Đề tài Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

LỜI NĨI ĐẦU
Hiện nay đất nước ta đang tiến lên thời kỳ cơng nghiệp hố hiện đại hố
với mục đích tiến kịp và hội nhập vào nền kinh tế của các nước trong khu vực
và trên thế giới. Như ta đã biết ngành công nghiệp năng lượng chiếm một vị trí
rất quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế đất nước. Do đó ngành chế
tạo máy điện địi hỏi phải ln đi trước một bước về công nghiệp và chất lượng
nhằm đảm bảo tốc độ phát triển chung của toàn ngành và yêu cầu của nền kinh
tế. Ngành chế tạo máy điện sản xuất ra các thiết bị điện phục vụ cho nền kinh
tế như máy biến áp, động cơ điện dùng làm nguồn động lực cho các loại thiết
bị, công suất từ vài (W) đến hàng trăm (KW).
Với các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật trong bảng số liệu qua tính tốn đã đạt
được các yêu cầu của đề ra. Trong quá trình thiết kế em đã được thầy Nguyễn
Trung Cư chỉ dẫn tận tình, em xin chân thành cảm ơn thầy. Trong thời gian
ngắn, với kiến thức học được trên lóp trong đồ án này khơng tránh khỏi những
sai sót, em mong sự thơng cảm và ý kiến đánh giá của thầy và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn
Hà Nội, ngày 04 tháng 05 năm 2009
Sinh Viên : Nguyễn Đăng Lưu

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

1

GVHD: Nguyễn Trung Cư

Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

Chương I: Tính tốn kích thước chủ yếu.
1. Xác định chiều dài đường kính D,chiều dài lδ :
Yêu cầu có kích thước để máy được chế tạo tinh tế nhất và tính năng phù
hợp với tiêu chuẩn.
Theo cơng thức:

D 2 .lδ .n
6,1.10 7
CA =
=
α 0 . Ks . K dq . A . B δ
p'

( Hằng số máy điện)

+ p:số đôi cực với n=750v/p:
p=

60 f1 60.50
=
=4
750
n

⇒2p=8

Với P = 45 (Kw) và 2p = 8 ta chọn KD = 0,74 ÷ 0,77
+ Dn: là đường kính ngồi của lõi sắt Stato.D n có quan hệ mật thiết với
kết cấu máy, cấp cách điện và chiều cao tâm trục h đã chuẩn hố.Vì vậy thường
chọn Dn theo h và từ đó tính ngược lại D.
Với cơng suất cho Pđm=45(kw) tra bảng IV.1(tr601) sách thiết kế máy
điện. Dãy công suất chiều cao tâm trục của động cơ điện không đồng bộ Rôto
dây quấn kiểu IP23 theo TCVN-1987-94 cấp cách điện B ta có:
h =280(mm)
Với chiều cao h=280(mm) qua bảng 10.3 (tr230) chọn :
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

2

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn
Dn = 52(cm)

+ D: đường kính trong của lõi sắt Stato, giữa hai đường kính trong và
ngồi của lõi sắt Stato có một quan hệ nhất định:

KD=

D
Dn

Tra bảng 10.2(tr230) trong sách “TKMĐ” ta có: KD = 0,74 ÷ 0,77
⇒D=KD.Dn=(0,74÷ 0,77).52 = 38,48÷ 40,04 (cm)
Chọn D=40,04 (cm)
+ P’ cơng suất tính tốn: P’=

k E . Pđm
η . cos ϕ

Với Pđm=45(kw),từ bảng 10.1(tr228)Sách thiết kế máy điện máy điện ta
có η=91,5%;cosϕ=0,84 ;theo hình 10.2 (tr 231) trong ” TKMĐ” ta có trị số
kE=0,967.
Vậy

P’=

0,967.45
= 56,62 (kw)
0,915.0,84

+Chọn A và Bδ: A là tải đường đặc trưng cho mạch điện; B δ là mật độ từ
thơng δ khe hở khơng khí đặc trưng cho mạch từ.Việc chọn A và B δ ảnh hưởng
rất nhiều đến kích thước chủ yếu D và l . A, B δ được chọn phụ thuộc nhiều vào
vật liệu. Nếu dùng vật liệu sắt từ tốt (tổn hao thấp hay độ từ thẩm cao), thì chọn
Bδ lớn. Trong máy điện khơng đồng bộ thì tỉ số

A
ảnh hưởng rất lớn đến kích
Bδ

thước máy điện, đặc tính khởi động cũng như đặc tính làm việc của máy điện.

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

3

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

Dùng dây đồng có cấp cách điện cao cấp B nhiệt độ cho phép là 130 0 có
thể chọn A lớn. Với h=280(mm); Dn = 52(cm); 2p = 8 và kiểu bảo vệ IP23 từ
bảng 10.3 (tr234)sách “TKMĐ” ta chọn
A = 430 (A/cm) và Bδ = 0,82(T) .
Với αδ là hệ số cụm cực từ lấy α δ =

Ks =

π
2 2

2
= 0,64 ; kδ là hệ số sóng lấy
π

= 1,1; chọn D=40,04 (cm).

+Vậy chiều dài lõi sắt là:

6,1. p ' .10 7
6,1.56,62.10 7
lδ=
=
=12,46(cm)
α δ . k s . k d . Α . Β δ . D 2 . n 0,64.1,11.0,92.430.0,82.40,04 2.750
Lấy l’δ = l1= 12(cm)
2. Bước cực:

τ=

π . D π .40,04
=
= 15,7(cm)
2p
8

3. Lập phương án so sánh :
λ=

12
lδ
=
= 0,76
τ 15,7

Theo hình 10.3b (tr235) sách “TKMĐ” thì để thiết kế chế tạo máy có
tính năng tốt và tính kinh tế cao thì λ nằm trong phạm vi cho phép.
Với 2p = 8, h ≥ 250 (mm), kiểu bảo vệ IP23; đối chiếu với Hình 10-3b
(tr235Sách TKMĐ) ta chọn phương án này là hợp lý .
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

4

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

4. Dịng điện định mức:

45.1000
P .10 3
I1đm =
=
= 88,71(A)
3.220.0,915.0,84
m1 . U 1 . η . cos ϕ

Chương II.
Dây quấn, rãnh Stato và khe hở khơng khí.
5. Bước rãnh Stato:

t1 =

π.D
π .40,04
=
= 1,3(cm)
Z1
96

mà Z1 = 2m.p.q1 với q1 = 4, m = 3 ( vì mạch 3 pha), p = 4
nên Z1 = 2.3.4.3 = 96
6. Số thanh dẫn tác dụng trong một rãnh:
Chọn số mạch nhánh song song là: a = 4
Ta có :

ur1 =

A . t1 .a1
430.1,3.4
=
= 25,2
88,71
I1 dm

Lấy ur1 = 25 vòng
7. Số vòng dây nối tiếp của 1 pha:
W1 =

u r 1 . Z1
25.96

=
= 100 (vòng)
2. a 1 . m
2.4.3

8. Kiểu dây quấn :
Chọn dây quấn hai lớp bước ngắn với y = 10
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

5

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

β=

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

y 10
=
= sách “TKMĐ”)
τ 12

9. Hệ số dây quấn: 0,833(Với τ tra bảng 10.4 tr239
Ta tính : ky1 = sinβ

π
10. π
= sin
= 0,966
12.2
2

α
15
sin 4.
2
2 = 0,958
kr1 =
=
15
α
4. sin
q 1 . sin
2
2
sinq 1

Trong đó: α =

P .360 4.360
=
= 15
Z1
96

Vậy ta có: kd1 = ky1.kr1 = 0,966.0,958 = 0,925
10. Từ thơng khe hở khơng khí:

φ =

K E . U1
0,967.220
=
= 0,01 (Wb)
4. K s . K d . f . w 1
4.1,11.0,92.50.100

11. Mật độ từ thơng khe hở khơng khí:

φ .10 4
0,01.10 4
=
Bδ =
= 0,829 (T)
α δ . τ . l1 0,64.15,7.12
12. Chiều rộng của răng Stato nơi nhỏ nhất:
bz1min =

Bδ . t1 .l δ
0,829.1,3.12
=
= 0,567 (cm)
B Zm· . l1 . k c
2.12.0,95

Trong đó theo bảng 10-5c trang 241 sách “TKMĐ” lấy Bz1max = 2(T).
Chọn tôn silic 2312, hệ số ép chặt kc = 0,95.
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

6

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

13. Chiều rộng rãnh hìng chữ nhật(sơ bộ):
br1 = t1- bz1min = 1,3 – 0,567 = 0,733 (cm)
14. Tiết diện dây (sơ bộ):
Theo hình 10-4e (tr237 sách “TKMĐ”) ta có trị số:
AJ = 2000 (A2/mm2)
Ta tính được J1 =

AJ
2000
=
= 5,1 (A2/mm2)
430
A

Chọn hai sợi ghép song song n1 = 2.Vậy tiết diện mỗi sợi dây :

s’1 =

I1
88,71
=
= 2,17
n 1 . a 1 .J 1
2.4.5,1

15. Kích thước rãnh stato và sự điền đầy rãnh như hình và bảng
sau:
Kích thước rãnh ( mm)

Các mục

Chiều rộng

Chiều cao

2,76.2 = 5,52

1,17.25 = 29,25

2,2

4,5

7,72

33,75

- Dây dẫn KSDKT của Nga cỡ:

0,95.2,5
⋅ 2,181 mm 2
1,17.2,76
( tra bảng VI.2 trang 620 và bảng VII.b)
- Cách điện rãnh ( bảng VII.b)
khơng kể dung sai
- Kích thước rãnh trừ nêm
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

7

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

Rãnh Stato
2,83

1

3
38,05

34,05
7,33

16. Mật độ dịng điện dây quấn stato:
J1 =

I1
88,71
=
= 5,08 (A/cm2)
n 1 . a 1 . s1
2.4.2,181

17. Khe hở khơng khí :
δ=

D
9
40,04
9
(1 +
) =
(1 + ) = 0,071 (cm)
1200
2p
1200
8

Chọn δ = 0,7 mm = 0,07 cm

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

8

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

18. Đường kính ngồi của Rơto:
D’ = D - 2δ = 40,04 – 2.0,07 = 39,9(cm)
19. Chiều dài lõi sắt Rôto:
l2 = l1 + 0,5 = 12 + 0,5 = 12,5(cm)
20. Số rãnh của Rôto:
Z2 = 2p.m.q2 = 8.3.3 = 72
Trong đó lấy q2 = 3
21. Bước răng Rôto:

π.D'
π .39,9
t2 =
=
= 1,7 (cm) = 17 (mm)
Z2
72
22. Dùng dây quấn kiểu thanh dẫn :

Số vòng dây của một pha Rôto:
W2 = 2p.q2 = 8.3 = 24
23. Điện áp trên vành trượt lúc không tải:
U2 =

3. U 1 ⋅

W2
=
W1

3.220 ⋅

24
= 91,5 (V)
100

24. Dòng điện trong thanh dẫn roto:
I2 = k1.I1dm.ν1 = 0,88.88,71.4,01 = 313 (A)
Trong đó:

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

9

GVHD: Nguyễn Trung Cư

Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

+ K1 là hệ số phụ thuộc vào cosϕ của máy, qua hình 10-5 (tr244 sách
“TKMĐ”) ta có K1 = 0,88.
+ Kd1: hệ số dây quấn Stato, Kd1 = 0,925

π
π
sin
2.3 = 0,96
2m
=
kđ2 = kr2 =
π
π
N .sin
3.sin
2. m . N
2.3.3
sin

(Với N = 3, ở đây q = 3)
Vậy ta có : V1 =

m1 . w 1 . k d 1
3.100.0,925
=
= 4,01

3.24.0,96
m2 .w 2 .k d 2

25. Tiết diện thanh dẫn Rơto:
s’2 =

I 2 313
=
= 56,9 (mm2)
J2
5,5

Trong đó ta chọn: J2 = 5,5 (mm2)
26. Kích thước rãnh Rơto:
Sơ bộ lấy chiều rộng rãnh :
br2 = 0,4.t2 = 0,4.17 = 6,8 (mm)
Chọn thanh dẫn: a = 3,55 (mm), b = 16 (mm)
với tiết diện s2 = 56,25 (mm2) (tra bảng VI.2 tr622,623- “TKMĐ”)
27. Mật độ dịng điện Rơto:
J2 =

I2
313
= 5,56(mm 2 )
=
s 2 56,25

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

10

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

28. Kích thước rãnh Rơto và sự điền đầy rãnh như bảng và hình vẽ
sau:

Kích thước rãnh ( mm)

Các mục

Chiều rộng

Chiều cao

3,55

16.2 = 32

- Cách điện rãnh:

1,7

4,0

- Kích thước rãnh trừ nêm và dung sai

5,25

36

- Thanh dẫn bằng đồng:

3,55.16 mm

2

Rãnh Rơto
39,8

1,7

5,
55

1
36,3
2,5

29. Đường kính trong Rơto:
D2 ≈ 0,3.40,04 = 12,01 (cm)
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

11

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

Lấy D2 = 12 (cm)
Trong gơng Rơto có một dãy lỗ thơng gió dọc trục có đường kính
lỗ dg2 =30(mm)

Chương III: Tính tốn mạch từ.
30. Mật độ từ thông trên răng stato:
Bz1max =

Bδ . t1 . lδ
0,829.1,3.12,46
=
= 2(T)
b zlmin . l1 k c 0,567.12,46.0,95

Bz1min =

Bδ . t1 . lδ
0,829.1,3.12,46
=
= 1,39(T)

b zlmax . l1 . k c 0,814.12,46.0,95

Bz1tb =

B zlmax + B zlmin 2 + 1,39
=
= 1,7(T)
2
2

Trong đó:
bz1min = t1 – br1 =1,3 – 0,733 = 0,567 (cm)
bz1max = t 1 (1 +

2 h r1
2.3,805
) − b r 1 = 1,3(1 +
) − 0,733 = 0,814(cm)
D
40,04

31. Mật độ từ thông trên răng Rôto:
Bz2max =

Bδ . t 2 . l δ
0,829.1,7.12
=
= 1,7(T)
b z 2 min . l 2 . k c 0,84.12,5.0,95

Bz2min =

Bδ . t 2 . l δ
0,829.1,7.12
=
= 1,233(T)
b z 2 max . l 2 . k c 1,155.12,5.0,95

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

12

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

B z 2 max + B z 2 min 1,7 + 1,233
=
= 1,47(T)
2
2
Bz2tb =
ở đây : bz2min =

b z 2 max =

π(D'−2 h r 2 )
π(39,9 − 2.3,98)
− br 2 =
− 0,555 = 0,84(cm)
Z2
72

π[D'−2(h 42 + h n )]
π[39,9 − 2(0,1 + 0,25)]
− br 2 =
− 0,555 = 1,155(cm)
Z2
72

32. Mật độ từ thông trên gông Stato:

φ .10 4
0,01.10 4
=
= 1,9 (T)
Bg1=
2. h'g 1 . l1 . k c 2.2,175.12,46.0,95
Trongđó: h’g1=

Dn − D
52 − 40,04
2
− 3,805 = 2,175
− h r1 − d g1 . m g1 =

2
2
3

(cm)
33. Mật độ từ thông gông Rôto:

φ .10 4
0,01.10 4
=
= 0,53 (T)
Bg2=
2h' g 2 . λ 2 . κ χ 2.7,97.12,5.0,95
Trong đó:

39,9 − 12
2
D' − D2
2
− 3,98 − ⋅ 3 = 7,97 (cm)
h’g2 =
− h r 2 − dg 2 .mg 2 =
2
3
2
3
34. Sức từ động khe hở khơng khí:
Fδ=1,6 . Bδ.kδ . δ . 104 = 1,6 . 0,829 . 1,143 . 0,07 . 104 = 1061(A)
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp

: K17-B2-TBĐ- ĐT

13

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

Trong đó : kδ = kδ1.kδ2 = 1,11 . 1,03 = 1,143
kδ1 =

t1
13
=
= 1,11
t 1 − γ1δ 13 − 1,81.0,7
(b 41 /δ 2 )
(2,83 / 0,7) 2
=
= 1,81
γ1=
5 + (b 41 /δ ) 5 + (2,83 / 0,7)

kδ2 =

t2
17

=
= 1,03
t 2 − γ 2 δ 17 − 0,64.0,7
(1,5 / 0,7) 2
= 0,64
γ2=
5 + (1,5 / 0,7)

35. Sức từ động trên răng Stato:
Fz1 = 2hz1Hz1 = 2.3,805.25,38 = 193,14(A)
ở đây: Hz1=

=

1
(Hz1max+Hz1min+4Hz1tb)
6
1
(67,5 + 8,79 + 4.19)=25,38(A/cm)
6

Với Bz1max = 2(T); Bz1tb = 1,7(T); Bz1min = 1,39(T)
Theo phụ lục V-6(tr608 sách “TKMD”) ta có:
Hz1max = 67,5(A/cm); Hz1tb = 19(A/cm); Hz1min = 8,79(A/cm)
36. Sức từ động trên răng Rôto:
Fz2 = 2hz2Hz2 = 2.3,98.11,14 = 88,67(A)

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

14

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

ở đây: Hz2 =

=
với

1
(Hz2max+Hz2min+4Hz2tb)
6

1
(19 + 6,26 + 4.10,4)= 11,14 (A/cm)
6

Bz2max = 1,7 (T); Bz2tb = 1,47 (T); Bz2min = 1,233 (T)

Theo phụ lục V-6(tr608) ta có:
Hz2max = 19 (A/cm); Hz2tb = 10,4 (A/cm); Hz2min = 6,26 (A/cm)
37. Hệ số bão hoà răng:
kz =

Fδ + Fz1 + Fz 2 1061 + 193,14 + 88,67
=
= 1,27
Fδ
1061

38. Sức từ động trên gông Rôto:
Fg1 = Lg1Hg1 = 19,55.52,2 = 1020,5 (A)
ở đây: Lg1 =

π(D n − h g1)
2p

=

π(52 − 3,175)
= 19,55 (cm)
8

với Bg1 = 1,9 (T),theo phụ lục V-9(tr611 sách “TKMĐ”) ta có:
Hg1 = 52,2 (A/cm)
39. Sức từ động trên gơng Rơto:
Fg2 = Lg2Hg2 = 8,62.1,15 = 9,91 (cm)
ở đây : Lg2 =

π(D 2 + h g 2 )
2p

=

π(12 + 9,97)
= 8,62 (cm)
8

Với Bg2 = 0,53 (T), theo phụ lục V-9(tr611 sách”TKMĐ”)
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

15

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

Ta có: Hg2 = 1,15 (A/cm)
40. Tổng sức từ động toàn mạch:
F = Fδ + Fz1 + Fz2 + Fg1 + Fg2
=1061 + 193,14 + 88,67 + 1020,5 + 9,91 = 2373,22 (A)

41. Hệ số bão hoà toàn mạch:

F 2373,22
=
= 2,24
Fδ
1061

kµ =

42. Dịng điện từ hố:
Iµ =

pF
4.2373,22
=
= 38(A)
0,9. m1 . w 1 . k d1 0,9.3.100.0,925

Iµ* =

Iμ
I1

=

38
= 0,43
88,71

43. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn Stato:
ld1 = kd1τy1 + 2B = 1,9.14,34 + 2.1 = 29,246(cm)
trong đó :τy =

π(D+ h r1 ) β π(40,04 + 3,805)0,833
=
= 14,34

2p
8

tra bảng (3.4) ta có: kd1 = 1,9; kf1 = 0,72; B = 1 (cm)
44. Chiều dài trung bình nửa vịng dây của dây quấn Stato:
ltb1 = l1 + ld1 = 12 + 29,246 = 41,246 (cm)
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

16

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

45. Chiều dài dây quấn một pha của Stato:
L1 = 2 . 1tb1 . W1 . 10-2 = 2 . 41,246 . 100 . 10-2 = 82,49 (m)
46. Chiều dài phần đầu nối với dây quấn phần tử mền của Stato:
f1 = kf1τy + B = 0,72 . 14,34 + 1 = 11,325 (cm)
47. Điện trở Stato:

L1
82,49
= 1
⋅
= 0,103

n
.
s
.
a
r1 = ρ75 1 1 1 46 2.2,181.4

r1* = r1.

I1
88,71
= 0,103 .
= 0,042
U1
220

48. Chiều dài trung bình nửa vịng dây Rôto:
ltb2 = l2 + ld2 = 12,5 + 18,22 = 30,72 (cm)
trong đó : ld2 = kd2.τy2 + 2B = 1,15 . 14,1 + 2 . 1 = 18,22 (cm)
với τ y 2 =

π(D'− h r 2 ) π(39,9 − 3,98)
=
= 14,1
2p
8

tra bảng (3.5): kd2 = 1,15; B = 1(cm)
49. Điện trở Rôto:

r2 = ρ 75 ⋅

L2
1
14,75
=
⋅
= 0,0057
n 2 . s 2 . a 2 46 1.56,25.1

trong đó: L2 = 2 . ltb2 . w2 . 10-2 = 2 . 30,72 . 24 . 10-2 = 14,75 (m)
50. Điện trở Rôto đã qui đổi :
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

17

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

r2’ = γ . r2 = 16,12 . 0,0057 = 0,092

m ( W .k )
3(100.0,925)
= 16,12

trong đó: hệ số qui đổi: γ = 1 1 d1 2 =
2
m 2 ( W2 k d 2 )
3( 24.0,96 )
2

r2'* = r2' ⋅

2

I1
88,71
= 0,092 ⋅
= 0,037
U1
220

51. Hệ số từ tản rãnh Stato:

λ r1 =

=

h
h1 − h 5
3h3
h
h 
k β +  2 +
+ 4  k β '+ 5

3 br
4 br
 br br + 2 b4 b4 

33,25 − 1,4
3.3
1 
1,4
 0,7
⋅ 0,906 + 
+
+
= 2,345
0,875 +
3.7,33
7
,
33
7
,
33
+
2.2,8
3
2,8
3
4.
7
,
33




trong đó theo phụ lục VIII-5 về cách điện rãnh :

h5 = 1+

0,2 + 0,6
= 1,4(mm)
2

h3 = 3 (mm); h 2 = 0,5 +

0,2 + 0,6
= 0,7(mm)
4

h1 = 34,05 – 2.0,4 = 33,25 (mm)
h41=1 (mm), b41 = 2,83 (mm)

k'β =

1 + 3 β 1 + 3.0,833
=
= 0,875
4
4

kβ =

1
1
1 + 3 k'β = (1 + 3.0,875) = 0,906
4
4

(

)

52. Hệ số từ tản phần đầu nối Stato:
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

18

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

λd 1 = 0,34

q1
( l d1 − 0,64 βτ ) = 0,34. 4 ( 29,246 − 0,64.0,833.15,7 ) = 2,365
l1
12

53. Từ tản tập Stato:
2
0,9 t 1 ( q1k d1 ) ρ t 1 . k t 1
0,9.13.( 4.0,925) .1.0,971
λ t1 =
σ t1 =
0,0062 = 1,025
δ.k δ
0,7.1,143
2

2

b 41
2,832
k
=
1
−
0,033
=
1
−
0,033.
= 0,971
trong đó: t 1
t 1δ
13.0,7
54. Điện kháng Stato:

2

f w 
l
x 1 = 0,158 ⋅ 1 ⋅  1  ⋅ 1 ⋅ ( λ r1 + λ d1 + λ t 1 )
100  100  p1q1
2

50  100  12
= 0,158 ⋅
⋅
⋅ ( 2,345 + 2,365 + 1,205) = 0,35(Ω)
 ⋅
100  100  4.4
x 1* = x 1 ⋅

I1
88,71
= 0,352 ⋅
= 0,142
U1
220

55. Từ tản rãnh Rôto:

λr2 =

=

h

h1 − h 5
3h3
h
h 
⋅ k β +  2 +
+ 4  ⋅ k'β + 5
3br
4 br
 br br + 2 b4 b4 

33,9 − 1,6  1,2
3.2,5
1 
1,6
+
+
+ +
= 3,78
3.5,55
 5,55 5,55 + 2.1,5 1,5  4.5,55

trong đó: h 5 = 0,5 +

2,2
= 1,6(mm) (theo cách điện ở phụ lục VIII-10)
2

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

19

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

h 2 = 0,5 +

2,2
+ 0,15 = 1,2(mm) , h3 = 2,5(mm)
4

h1 = 36,3 - 2.1,2 = 33,9 (mm); h4 = 1(mm);
b4 = 1,5 (mm); br = 5,55 (mm); kβ=k’β =1
56. Từ tản đầu nối Rôto:

λ d 2 = 0,34

q2
( l d 2 − 0,64.β 2 . τ ) = 0,34 3 (18,22 − 0,64.1.15,7 ) = 0,67
l2
12,5

57. Từ tản tạp Rôto:

0,9. t 2 ( q 2 k d 2 ) ρ t 2 k t 2

0,9.17( 3.0,96) .1.1
=
σt2 =
0,0104 = 1,65
δ.k δ
0,7.1,143
2

λt2

2

2

ở đây: k t 2

b
1,5 2
= 1 − 0,033 42 = 1 − 0,033
≈1
t 2 .δ
17.0,7

58. Điện kháng tản Rôto:
2

f  w  l2
( λr2 + λd2 + λt 2 )
x 2 = 0,158 1  2 
100  100  p 2 . q 2

2

50  24  12,5
= 0,158 ⋅
⋅
⋅ ( 3,78 + 0,67 + 1,65) = 0,029(Ω)
 ⋅
100  100  4.3
59. Điện kháng tản Rôto đã qui đổi :
x2’ = γ . x2 = 16,12.0,029= 0,467(Ω)

x '2∗ = x' 2 ⋅

I1
88,71
= 0,467 ⋅
= 0,188
U1
220

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

20

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

60. Điện kháng từ hố :

x 12 =

U1 − I μ x 1
Iμ

*
x12
= x12 ⋅

=

220 − 38.0,35
= 5,44( Ω )
38

I1
185
= 5,44 ⋅
= 2,194
U1
220

61. Điện trở từ hoá:

r12 =

PFe
510
=
= 0,12( Ω )
2
2
3.38
m . Iμ

r12* = r12 ⋅

I1
88,71
⋅ 0,12 ⋅
= 0,048
U1
220

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

21

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rơto dây quấn

Chương IV: Tính tốn tổn hao
62. Tổn hao sắt chính:
β

(

)

f 
PFe= p 1 ⋅  1  ⋅ k g . B g21 . G g1 + k z . B 2z1 . G z1 ⋅10 − 3
50  50 
1,4

(

)

 50 
= 1,75 ⋅   ⋅ 1,6.1,9 2.30,26 + 1,8.1,7 2.22,44 .10 −3 = 0,51(kw) = 510(w)
 50 
ở đây: p1/50 = 1,75 (W/kg) ; β = 1,4 ; kg = 1,6 ; kz = 1,8
Gg1 = π(Dn-hg1) . hg1 . l1 . kc . γ Fe . 10-3
= π(52-2,175) . 2,175 . 12 . 0,95 . 7,8 . 10-3 = 30,26 (kg)
Gz1 = hz1 . bz1tb . Z1 . l1 . kc . γ Fe . 10-3
= 3,805 . 0,691 . 96 . 12 . 0,95 . 7,8 . 10-3=22,44 (kg)
trong đó: bz1tb =

b z1max + b z1min 8,14 + 5,67

=
= 6,91(mm)
2
2

63. Tổn hao bề mặt :
Pbm = pbm2 . (t2 - b42) . Z2 . l2 .10-7
= 155,45 . (1,7-0,15) . 72 . 12,5 . 10-7 = 0,02169 (kw) =21,69 +(w)
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

22

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

1,5

 Zn 
2
= 0,5 k z ⋅  1  ⋅ ( B 0 . t 1 )
 10000 

ở đây : p bm 2

1,5

 96.750 
2
2
= 0,5.1,8 ⋅ 
 ⋅ ( 0,23.10.1,3) = 155,45(W/m )
 10000 
B0 = β02 . kδ . Bδ = 0,244.1,143.0,829 = 0,23
Khi

b 41 2,83
=
= 4,04 ⇒ β 02 = 0,244
δ
0,7

64. Tổn hao đập mạch:
2

 Zn

= 0,11 ⋅  1 Bdm 2  ⋅ G z 2
 10000


Pđm

2

 96.750

= 0,11 ⋅ 
⋅ 0,055  ⋅ 26,49 = 0,4569(W )
 10000

ở đây: b z 2 tb =

Bđm 2 =

b z 2 max + b z 2 min 1,155 + 0,84
=
= 0,998(mm)
2
2

γ 1δ
1,81.0,07
⋅ B z 2 tb =
⋅1,47 = 0,055 T
2. t 2
2.1,7

Gz2 = hz2 .bz2tb . Z2 . l2 . kc . γ Fe .10-3
= 3,98.0,998.72.12,5.0,95.7,8.10-3 = 26,49 (kg)
65. Tổn hao sắt phụ:
PFef = Pđm + Pbm = 0,4569 + 21,69 = 22,1469 (w)
66. Tổn hao cơ:
Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp

: K17-B2-TBĐ- ĐT

23

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

2

3

2

3

 n   D 
 750   400,4 
−3
−3
Pcơ=kcơ. 
 
 .10 = 7.
 
 .10 = 0,2528(kW)
 1000   100 
 1000   100 

67. Tổn hao ma sát trên vành trượt :
Pms = 9,81.kms.ρv.Sv.Vv.10-3
= 9,81.0,16.0,17.76,8.7,85.10-3 = 0,16087 (kw)
trong đó lấy kms = 0,16; ρv=0,15~0,25kg/cm2; ρms = 0,17 (kg/cm2)
Lấy mật độ dòng điện trong chổi than Jt = 12 (A/cm2) thì tiết diện chổi
than là :

S' t =

I 2 313
=
= 26,08(cm 2 )
Jt
12

Theo phụ lục vẽ chổi than với lt = 20 (mm); bt = 32 (mm) thì số chổi than
trên một vành trượt bằng: n t =

s' t
26,08
=
= 4,08 , chọn nt = 4
b t l t 3,2.2

Mật độ dòng điện trên chổi than: J t =

313
= 12,23(A/cm2 )
2.3,2.4

Tiết diện tiếp xúc trên cả 3 vành trượt :
St=bt.lt.nt.m2 = 2.3,2.4.3 = 76,8 (cm2)
Với đường kính vành trượt là Dv = 20(cm) thì tốc độ đường bề mặt rãnh
trượt bằng :

Vv =

πD v n π .20.750
=
= 7,85(m/s)
6000
6000

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

24

GVHD: Nguyễn Trung Cư


Đồ án môn học

Thiết kế động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

68. Tổn hao không tải:
P0 = PFe + PFef + Pcơ + Pms
=

510 + 22,1469 + 252,8 + 160,87 = 945,8169 (W) ≈ 0,9458(kw)

69. Tổn hao phụ:

Pf = 0,005

P2
45
= 0,005
= 0,2459(kW)
η
0,915

70. Dịng điện khơng tải :
2

2

I 0 = I 0 r + I 0 x = 2,109 2 + 38 2 = 38,06(A)
2

Trong đó: I 0 r =

P0 + 3 I μ r1
3 U1

945,8169 + 3.38 2.0,103
=
= 2,109(A)
3.220

I0x = Iµ = 38 (A)
71. Hệ số cơng suất lúc không tải :

cos ϕ =

I 0 r 2,109
=
= 0,056
I0
38

Sinh viên: Nguyễn Đăng Lưu
Lớp
: K17-B2-TBĐ- ĐT

25

GVHD: Nguyễn Trung Cư