Tài liệu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: Thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc pdf

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


Thiết kế động cơ không đồng bộ ba
pha roto lồng sóc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


1


Thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc
LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá nhằm đưa
đất nước tiến kịp với các nền kinh tế của các nước trong khu vực và trên thế
giới. Tốc độ phát triển kinh tế của một quốc gia phụ thuộc vào tốc độ phát
triển của ngành năng lượng. Thường tốc độ phát triển của ngành công nghiệp
phải cao hơn tốc độ phát triển chung của n
ền kinh tế. Do đó ngành chế tạo
máy điện đòi hỏi phải luôn đi trước 1 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 nguồ
n 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 toán đã đạt

được các yếu cầu của đề ra. Trong quá trình thiết kế em đã được sự chỉ dẫn
tận tình của thầy Bùi Đức Hùng, em xin chân thành cảm ơn thầy. Trong thời
gian ngắn cùng với kiến thức và kinh nghiệm có hạn, trong đồ án này không
tránh khỏi nhữ
ng sai sóy, em mong sự thông cảm và ý kiến của thầy cô và các
bạn.

Hà Nội, ngày 25 tháng 5 năm 2005
Sinh viên

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


2
PHẦN I.
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ.
I MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG.
Động cơ điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều hai dây quấn và
chỉ có cuộn dây phía sơ cấp nhận điện từ lưới điện với tần số không đổi (w
1
)
còn cuộn dây thứ hai (thứ cấp) được nối tắt lại hay được khép kín trên điện
trở. Dòng điện trong dây quấn thứ cấp được sinh ra nhờ cảm ứng điện từ. Tần
số w
2
là một hàm của tốc độ góc Ω của rôtô mà tốc độ này phụ thuộc vào
mômen quay ở trên trục.
Người ta thường dùng loại dây cơ phổ biến nhất là động cơ không đồng
bộ có dây quấn Stato là dây quâns 3 pha đối xứng có cực tính xen kẽ, lấy điện
từ lưới điện xoay chiều và dây quấn roto 3 pha hoặc nhiều pha đối xứng có

cực tính xen kẽ những máy như vậy ta gọi tắ
t là máy “không đồng bộ” các
máy không đồng bộ kiểu khác gọi là máy không đồng bộ đặc biệt. Các náy
không đồng bộ được dùng chủ yếu làm động cơ.
Động cơ điện không đồng bọ là động cơ điện xoay chiều thông dụng
nhất.
II. PHÂN LOẠI:
Căn cứ vào tố độ của roto và tốc độ từ trường quay người ta chia động
cơ điện xoay chiều 3 pha ra làm 2 loại:
- Động cơ điện đồng bộ.
- Động cơ điện không đồng bộ.
Theo phạm vi thiết kế, ta chỉ xét đến động cơ điện không đồng bộ 3
pha.
Động cơ điện không đồng bộ 3 pha được nuôi bằ
ng nguồn điện trong
không gian 1 góc 120
0
điện. Khi đưa nguồn 3 pha vào dây quấn Stato, sẽ tạo
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


3
từ trường quay với tốc độ đồng bộ M = 60 f/p với f: là tần số lưới điện đưa
vào và P là số đố cật của máy. Từ trường quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn
mạch đặt trên lõi sắt Rato và cảm ứng trên dây quấn đó là các sức điện động
và dòng điện. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của Stato
tạo thành từ thông tổng ở khe h
ở. Dòng điện trong dây quấn roto tác dụng với
từ thông khe hở. Dòng điện trong dây quấn roto tác dụng với từ thông khe hở
này sinh ra mômen. Tác dụng đó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay (r) của

rôto. Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy
cũngkhác nhau.
Để chỉ phạm vi tốc độ người ta thường dùng hệ số trượt S:
100
1
1
.
n
nn
%S
−
=

Như vậy khi:
n ≤ n
1
Ù S ≤ 0, S ≤ 1: động cơ không đồng bộ
n ≥ 0 Ù S ≤ 0 máy phát không đồng bộ
n ≤ 0 Ù S ≥ 1 Hãm.
Từ đó sẽ có 3 trường hợp tương ứng với các chế độ làm việc theo phạm
vi hệ số trượt và tốc độ như sau;
Trường hợp roto quay thuận với từ trường quay nhưng tốc độ nhỏ hơn
tốc độ đồng b
ộ (0 < n < n
đb
) và (1 > S > 0)
Trường hợp này tương ứng với chế độ động cơ điện.
Trường hợp Roto quay thuận và nhanh hơn tốc độ đồng bộ (n > 1 và 5
< 0). Đây là chế độ máy phát điện không đồng bộ. Trường hợp Roto quay
ngược với chiều từ trường quay (n < 0, S > 1), đây là chế độ hàm điệntừ.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


4
Vì nhà điện làm việc ở những tốc độ khác tốc độ đồng bộ của từ trường
quay nên ta gọi là động cơ điện không đồng bộ. Căn cứ vào kiểu Roto có thể
động cơ không đồng bộ 3 pha ra làm 2 loại.
- Động cơ không đồng bộ 3 pha Roto ngắn mạch (lồng sóc).
- Động cơ không đồng bộ 3 pha có dây quấn
Động cơ có dây quấn Roto (ngắn mạch) lồng sóc là phổ
biến nhất do
giá thành rẻ, vận hành đơn giản, đảm bảo. Các động cơ này có đặc tính cơ ứng
(khi tải thay đổi từ thông đến định mức thì tốc độ quay của chúng giảm tất cả
khoảng (2 ÷ 5%)… Các động cơ Roto lồng sóc có mômen mở máy khá lớn,
tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm trên chúng ta có những nhược điểm sau:
Khó điều chỉnh tốc độ bằng phẳ
ng trong phạm vi rộng, cần dòng điện
mở máy từ lưới lớn (vượt tới 5 ÷7 lần I
đm
) và hệ số công suất của loại này
thấp. Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo động cơ không đồng
bộ Roto lồng sóc nhiều tốc độ và dùng Roto rãnh sâu lồng sóc kép đẻe hạ
dòng điện khởi động, đồng thời mômen khởi động cũng được tăng lên.
Với động cơ Roto dây quấn (hay động cơ vành trượt) thì loại trừ được
nhữ
ng nhược điểm trên nhưng làm cho kết cấu Roto phức tạp, nên khó chế tạo
và đắt tiền hơn động cơ không đồng bộ Roto lồng sóc (khoảng 1,5 làn). Do đó
động cơ không đông bộ Roto dây quấn chỉ được sử dụng trong điều kiện mở
máy nặng nề, cũng như khi cần phải điều chỉnh bằng phẳng tốc độ quay. Loại
động cơ này

đôi khi được dùng nối cấp với các máy khoá. Nối cấp máy không
đồng bộ cho phép điều chỉnh tốc độ quay mọt cách bằng phẳng trong phạm vi
rộng với hệ số công suất cao. Xong do giá thành cao nên không thông dụng.
Trong động cơ không đồng bộ Roto dây quấn các pha dây quấn Roto nối hình
sao và các đầu ra của chúng được nối với 3 vành trượt. Nhờ các chổi điện tiếp
xúc với vành trượt nên có thể đưa điện tr
ở phụ vào trong mạch Roto để thay
đổi đặc tính làm việc của máy.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


5
Các động cơ không đồng bộ do các nhà máy chế tạo ra phải làm việc
trong những điều kiện nhất định với những số liệu xác định gọi là số liệu định
mức (Sổ tay kỹ thuật điện). Những số liệu định mức của động cơ không đồng
bộ được ghi trên nhãn của nhà máy chế tạo và được gắn trên thân máy đó là:
Công suất do động c
ơ sinh ra P
đm
= P
2đm

Tần số lưới: f
1

Điện áp dây quấn Stato: U
1đm

Dòng điện dây quấn Stato: I
1đm

Tốc độ quay Roto: n
đm

Hệ số công suất: cosϕ
đm

Hiệu suất: η
đm

Nếu dây quấn 3 pha Stato có đưa ra các đầu ra và cuối pha để có thể
đấu thành hình sao cho hay tam giá thì điện áp dây và dòng điện dây với mỗi
một cách đấu có thể (Y/A) được ghi dưới dạng phân số (U
dY
/U
dΔ
) và (I
dy
/ I
dΔ
).
Các số liệu định mức của động cơ không đồng bộ biến đổi trong phạm vi rất
rộng. Công suất định mức từ mấy phần w đến hành chục nghìn Kw. Tốc độ
quay đồng bộ định mức n
1đm
= 60f
1
/p với tần số lưới Hz thì M
đm
từ (300 ÷ 500

vòng/phút) trong những trường hợp đặc biệt còn lớn hơn nữa (tốc độ quay
định mức của Roto thường nhỏ thì tốt hơn tốc độ quay đồng bộ 2% ÷ 5%
trong các động cơ nhỏ thì tới 5% ÷ 20%. Điện áp định mức từ 24V đến 10V)
(trị số lớn ứng với công suất lớn).
Hiệu suất định mức của các động c
ơ không đồng bộ tăng theo công suất
và tốc độ quay của chúng khi công suất lớn hơn 0,5Kw hiệu suất nằm trong
khoảng 0,65 ÷ 0,95.
Hệ số công suất của động cơ không đồng bộ bằng tỷ số giữa công suất
toàn phần và công suất toàn phần nhận được từ lưới:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


6
2
1
2
1
1
QP
P
cos
+
=ϕ

Hệ số công suất cũng đồng thời tăng lên với chiều tăng công suất và tốc
độ quay của động cơ. Khi công suất lớn hơn 1Kw, hệ số công suất vào khoảng
0,7 ÷ 0,9 còn các động cơ nhỏ khoảng (0,3 ÷ 0,7).
III. NHIỆM VỤ VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN.
Nhiệm vụ thiết kế máy điện được xác định từ hai yếu cầu sau.

- Yêu cầu từ phía Nhà nước bao gồm các tiêu chuẩn Nhà nước các
yêu cầu do đó Nhà nước quy định.
- Yêu cầu phải từ phía nhà máy và người tiêu dùng thông qua các
hợp đồng ký kết.
Nhiệm vụ của người ký kết là đảm bảo các tính năng kỹ thuật của sản
phẩm đạt các chỉ tiêu chuẩn nhà nước quy
định và tìm khả năng hạ giá thành
để đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. Các bước thiết kế gồm có:
Thiết kế điện từ
Nhiệm vụ của người thiết kế trong giai đoạn này là theo trình tự thiết kế
điện từ, xác định phương án hợp lý, có thể tính bằng tay hoặc nhờ vào máy
tính, phương án này phải thoả mãn yêu cầu về tính năng kỹ thuật theo tiêu
chuẩ
n nhà nước đồng thời giá thành phải thấp nhất. Trong phương án phải xác
định toàn bộ kích thước: lõi sắt, Stato, Roto, kết cấu cách điện. Ngoài ra còn
phảI tính toán nhiệt để đảm bảo khi làm việc ổn định ở chế độ định mức, độ
tăng nhiệt không vượt quá tiêu chuẩn quy định.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


7
Thiết kế kết cấu:
Trong giai đoạn này phải xác định kết cấu cụ thể về phương thức thông
gió và làm nguội, kết cấu cố định dây quấn trong rãnh là phần đầu nối, kết cấu
cụ thể về cách bôi trơn ở đó, kết cấu thân máy và lắp máy….
Theo yêu cầu và nhiệm vụ của thiết kế tốt nghiệp, trình tự thiết kế được
tiế
n hành như sau:
1. Tính toán kích thước cơ bản
2. Tính toán điện từ

3. Tính toán nhiệt
4. Tính hiệu quả kinh tế
Hoàn thành các bản vẽ lắp ráp, sơ đồ dây quấn và đặc tính của động cơ.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


8
PHẦN II. THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐIỆN

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU.

1. Các kích thước chủ yếu phụ thuộc qua thông số của công thức
sau:
C
A
:
δδδ
α
=
δ
B.A.K.K.
10.1,6
P
n.l.D
d
72

C
A

: Hằng số máy điện.
+ n: Tốc độ đồng bộ với 2p = 4 ta có:
p/v1500
2
50.60
p
f60
n
1
===

+
α
5
: hệ số cụm cực từ, lấy
64,0
2
5
=
π
=α

+ K
s
: Hệ số sóng lấy
1,1
22
K
s
=

π
=

+ K
d
: hệ số dấy quấn
Với P = 2,2 (Kw) và 2p = U ta chọn K
d
= 0,95
÷
0,96
Chọn K
d
= 0,955
+ D: đường kính trong của Stato, có quan hệ mật thiết với đường kính
ngoài D
n
bởi hệ số K
D
:
)p2(f
D
D
K
n
0
==

Tra bảng 10.1 – 230: Sách thiết kế máy điện “TKMĐ” ta có: Không =
0,64

÷
0,68, Chọn K
D
= 0,65
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


9
+ D
n
: Có quan hệ mật thiết với kết cấu máy, cấp cách điện và chiều cao
tâm trục h đã chuẩn hoá.
Chiều cao tâm trục h chọn theo dãy công suất P theo bảng 1r.1 – 601
đối với động cơ không đồng bộ Roto lồng sóc kiểu IP 44 theo TCVN – 1987 –
94, chọn cấp cách điện là B. Khi đó với p = 2,2 (Kw) và 2p = 4
Ta có: h = 112 (mm)
Qua bảng 10.3 – 230 chọn Dn = theo h: ta có Dn = 191 (mm)
+ P’ công suất tính toán:
η
=
cos.
PK
'P

+ Suy ra D = 191 = 124 (mm).
Trong đó K = 0,965. theo hình 10.2 – 231 TKMĐ
Vậy
)Kw(,
,.,
,.,

'P 2363=
80820
229650
=

+ A: tải đường đặc trưng cho mạch điện
+ B
δ
: mật độ từ thông
δ
khe hở không khí đặc trưng cho mạch từ.
Trong máy điện không đồng bộ thì tỉ số
δ
B
A
ảnh hưởng rất lớn đến kích
thước máy điện, đặc tính khởi động cũng như đặc tính làm việc của máy điện.
Nếu A, B
δ
được chọn phụ thuộc nhiều vào vạt liệu. Nếu dùng vật liệu
sắt từ tốt (tổn hao thấp hay độ từ thẩm cao), thì chọn B
δ
lớn.
Nếu dùng dây đồng có cấp cách điện cao thì có thể chọn A lớn. Vởy A,
B
δ
phụ thuộc và D
n
và P:
Với Dn = 191 (mm) và 2p = 4 ta chọn A = 260 (A/cm)

Và B
δ
= 0,865 (T) ta có:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


10
)cm(,
.,.,..,.,.,
,..,
n.D.B.A.K.K.
P..,
P
d
6145
150041286502609550111640
23631016
1016
2
7
2
7
==
α
=
δδδ
δ

Vì l
δ

< 25 (cm), lõi sắt ngắn nên ta chọn lõi sắt làm thành 1 khối.
l
1
= l
2
= l
δ
= 5,6 (cm)
2. Bước cực
)cm(,
.
,.
p.
D.
7389
22
412
2
=
π
=
π
=τ
3. Lập phương án so sánh
5760
7389
615
,
,
,

l
==
τ
=λ
δ

Theo hình 10.3b – 235 (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 = 4 mà
h < 250 (mm).
Đối chiếu kết quả ta chọn phương án này là hợp lý
4. Dòng điện định mức.
)A(,
,.,..
.,
cos..V.
.P
I 085
820802203
1022
3
10
3
1
3
1
==
ϕη
=

CHƯƠNG II. DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KH HỞ
KHÔNG KHÍ
5. Rãnh Stato
Chọn q
1
= 3, khi đó ta có số rãnh của Stato là:
Z
1
= 2m.p.q
1
= 2,323 = 36 (rãnh)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


11
6. Số rãnh Stato:
)cm(,
,.
Z
D.
t 0821
36
412
1
1
=
π
=
π
=

7. Số thanh dẫn tác dụng:
Chọn số mạch nhánh song song là: a = 1
Ta có
55
085
10821260
1
1
1
===
,
.,.
I
a.t.A
V
r
thanh
8. Số vòng dây nối tiếpcủa 1 pha:
330
1
55
32
1
1
11
== .,
a
U
.q.p.w
r

vòng
9. Tiết diện và đường kính dây dẫn quấn Stato:
Theo hình 10.4-273 – TKMĐ với p = 2 ta có:
AJ = 1850 (A
2
/cmmm
2
)
Ta có mật độ dòng điện:
)mm/A(,
A
AJ
'j
2
1
1157
260
1850
===
Tiết diện dây sơ bộ
)mm(,
,..
,
'j.n.a
I
'S
2
111
1
1

7140
115711
085
===

Với S’
1
= 0,714 (mm
2
) theo bảng VI.1-619 TKNĐ chọn dây đồng
PETV có đường kính
d/dcđ = 0,96/1,025
0251
960
,
,
cdd
d
=
và S
1
= 0,724 (mm
2
)
10. Kiểu dây quấn:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


12
Với p = 2,2 Kw ta chọn kiểu dây quấn 1 lớp bước đủ vì có công nghệ

chế tạo đơn giản và dễ lồng dây.
Ta có
9
4
36
2
1
===τ=
p
Z
y

11. Từ thông khe hở không khí:
)Wb(,
..,.,.
.,
w.f.K.K.
V.KE
d
0030
330509601114
2209650
4
1
1
===φ
δ

12. Mật độ từ thông khe hở không khí:
)T(,

,.,.,
.,
l..
.
B 8580
6157389640
10003010
4
1
4
==
τα
φ
=
δ
δ

13. Sơ bộ định chiều rộng của răng Stato:
cZ
z
K.l.B
t.l.B
'b
1
1
11
1
δ
=

Với B
Z1
= 1,75 ÷ 1,95 (T) là trị số trung bình của mật độ từ thông răng
được xác định qua bảng 10.5b-241 TKMĐ, chọn, B
Z1
= 1,75 (T) và K
c
là hệ
số ép chặt lõi thép ứng với các lá thép kỹ thuật điện mã hiệu 2211 ta có K
c
=
0,95
Suy ra
)cm(,
,.,
,.,
'bZ 3580
950751
08218580
1 ==

14. Sơ bộ định chiều cao của gông Stato:
)cm(,
,.,.,.
.,
K.l.GBg.
.
hg
c
7051

9506156512
100030
2
10
4
11
4
1
==
φ
=

Trong đó Bg
1
= 1,50 ÷ 1,65 (T) là mật độ từ thông trong gông Stato
được xác định qua bảng 10.5a-240 ta chọn Bg
1
= 1,65 (T).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


13
15. Kích thước rãnh và cách điện:
Chọn rãnh quả kê hình 1:
Miệng rãnh b
41
= dcđ + (1,1 ÷1,5) (mm)
= 1,025 + 1,1 = 2 (mm).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

14
b
41
h
41
h
12
h
r1
h
r1
d
1
d
2


Chiều cao miệng rãnh thường lấy từ 0,5 ÷ 0,8 (mm). Chọn h
41
= 0,5
(mm)
Đường kính d
1
được tính theo công thức:
)cm(,
.,),.,(
Z
)h.D(
d 490

36
3655800502412
2
1
41
1
=
π+
−+π
=
π+
+π
=

ta chọn d
1
= 5 (mm)
Đường kính d
2
được tính theo công thức:
)cm(,
.,),.,(
Z
)h.D(
d
gn
7460
36
36558070512119
2

1
1
2
=
π+
−+π
=
π+
−π
=

ta chọn d
2
= 7,5 (mm)
Chiều cao rãnh Stato được tính theo công thức
)cm(,
,,,
)h.DD
hr
gn
7460
2
7051412119
2
2
1
1
=
−−
=

−−
=
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


15
chọn hr
1
= 1,65 (cm)
Khi đó chiều cao của h
12
là:
H
12
= hr
1
– 0,5 (2h
41
+ d
1
+ d
2
)
= 16,5 – 0,5 (2.0,5 + 5 + 7,5) = 9,75 (mm)
Theo bảng VIII.1 – 629 TKMĐ ứng với dây quấn 1 lơp p = 2 thì ta có
cách điện của dây quấn là:
+ Chiều dày cách điện rãnh: C = 0,25 (mm)
+ Chiều dày cách điện của tấm lót: C’ = 0,35 (mm)
- Diện tích rãnh Stato:
)mm(,,.,.

,.
,
S.
C.h
d
'C.
d
S
cd
2
12
21
568102507592
2
57
350
2
2
22
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
π
+
π

=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
π
+
π
=

Diện tích có ích của rãnh Stato:
S
r
= S’
r
- S
cđ
= 92,844 – 10,568 = 82,276 (mm
2
)
16. Hệ số lấp đầy của rãnh.
7070
27682
0251155
2
1
,

,
,..
S
d.n.U
K
r
cd
r
ld
===

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


16
17. Bề rộng răng Stato:
)cm(,,
),,.,(
d
Z
)dhD.(
"b
Z
63050
36
500502412
2
1
1
141

1
=−
++π
=
−
++π
=

)cm(,,
)],,(,[
d
Z
)]hh(D.[
"b
Z
5550750
36
97500502412
2
2
1
1241
1
=−
++π
=
−
++π
=

Vậy
)cm(,
,,
'"b"b
b
ZZ
Z
5950
2
55506340
2
11
1
=
+
=
+
=
18. Chiều cao gông Stato:
)cm(,,.,
,,
dhr
DDn
hg
7831750
6
1
651
2
4126340

6
1
2
211
=+−
−
=
+−
−
=

19. Khe hở không khí:
Do công suất của máy bé p = 2,2 Kw và p =2 nên khe hở không khí
được tính theo công thức sau:
)mm(,,
D
, 3740
1000
124
250
1000
250 =+=+=δ

Theo bảng 10.8-253 – TKMĐ, ứng với chiều cao tâm trục h = 112
(mm) và p =2 thì ta có δ = 0,3 (mm) = 0,03 (cm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


17

CHƯƠNG III. DÂY QUẤN, RÃNH VÀ GÔNG RÔTO

20. Chọn số rãnh roto Z
2
.
Nếu khe hở không khí bé thì khi khởi động momen phụ do từ trường
sóng bậc cao gây nên, do vậy chọn Z
2
sẽ ảnh hưởng đến quá trình khởi động
và đặc tính làm việc. Việc chọn Z
2
thích hợp có thể hạn chế mômen phụ đồng
bộ và không đồng bộ cũng như mômen phụ gây ra hiện tượng rung và ồn.
Chọn Z
2
phải dựa trên cơ sở Z
1
đã chọn, theo bảng 10.6-246-TKMĐ ta
chọn Z
2
= 30 rãnh.
21. Đường kính ngoài roto:
D’= D – 25 = 12,4 – 2. 0,03 = 12,34 (cm)
22. Bước răng roto.
)cm(,
,.
Z
'D
t 2921
30

3412
2
2
=
π
=
π
=
23. Sơ bộ định chiều rộng răng roto.
)cm(,
,.,
,.,
K.l.B
t.l.B
bZ
cZ
670
950741
29218580
2
2
22
2
===
δ

Trong đó B
Z2
là mật độ từ thông trong răng roto, chọn B
Z2

= 1,74 T.
24. Đường kính trục Roto:
D
t
= 0,3: D = 0,3.12,4 = 3,75 (cm). Chọn D
t
= 3,8 (cm)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


18
25. Dòng điện trong thanh dẫn roto:
)A(,
,..
.,.,
Kd.
Z
w
.I.K.II
td
0578251
30
9603306
08580
6
1
2
1
112
==

=

Trong đó: + K
1
là hệ số phụ thuộc vào cosϕ của máy, qua hình 10,5-
244-TKMĐ ta có K
1
= 0,8
+ K
d1
: hệ số dây quấn Stato, K
d1
= 0,96
26. Dòng điện trong vòng ngắn mạch:
)A(,
.
sin
.,
Z
p
sin
.II
tdV
756597
30
2180
2
1
058251
2

1
0
2
==
π
=

Suy ra: Tiết diện thanh dẫn bằng nhôm:
)mm(,
,
,
j
I
S
td
td
2
1556109
52
508251
2
===

Trong đó j
2
là mật độ dòng điện trong thanh dẫn bằng nhôm j
td
= (2,5 ÷
3,5)A/mm
2

. Chọn J
td
= 2,5 A/mm
2
.
27. Tiết diện vành ngắn mạch:
2
878298
2
756597
mm/A,
,
J
I
S
v
v
v
==

Trong đó J
v
là mật độ dòng điện vòng ngắn mạch, chọn J
v
= 2 (A/mm
2
)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

19
28. Kích thước roto và vành ngắn mạch:
h
12
h
41
b
41
h
r1
h
41
d
12
d
22

Chọn rãnh roto có dạng hình quả lê (hình 2):
Chọn chiều cao miệng rãnh h
42
= 0,5 (mm)
Chọn chiều rộng miệng rãnh hở b
42
= 1 (mm)
Chọn đường kính d
12
= 7,5 (mm)
Chọn đường kính d
22
nẵm trong khoảng 4 ÷ 6 (mm). Lờy d

22
= 5,5
(mm)
Chiều cao rãnh chọn hr
2
= 20 (mm)
Chiều cao phần rãnh thẳng:
H
12
= hr
2
- 0,5 (d
12
+ d
22
+ 2.h
42
)= 20 – 0,5 (7,5 + 5 + 2.0,5) = 12,25
(mm)
29. Chọn kích thước vòng ngắn mạch là: a . b = 20 . 15 (mm)
Đường kính vòng ngắn mạch là:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


20
D
r
= D – (a + 1) = 124 – (20 + 1) = 103 (mm)
30. Diện tích rãnh Roto:
)mm(,,).,,(,),,(

h).dd(,))dd(Sr
222
1221
2
22
2
12
2
2111525125557505557
8
50
8
=+++
π
=
+++
π
=

31. Diện tích vành ngắn mạch:
S
r
= a. b = 20 . 15 = 300 (mm
2
)
32. Tính lại bề rộng răng Roto.
)cm(,,
),.,,(
d
Z

)hdD(
z'b
670750
30
05027503412
1
2
421
2
=−
−−π
=
−
−−π
=

)cm(,,
),.,(
d
Z
)dhr'D(
z"b
5550550
30
05002223412
2
2
2
22
2

=−
+−−π
=
−
+−π
=

)cm(,
,,
"b'b
b
ZZ
Z
620
2
5550670
2
22
2
=
+
=
+
=
33. Chiều cao gông Roto:
)cm(,,.
,,
d.hr
Dt'D
hg 362550

6
1
2
2
833412
6
1
2
2222
=+−
−
=+−
−
=
34. Làm rãnh nghiêng ở Roto:
Để giảmlực ký sinh tiếp tuyến và hướng tâm thì ta làm rãnh nghiêng
Roto có thể triệt tiêu sóng điều hoà, cho phép phối hợp rãnh Z
1
và Z
2
rộng rãi
hơn, ta chọn độ nghiêng thường bằng 1 bước rãnh Stato: b
n
= t
1
= 1,082
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN MẠCH TỪ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

21

35. Hệ số khe hở không khí.
1181
030830821
0821
11
1
1
,
,.,,
,
.Vt
t
K =
−
=
δ−
=
δ

Trong đó:
331
301
301
41
41
22
1
,

),/(
),/(
/b
)/b(
V =
+δ
=
δ+δ
δ
=

Suy ra
K
δ
= K
δ1
. K
δ2
= 1,118.1,032 = 1,154
36. Ta dùng các lá thép kỹ thuật điện loại 2211.
Bảng V.1-603-TKMĐ loại này có hệ số ép chặt K
c
< 0,95.
37. Sức từ động khe hở không khí:
F
δ
= 2.H
δ
.δ = 1,6.B
δ

.δ.10
4
= 1,6.0,858.0,03.10
4
=411,84 (A)
38. Mật độ từ thông ở rang Stato.
)T(,
,.,
,.,
H.l.b
t.l.B
B
cZ
Z
651
9505950
08218580
1
1
11
1
===
δ

39. Cường độ từ trường trên răng Stato
Theo bảng V.6-608-TKMĐ ta có H
Z1
= 1,65 (A/cm)
40. Sức từ động trên răng Stato:
F

Z1
= 2(h
Z1
-
3
1
d
1
)H
Z1
= 2 (1,65-
3
1
0,75) 1,65 = 46 (A)
41. Mật độ từ thông trên Roto.
)T(,
,
,.,
H.l.b
t.l.B
B
cZ
Z
71
670
29218580
2
2
22
2

===
δ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


22
42. Cường độ từ trường trên răng Roto.
Theo bảng V.6-608-TKMĐ ta có: H
Z2
= 19 (A/cm)
43. Sức từ động trên răng Roto:
F
Z2
= 2.h’
Z2
. H
Z2
= 2.1,75.19 = 66,5 (A)
Trong đó h’
Z2
là chiều cao răng Roto theo hướng kích:
)mm(,
,
d
hr'h
Z
517
3
57

20
3
12
2
2
=−=−=

44. Hệ số bão hoà răng.
2731
84411
5664684411
2
1
,
,
,,
F
FFF
K
ZZ
=
++
=
++
=
δ
δ
δ

45. Mật độ từ thông trên gông:

)T(,
,.,.,.
.,
K.l.hg.
.
Bg
c
651
95061570512
100030
2
10
4
11
4
1
==
φ
=

46. Cường độ từ trường trên gông Stato
Theo bảng V.9-611-TKMĐ ta có Hg=1 = 12,9 (A/cm)
47.Chiều dài mạch từ ổ gông Stato:
)cm(,
),,(
p
)hgDn(
Lg 613
4
7651119

2
1
1
=
−π
=
−π
=

48.Sức từ động ổ gông Stato:
Fg
1
. Hg
1
= 13,6.12,9 = 175 (A)
49. Mật độ từ thôngở gông Roto:
)T(,
,.,.,.
.,
K.l.hg.
.
Bg
c
191
9506153622
100030
2
10
4
22

4
2
==
φ
=

50. Cường độ từ trường ở gông Roto:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


23
Theo bảng V.9-611-TKMĐ ta có: Hg
2
= 3,9 (A/cm)
51. Chiều dài mạch từ ở gông Roto:
)cm(,
.
),,(
p
)hgDt(
Lg 834
22
36283
2
2
2
=
−π
=
+π

=

52. Sức từ động trên gông Roto:
Fg
2
= Lg
2
.Hg
2
= 4,83.3,9 = 19 (A)
53. Tổng sức từ động:
F = F
δ
+ F
Z1
+ F
Z2
+ Fg
1
+ F
g2
.
= 411,84 + 49 + 66,5 + 175 + 19 = 721,34 (A)
54. Hệ số bão hoà toàn mạch:
751
84411
34721
,
,
,

F
F
K ===μ
δ

55. Dòng điện từ hoá:
)A(,
,..,
,.
Kd.w.,
F.P
I 681
96033072
347212
72
11
===
μ

Dòng điện từ hoá phần trăm.
%,.
,
,
.
I
I
%I
dm
033100
085

681
100 ===
μ
μ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


24
CHƯƠNG V: THAM SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ
ĐỊNH MỨC.
56. Chiều dài phần đầu nối của dây quấn Stato:
lđ
1
= Kđ
1
.τ
y
+ 2B = 1,3.11,035 + 2. 0,5 = 15,35 (cm)
Trong đó:
03511
36
9651412
1
1
,
),,(
Z
Y)hrD(
Y.t

tbtby
=
+π
=
+π
==τ

Với y
tb
bước dây quấn trung bình của bối dây biểu thị bằng số rãnh.
Kđ
1
, B là hệ số lấy theo kinh nghiệm, với p = 2
Ta chọn Kđ
1
= 1,3 và B = 0,5 (cm)
57. Chiều dài trung bình của vòng dây quấn Stato.
l
tb
= l
1
+ lđ
1
= 5,61 + 15,35 = 20,96 (cm)
58. Chiều dài dây quấn một pha của Stato:
L
1
= 2.l
tb
.w

1
.10
-2
= 2.20,96.330.10
-2
= 138,33 (m)
59. Điện trở tác dụng của dây quấn Stato:
)(,
,..
,.
.
.a.n
L
r Ω==δ
δ
= 1454
724011116
331381
75
111
1
1

Tính theo đơn vị tương đối:
09501464
20
085
1
1
1

1
,,.
,
r.
V
I
r ===

60. Điện trở tác dụng của dây quấn Roto:
)(.,
,
.,
.
Sr
.l
.r
Altd
Ω==δ=
−
−
−
5
2
2
2
2
102232
21115
10615
23

1
10

61. Điện trở vành ngắn mạch: