ điện rôto
lồng sóc thờng làm rãnh nghiêng. Với động cơ công suất nhỏ thờng làm rãnh
nghiêng ở rôto, bớc nghiêng khoảng một bớc rãnh stato. Khi rãnh nghiêng ở
stato thì bớc nghiêng bằng khoảng một bớc rãnh rôto. Hệ số rãnh nghiêng xét
đến sự giảm sức điện động cảm ứng trong một dây quấn do từ thông chính của
dây quấn sinh ra, vì vậy có thể tính gần giống nh hệ số dây quấn rôto:
bn
bn

rãnh nghiêng ở rôto lồng sóc
k n = k dqR =

2 Sin

15,15
n
2Sin
2 =
2 = 0,997

n

0,2644

trong đó:
2 p.

2.1.
- n = z . n =
.0,8= 0,2644 radian: Góc ở tâm rãnh
19
R

Với n =

bn 7,2
= 0,8 : Độ nghiêng rãnh biểu thị bằng phân số của
=
tR
9

bớc răng rôto
- bn : Độ nghiêng rãnh tính theo cung tròn của rôto.
4.4.Dòng điện tác dụng trong thanh dẫn rôto
I td =

k I .I dm .2.m.wSA .k dqA
z R .k dqR


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

=

0,62.0,49.2.2.656.0,903
= 38 (A)
19.0,997

trong đó:
- m =2: số pha
- WSA: số vòng của cuộn dây chính, đợc xác định ở 2.19
- kdqA: hệ số dây quấn stato, đợc xác định ở 2.15
- kdqR: hệ số dây quấn rôto, đợc xác định ở 4.3
- kI: hệ số phụ thuộc chủ yếu vào cos của máy và đợc đợc xác định
theo hình 10-5 của [2].
- Iđm: dòng điện định mức, đợc xác định ở 2.21.
4.5.Mật độ từ thông trong gông và trong răng rôto sơ bộ
Mật độ từ thông ở gông rôto: BgR= (1 ữ1,8), chọn BgR = 1,36 T
Mật độ từ thông ở răng rôto: BZR= (0,9 ữ1,5), chọn BZR = 1,2 T
4.6.Chiều rộng răng rôto sơ bộ
bZR=

0,52.5.9
B .l R .t R
= 4 (mm)
=
BZR .l R .k C 1,2.5.0,97

trong đó:
- B : mật độ từ thông khe hở không khí, đợc xác định ở 2.4
- tR: bớc răng rôto, đợc xác định ở 2.24

- kC: hệ số ép chặt các lá thép, đợc xác định ở 3.1
- lR: chiều dài lõi sắt rôto, lR = lS, đợc xác định ở 2.7
4.7.Chiều cao gông rôto
.10 4
0,001423.104
= 10,8 (mm)
hgR =
=
2.B gr .l R .k c
2.1,36.50.0,97.102

trong đó:
- : từ thông khe hở không khí, đợc xác định ở 2.18


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

- lR: chiều dài lõi sắt rôto, đợc xác định ở 2.7
- kC: hệ số ép chặt các lá thép, đợc xác định ở 3.1
4.8.Đờng kính phía trên rãnh rôto
d 1R =

=

( D 2 2.h4 R ) bzR .z R
zR +

3,14(55 2.0,3 2.0,3) 4.19

= 4,2 (mm)
19 + 3,14

trong đó:
- D: đờng kính trong lõi sắt stato, đợc xác định ở 2.5
- h4R: chiều cao miệng rãnh rôto, đợc xác định ở 4.1
- ZR: số rãnh rôto, đợc xác định ở 2.11
- bZR: chiều rộng răng rôto, đợc xác định ở 4.6
- : chiều dài khe hở không khí, đợc xác định ở 2.8
4.9.Đờng kính phía dới rãnh rôto
Điều kiện công nghệ d2R 2,5 mm
d2R =
=

(dt + 2.hgR ) bzR .z R
zR

3,14(16,5 + 2.10,8) 4.19
= 2,75 (mm)
19 3,14

trong đó:
- dt: đờng kính trong trục rôto, đợc xác định ở 2.10.
- hgR: chiều cao gông rôto, đợc xác định ở 4.7
- bZR: chiều rộng răng rôto, đợc xác định ở 4.6
- ZR: số rãnh rôto, đợc xác định ở 2.11

4.10.Chiều cao phần thẳng rãnh rôto

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc


h12R = 0,5. D ' d1R 2.h 4 R


Z R ( bzR + d 2 R )




19(4 + 2,75)

= 0,5. 54,4 4,2 2.0,3
= 4,4 (mm)
3,14


trong đó:
- D: đờng kính ngoài lõi sắt stato, đợc xác định ở 2.9.
- h4R: chiều cao miệng rãnh rôto, đợc xác định ở 4.1
4.11.Chiều cao rãnh rôto
hrR = h12R + 0,5.(d1R+d2R) + h4R
= 4,4 + 0,5.(4,2 + 2,75) +0,3 = 8,2 (mm)
trong đó:
- h4R: chiều cao miệng rãnh rôto, đợc xác định ở 4.1
- d1R : ủờng kính phía trên rãnh rôto, đợc xác định ở 4.8
4.12.Chiều cao rãnh rôto không kể chiều cao miệng rãnh:

Đợc xác định:
hzR = hrR - 0,1.d2R = 8,2 - 0,1.2,75= 7,92 (mm)
4.13.Tiết diện rãnh rôto
SRr =
=


2
2
(d 1R + d 2 R ) + 0,5.h12 R ( d12 R + d 2 R )
8

3,14
(4,22 + 2,82 ) + 0,5.4,4(4,2 + 2,8) = 25,4 (mm2)
8

4.14.Tính lại bề rộng răng rôto
b1zR

( D / 2h4 R d1R ) d1R .Zs
=
ZR
3,14(54,4 2.0,3 4,2) 4,2.24
=
= 4 ( mm)
19


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

( D / 2h4 R d1R 2h12 R ) d 2 R .Z R
b2 zR =
ZR
3,14(54,4 2.0,3 4,2 2.4,4) 2,8.19
=
= 3,94(mm)
19
bzR =

b1zR + b2 zR 4 + 3,94
=
= 3,97(mm)
2
2

4.15.Tính lại mật độ từ thông trong răng và trong gông rôto
-Mật độ từ thông gông rôto:

14,23
= 1,358 (T)
BgR= 2.h .l.kc =
2.10,8.50.0,97.102
gR

-Mật độ từ thông răng rôto:
BzR=

B .l.t R 0,52.5.9

=
= 1,206 (T)
bZR .l.kc 4.5.0,97

4.16.Kết quả caực thoõng soỏ ve răng rãnh rôto:
d1R = 4,2 mm
d2R = 2,75 mm
h12R = 4,4 mm

hrR = 8,2 mm
hgR = 10,8 mm
bzR = 4 mm

hzR = 7,92 mm
BzR = 1,206 T
BgR = 1,358 T

b4R=1,5 mm
SrR= 25,4 mm2
Itd= 38 A

4.17.Dòng điện trong vành ngắn mạch
38
I td
=
= 115,43
1.
Iv = 2.Sin . p
(A)
2sin

ZR
19
trong đó:
- Itđ: dòng điện thanh dẫn rôto, đợc xác định ở 4.4
- p: số đôi cực
4.18.Tiết diện vành ngắn mạch
Sv =

trong đó:

I V 115,43
= 38,48 (mm2)
=
JV
3


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

JV: mật độ dòng điện vành ngắn mạch, chọn JV = 3 A/mm2
4.19.Kích thớc vành ngắn mạch
-Chiều cao vành ngắn mạch:
bV 2.h12R 2.4,4 8,8 (mm), chọn bv= 9 mm
-Bề rộng vòng ngắn mạch:
av =

Sv
38,48

= 4,3 (mm), chọn av=5 mm
=
bv
9

4.20.Tính lại tiết diện vành ngắn mạch
Sv = av.bv = 4,3.9 = 38,7 (mm2)
4.21.Đờng kính vành ngắn mạch
Dv = D - bv - 2. = 54,4 - 9 - 2.0,3 = 44,8 (mm)
4.22.Hình dạng rãnh rôto
h4R

b4R

b1zR

d1R

d2R
b1zR

Chửụng 5
XAC ẹềNH TRễ KHANG DAY QUAN STATO VAỉ ROTO


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

Độ chính xác của tính toán động cơ điện dung phụ thuộc vào độ chính

xác của tính toán tham số. Vì vậy, việc đợc xác định điện trở và điện kháng
dây quấn stato, rôto là rất quan trọng.
5.1.Chiều dài phần đầu nối của dây quấn stato
lđ =k1.Y+ 2.B
=1,2.7,48 +2.1= 10,979 (cm)
trong đó:
- Hệ số kinh nghiệm: k1 = 1,2
- Hệ số kinh nghiệm: B = (0,5ữ1,5), chọn B =1
- y=
=

( D + 2.hrs )
.
2p

(5,5 + 2.0,85) 3
. = 7,48 (cm),
2.1
4

Với: + =

y 8 2 3
=
=
12 3 4

+ hrs chiều cao rãnh stato, đợc xác định ở 3.12.
5.2.Chiều dài trung bình 1/2 vòng dây quấn stato
ltb = lđ+l =10,97 + 5,0 = 15,97 (cm)

trong đó:
l: là chiều dài lõi sắt stato, đợc xác định ở 2.7
5.3.Tổng chiều dài dây dẫn của dây quấn Stato
LSA = 2.ltb .WSA.10-2
=2.15,97.656.10-2 =209,5 (m)
trong đó :WSA :là số vòng của cuộn dây chính, đợc xác định ở 2.19
5.4.Điện trở tác dụng của dây quấn Stato
1 209,5
LSA
o
ì
= 41,25 ()
RSA = 75 S a =
46 0,1104.1
SA


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

trong đó:
-

75

o

=

1
. mm2/m: Điện trở suất của đồng.
46

- a: số mạch nhánh song song.
5.5.Điện trở stato tính theo đơn vị tơng đối
*
RSA
= RSA

I dm
0,49
= 41,25.
= 0,092
U dm
220

5.6.Hệ số từ dẫn của từ tản rãnh rs
Nó phụ thuộc vào kích thớc và hình dạng rãnh. Khi ta tính toán chỉ xét
đến từ tản ở thành rãnh và miệng rãnh, không xét đến từ tản ở ngoài rãnh.
Hệ số từ dẫn rãnh hình quả lê đợc đợc xác định theo công thức sau
h

b
h
h
rs = 1 k + 0,785 4 s + 2 + 4 s
2d1s d1s b4 s

3d 1s

k 1


1,8
0,4 0,6
4,96
.1 + (0,785
+
+
).1 = 0,549
=
2.3,6 3,6 1,8
3.3,6
trong đó:
- k, k 1 : là các hệ số đợc chọn theo kiểu dây quấn, ta có k =1 và k 1 =1
- h2 = hn + bcd
= 2 + 0,2

d1s
2

3,6
= 0,4 (mm)
2

Với: + hn = 2 mm: chiều cao của nêm
+ bcd: chiều dày của giấy cách điện
+ d1s: đờng kính dới của rãnh stato, đợc xác định ở 3.10

- h1 = hrs h4 s

d1s
d
bcd h2 2 s
2
10

= 8,3 0,6 2,45 0,2 + 0,25 0,67 = 4,63 (mm)

Với: + d1s: đờng kính trên của rãnh stato, đợc xác định ở 3.10


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

+ d2s: đờng kính dửụựi của rãnh stato, đợc xác định ở 3.11
+ hrs: chiều cao của rãnh stato, đợc xác định ở 3.12.
5.7.Hệ số từ dẫn của từ tản tạp t
Xét đến ảnh hởng từ trờng bậc cao (sóng điều hoà răng và sóng điều
hoà dây quấn) gây neõn từ thông móc vòng tản trong dây quấn stato, có khi
còn gọi là từ tản trong khe hở không khí, và từ trờng tơng ứng chủ yếu phụ
thuộc vào sự dẫn từ của các đờng sức từ trong khe hở không khí.
Hệ số t phụ thuộc vào kích thớc máy điện (bớc răng, khe hở không
khí) và các số hiệu dây quấn. Bề rộng miệng rãnh stato và rôto cùng có ảnh hởng nhất định đến từ tản tạp.
ts =

=

ts
.
11,9.k . S

7,2.1,6
= 2,55
11,9.1,265.0,3

trong đó:
- S = 1,6 (Tra hình 4.9 trang 82 của [1].
- tS: bớc răng stato, đợc xác định ở 2.23
- k=kS .kR =1,16.1,091 =1,265 : hệ số khe hở không khí
Với:
1,8
b4 S
5+
0,3

= 1,16
* kS = b
=
t

b
4S
5 + 4s + ( S
) 5 + 1,8 ( 7,2 1,8 )

tS
0,3

7,2
5+

trong đó:
+ b4s: là chiều rộng miệng rãnh stato, đợc xác định ở 3.5


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

1,5
b4 R
5+
0,3

= 1,091
* kR = b t b
=
1,5 9 1,5
4R
5 + 4S ( R
)
5+
(
)

tR
0,3
9

5+

trong đó:
+ b4R: chiều rộng miệng rãnh rôto, đợc xác định ở 4.2
+ tR: bớc răng rôto, đợc xác định ở 2.24
5.8.Hệ số từ tản phần đầu nối dây cuốn stato
q
đS = 0,27. (ld 0,64. )
ls
6
= 0,27.( (10,97 0,64.8,64) = 1,762
5
trong đó:
- : bửụực cửùc stato, ủửụùc xaực ủũnh ụỷ 2.6
- q=QA: số rãnh mỗi cực của pha chính, đợc xác định ở 2.14
- ZS: số rãnh stato, đợc xác định ở 2.11.
- l: chiều dài lõi sắt stao, đợc xác định ở 2.7
- lđ: chiều dài phần đầu nối dây quấn stato, đợc xác định ở 5.1.1
5.9.Tổng hệ số từ dẫn stato



S

= rs + ts + ds =0,549 +2,55 +1,762 = 4,861

5.10.Điện kháng tản dây cuốn chính stato

xSA = 0,158.
= 0,158.

f WSA 2 lS
(
) . . S
100 100 pq
50 656 2 5,0
(
).
.4,861 = 13,77 ()
100 100 1.6

5.11.Điện kháng tản dây quấn chính stato tính theo đơn vị tơng đối


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

I dm
=
.
x SA x SA
*

U dm

=13,77.

0,49
= 0,03 ()

220

5.12.Điện trở của phần tử rôto lồng sóc
rpt = rt +

=

rv
2 Sin 2

p
ZR

0,85.104 +

0,898.104
= 2,507.104
()

.1
2sin 2 .
19

trong đó:
- rt: điện trở của thanh dẫn rôto
lR
1 5,0.102
rt = 750 .
= .
= 0,85.104

SrR 23 25,4
Với: + SrR : tiết diện thanh dẫn rôto, đợc xác định ở 4.13
+ lR = ls =l : chiều dài thanh dẫn rôto, đợc xác định ở 2.7
+ 75 =
0

1
: điện trở suất của nhôm ở 750C
23

- rv: điện trở vành ngắn mạch
rv = 75 .

.DV
1 3,14.48,4 2
.102 = .
.10 = 0,0898.104 ()
Z R (av .bv )
23 19.4,3.9

Với: + av, bv: chiều rộng và chiều cao vành ngắn mạch, đợc xác
định ở 4.19
+ Dv : đờng kính vành ngắn mạch, đợc xác định ở 4.21
+ ZR: số rãnh rôto, đợc xác định ở 2.11
5.13.Điện trở của rôto đã quy đổi sang stato


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế động cơ kđb một pha với tụ làmviệc

rR A = k12 .rpt = 148637,8.2,507.10-4 = 37,26()
trong đó:
k12: hệ số quy đổi điện trở rôto sang stato.
k12 =

2
4.mW
. SA2 .kdqA
2
Z R .kdqR

2

4.2.6562.0,903
=
= 148637,8
19.0,997 2

Với: + m: số pha
+ WSA: số vòng của cuộn dây chính, đợc xác định ở 2.19
+ kdqA: hệ số dây quấn stato, đợc xác định ở 2.15
+ kdqR: hệ số dây quấn rôto, đợc xác định ở 4.3
5.14.Điện trở rôto tính theo đơn vị tơng đối
*
rRA
= rRA .

I dm
U dm

= 37,26.

0,49
= 0,083
220

5.15.Hệ số từ tản rãnh rôto

rR = [

h
h1R
.d12R 2
b
(1
) + 0,66 4 R ]. kà + 4 R
3.d1R
8.S rR
2.d1R
b4 R

6,88
3,14.4,22 2
1,5
0,3
=
.(1
) + 0,66
.1 +

= 1,08

3.4,2
8.25,4
2.4,2
1,5


trong đó:
- kà =1: Hệ số tản
- b4R: bề rộng miệng rãnh rôto, đợc xác định ở 4.2
- h4R: chiều cao miệng rãnh rôto, đợc xác định ở 4.1
- d1R: đờng kính trên của rãnh rôto, đợc xác định ở 4.8
- SrR : tiết diện thanh dẫn rôto, đợc xác định ở 4.15
- h1R = h12r + 0,9.d2R = 4,4 + 0,9.2,75 = 6,88 (mm)
Với:+ d2R: đờng kính dới của rãnh rôto, đợc xác định ở 4.9