BTL CN chế tạo thiết bị điện và công nghệ chế tạo máy điện quay

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện

GV: PhạmVănCường

LỜI NÓI ĐẦU
Trong sản xuất hiện nay, việc ứng dụng động cơ điện vào việc truyền động
để tạo ra các nguyên công nhằm tạo ra các sản phẩm phục vụ con người là rất phổ
biến.
Máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử dụng,
bảo quản thuận tiện, giá thành rẻ nên được sử dụng nhiều
trong nền kinh tế quốc dân(như trong máy cái, bơm nước, quạt gió...).công suất nhỏ
và trung bình.
Tuy vậy, máy điện không đồng bộ có những nhƣợc điểm như: cosυ của máy thường
không cao và đặc tính điều chỉnh tốc độ không được tốt nên ứng dụng của máy điện
không đồng bộ có phần bị hạn chế.Vì vậy, sự cần thiết hiện nay là phải thiết kế ra
những máy điện để đáp ứng nhu cầu xã hội. Tuy vấn đề thiết kế máy điện không còn
mới nhưng để thiết kế ra những máy điện đạt hiệu suất cao và
hệ số cosυ lớn để tiết kiệm cho người tiêu dùng,nâng cao hiệu suât cho lưới điện
Quốc gia hay đáp ứng một nhu cầu nào đó của khách hàng thì lúc nào cũng là vấn đề
rất mới đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững các kiến thức lý thuyết kết hợp với tư
duy sáng tạo để tạo ra những sản phẩm tối ưu nhất nhằm giảm giá thành, đáp ứng nhu
cầu sử dụng, giải quyết việc làm...
Do điều kiện thời gian có hạn cũng như kiến thức thực tế còn hạn chế nên
không tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận được những góp ý của thầy cô và
bạn bè để hoàn thiện đồ án cũng như kiến thức của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

Page 1


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện

GV: PhạmVănCường

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY
MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
I.

Kết cấu chung của các máy điện quay

1.

Khái niệm
Máy điện quay thường gồm có hai bộ phận kết cấu chính là mạch từ và dây
quấn, ở đó diễn ra sự biến đổi năng lượng cơ điện, và các bộ phận kết cấu khác.






Mạch từ của máy điện quay gồm hai khối thép đồng trục cách nhau bởi một
khe hở đảm bảo cho một trong hai khối thép có thể chuyển động quay tương
đối so với khối kia. Khối đứng yên gọi là phần tĩnh hay stato, còn khối quay
được gọi là phần quay hay rôto. Nếu từ thông trong khối thép là xoay chiều hay
biến thiên thì nó được ghép bằng các lá tôn silic dày 0,35 ÷ 0,5 mm để làm
giảm tổn hao do dòng xoáy, còn nếu từ thông là không đổi thì nó đƣợc đúc
bằng thép hoặc ghép từ thép tấm.
Các dây quấn của máy điện quay được đặt ở hai phía khe hở trong các rãnh
hoăc trên các cực của stato hay roto.
Các bộ phận kết cấu khác gồm có: vỏ máy, nắp máy, trục, ổ trục, quạt gió hoặc

hệ thống làm mát...

II, Máy điện không đồng bộ
1. khái niệm
Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý
cảm biến điện từ có tốc độ quay của roto khác với tốc độ quay của từ trường....
cũng như các loại máy điện khác, máy điện không đòng bộ có tính thuận
nghịch, có nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện hoặc máy phát điện.

Hình 1: máy điện không đồng bộ
2. Phân loại
Page 2


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
GV: PhạmVănCường
Máy điện không đồng bộ được chia theo 3 cách khac nhau
 Theo kết cấu của vỏ: kiểu kín, kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu chống nổ....
 Theo kết cấu roto: roto kiểu lồng sóc và roto kiểu dây quấn.
 Theo số pha trên dây quấn stato: 1 pha, 2 pha, 3 pha.
3. Cấu tạo
Được cấu tạo bởi roto và stato
• Stato:

-Lõi thép: được ép trong vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ. Lõi thép stato hình
trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong ghép lại với nhau
tạo thành các rãnh. Mỗi lá thép kỹ thuật đều được phủ sơn cách điện để giảm
hao tổn do dòng xoáy gây nên.
- Dây quấn: được làm bằng dây đồng bọc cách điện, đặt trong rãnh của lõi
thép

- Vỏ máy: được làm bằng gang hoặc nhôm để cố định máy trên bệ và lõi
thép. Còn có nắp máy và bạc đạn…
•

Roto

Page 3


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện

GV: PhạmVănCường

- Lõi thép: lá thép được dùng như stato. Lõi thép được ép trực tiếp lên lõi
máy hoặc lên giá roto của máy.
- Roto: roto lồng sóc và roto dây quấn.
4. Các cấp bảo vệ
- Động cơ không đồng bộ được sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23, kiểu kín
IP44 và kiểu IP55.
5. các công thức tính toán:
a, Xác định kích thước:
 Đường kính (D)
Đường kính trong của stato của máy điện không đồng bộ.
Mục đích:chế tạo ra máy kinh tế hợp lí nhất , tính năng phù hợp các tiêu
chuẩn của nhà nước

Trong đó:
αδ hệ số xung cực từ
kS hệ số dạng sóng
kd hệ số dây quấn

A: đặc trưng cho mạch điện
Bδ : đặc trưng cho mạch từ
Đường kính Dn có liên quan mật thiết tới kết cấu máy, cấp cách điện và chiều cao
tâm trục máy h đã được tiêu chẩn hóa
Page 4


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
Thường chọn Dn theo h từ đó tính ngược lại D

GV: PhạmVănCường

Quan hệ Dn và chiều cao h hay dùng ở nước ta:

VZ: ĐC điện KĐB Hungari cách điện cấp E
4A: ĐC điện KĐB Nga cách điện cấp F

 Chiều dài phần ứng: L

(1.4)
KE = E/U lúc đầu
Cosφ là hệ số công suất định mức
Trong máy điện KĐB, khi chiều dài lõi sắt ngắn hơn 250 ~ 300 mm, tản nhiệt không
khó, khi lõi sắt dài hơn thì phải có rãnh thông gió hướng kính, nên chiều dài lõi sắt là:

Page 5


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
GV: PhạmVănCường

Trong đó: ng,bg là số rãnh và chiều rộng thông gió hướng kính, thường lấy bg = 1cm,
ng thì chọn sao cho chiều dài mỗi đoạn lõi sắt vào khoảng 4-6 cm.
b, Dây quấn Stato
 Chọn kểu dây quấn và kiểu rãnh stato
Với U≤ 600V:
h ≤160mm: dây quấn 1 lớp đồng tâm đặt vào ½ rãnh
h =180-250mm: dây quấn 2 lớp đặt vào ½ rãnh
h≥280mm: dây quấn 2 lớp phần tử cứng đặt vào ½rãnh
Với U=6000V:
Dùng dây quấn 2 lớp phần tử cứng đặt vào rãnh hở.
Những động cơ điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt ở đầu của
roto động cơ điện. Trong các roto lồng sóc đúc nhôm thì cánh quạt nhôm được đúc
trực tiếp lên vành ngắn mạch
Loại động cơ điện theo cấp bảo vệ IP44 hoặc IP55 thường nhờ vào cánh quạt đặt ở
ngoài vỏ máy để thổi gió ở mặt ngoài vỏ máy, do đó tản nhiệt có kém hơn so với loại
IP23 nhưng bảo dưỡng máy dễ dàng hơn. Thường dùng loại này ở môi trường nhiều
bụi ẩm ướt....kiểu bảo vệ đặc biệt như loại chống nổ, bảo vệ trong môi trường hóa
chất.
c, Khe hở không khí :
- Khi chọn khe khở không khí δ sẽ lấy nhỏ để cho dòng điện không tải nhỏ và
cosφ cao. Nhưng không được chọn khe hở không khí quá nhỏ sẽ làm cho việc
chế tạo và lắp ráp thêm khó khăn, stato rất dễ chạm roto làm tang thêm tổn hao
phụ và điện kháng tản của máy.
- Chọn khe hở không khí :
+ Theo kết cấu: khe hở phụ thuộc vào kích thước đường kính ngài roto, khoảng cách
giữa hai ổ bi và đường kính trục.
+ Theo chế tạo và vận hành: khe hở không khí phụ thuộc vào độ đồng tâm, độ ô van
của các chi tiết gia công , độ lệch tâm do lắp ghép, khe hở trong ổ bi và độ mòn của ổ
bi sau một thời gian làm việc.
- Công thức:

+ Với máy có P ≤ 20 kW :
Khi 2p ≥ 4

δ = 0,25 + mm

(1.6)

Khi 2p = 2

δ = 0,3 + mm

(1.7)
Page 6


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
+ Với máy có P ˃ 20 kW :

GV: PhạmVănCường

δ = *(1 + ) mm

(1.8)

- Với những động cơ điện làm việc trong điều kiện không khí khắt khe phải
tăng khe hở không khí lên.
d, Trị số tương đối của các tham số máy điện không đồng bộ:
- Các tham số của máy điện không đồng bộ thường được biểu thị bằng trị số
tương đối. Chuẩn của trở kháng thường lấy
- Trong máy điện không đồng bộ , trị số tương đối của các tham số thường ở

trong khoảng:
+ Điện trở : r1* ≈ r2* = 0,01 – 0,08
+ Điện kháng : x1* ≈ x2* = 0,08 – 0,14 (0,09 – 0,12)
- Những trị số tương đối không sét đến hiệu ứng mặt ngoài trong thanh dẫn roto
và ảnh hưởng của bão hòa từ tản đến điện kháng.

e, Xác định đặc tính làm việc và khởi động:
• Đặc tính làm việc :
- Sau khi chọn các kích thước và dây quấn của động cơ điện, tính toán các
tham số, dòng điện từ hóa và các tổn hao, có thể tìm được đặc tính của
máy ở chế độ làm việc bình thường.
- Các đặc tính có thể xác định dựa vào giải tích mạch điện thay thế và đồ
thì véc tơ tương ứng.
- Một số công thức tiêu biểu
Bội số mômen cực đại :
(1.9)
có
(1.10)
• Đặc tính khởi động :

Page 7


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
GV: PhạmVănCường
- Các đại lượng đặc trưng cho đặc tính khởi động là mômen khởi động,
dòng điện khởi động và mômen cực tiểu trong quá trình khởi động.
Môment khởi động :
(1.11)
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN QUAY

1. Nhiệm vụ và phạm vi thiết kế máy điện quay
 Nhiệm vụ
- Theo 2 yêu cầu:
 Yêu cầu từ phía nhà nước.
 Yêu cầu từ phía nhà máy và người tiêu dùng.
→Nhiệm vụ của người thiết kế là đảm bảo tính năng kỹ thuật của sp đạt các tc
của nhà nước quy định, tìm khả năng hạ giá thành để đạt hiệu quả kinh tế cao
nhất
 Thiết kế máy điện
Gồm 2 bước
B1: thiết kế điện từ
o Xđ phương án điện từ hợp lí
o Phương án này thỏa mãn yêu cầu về tính năng kỹ thuật theo tiêu
nk, có giá thành thấp nhất

chuẩn nhà

o Xđ kích thước lõi sắt stato, roto, dây quấn stato, roto, kết cấu cách điện
B2: Thiết kế kết cấu
o Xác định cụ thể về phương thức thông gió và làm nguội
o Xác định kết cấu cố định dây quấn trong rãnh, phần đầu nối
o Xác định kết cấu cụ thể về cách bôi trơn ổ đỡ
o Xác định kết cấu thân máy và nắp máy.
 các yêu cầu để thiết kế máy điện quay :
1)Xác định các kích thước chủ yếu của động cơ.
2)Thiết kế mạch từ.
3)Thiết kế dây quấn.
4)Tính toán tổn hao.
Page 8

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
5)Tính toán nhiệt và thông số.

GV: PhạmVănCường

6)Xây dựng các đặc tính của động cơ
II, Tính toán:
Với p= 25 kw , ta chọn được : ɳ = 90% , cosφ = 0,9
; ;
1. Kích thước chủ yếu:
1, Số đôi cực:
2, Đường kính ngoài stato:
- Với chiều cao tâm trục h = 200 mm= 20 cm, tra bảng 10.3 ta có đường kính stato
tiêu chuẩn :
Dn= 34,9 cm
3, Đường kính trong stato:
-Ta có : kD= 0,64 – 0,68 lấy theo bảng 10.2
→ D = kD×Dn = ( 0,64 – 0,68)×34,9 = 22,34 – 23,73 cm.
Lấy D = 23,5 cm
-Công xuất tính toán :
Lấy kE= 0,98

5, Chiều dài tính toán của lõi sắt stato:
-Đây là máy nhiều cực nên kd = 0,91 – 0,92
→ kd = 0,92
Lấy αδ= = 0,64
kδ== 1,11
Với h= 200 mm, 2p =4 → A = 370 A/cm
Bδ= 0,77 T.

Page 9


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện

GV: PhạmVănCường

Lấy lδ= 11,9 cm
Do lõi sắt ngắn nên làm thành một khối . Chiều dài lõi sắt stato, roto bằng :
l1= l2= lδ= 11,9 cm.
6, Bước cực :
7, Lập phương án so sánh :
Hệ số = 0,64
Trong dãy động cơ không đồng bộ K, P= 25 kW , 2p = 4 có cùng đường kính ngoài (
cùng chiều cao tâm trục h) với máy P= 30 kW , 2p= 4.
Hệ số tăng công xuất của máy là
γ = = 1,2
→ λ30 = γλ25= 1,2×0,64 = 0,77
Theo đồ thị quan hệ giữa λ = l/trong máy điện không đồng bộ , hai hệ số λ30 và λ25đều
nằm trong phạm vi kinh tế do đó phương án trên là hợp lý.
8, Dòng điện 3 pha định mức :
2. Dâyquấn, rãnh stato và khe hở không khí:
9, Số rãnh stato:
Ta lấy q1 = 4.
Z1 = 2mpq1 = 2×3×2×4 = 48.
10, Bước rãnh stato:
11, Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh:
Chọn số mạch nhánh song song a1 = 4

Page
10


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
Ta lấy
ur1 = 84.

GV: PhạmVănCường

12, Số vòng dây nối tiếp của một pha:
13, Tiết diện và đường kính dây dẫn:
Theo trị số AJ của máy điện không đồng bộ → AJ = 1880 A2/cm.mm2.
Mật độ dòng điện

.
Tiết diện dây (Sơ bộ):
Ở đây lấy n1 = 2 sợi.
Chọn dây đồng tráng men PETV có d/dcd= 0,93/0,995 ,
14, Kiểu dây quấn:
Chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y = 10.
15, Hệ số dây quấn:
Hệ số bước ngắn ky = sinβ= sin= 0,966
Hệ số bước rải:

Trong đó:
Hệ số dây quấn kd = ky.kr= 0,966×0.958 =0,925.
16, Từ thông khe hở không khí:
17, Mật độ từ thông khe hở không khí:
18, Sợ bộ định chiều rộng của răng:

Page
11

S = 0,679 mm2.


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
Lấy Bz1 = 0,75 T và hệ số ép chặt lõi kc = 0,95
19, Sơ bộ định chiều cao gông stato:
Lấy Bg1 = 1,55 T và kc = 0,95
20, Kích thước rãnh và cách điện:
hr1 = 27,5 cm; h12 =21,5 mm
d1 =9 mm ; b41 = 3 mm
d2 = 11 mm; h41 = 0,5 mm
Từ đó ,ta có: + Chiều dày cách điện rãnh : c = 0,4 mm
+ Chiều dày cách điện nêm : c’ = 0,5 mm.

Diện tích rãnh trụ nêm:

Chiều rộng của tấm cáctông nêm :
Chiều rộng tấm cách điện giữa hai lớp là:
Diện tích cách điện rãnh:

Diện tích có ích của rãnh:
Sr= S’r – Scđ = 250 -39 = 211 mm2
Hệ số lấp đầy rãnh:
21, Bề rộng răng stato:
Page
12

GV: PhạmVănCường


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện

GV: PhạmVănCường

22, Chiều cao gông stato:
23, khe hở không khí:

Theo những máy đã chế tạo trong bảng :
Chiều cao tâm trục
h ; mm
50
56
63
71
80
90
100
112
132
160
180
200
225
250

Số cực 2p
2

0,25
0,25
0,3
0,35
0,35
0,4
0,45
0,6
0,6
0,8
0,9
0,9
1,0
1,2

4
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,3
0,3
0,35
0,5
0,6
0,7
0,85
1,0

→ δ = 0,7 mm = 0,07 cm.

Page
13

6
0,25
0,25
0,25
0,25
0,3
0,3
0,35
0,45
0,45
0,5
0,6
0,7

8
0,25
0,25
0,25
0,3
0,3
0,35
0,45
0,45
0,5

0,6
0,7


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện

GV: PhạmVănCường

3. Dây quấn, rãnh và gông roto:
24, Số rãnh roto theo bảng:
2p
4

Z1
12
18
24

Z2
Rãnhthẳng
9*
10*, 14*
15*, 16*, 17, (32)

Rãnh ngiễng
15*
18*, 22*
16, 18, (20), 30, 33, 34, 35, 36

36

48
60

26, 44, 46
34, 38, 56, 58, 62, 64
50, 52, 68, 70,74

(24), 27, 28, 30, (32), 34, 45, 48
(36), (38), (39), 40, (44), 57, 59
48, 49, 51, 56, 64, 69, 71

72

62, 64, 80, 82, 86

61, 63, 68, 76, 81, 83

→ Z2= 38 rãnh
25, Đường kính ngoài roto:
D’ = D - 2δ = 23,5 -2×0,07 = 23,36 cm
26, Bước răng roto:
27, Sợ bộ định chiều rộng của roto:
Lấy Bz2 = 1,75 T
28, Đường kính trục roto:
Dt = 0,3D = 0,3×23,5 = 7,05 cm
Lấy Dt = 7 cm
29, Dòng điện trong thanh dẫn roto:
Ta có kI = 0,94 (Hệ số kI theo cosφ)
Page
14

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
30, Dòng điện trong vành ngắn mạch:
Tiết diện thanh dẫn bằng nhôm:
Lấy J2= 3 A/mm2
32, Sơ bộ chọn mật độ dòng điện trong vòng ngắn mạch
Lấy Jv = 2,5 A/mm2.
Tiết diện vành ngắn mạch :

33, Kích thước rãnh roto và vành ngắn mạch:
hr2 = 32 mm

h42 = 1,5 mm

h12 = 24,7 mm

h42 = 0,5 mm

d= d1 = d2 = 6,8 mm
a × b = 34 × 23
Dv = D-(a+1) = 235 - (34 +1 ) = 200 mm.
34, Diện tích rãnh roto:
35, Diện tích vành ngắn mạch:
a × b = 34 × 28 = 782 mm2
36, Bể rộng răng roto ở 1/3 chiều cao răng:

37, Chiều cao gông roto:
38, Làm nghiễng rãnh ở roto:
Độ nghiễng bằng một bước rãnh stato:

Page
15

GV: PhạmVănCường


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
bn ≈ t1 =1,54 cm

GV: PhạmVănCường

4. Thiết kế mạch từ
? Khe hở không khí :
- Khi chọn khe khở không khí δ sẽ lấy nhỏ để cho dòng điện không tải nhỏ và
cosφ cao. Nhưng không được chọn khe hở không khí quá nhỏ sẽ làm cho việc
chế tạo và lắp ráp thêm khó khăn, stato rất dễ chạm roto làm tăng thêm tổ nhao
phụ và điện kháng tản của máy.
- Chọn khe hở không khí :
+ Theo kếtcấu: khe hở phụ thuộc vào kích thước đường kính ngoài roto,
khoảng cách giữa hai ổ bi và đường kính trục.
+ Theo chế tạo và vận hành: khe hở không khí phụ thuộc vào độ đồng tâm, độ
ô van của các chi tiết giacông, độ lệch tâm do lắp ghép, khe hở trong ổ bi và độ
mòn của ổ bi sau một thời gian làm việc.
- Công thức:
+ Với máy có P ≤ 20 kW:
Khi 2p ≥ 4

δ = 0,25 + mm

Khi 2p = 2

δ = 0,3 + mm

+ Với máy có P ˃ 20 kW:
δ = *(1 + ) mm
- Với những động cơ điện làm việc trong điều kiện không khí khắt khe phải
tăng khe hở không khí lên.
? Trị số tương đối của các tham số máy điện không đồng bộ:
- Các tham số của máy điện không đồng bộ thường được biểu thị bằng trị số
tương đối. Chuẩn của trở kháng thường lấy
- Trong máy điện không đồng bộ , trị số tương đối của các tham số thường ở
trong khoảng:
+ Điện trở : r1* ≈ r2* = 0,01 – 0,08
+ Điệnkháng : x1* ≈ x2* = 0,08 – 0,14 (0,09 – 0,12)
- Những trị số tương đối không sét đến hiệu ứng mặt ngoài trong thanh dẫn roto
và ảnh hưởng của bão hòa từ tản đến điện kháng.
5. Xác định đặc tính làm việc và khởi động:
Page
16


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
• Đặc tính làm việc:

GV: PhạmVănCường

- Sau khi chọn các kích thước và dây quấn của động cơ điện, tính toán các
tham số, dòng điện từ hóa và các tổn hao, có thể tìm được đặc tính của
máy ở chế độ làm việc bình thường.
- Các đặc tính có thể xác định dựa vào giải tích mạch điện thay thế và đồ

thì véc tơ tương ứng.
- Một số công thức tiêu biểu
Bội số mômen cực đại:
có

• Đặc tính khởi động:
- Các đại lượng đặc trưng cho đặc tính khởi động là mômen khởi động,
dòng điện khởi động và mômen cực tiểu trong quá trình khởi động.
Môment khởi động:

Tính toán mạch từ:
39, Hệ số khe hở không khí:
Trong đó:

Có:
→ kδ = kδ1.kδ2 = 1,099 × 1,024 = 1,125
40, Dùng thép cán nguội loại 2212.

Page
17


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
41, Sức từ động khe hở không khí:
Fδ = 1,6.Bδ.kδ.δ.104=1,6×0,78×1,125×0,07×104 = 983 A
42, Sức từ động khe hở không khí:
43, Cường độ từ trường trên răng stato, ta lấy:
Hz1 = 23,0 A/cm
44, Sức từ động trên răng roto:
Fz1 = 2h’z1.Hz1 = 2×2,38×23 =109,5 A

Trong đó:
45, Mật độ từ thông ở răng roto:
46, Cường độ từ trường trên răng roto, ta lấy :
Hz2 = 23,0 A/cm.
47, Sức từ động trên răng roto:
Fz2 = 2h’z2.Hz2 = 2×2,97×23,0 = 136,6 A
Trong đó :
48, Hệ số răng bao hòa:
49, Mật độ từ thông trên gông roto:
50, Cường độ từ trường của gông stato, ta lấy:
Hg1 = 43,1 A/cm.
51, Chiềudàimạch từ ở gông stato:
52, Sức từ động ở gông roto:
Fg1 = Lg1.Hg1 = 25 × 43,1 = 1077,5 A.
53, Mật độ từ thông trên gông roto:
Page
18

GV: PhạmVănCường


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
54, Cường độ từ trường ở gông roto, ta lấy:
Hg2 = 3,57 A/cm
55, Chiều dài mạch từ ở gông roto:
56, Sức từ động trên gông roto:
Fg2 = Lg2.Hg2 = 9,5 × 3,57 = 33,9 A.
57, Tổng sức từ động của mạch từ:
F = Fδ + FZ1 + FZ2 + Fg1 +Fg2
= 983 + 109,5 +136,6 + 1077,5 +33,9 = 2340 A

58, Hệ số bão hòa toàn mạch:
59, Dòng điện từ hóa:
Dòng điện từ hóa phần trăm :
6. Tham số của động cơ điện ở chế độ định mức:
60, Chiều dài phần đấu nối của dây quấn stato:
lđ1 = Kđ1τy + 2B = 1,3 × 17,2 + 2 × 1 =24,4 cm
Trong đó:
61, Chiều dài trung bình nửa vòng dây của dây quấn stato:
ltb = l1 + lđ1 = 11,9 + 24,4 = 36,3 cm
62, Chiều dài dây quấn một pha của stato:
L1 = 2.ltb.w1.10-2 = 2× 36,3 × 168 × 10-2 = 122 m
63, Điện trở tác dụng của dây quấn stato:
Tính theo đơn vị tương đối:
64, Điện trở tác dụng của dây quấn roto:
Page
19

GV: PhạmVănCường


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện

GV: PhạmVănCường

65, Điện trở vành ngắn mạch:
66, Điện trở roto:
Trong đó:
67, Hệ số quy đổi:
68, Điện trở roto đã quy đổi:
r’2 = γ.r2 = 7626 × 0,429.10-4 = 0,327 Ω

tính théo đơn vị tương đối:

69, Hệ số từ dẫn tản rãnh stato:

Trong đó: β = 0,833 ; kβ = 0,9125
Và kβ = 0,875
h1 = hr1 – 0,1d2 – 2c- c’ = 27,5 -0,1×11 - 2×0,4 – 0,5 = 25,1 mm
h2 = -(d1/2 – 2. c –c’) = -(4,5 -2 × 0,4 – 0,5 ) = -3,2 mm
b = 9 mm ; h14 = 0,5 mm ; b14 = 3 mm
70, Hệ số từ dẫn tản tạp stato:

Trong đó:
ρt1 = 0,72 và σ1 = 0,0062
Page
20


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
71, Hệ số từ tản phần đầu nối:

GV: PhạmVănCường

72, Hệ số từ dẫn tản stato:
∑λ1 = λr1 + λt1 + λđ1= 1,224 + 1,045 + 1,664 =2,942
73, Điện kháng dây quấn stato:

Tính theo đớn vị tương đối:

74, Hệ số dẫn từ tản rãnh roto:

Trong đó:

h1 = 27,4 mm
b =6,8 mm
Sc = 204,2 mm2
k =1
b42 = 1,5 mm

75, Hệ số từ dẫn tản tạp roto:

Trong đó: σ2 = 0,0092
76, Hệ số từ tản phần đầu nối:
77, Hệ số từ tản do rãnh nhiệt:
78, Hệ số từ tản roto:
∑λ2 = λr2 + λt2 + λđ2 + λrn = 2 + 2,026+1,016 + 0,646 = 5,698
79, Điện kháng tản dây quấn roto:
x2 = 7,9.f1.l2.∑λ2.10-8 = 7,9 × 50 ×11,9 × 5,698.10-8 = 2,68.10-4 Ω
Page
21


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
80, Điện kháng roto đã quy đổi:

GV: PhạmVănCường

x’2 = γx2 = 1730 × 2,68.10-4 =0,4635 Ω
tính theo đơn vị tương đối:

81, Điện kháng hỗ cảm:

Tính theo đơn vị tương đối:
82, Tính lại kE:
Trị số này không khác nhiều so với giả thiết ban đầu nên không cần tính lại.
7. Tổn hao thép và tổn hao cơ:
83. Trọng lượng bánh răng stato:
GZ1 = γFeZ1bZ1h’Z1l1kc1.10-3 = 7,8.48.0,726.2,38.11,9.0,95.10-3
=7,313 kg
84. Trọng lượng gông từ stato:
Gg1 = γFelLg1hg12pk.10-3 =7,8.11,9.25.3,1.4.0,95.10-3
=27,34 kg
85. Tổn hao sắt trong lõi sắt stato:
- Trong răng:
PFeZ1 = kgcpFeZB2Z1GZ1.10-3 = 1,8.2,5.0,752.7,313.10-3
=0,019 kW
- Trong gông:
PFeg1 = kgcpFeg1B2g1Gg1.10-3 = 1,8.2,5.1,552.27,34.10-3
=0,294 kW
- Trong cả lõi sắt stato:
P’Fe = PFeZ1 + PFeg1 = 0,019 + 0,294 = 0,313 kW
86. Tổn hao bề mặt trên răng roto:
Page
22


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
=
=0,0025 kW
Trong đó
= = 259
Bo = βokδBδ = 0,29.1,11.0,77 = 0,238 T

βo = 0,29
87. Tổn hao đạp mạch trên răng roto:
=
=0,022 T
88. Tổng tổn hao thép:
PFe = P’Fe + Pbm + Pđm = 0,313 + 0,0025 + 0,022 = 0,3375 kW
89. Tổn hao cơ:
Pcơ =
=
= 0,334 kW
90. Tổn hao không tải:
P0 = PFe + Pcơ = 0,3375 + 0,334 = 0,6715 kW
8. Đặc tính làm việc:
r1= 0,495 Ω
x1= 0,976 Ω
x12= 31,17 Ω
r’2= 0,327 Ω
x’2= 0,464 Ω
C1 = 1 + =1,023
Idbx = Iμ = 11,2 A
Iđbr =
E1 = U - Iμx1 = 220 – 11,2.0,976 = 209,06 V
kI = = 24,54
I2’ = 25,35
Page
23

GV: PhạmVănCường

BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
sđm = =0,04

GV: PhạmVănCường

sm = = 0,23
91. Bội số momen cực đại:
mmax = = 2,2 ( đề cho)
9. Tính toán đặc tính khởi động:
92. Tham số của động cơ điệ khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1:
ξ = 0,067. 31,5 .1 = 2
trong đó : a = (hr2 - h42) = 32 – 0,5 = 31,5 mm
từ ξ = 2
rtdξ = kRttd = 2. 0,2534.10-4 = 0,507.10-4 Ω
điện trở của roto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1:
r2ξ = rtdξ + = (0,507 + ).10-4 = 0,683.10-4
Điện trở roto đã quy đổi:
r’2ξ = γr2ξ = 7626.0,683.10-4 = 0,518 Ω
Hệ số từ dẫn rãnh roto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1:
λr2ξ =
= 1,262
= 0,75
Tổng hệ số từ dẫn roto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1:
1,262 + 2,036 + 1,016 + 0,646 = 4,96
Điện trở kháng roto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1:
x’2ξ = x’2 0,464 = 0,404 Ω
Tổng trở ngắn mạch khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài với s = 1:
rnξ = r1 + r’2ξ = 0,4954 + 0,518 = 1,0134 Ω
xnξ = x1 + x’2ξ = 0,976 + 0,404 = 1,380 Ω
znξ = = 1,712 Ω

Dòng điện ngắn mạch khi chỉ xét đến hiệu ứng mặt ngoài:
Inξ = = 128,5 A
Page
24


BTL TK ThiếtBịĐiệnvà CNCT MáyĐiện
GV: PhạmVănCường
93. Tham số của động cơ điện khi xét cả hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của
mạch từ tản khi s = 1.
Sơ bộ chọn hệ số bão hòa kbh = 1,44
Dòng điện ngắn mạch khi xét cả hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản:
Inbhξ = kbh.Inξ = 1,44.128,5 = 185,04 A
Sức từ động trung bình của 1 rãnh stato:
Fzbh = 0,7.
= 0,7.
= 5464
Ta có χδ = 0,51
C1 = (t1 – b41)(1 - χδ) = (1,538 – 0,3)(1 – 0,51) = 0,6
Δλ1bh = = 0,592
Hệ số từ dẫn tản rãnh stato khi xét đến bão hòa mạch từ tản:
λr1bh = λr1 – Δλ1bh = 1,224 – 0,592 = 0,632
Hệ số từ tản tạp stato khi xét đến bão hòa mạch từ tản:
λt1bh = λt1.χδ = 1,045.0,51 = 0,533
Tổng hệ số từ tản tạp stato khi xét đến bão hòa mạch từ tản:
= 0,632 + 0,533 + 1,375 = 2,54
Điện kháng stato khi xét đến từu tản tạp:
x1bh = = 0,976. (2,54/2,942) = 0,842
Hệ số từ tản rãnh roto khi xét đến bão hòa mạch từ tản và hiệu ứng mặt ngoài:
λr2ξbh = λr2ξ – Δλ2bh = 1,262 – 0,2845 = 0,9775

Hệ số từ tản tạp roto khi xét đến bão hòa mạch từ tản:
λt2bh = λt2.χδ = 2,036. 0,51= 1,038
Hệ số từ tản rãnh nghiêng roto khi xét đến bão hòa mạch từ tản:
λrmbh = λrn.χδ =0,646.0,51 = 0,329
Tổng hệ số từ tản roto khi xét đến bão hòa mạch từ tản và hiệu ứng mặt ngoài:
= λr2ξbh + λt2bh + λđ2 + λrmbh = 0,9775 + 1,038 + 1,016 + 0,329
= 3,3605
Điện kháng roto khi xét đến hiệu ứng mặt ngoài và sự bão hòa của mạch từ tản:
Page
25