NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG của TIẾT DIỆN RÃNH STATOR tới HIỆU SUẤT của ĐỘNG cơ KHÔNG ĐỒNG bộ BA PHA rô TO LỒNG sóc

MỞ ĐẦU
Xã hội không ngừng phát triển, sinh hoạt của nhân dân không ngừng đƣợc nâng
cao nên cần phát triển nhiều loại máy điện mới. Tốc độ phát triển của nền sản xuất
công nông nghiệp của một nƣớc đòi hỏi một tốc độ phát triển tƣơng ứng của ngành
công nghiệp điện lực, nhất là ngành chế tạo máy điện.
Động cơ điện là loại máy điện xoay chiều đóng vai trò trong một phần phát minh
tiến bộ của khoa học kỹ thuật và là thiết bị điện đƣợc sử dụng rộng rãi nhất trong hệ
thống công nghiệp và thƣơng mại với chức năng biến đổi năng lƣợng điện thành
năng lƣợng cơ, chúng trở nên đặc biệt quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.
Động cơ không đồng bộ ba pha đặc biệt là động cơ không đồng bộ ba pha rôto
lồng sóc đƣợc dùng phổ biến trong công nghiệp (vì có ƣu điểm là độ tin cậy cao, giá
thành thấp trọng lƣợng nhẹ kết cấu đơn giản chắc chắn dễ sửa chữa và bảo dƣỡng),
với dải công suất từ hàng trăm Watts đến Megawatts và là bộ phận chính trong hệ
truyền động. Hai chỉ tiêu kinh tế quan trọng nhất của động cơ không đồng bộ là hiệu
suất và hệ số cosφ.
Từ những năm 1990 trở về trƣớc, hiệu suất của động cơ là chỉ tiêu thứ yếu. Vào
những năm 90 của thế kỷ 20 thì hiệu suất của động cơ mới đƣợc quan tâm, trong
khoảng thời gian này, trên thế giới đã xuất hiện nhiều công trình nghiên cứu thiết kế
tối ƣu hiệu suất động cơ và đã mang lại nhiều kết quả đáng kể. Hiện nay nguồn
năng lƣợng trên thế giới bị cạn kiệt và do sự tăng giá của năng lƣợng nói chung nên
các chỉ tiêu năng lƣợng của động cơ đã dần trở thành tiêu chí áp dụng trong ngành
công nghiệp. Nó sẽ mang lại lợi ích rất lớn không chỉ về mặt tiết kiệm năng lƣợng
và kinh tế mà còn giảm đáng kể hiệu ứng nhà kính.
Do vậy, nâng cao hiệu suất của động cơ trở nên vô cùng cần thiết. Có rất nhiều
biện pháp để nâng cao hiệu suất của động cơ nhƣ công nghệ chế tạo phù hợp, thay
đổi vật liệu chế tạo ngày càng mới, thay đổi các thông số kết cấu (cấu trúc răng,
rãnh, khe hở không khí)…để giảm nhỏ tổn hao.

1

Với những phân tích trên, luận văn đã tính toán tìm ra diện tích rãnh stator tối ƣu
để làm giảm tổng tổn hao đồng và tổn hao sắt của động cơ, hay nói cách khác là tìm
đƣợc diện tích rãnh stator tối ƣu để hiệu suất của động cơ là lớn nhất.
Bản luận văn gồm có ba chƣơng.
Chương 1: Tổng quan tình hình sản xuất động cơ không đồng bộ ba pha rôto
lồng sóc, sự cần thiết phải nâng cao hiệu suất của động cơ.
Chương 2: Các giải pháp nâng cao hiệu suất động cơ không đồng bộ ba pha rôto
lồng sóc
Chương 3: Thiết kế diện tích rãnh stator tối ưu cho động cơ không đồng bộ ba
pha
Cuối cùng là những kết luận và kiến nghị
Để có thể hoàn thành đƣợc luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi cũng
đã nhận đƣợc rất nhiều sự góp ý và giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn Thiết bị
điện - Trƣờng ĐH Bách khoa Hà Nội. Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn
TS.Nguyễn Hồng Thanh vì những định hƣớng và hƣớng dẫn trong suốt quá trình
thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Lãnh đạo, các đồng nghiệp tại Trƣờng Cao đẳng
Công nghiệp Nam Định đã ủng hộ và giúp đỡ chân thành trong quá trình học tập,
nghiên cứu, khảo sát và hoàn thành luận văn này.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SẢN XUẤT ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA RÔTO LỒNG SÓC, SỰ CẦN THIẾT
PHẢI NÂNG CAO HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ
1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ điện của động cơ không đồng bộ
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, quá trình công nghiệp hóa tự động hóa
càng tăng, là bộ phận chính trong các hệ truyền động nên nhu cầu sử dụng động cơ
không đồng bộ cũng nhƣ nguồn năng lƣợng mà chúng tiêu thụ ngày càng nhiều.

Thể hiện ở một số nƣớc và khu vực có nền công nghiệp phát triển hoặc quy mô
công nghiệp lớn nhƣ Mỹ, Trung Quốc, Châu Âu, Ấn Độ…
Theo thống kế về tình hình sử dụng điện năm 2006, nƣớc tiêu thụ điện lớn
nhất thế giới là hoa kỳ với 4104 tỷ KWh bình quân 12. 187 KWh/năm, trong đó có
đến hơn 70% là tiêu thụ trong công nghiệp, và mức tiêu thụ điện của động cơ chiếm
hơn 80%. Đứng thứ hai là Trung quốc với lƣợng điện năng tiêu thụ là 2824.8 tỷ
KWh, bình quân 2140 KWh/năm. Trong đó lƣợng điện năng tiêu thụ của động cơ
điện cũng chiếm hơn 60%.
Tổng công suất tiêu thụ ở Châu Âu năm 2006 là 2.711 tỷ KWh trong đó lƣợng
điện năng tiêu thụ do động cơ điện cũng chiếm hơn 65%
Việt Nam đứng thứ 50 trong danh sách các nƣớc tiêu thụ điện với 36.92 tỷ
KWh. Nền kinh tế Việt Nam trong những năm gần đây có tốc độ tăng trƣởng GDP
bình quân hơn 5%. Trên 90% các máy điện sử dụng là động cơ không đồng bộ
trong đó hệ thống động cơ công nghiệp chiếm khoảng 50% năng lƣợng điện tiêu
hao của cả nƣớc, chúng có mặt trên khắp các lĩnh vực: công nghiệp, nông nghiệp…
Trong công nghiệp thì động cơ không đồng bộ thƣờng đƣợc sử dụng trong các
nhà máy dệt, nhà máy sản xuất thép, nhà máy chế tạo cơ khí, nhà máy chế biến thực
phẩm...
Trong nông nghiệp thì động cơ không đồng bộ thƣờng đƣợc sử dụng trong các
trạm bơm nƣớc và thƣờng đƣợc sử dụng trong các hộ gia đình...

3


Công ty chế tạo điện cơ Hà Nội hàng năm sản xuất hơn 35.000 sản phẩm máy
điện quay [4].
1.2 Sự cần thiết phải nâng cao hiệu suất
Từ chiến tranh thế giới lần thứ 2 đến giữa thập kỷ 70 của thế kỷ 20 giá năng
lƣợng rẻ nên các nhà sản xuất động cơ điện chỉ chú trọng đến việc chế tạo ra các
máy điện quay tốn ít nguyên vật liệu nhất để giảm giá thành sản phẩm đó là thời đại

của những động cơ hiệu suất thấp chỉ đảm bảo đƣợc độ tăng nhiệt.
Kể từ sau cuộc khủng hoảng dầu mỏ lần thứ nhất, giá năng lƣợng bắt đầu tăng
cao, nền công nghiệp thế giới bắt đầu phát triển mạnh, sự cạnh tranh giữa các doanh
nghiệp ngày càng gay gắt. Sử dụng năng lƣợng hiệu quả cho phép các công ty công
nghiệp và thƣơng mại giảm giá thành sản phẩm, tăng lợi nhuận và bằng cách ấy còn
để cạnh tranh. Mục tiêu chính để tiết kiệm năng lƣợng xác định trong các thành
phần công nghiệp là động cơ không đồng bộ, chúng sử dụng hầu hết nguồn năng
lƣợng đƣợc phân phối cho các thiết bị công nghiệp.
Theo đánh giá của bộ năng lƣợng Hoa Kỳ chỉ ra rằng với động cơ điện tiêu thụ
khoảng 60% toàn bộ nguồn công suất đƣợc phát ra ở Mỹ mà hệ thống công suất của
Mỹ khoảng 700GW thì tổn hao động cơ hàng năm (chỉ tính riêng nƣớc Mỹ) gần 45
tỷ KWh và tính ra tổn thất của nó gần 3 tỷ đôla cho một năm [8].
Xét ở Việt Nam, giả sử các động cơ hiệu suất cao tiết kiệm đƣợc 1% tổng sản lƣợng
điện tiêu thụ của động cơ không đồng bộ (trên thực tế sẽ nhiều hơn do động cơ hiệu
suất cao loại nhỏ có số lƣợng sử dụng lớn, và khả năng tăng hiệu suất của động cơ
điện cỡ nhỏ là cao thông thƣờng từ 3 đến 5%). Tính trung bình hiện nay tổng năng
lƣợng điện quốc gia tiêu thụ là 50.000 GWh, trong đó động cơ không đồng bộ
chiếm 50% là 25.000 GWh và sơ bộ số tiền 1 KW điện là 1500 đồng thì số tiền mà
các động cơ hiệu suất cao tiết kiệm đƣợc trong thời gian 1 năm sẽ là:
A = 25.000 × 106 × 0,01 × 1500 = 375 tỷ đồng (ba trăm bảy lăm tỷ đồng)
Qua con số tính toán sơ bộ trên có thể thấy rằng nếu đƣa các động cơ có hiệu
suất cao vào sử dụng thì sẽ tiết kiệm cho ngân sách quốc gia rất lớn có thể tới hàng

4


ngàn tỷ đồng một năm, quan trọng hơn cả là với nguồn năng lƣợng tiết kiệm đƣợc
chúng ta sẽ có điều kiện để mở rộng sản xuất phát triển kinh tế xã hội.
Theo đánh giá của [12] việc sử dụng hệ thống động cơ có hiệu suất cao có thể tiết
kiệm đến 202 tỷ KWh cho nguồn điện của Châu Âu, tƣơng đƣơng giảm đƣợc 10 tỷ

Euro chi phí trong một năm cho nền công nghiệp.
Đồng thời cũng mang lại các lợi ích nhƣ sau:
+ Tiết kiệm 5-10 tỷ Euro cho việc bảo dƣỡng và cải thiện hệ thống.
+ Tiết kiệm khoảng 6 tỷ Euro cho việc cải thiện môi trƣờng.
+ Giảm khoảng 79 triệu tấn CO2
+ Giảm đƣợc 6% nguồn năng lƣợng nhập khẩu của Châu Âu.
Gần đây đứng trƣớc áp lực phải tiết kiệm năng lƣợng, hạn chế sử dụng tài
nguyên môi trƣờng, hạn chế các chất thải để bảo vệ môi trƣờng, một số nƣớc đã ra
các điều luật bắt buộc các nhà sản xuất phải chế tạo ra các động cơ điện hiệu suất
cao, điển hình nhƣ:
- Ở Mỹ có luật về hiệu suất năng lƣợng tối thiểu Min. Eff. Performance.
Standard MEPS.
- Ở Canada luật về mức hiệu suất năng lƣợng tối thiểu đƣợc đƣa ra từ năm 1993
và có hiệu lực từ năm 1997.
- Ở Úc/Niuzilân đạo luật AS/NZS 1359.5:2000 áp dụng cho các động cơ điện có
công suất từ 0,37 đến 185 KW.
- Ở Nhật có JEC 37, JISC 4210:1983, JISC 4212:2000 High efficiency.
Mặc dù hiện nay rất nhiều nƣớc trên thế giới đã đƣa vào sử dụng các động cơ có
hiệu suất cao và họ đang từng bƣớc hoàn thiện, cải tiến bằng việc nghiên cứu các
loại vật liệu mới, công nghệ mới thì ở Việt Nam còn hoàn toàn mới mẻ. Hiện tại
Việt Nam là nền công nghiệp đang phát triển. Nền công nghiệp Việt Nam đang
đứng trƣớc những khó khăn nhất định khi Việt Nam ra nhập các tổ chức kinh tế
quốc tế nhƣ WTO, APEC….Nghiên cứu và đƣa vào sử dụng các động cơ điện hiệu
suất cao là nhiệm vụ hết sức quan trọng và cấp thiết.

5


Việt Nam cũng đã đƣa ra tiêu chuẩn mới ( năm 2005), yêu cầu về hiệu suất tối
thiểu đối với động cơ không đồng bộ ba pha đƣợc chế tạo phải cao hơn trƣớc. Tiêu

chuẩn động cơ không đồng bộ ba pha hiệu suất cao ký hiệu là TCVN 7540-1:2005
đƣợc thể hiện trên bảng 1-1.
Bảng 1-1: Tiêu chuẩn động cơ không đồng bộ 3 pha hiệu suất cao TCVN 7540-1:2005

Công suất
(KW)

2p=2
ε(%)

cosφ

2p=4
ε(%)

2p=6

Cosφ

ε(%)

cosφ

2p=8
ε(%)

cosφ

1.1

74.0

0.85

76.0

0.78

70.0

0.74

70.0

0.65

1.5

77.0

0.87

80.5

0.79

76.0

0.77

71.8

0.68

2.2

80.6

0.86

82.2

0.81

78.3

0.76

74.7

0.70

3.0

82.6

0.88

83.5

0.83

79.9

0.78

76.8

0.75

3.7

84.0

0.89

84.9

0.83

81.9

0.78

79.4

0.74

4.0

85.5

0.90

86.0

0.82

83.5

0.77

81.3

0.73

5.5

86.5

0.89

87.0

0.85

84.7

0.76

83.0

0.74

7.5

87.5

0.90

87.9

0.85

86.1

0.78

84.5

0.74

11

88.3

0.89

88.9

0.85

87.3

0.78

86.0

0.77

15

89.5

0.89

89.9

0.86

88.7

0.82

87.7

0.76

18.5

90.2

0.90

90.8

0.86

89.6

0.82

88.9

0.75

22

91.0

0.90

91.2

0.88

90.3

0.83

89.5

0.75

30

91.7

0.90

91.6

0.88

90.8

0.78

90.2

0.76

37

92.5

0.90

92.3

0.87

91.6

0.88

91.0

0.79

45

93.0

0.89

92.8

0.87

92.2

0.86

91.7

0.79

55

93.0

0.89

93.1

0.87

92.7

0.87

91.7

0.82

75

93.6

0.90

93.7

0.87

93.1

0.86

92.9

0.82

90

94.2

0.91

94.1

0.87

93.7

0.86

93.0

0.82

110

94.5

0.91

94.5

0.88

94.1

0.87

93.6

0.82

132

95.0

0.91

94.8

0.88

94.5

0.87

93.6

0.82

150

95.0

0.92

95.0

0.89

95.0

0.87

94.1

0.82

6


Với tiêu chuẩn mới nhƣ bảng 1-1, có thể so sánh các dãy động cơ đƣợc sản xuất
theo tiêu chuẩn trƣớc đây nhƣ tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994. Tiêu chuẩn này
đƣợc trình bày ở bảng 1-2.[5]
Bảng 1-2: Tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994 của động cơ không đồng bộ ba pha
rôto lồng sóc kiểu IP44
Công suất 2p=2

2p=4

2p=6

2p=8

ε(%)

cosφ

ε(%)

cosφ

ε(%)

cosφ

ε(%)

cosφ

1.1

77.5

0.87

75.0

0.81

74.0

0.74

70.0

0.68

1.5

81.0

0.85

77.0

0.83

75.0

0.74

74.0

0.65

2.2

83.0

0.87

80.0

0.83

81.0

0.73

76.5

0.71

3.0

84.5

0.88

82.0

0.83

81.0

0.76

79.0

0.74

4.0

86.5

0.89

84.0

0.84

82.0

0.81

83.0

0.7

5.5

87.5

0.91

85.5

0.86

85.0

0.80

83.0

0.74

7.5

87.5

0.88

87.5

0.86

85.5

0.81

86.0

0.75

11

88.0

0.90

87.5

0.87

86.0

0.86

87.0

0.75

15

88.0

0.91

89.0

0.88

87.5

0.87

87.0

0.82

18.5

88.5

0.92

90.0

0.88

88.0

0.87

88.5

0.82

22

88.5

0.91

90.0

0.90

90.0

0.90

88.5

0.84

30

90.5

0.90

91.0

0.89

90.5

0.90

90.0

0.81

37

90.0

0.89

91.0

0.90

91.0

0.89

90.0

0.83

45

91.0

0.90

92.0

0.90

91.5

0.89

91.5

0.82

55

91.0

0.92

92.5

0.90

92.0

0.88

92.0

0.84

75

91.0

0.89

93.0

0.90

92.0

0.89

92.5

0.85

90

92.0

0.90

93.0

0.91

92.5

0.89

93.0

0.85

110

91.0

0.89

92.5

0.90

93.0

0.90

93.0

0.85

132

91.5

0.89

93.0

0.90

93.5

0.90

93.5

0.85

(KW)

7


Bằng cách lấy bình quân hiệu suất ở bảng 1-2 (với 2p=4 là 83.27%) và bình
quân hiệu suất với các công suất tƣơng ứng ở bảng 1-1 (với 2p=4 là 89.08%), từ hai
kết quả này cho thấy hiệu suất ở tiêu chuẩn mới cao hơn so với hiệu suất ở tiêu
chuẩn cũ là 5.8%. Đứng trƣớc vấn đề này đã đặt ra cho lĩnh vực thiết kế và chế tạo
máy điện cần nghiên cứu, tính toán thiết kế để tạo ra các sản phẩm đạt đƣợc những
tiêu chuẩn về kinh tế và kỹ thuật nhằm đáp ứng yêu cầu của xã hội. Nó sẽ mang lại
lợi ích rất lớn không chỉ về mặt tiết kiệm năng lƣợng và kinh tế mà còn bảo vệ tài
nguyên môi trƣờng, giảm đáng kể hiệu ứng nhà kính.
1.3 Kết luận
- Động cơ không đồng bộ ba pha sử dụng khoảng 50% lƣợng điện tiêu thụ điện
của quốc gia.
- Nâng cao hiệu suất của động cơ không đồng bộ ba pha là lựa chọn để tiết kiệm
năng lƣợng trong các công ty công nghiệp.
- Lợi ích mang lại của việc nâng cao hiệu suất của động cơ không đồng bộ là rất
lớn: tiết kiệm điện năng tiêu thụ, giúp cho nên kinh tế phát triển, bảo vệ đƣợc
nguồn tài nguyên, giảm đáng kể hiệu ứng nhà kính.

8


CHƢƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT ĐỘNG
CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA RÔTO LỒNG SÓC
2.1 Các thành phần tổn hao của động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc.
Tổn hao trong động cơ có thể đƣợc diễn tả nhƣ hình 2.1[2], [3], [6], [7]

P2

P1

pCu1

pFe

pCu2

pcơ

pf

Hình 2-1: Giản đồ năng lượng của động cơ không đồng bộ 3pha rôto lồng sóc
Các mũi tên chỉ ra những thành phần tổn hao cần phải tính toán trong quá trình thiết
kế hoặc kiểm tra. Có thể nhóm các tổn hao động cơ thành 4 dạng nhƣ sau:
- Một phần năng lƣợng sẽ tản đi trong máy dƣới dạng tổn hao năng lƣợng do ma
sát gọi là tổn hao cơ (pcơ )
- Tổn hao khi từ thông biến đổi chu kỳ trong các mạch từ gọi là tổn hao từ (tổn
hao sắt pfe)
- Tổn hao năng lƣợng khi dòng điện chảy dọc trong các thanh dẫn gọi là tổn hao
điện (tổn hao đồng): pcu1, pcu2
- Một phần tổn hao khác là tổn hao do từ trƣờng sóng bậc cao còn gọi là tổn hao
phụ Pf
Các thành phần tổn hao của động cơ không đồng bộ 3 pha thông thƣờng có tỷ
lệ nhƣ bảng 2.1 [11]

9

STT

Các thành phần tổn hao

2 cực (2p=2)

4 cực (2p=4)

1

Tổn hao đồng Stato (pcu1)

26%

34%

2

Tổn hao đồng Roto (pcu2)

19%

21%

3

Tổn hao sắt (pfe)

19%

21%

4

Tổn hao cơ (pcơ)

25%

10%

5

Tổn hao phụ (pfe)

11%

14%

Bảng 2.1: tỷ lệ các thành phần tổn hao của động cơ không đồng bộ 3pha
Các tổn hao sắt (pfe), đồng (pcu1, pcu2) ở bảng 2.1 chỉ do thành phần sóng cơ
bản gây ra.
- Thành phần công suất của stato (P1) sau khi trừ đi tổn hao lõi thép stato pfe1
và tổn hao dây quấn pcu1
Pđt = P1 -PCu1 - PFe1

(W)

2.1.1 Tổn hao cơ
Tổn hao cơ gồm có: các tổn hao do ma sát ổ bi, tổn hao do ma sát khi rôto quay

quanh môi trƣờng bao quanh nó (môi trƣờng không khí) và các tổn hao làm mát đều
thuộc tổn hao này.
- Tổn hao trên các ổ trục: phụ thuộc vào cấu tạo của chúng và dạng bôi trơn.
Trong các máy không lớn có thể dùng ổ bi tròn hoặc đĩa với mỡ sệt. Trong các máy
công suất lớn ngƣời ta dùng các ổ trƣợt và dầu lỏng bôi trơn để giảm bớt ma sát.
Trong các điều kiện khác nhau, tổn hao trên các ổ trục tăng khi tăng tốc độ quay,
trọng lƣợng rôto và đƣờng kính ngang trục ở vùng đặt ổ trục.
- Tổn hao do ma sát khi rôto quay trong môi trƣờng xung quanh: Tổn hao này
chính là công suất phải tiêu hao để làm quay các cánh quạt gió . Công suất này tỷ lệ
với lƣợng tiêu hao chất tải nhiệt cần thiết Q, nghĩa là khối lƣợng đi qua hệ thống
làm mát trong một đơn vị thời gian và áp suất H do quạt tạo ra. Công suất đó càng
lớn nếu hiệu suất càng thấp.

10


Việc tính toán chính xác tổn hao cơ là rất khó, vì thế khi tính toán phần tổn hao
này thƣờng hay dùng công thức thực nghiệm, để làm giảm tổn hao này thì chủ yếu
phụ thuộc vào mặt công nghệ chế tạo là chính.
2.1.2 Tổn hao trong thép
2.1.2.1 Tổn hao chính trong thép
Tổn hao chính trong thép vì từ trễ và dòng điện xoáy xuất hiện đồng thời.
Nguyên nhân là do hiện tƣợng từ hóa xoay chiều xảy ra trong thép khi từ trƣờng
biến đổi.
Tổn hao chính trong thép phụ thuộc vào loại thép và đƣợc đặc trƣng bởi suất tổn
hao thép pfe (W/kg). Suất tổn hao này đƣợc tính theo suất tổn hao tiêu chuẩn p 1/50
theo công thức gần đúng sau:
pfe = p1/50.B2(f/50).β

(2.1)

Trong đó:
p1/50- Suất tổn hao thép: là tổn hao trong 1kg thép do dòng xoáy và từ trễ do
luồng từ thông biến thiên với tần số từ hóa f=50Hz và mật độ từ thông 1Tesla
B- Mật độ từ thông
β- Hệ số phụ thuộc vào loại lá thép.
Tổn hao thép trong máy điện thực tế còn phụ thuộc nhiều vào những thiếu sót
trong quá trình gia công lõi thép nhƣ bavia, dũa thành rãnh khi đã ghép lõi sắt, mài
bề mặt stato và rôto, đóng gông sắt….Do đó khi tính tổn hao trên các phần của lõi
sắt phải thêm các hệ số xét đến ảnh hƣởng của gia công.
Tổn hao thép trong răng và gông phần ứng đƣợc tính theo công thức sau:
pfez = kgcz.p1/50.Bz2(f/50) β.Gz.10-3

11

(2.2)


pfeg = kgcg.p1/50.Bg2(f/50) β.Gg.10-3

(2.3)

Trong đó:
Gz,Gg- trọng lƣợng răng và gông phần ứng;
Kgc- hệ số gia công
Đối với máy điện Không đồng bộ kgcz=1,8, kgcg=1,6
2.1.2.2. Tổn hao phụ trong thép khi không tải
Tổn hao phụ trong thép sinh ra bởi các dòng điện xoáy và hiện tƣợng từ trễ trong
thép ở phần răng và trên bề mặt stato và rôto tạo nên bởi các sóng điều hòa bậc cao
và sóng điều hòa răng của từ trƣờng stato và rôto.

a) Tổn hao bề mặt
Khi máy điện quay răng rôto của máy không đồng bộ lần lƣợt khi thì răng khi
thì miệng rãnh của phần ứng, do đó gây ra ở lớp trên bề mặt của răng rôto một sự
dao động của mật độ từ thông B. Biên độ dao động của B càng lớn khi khe hở
không khí càng nhỏ và miệng rãnh càng to.
Tần số dao động phụ thuộc vào số răng Z và tốc độ quay n.
fz = Z.n/60

(2.4)

Vì tần số dao động cao nên các dòng điện xoáy cảm ứng trong thép đều tập
trung lên lớp mỏng trên bề mặt lõi thép, vì vậy tổn hao gây nên bởi các dòng điện
xoáy này gọi là tổn hao bề mặt.
Ở máy điện không đồng bộ, tổn hao bề mặt lớn vì khe hở không khí nhỏ. Tổn
hao tập trung chủ yếu trên bề mặt rôto còn trên bề mặt stato ít hơn do miệng rãnh
rôto bé.

12


Suất tổn hao bề mặt trung bình trên một đơn vị bề mặt stao hay rôto đƣợc xác định
theo công thức:
pbm1(2) = 0,5.k0(Z2(1).n/10000)1,5(10.B0.t2(1))2

(2.5)

Trong đó:
Z2(1)- số răng rôto (stato);
n- tốc độ quay của rôto ;
k0- hệ số kinh nghiệm;

B0- Biên độ dao động của mật độ từ thông tại khe hở không khí:
B0 = β0.kδ.Bδ;
kδ - hệ số khe hở không khí;
b) Tổn hao đập mạch trên răng
Ngoài tổn hao bề mặt còn có tổn hao đập mạch do hiện tƣợng đập mạch đáng kể
của mật độ từ thông B trong răng. Các nguyên nhân của sự đập mạch này do sự dao
động của từ trƣờng trong vùng liên thông răng rãnh stato và rôto theo vị trí tƣơng
đối của rãnh stato và rôto. Tần số dao động trong răng stato bằng Z2.n/60
Biên độ dao động của mật độ từ thông trong răng bằng:
Bđm1(2)≈

 2(1) .
2.t2(1)

.Bztb1(2)

(2.6)

13


Hệ số γ2(1) đƣợc tính nhƣ sau:

 2(1) 

(

b42(1)



5

)2

b42(1)



(2.7)

Với rãnh hở, muốn xác định γ2(1) cần phải tính bề rộng miệng rãnh.
pđm1(2) = 0,11(

Z1(2) .n
1000

.Bđm1(2) ) 2 .Gz1(2) .103

(2.8)

Tổn hao đập mạch tỷ lệ với chiều rộng miệng rãnh b42(1) và tỷ lệ với bƣớc răng.
Ở động cơ Không đồng bộ chọn t1< t2 (Z1mạch này.
Tổng tổn hao thép lúc không tải:
pFe = pFez1 + pFeg1 + pbm1 + pđm1 + pbm2 + pđm2

(2.9)

2.1.2.3. Các biện pháp giảm tổn hao trong sắt

a. Vật liệu chế tạo
Trong thiết kế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc, vấn đề chọn vật liệu để chế
tạo có vai trò rất quan trọng ảnh hƣởng đến giá thành và tuổi thọ làm việc của động
cơ. Ngoài ra vật liệu chế tạo phù hợp cũng giảm đƣợc tổn hao của động cơ.
Để chế tạo các thành phần của hệ thống mạch từ của động cơ ngƣời ta dùng
những vật liệu sắt từ khác nhau nhƣ các loại thép lá kỹ thuật điện, thép đúc, thép
rèn, thép lá và hợp kim thép. Hàm lƣợng silic trong thép lá kỹ thuật điện có ảnh
hƣởng đến tính năng của nó. Cho silic vào thép làm cho điện trở suất tăng cao, do
đó hạn chế đƣợc dòng điện xoáy nên tổn hao thép sẽ thấp xuống, tuy nhiên khi có
silic thì mật độ từ cảm bão hòa cũng hạ thấp, độ cứng và độ giòn của thép cũng tăng
lên, vì vậy lƣợng silic trong thép nói chung không vƣợt quá 4,5 %.
14


Trong lõi thép của động cơ có từ trƣờng biến thiên, khi mật độ từ thông và tần
số biến thiên không đổi thì tổn hao vì dòng điện xoáy của đơn vị thể tích của lõi
thép tỷ lệ bình phƣơng với chiều dày lá thép, vì vậy đại bộ phận máy điện đều dùng
tôn silic dày 0,5mm.
Tùy theo công nghệ cán, ngƣời ta chia tôn silic ra làm hai loại, tôn cán nóng và
tôn cán nguội. So với tôn cán nóng, tôn cán nguội có nhiều ƣu điểm nhƣ suất tổn
hao nhỏ, cƣờng độ từ cảm cao, chất lƣợng bề mặt tốt, độ bằng phẳng tốt nên hệ số
ép chặt lá tôn cao, có thể sản xuất thành cuộn, do đó các nƣớc phát triển đều dùng
tôn cán nguội thay tôn cán nóng. Tùy theo sự sắp xếp các tinh thể silic trong tôn cán
nguội mà phân làm hai loại: đẳng hƣớng và dị hƣớng.
Ở tôn silic cán nguội dị hƣớng, theo chiều cán, suất dẫn từ cao (với cƣờng độ từ
trƣờng H=25A/cm, mật độ từ thông B25 có thể đạt 1,7 ÷1,85T), suất tổn hao nhỏ,
nhƣng theo chiều vuông góc với chiều cán thì tính năng kém đi nhiều, có khi không
bằng cả tôn cán nóng, vì vậy động cơ không đồng bộ chỉ dùng tôn cán nguội đẳng
hƣớng.
Việc chọn vật liệu cách 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 vật liệu cách điện ngày càng phát triển, nên việc chọn kết cấu cách điện ngày
càng khó khăn và thƣờng tổng nhiều loại cách điện để thỏa mãn đƣợc những yêu
cầu về cách điện.
Một trong những yếu tố cơ bản nhất làm giảm tuổi thọ của vật liệu cách điện là
nhiệt độ. Nếu nhiệt độ vƣợt quá nhiệt độ cho phép thì chất điện môi, độ bền cơ của
vật liệu bị giảm đi nhiều, dẫn đến sự già hóa nhanh chóng chất cách điện, ảnh
hƣởng đến điện trở dây quấn và tổn hao nhiệt trong động cơ.
Vật liệu cách điện thƣờng do nhiều vật liệu hợp lại nhƣ mica phiến, chất phụ gia
(giấy hay sợi thủy tinh) và chất kết dính (sơn hay keo dán). Đối với vật liệu cách

15


điện, không những yêu cầu độ bền cao, chế tao dễ mà còn có yêu cầu về tính năng
điện: có độ cách điện cao, dò điện ít. Ngoài ra còn có yêu cầu về tính năng nhiệt:
chịu nhiệt tốt, dẫn nhiệt tốt và yêu cầu chịu ẩm tốt.
Nƣớc ta là một nƣớc ở vùng nhiệt đới, nghĩa là có nhiệt độ và độ ẩm cao. Môi
trƣờng nhiệt đới có ảnh hƣởng đến vật liệu kỹ thuật điện, vì vậy việc chú ý bảo vệ
vật liệu còn phải xét đến việc sử dụng những vật liệu cách điện phù hợp với môi
trƣờng nhiệt đới.
b. Công nghệ chế tạo động cơ không đồng bộ
Công nghệ chế tạo máy điện đóng vai trò không nhỏ trong sự tiến bộ khoa học
kỹ thuật, việc nghiên cứu công nghệ đi sâu vào thực tiễn sản xuất, mỗi bƣớc công
nghệ ảnh hƣởng đến chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của máy. Các chỉ tiêu của máy đƣợc
chia làm 2 nhóm:
+ Các chỉ tiêu kỹ thuật nhƣ công suất, độ bội dòng điện mở máy ik, độ bội
mômen cực đại mmax, độ bội mômen mở máy mk…
+ Các chỉ tiêu kinh tế nhƣ cosφ, hiệu suất ε, trọng lƣợng vật liệu, giá thành…
Khi lập một dây truyền công nghệ cần quan tâm đến tất cả các chỉ tiêu đó.

Công nghệ chế tạo mạch từ đóng một vai trò quyết định đến tổn hao và hiệu suất
của động cơ không đồng bộ. Khi dập lá tôn mạch từ, khuôn dập phải đủ sắc nếu
không sẽ tạo lòng mo trên sản phẩm và do đó sẽ làm giảm hệ số ép chặt lõi thép,
phạm vi biến tính tôn càng rộng làm chất lƣợng mạch từ giảm, tổn hao thép tăng
lên. Ngoài ra khi chế tạo khuôn dập, ngƣời ta không thể làm cho khe hở giữa chày
và cối đủ nhỏ và đều để khi dập không có ba via. Mặt khác, sau một thời gian với
nhát dập nào đó chày, cối sẽ bị sứt mẻ. nếu mài khuôn luôn sẽ ảnh hƣởng đến năng
suất dập và tốn kém trong việc đầu tƣ. Vì vậy ngƣời ta chấp nhận dập có ba via và
thêm vào quy trình công nghệ một thiết bị mài ba via. Đối với những máy quan

16


trọng, theo quy định sau khi mài ba via chiều cao ba via không đƣợc vƣợt quá
0,01mm. Với chiều cao này sau khi sơn cách điện ba via sẽ không làm ngắn mạch
đối với lá tôn bên cạnh, không gây ra tổn hao sắt từ.
Khi dập lá tôn, do tác động cơ khí mạnh, kết cấu các phần tử thép bị thay đổi, do
đó làm giảm khả năng dẫn từ của thép ở gần các gờ mép. Ảnh hƣởng này có thể sâu
tới 0,5 ÷ 1mm tính từ mép. Đối với những lá tôn của động cơ nhỏ hoặc quá nhiều
rãnh, kích thƣớc răng còn lại quá bé, hiện tƣợng này ảnh hƣởng khá rõ. Để phục hồi
lại tính dẫn từ ngƣời ta tiến hành ủ lá tôn.
Việc sơn cách điện các lá tôn có thể tăng điện trở đối với dòng điện Fucô trong
lõi sắt.
Khi ghép các lá tôn thành lõi thép yêu cầu công đoạn ghép phải tạo đƣợc mạch
từ chắc chắn về mặt cơ khí không bị ngắn mạch đối với dòng Fucô, đạt đƣợc hệ số
ép chặt theo thiết kế, tạo độ chéo rãnh cho trƣớc, đảm bảo các kích thƣớc và yêu cầu
kỹ thuật quy định.
Để giảm lực ký sinh tiếp tuyến và hƣớng tâm, ngƣời ta thƣờng làm nghiêng rãnh
rôto hay stato, vì vậy có thể triệt tiêu sóng điều hòa răng, giảm tổn hao phụ.
2.1.3 Tổn hao đồng

Đây là tổn hao do hiệu ứng Joule ở dây quấn stato và rôto do sóng cơ bản gây ra,
thành phần tổn hao này đƣợc xác định:
-

Với stato:
pcu1 = 3I12r1

(2.10)

Trong đó:
+ I1: dòng điện định mức ở stato

17


+ r1: điện trở dây quấn stato
-

Với rôto:
pcu2 = 3I 2'2 r2,

(2.11)

Trong đó:
+ I 2' : dòng điện ở rôto quy đổi
+ r2, : điện trở dây quấn rôto quy đổi
Ứng với mỗi công suất sẽ có dòng stato và rôto tƣơng ứng, từ hai công thức trên ta
thấy muốn giảm tổn hao đồng chỉ có thể giảm điện trở dây quấn stato và rôto.
2.1.4 Tổn hao phụ
Thành phần tổn hao này đƣợc xem nhƣ là tổn hao còn lại trong tổng tổn hao

của động cơ sau khi đã trừ đi các tổn hao kể trên, có thể đƣợc xác định nhƣ sau:
pf = P1-(pcu+pFe+pcơ+P2)

(2-12)

Trong đó: P1 và P2 là công suất tiêu thụ và công suất ra ở trục động cơ.
pCu: tổn hao đồng
pFe: tổn hao sắt
pcơ: tổn hao cơ
2.2. Các giải pháp nâng cao hiệu suất của động cơ không đồng bộ ba pha
Để nâng cao hiệu suất của động cơ không đồng bộ ba pha chúng ta phải giảm
các thành phần tổn hao nói trên, để làm điều này có thể có các giải pháp sau:
1. Rôto lồng sóc đƣợc đúc bằng đồng: Các thanh dẫn của rôto lồng sóc và vòng
ngắn mạch đƣợc đúc bằng đồng. Giải pháp này đã đƣợc nghiên cứu và thực hiện ở
một số nƣớc, nó có ƣu điểm là giảm đƣợc tổn hao đồng ở rôto nhƣng có nhƣợc điểm
lớn là đòi hỏi công nghệ phức tạp hơn và việc thực hiện theo giải pháp này phải đầu

18


tƣ vào công nghệ rất lớn mà không tận dụng đƣợc công nghệ cũ. Nhìn chung giải
pháp này cũng chƣa đƣợc áp dụng rộng rãi.
2. Cải thiện dung sai trong sản xuất, chế tạo: kích thƣớc rãnh và các lá thép đƣợc
dập chính xác hơn , ít bavia hơn [9].
3. Giảm nhỏ khe hở không khí: Làm khoảng cách khe hở giữa stato và rôto bé
hơn.
4. Tăng trọng lƣợng vật liệu tác dụng: chế tạo máy to hơn, dài hơn để mật độ từ
thông phân bố ở gông và răng nhỏ hơn [4].
5. Dùng thép có chất lƣợng cao và các lá thép mỏng hơn: Các loại thép đƣợc
chọn là [9], [13]:

- Loại thép kỹ thuật điện có suất tổn hao thấp nhƣ : 5350, 3150…
- Loại thép kỹ thuật điện có độ từ thẩm cao nhƣ: 8050H, 5350H…
6. Cải thiện thiết kế về lõi sắt, tối ƣu các thông số về kích thƣớc rãnh làm mật độ
từ thông trong lõi sắt phân bố ở răng và ở gông (cả stato và rôto) một cách phù hợp
để cho tổn hao sắt và đồng nhỏ nhất.
Trong các giải pháp có thể cải thiện tổn hao của động cơ nhƣ đã trình bày, các
giải pháp 1, 2 và 3 phụ thuộc chủ yếu vào công nghệ. Vì các điều kiện khách quan
khác nhau và do chi phí lớn nên việc thay đổi công nghệ của một nhà máy sản xuất
khó thực hiện. Nhƣ vậy với công nghệ sản xuất đang có việc nâng cao hiệu suất có
thể thực hiện nhờ:
Tăng trọng lƣợng vật liệu tác dụng (giải pháp 4). Tuy nhiên có thể không đảm
bảo yêu cầu về chiều cao tâm trục của kích thƣớc lắp đặt nếu đƣờng kính quá lớn và
yêu cầu về công nghệ chế tạo khi máy quá dài. Hơn nữa, việc tăng vật liệu trên mỗi

19


sản phẩm động cơ sẽ tăng chi phí sản xuất vận chuyển, lắp đặt và tăng nhu cầu sử
dụng điện năng để sản xuất ra các vật liệu đó.
Nhƣ vậy hiệu suất có thể tăng tốt nhất là sử dụng vật liệu tốt hơn (giải pháp 5)
và tăng chất lƣợng thiết kế máy điện (giải pháp 6).
Với các giải pháp nêu trên, đề tài chọn giải pháp thứ 6 là mục tiêu để nghiên
cứu. Trong hƣớng nghiên cứu này đề tài đề cập đến vấn đề chủ yếu là ảnh hƣởng
của diện tích rãnh stator đến hiệu suất của động cơ không đồng bộ 3pha rôto lồng
sóc .

2.3 Kết luận
Qua xem xét các thành phần tổn hao và các giải pháp nâng cao hiệu suất của
động cơ không đồng bộ ba pha ta có một số kết luận nhƣ sau:
- Tổn hao phụ và tổn hao cơ chiếm tỷ lệ nhỏ và phụ thuộc nhiều vào công nghệ

sản xuất.
- Tổn hao đồng và tổn hao sắt chiếm tỷ lệ lớn. Do đó để nâng cao hiệu suất của
động cơ không đồng bộ ba pha trong tính toán tối ƣu ta tập trung làm giảm hai loại
tổn hao này .
- Qua đó thấy đƣợc sự ảnh hƣởng của các thông số tới hiệu suất của động cơ.
Trong luận văn này ta chọn giải pháp thứ sáu để nâng cao hiệu suất của động cơ, và
cũng chính là nội dung ta sẽ xét đến trong chƣơng 3.

20


CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ TỐI ƢU DIỆN TÍCH RÃNH STATOR CHO ĐỘNG
CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
Ngày nay hiệu suất động cơ đã dần trở thành một tiêu chí áp dụng trong
công nghiệp. Đứng trƣớc vấn đề trên đặt ra cho lĩnh vực thiết kế và chế tạo máy
điện cần nghiên cứu, tính toán thiết kế để chế tạo ra các động cơ có hiệu suất cao là
nhiệm vụ hết sức quan trọng và cấp thiết.
Trong luận văn này tác giả tiến hành xây dựng bài toán thiết kế tối ƣu diện
tích rãnh stator của động cơ không đồng bộ, để có thể làm giảm tổn hao trên stator
của động cơ không đồng bộ, nhằm mục đích nâng cao hiệu suất của động cơ.
3.1 Xây dựng bài toán thiết kế động cơ
Quá trình tính toán thiết kế một động cơ điện không đồng bộ là lựa chọn và tính
toán kích thƣớc của lõi sắt stato, rôto, kích thƣớc của dây quấn (gọi chung là các
thông số thiết kế) sao cho máy đạt đƣợc tính năng và tiêu chuẩn quy định. Việc lựa
chọn, xác định giá trị của các thông số thiết kế sẽ có tác động lớn đến tổn hao đồng
và tổn hao sắt, là hai thành phần tổn hao chính của động cơ.
Để hiệu suất động cơ đƣợc nâng cao, cần có phƣơng pháp tính toán thiết kế hợp
lý giảm nhỏ tổn hao đồng và tổn hao sắt.
Để đơn giản trong tính toán và xử lý số liệu thuật toán thiết kế đƣợc xây dựng
thành môdul thiết kế tổng thể gồm các môdul liên quan với nhau:

1. Môdul xác định kích thƣớc cơ bản và tải điện từ: Đƣờng kính trong D, chiều
dài lõi thép l, tải điện từ A và Bδ
2. Môdul thiết kế dây quấn
3. Môdul thiết kế lá thép stato
4. Môdul tính toán khe hở không khí
5. Môdul thiết kế lá thép rôto
6. Môdul thông số dây quấn xác định các thành phần điện trở và điện kháng trên
sơ đồ thay thế
7. Môdul tính các thành phần tổn hao, hệ số cosφ và hiệu suất động cơ

21


8. Môdul tính toán chế độ làm việc: xác định các thông số định mức và độ bội
mômen cực đại mmax
9. Môdul tính toán chế độ khởi động: xác định độ bội mômen khởi động mk và
độ bội dòng điện khởi động ik.
10. Môdul tính toán nhiệt, kết cấu và vỏ máy
Bắt đầu

*) Lưu đồ thuật toán thiết kế tổng thể
Dữ liệu vào: các thông số
định mức tiêu chuẩn..

Xác định các kích thƣớc
cơ bản: Dn, D, l, Bδ, A

Thiết kế dây quấn stato

Thiết kế lá thép stato

Chọn khe hở không khí

Thiết kế lá thép rôto

Xác định các thông số
trên sơ đồ thay thế

Tính toán các thành phần
tổn hao và hiệu suất

Tính toán đặc tính làm
việc
Tính toán đặc tính khởi
động

Hình 3.1: Lưu đồ thuật toán thiết kế tổng thể

Tính toán nhiệt, kết cấu
và vỏ máy

Kết thúc

22


3.2 Thiết kế động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc 5.5 KW
3.2.1

Xác định các kích thƣớc chủ yếu

Khi thiết kế một máy điện không đồng bộ cần phải biết những trị số định mức và
phƣơng thức làm việc của máy .Những số liệu gồm có:
- Công suất định mức đầu trục

Pđm= 5,5kW

- Điện áp định mức

Uđm= 380/220 V Nối Y/

- Tần số định mức

f1 = 50 Hz

- Số cực

2p = 4

- Máy kiểu kín, làm việc liên tục, tự làm mát bằng gió, cách điện cấp F.
- Hiệu suất định mức

 ≥ 0,855

- Hệ số

cos  ≥ 0,86

- Mm/Mđm:

≥

2,2

- Mkđ/Mđm:

≥

1,2

- Ikđ/Iđm:

≤

5,5

Ngoài các tham số trên ta cần biết thêm:
*Toàn bộ số liệu tham khảo được tra trong tài liệu:
THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN ( Trần Khánh Hà_Nguyễn Hồng Thanh )
NXB khoa học và kĩ thuật - 2006
1. Tốc độ đồng bộ :
n1 

60 . f1 60 .50

 1500
p
2

(vòng/phút)

(3.1)

2. Dòng điện pha định mức ( giả thiết)
√

[ ]

√

3. Kích thước chủ yếu của máy điện không đồng bộ (MĐKĐB) :

23


Kích thƣớc chủ yếu của MĐKĐB chính là đƣờng kính trong của lõi sắt stato D
và chiều dài lõi sắt l . Mục đích của việc chọn kích thƣớc chủ yếu này là để cho
máy điện chế tạo ra có tính kinh tế cao và tính năng phù hợp với các tiêu chuẩn của
nhà nƣớc.(Tính kinh tế bao gồm cả mặt sử dụng vật liệu hiệu quả và công nghệ chế
tạo).
D và l phụ thuộc vào P, tốc độ quay, tải điện và từ của máy.
3.1)Đường kính ngoài của Stato:
Theo bảng IV-1,phụ lục IV với máy có 2p=4,Pđm=5,5 kW thì chiều cao tâm trục là
h=132 mm,(Ký hiệu chiều dài là S).
Theo bảng 10.3 (tr.230),với h=13,2 cm thì đƣờng kính ngoài Stato tiêu chuẩn là
Dn=22,5 cm (Dãy 4A,kiểu IP44).
3.2) Đường kính trong của Stato:
Theo bảng 10.2(tr.230),với 2p=4 thì kD = (0,64÷0,68)
Vậy : D=kD.Dn=(0,64÷0,68).22,5 =(14,4÷ 15,3) cm
Chọn D=15 cm

3.3)Công suất điện từ tính toán:

P '  m1.E1.I1  m1.kE .U1.I1 

kE .Pdm
0,96.5,5

 7,18(kVA)
.cos 0,855.0,86

( 3.3)

Với: kE =E1/U1 là hệ số chỉ quan hệ giữa điện áp đặt vào với sức điện động sinh
ra trong máy.Tra đồ thị (h.10.2,tr.231) với 2p=4 đƣợc kE=0,96.
m1= 3 là số pha dây quấn Stato.
3.4)Bước cực:



 .D
2p



 .15
4

 11,78(cm)

(3.4)

3.5)Chiều dài tính toán của lõi sắt stato:
Theo hình 10.3a tr.233,với Dn= 22,5 cm 2p=4 thì:

24



 A   270  280  A / cm

B  0,88  0,93  T

  

 A  275 A / cm

Chọn: 

 B  0,91T

Sơ bộ chọn các thông số:
-Hệ số cung cực từ

=0,64

-Hệ số sóng

ks=1,11

-Hệ số dây quấn

kdq1=0,98

Vậy chiều dài tính toán của lõi sắt stato là :

l 



6,1.107.P '

 .ks .k . A.B .D 2.n


dq1
db



6,1.107.7,18
0,64.1,11.0,98.275.0,91.152.1500

 7, 44(cm)  3.5

Chiều dài thực của lõi sắt stato là : l1 = l = 7,44 (cm)
(Do lõi sắt ngắn,dễ toả nhiệt nên không cần rãnh thông gió ngang trục).
Chiều dài lõi sắt rôto bằng chiều dài lõi sắt stato: l2  l1  7,44cm
3.6)Kiểm tra chỉ tiêu kinh tế của động cơ:
Quan hệ giữa đƣờng kính trong của stato với chiều dài lõi sắt stato phải nằm trong
phạm vi kinh tế.Quan hệ này đƣợc biểu thị qua quan hệ giữa chiều dài lõi sắt stato

với bƣớc cực bởi hệ số λ.
l

7, 44
  
 0,63  3.6 
 11,78

Theo hình 10.3b tr.235,với 2p=4 thì    0,63  1,15 .Vậy động cơ thiết kế thoả
mãn chỉ tiêu kinh tế.
Tóm lại,kích thƣớc chủ yếu của động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc là:
Đƣờng kính trong lõi sắt stato là D = 15 (cm)
Chiều dài của stato là

l =7,44 (cm)

25