Đồ án máy điện thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha

ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
" Thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha "

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 1

Lời nói đầu

Động cơ điện không đồng bộ ba pha là máy điện quay biến đổi điện năng thành
cơ năng . được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp cũng như trong đời
sống hằng ngày của nhân dân. sở dĩ nó được sử dụng rông rãi là vì cấu tạo đơn
giản,làm việc chắc chắn, giá thành lại rẻ…
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, của quá trình công nghiệp hoá
- hiện đại hoá, các sản phẩm công nghệ yêu cầu phải tinh xáo, chất lượng, đáp ứng
được nhu cầu của người tiêu dùng. Để làm được điều đó người kỹ sư thiết kế phải
không ngừng nghiên cứu, tìm hiểu,nắm bắt sự phát triển của xã hội để chế tạo ra
những loại máy điện phù hợp với xu thế phát triển của thời đại.
Trong học kỳ này em được giao thiết kế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc
do thầy giáo NGÔ ĐỨC KIÊN hướng dẫn. vì là lần đầu tiên chưa có đầy đủ kinh
nghiệm nên không thế tránh được thiếu sót trong thiết kế vậy mong thầy cô giáo sau
khi xem xét đồ án có gì thiếu sót, sơ sài đóng góp ý kiến cho em.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo NGÔ ĐỨC KIÊN đã hướng dẫn em hoàn
thành tốt đồ án.


Sinh viên


Nguyễn Văn Ngọc






Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 2

A. LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN



















B. LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 3


YÊU CẦU THIẾT KẾ

Thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha
+ Động cơ rôto lồng sóc, kiếu kín IP44 , cách điện cấp B , dãy 3K theo
TCVN 1987-1994
+ Công suất định mức : 37 kw

+ Số đôi cực : 2
+ Điện áp định mức : 660/380Vđấu y/
+ Tần số : 50Hz
+ Chiều cao tâm trục : 200mm

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1. Tính toán các kích thước chú yếu
2. Tính toán thông số stato,rôto
3. Tính toán mạch từ
4. Tính toán tham số động cơ ở chế độ định mức
5. Tính toán tổn hao
6. Tính toán đặc tính
7. Tính toán nhiệt

+ Chỉ tiêu kỹ thuật theo TCVN 1987-1994 :
+ Hiệu suất : η = 91%

+ Hệ số công suất: Cos = 0,9
+ Bội số dòng điện cực đại : i

k
=
I

k
I

đm
= 7

+ Bội số mômen cực đại : m

max
=
M

max
M

đm
= 2,2
+ Bội số mômen khởi động : m

k
=
M

k
M

đm
= 1,4


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 4

Ghi chú : Tất cả các số liệu tra bảng lấy từ sách THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN (TKMĐ)
của TRẦN KHÁNH HÀ
I. TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHÚ YẾU
Những kích thước chủ yếu của động cơ điện không đồng bộ là đường kính trong
stato D và chiều dài lõi sắt l. Mục đích của việc chọn kích thước này là để chế tạo ra
máy kinh tế hợp lý nhất mà tính năng phù hợp với tiêu chuẩn nhà nước. Tính kinh tế
của máy không chỉ là vật liệu sử dụng để chế tạo ra máy mà còn xét đến quá trình
chế tạo trong nhà máy, như tính thông dụng của các khuôn dập ,vật đúc, các kích
thước và chi tiết tiêu chuẩn hoá …
1. Xác định tốc độ quay đồng bộ
n

1
=
60f

1
p
=
60.50
2
= 1500 vg/ph
Trong đó : + f

1
: Tần số lưới điện đưa vào
+ p : Số đôi cực
2. Đường kính ngoài stato
+ Đường kính ngoài D
n

có liên quan mật thiết với kết cấu động cơ, cấp cách
điện và chiều cao tâm trục h đã được tiêu chuẩn hóa. Vì vậy thường chọn D
n
theo h.
+ Tra bảng 10.3 sách “TKMĐ” với chiều cao tâm trục là h = 200mm thì
đường kính ngoài stato theo tiêu chuẩn là :
D

n
= 34,9 cm = 349 mm
3. Đường kính trong stato
Xác định đường kính trong stato theo công thức :
D = k

d
.D

n

Tra bảng 10.2 sách “TKMĐ” ta được :
k

d
= 0,64 - 0,68
D

n
= 34,9 cm
 D = (0,64 - 0,68).34,9 = 22,34 - 23,73 cm
Lấy D

n
= 23,5 cm
Trong đó k

d
là hệ số tỉ lệ giữa đường kính ngoài và đường kính trong
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 5

4. Công suất tính toán
P’ =
k

e
P
ηcos
=
0,98.37
0,91.0,9
= 44,27 kW
Trong đó :+ k

e
là hệ số công suất định mức lấy theo hình 10-2 sách “TKMĐ”
+ η và cos lấy theo TCVN 1987-1991
5. chều dài tính toán của lõi sắt stato

L

tt
=
6,1.10
7

.P’



.k


.k

d
.A.B


.D
2

.n

1

Trong đó : + p’ : Công suất tính toán
+ 


: Hệ số cung cực từ
+ K

d
: Hệ số dây quấn
+ K

s
: Hệ số sóng
+ A : Tải đường (Tải điện từ)
+ B


: Mật độ từ thông khe hở không khí
+ D : Đường kính trong stato
+ n

1
: Tốc độ đồng bộ
Sơ bộ chọn : k

d
= 0,92



= 0,64
k

s
= 1,11
+ Khi chọn A và B

phải lựa chọ một cách thích hợp vì nó ảnh hưởng rất
nhiều đến kích thước chủ yếu của D và l. Đứng về mặt tiết kiệm vật liệu thì nên chọn
A và B

lớn, nhưng nếu A và B

quá lớn thì tổn hao đồng và sắt tăng lên, làm máy
quá nóng, ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng máy. Do đó khi chọn A và B

cần xét đến
chất liệu vật liệu sử dụng. Nếu sử dụng vật liệu sắt từ tốt (có tổn hao ít hay độ từ
thẩm cao) thì có thể chọn B

lớn. Dùng dây đồng có cấp cách điện cao thì có thể chọn
A lớn. Ngoài ra tỷ số giữa A và B

củng ảnh hưởng đến đặc tính làm việc và khởi
động của động cơ không đồng bộ, vì A đặc trưng cho mạch điện , B

đặc trưng cho
mạch từ.
Tra hình 10-3a sách “TKMĐ” ta được :
A = 370
A
cm

B


= 0,77 T

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 6

Vậy : L

tt
=
6,1.10
7

.44,27
0,64.0,92.1,11.370.23,5
2

.1500
= 17,51 cm
Lấy L

tt
= 17,6 cm
 chiều dài lõi sắt stato-roto bằng :
L

1
= L

2
= L

tt
= 17,6 cm

6. Bước cực
τ =
D
2p
=
.23,5
4
= 18,46 cm
Trong đó : + D : Đường kính trong stato
+ p : Số đôi cực

7. Lập phương án so sánh
Hệ số hình dáng :
 =
L

tt
τ
=
17,6

18,46
= 0,953
Trong dãy động cơ không đồng bộ k(0,55-90kw) động cơ công suất 37kw
(p = 2) và công suất 40kw (p=2) có cùng đường kính ngoài ( tức là cùng chiều cao
tâm trục h = 200mm) hệ số tăng công suất :
 =
40
37
= 1,081
Do đó hệ số chỉ từ thông tản của máy 40kw là :


40
= 

37
. = 0,953.1,081 = 1,03
Theo hình 10.3b sách “TKMĐ” ta thấy 

37
,

40
đều nằm trong phạm vi kinh tế, do
đó việc chọn phương án trên là hợp lý.
8. Dòng điện pha định mức
I

pđm
=

P

đm
.10
3

3.U

đm
.ηcos
=
37.10
3

3.380.0,91.0,9
= 39,63 A


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 7

II. TÍNH TOÁN THÔNG SỐ STATO - RÔTO
A. TÍNH TOÁN THÔNG SỐ STATO
1. Số rãnh stato
+ Chọn q

1

: Chọn q
1
nhiều hay ít có ảnh hưởng đến số rãnh stato Z
1
. Số rãnh này
không nên nhiều quá, vì vậy diện tích cách điện rãnh chiếm chỗ so với số rãnh ít sẽ
nhiều hơn, do đó hệ số lợi dụng rãnh sẽ giảm đi. Mặt khác về phương diện độ bền cơ
mà nói răng sẽ yếu. Ít răng quá sẽ làm cho dây quấn phân bố không đều trên bề mặt
lõi sắt nên sức từ động phần ứng có nhiều sóng bật cao. nếu q

1
nhỏ thì từ trường sóng
bậc cao sẽ mạnh.
+ Trị số q
1
thường chọn theo số nguyên vì cải thiện được đặc tính làm việc và khả
năng làm giảm tiếng kêu của máy. Còn nếu q

1
là phân số thì cũng một phần làm giảm
suất điện động bậc cao nhưng chỉ được chọn trong một số trường hợp cần thiết mà
thôi
Lấy q

1
= 4
Z

1
= m.2p.q

1
= 3.2.2.4 = 48 rãnh.

Trong đó : + m : Số pha
+ p : Số đôi cực
2. Bước rãnh stato
t

1
=
.D
Z

1
=
.23,5
48
= 1,538 cm

3. Số cạnh tác dụng của một rãnh
Chọn số mạch nhánh song song : a

1
= 4
U

r1
=
A.t

1
.a

1
I

pđm
=
370.1,538.4
39,63
= 57,44 cạnh
Lấy U

r1
= 57 cạnh



Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 8

4. Số vòng dây nối tiếp của một pha
W

1
= P.q

1
.
U

r1
a

1
= 2.4.
57
4
= 144 vòng

Trong đó : + q

1
: Số rãnh của một pha dưới một cực
+ a

1
: Số mạch nhánh song song

5. Tiết diện và đường kính dây dẫn
Chọn mật độ dòng điện J : Việc chọn ra mật độ dòng điện ảnh hưởng đến
hiệu suất và sự phát nóng của máy mà sự phát nóng này chủ yếu phụ thuộc vào
tích số AJ. Tích số này tỷ lệ với suất tải nhiệt của máy. Do đó theo kinh nghiệm
thiết kế chế tạo, người ta căn cứ vào cấp cách điện để xác định AJ.
+ Theo hình 10-4 sách “TKMĐ” tích số AJ = 1880
A

2

cm.mm
2


+ Mật độ dòng điện : J

1
=
AJ
A
=
1880
370
= 5,08
A
mm
2



+ Sơ bộ tính tiết diện dây :
s

1
=
I

pđm

a

1
.n

1
.J

1
=
39,63
4.2.5,08
= 0,975 mm
2



Ở đây lấy n

1
= 2 sợi
Theo phụ lục VI bảng VI.1 sách “TKMĐ” chọn dây đồng tráng
Men PETV có đường kính d/d

cđ
= 1,12/1,20 mm , s = 0,985 mm
2

Với: + d: Đường kính dây không kể cách điện (mm)
+ d
cd
: Đường kính dây kể cả cách điện (mm)
+ S: Tiết diện dây (mm
2
)


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 9

6. Kiểu dây quấn
Dây quấn stato đặt vào rãnh của lõi thép stato và được cách điện với lõi
thép. Dây quấn có nhiệm vụ cảm ứng được sức điện động nhất định, đồng thời
cũng tham gia vào việc chế tạo nên từ trường cần thiết cho sự biến đổi năng
lượng điện có trong máy.
+ ở đây ta chọn dây quấn bước ngắn 2 lớp mục đích là để khử từ trường
sóng bậc cao, giảm lượng đồng sử dụng,khử sóng bậc cao, giảm từ trường tản
ở phần bối dây và trong rãnh stato, làm tăng cosφ, cải thiện đặc tính mở máy
động cơ, giảm tiếng ồn điện từ lúc động cơ vận hành.
Chọn dây quấn 2lớp bước ngắn : y = 10
 =
y
τ
=
10

12
= 0,833
Trong đó : + y : khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của 1 phần tử
+  : hệ số bước ngắn

7. Hệ số dây quấn
 Hệ số bước ngắn : k

y
= sin.

2
= sin
10
12
.

2
= 0,966
 Hệ số bước rãi : k

r
=
sinq.

2
q.sin

2
=

sin4.
15
2
4.sin
15
2
= 0,958
Trong đó :  là góc lệch pha giữa các suất điện động của
hai cạnh tác dụng đặt trong hai rãnh kề nhau
 =
p.360
o

Z

1
=
2.360
48
= 15
O


Hệ số dây quấn : k

d
= k

y
.k

r
= 0,966.0,958 = 0,925



Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 10

8. Từ thông khe hở không khí
 =
k

E
.U

p
4.k

s
.k

d
.f

1
.w

1

k

E
: Tra hình 10-2 sách “TKMĐ” ta được :
k

E
= 0,98
 =
0,98.380
4.1,11.0,925.50.114
= 0,0159 wb
k

s
: hệ số dạng sóng

9. Mật độ từ thông khe hở không khí

B


=
.10
4




.τ.L

1
=
0,0159.10
4

0,64.17,6.18,46
= 0,765 T

Trong đó : + 


: Hệ số cung cực từ
+  : Từ thông khe hở không khí
+ τ : Bước cực
+ L

1
: Chiều dài lõi sắt stato

10. Sơ bộ định chiều rộng của răng
b

Z1
=
B


.L

1
.t

1
B

Z1
.L

1
.k

c
=
0,765.17,6.1,538
1,8.17,6.0,93
= 0,7 cm
Trong đó :
+ B

Z1
= 1,8 T lấy theo bảng 10.5b sách “TKMĐ”
+ Hệ số ép chặt lõi thép : k

c
= 0,93
+ B


: Từ thông khe hở không khí
+ t

1
: Bước cực stato
+ L

1
: Chiều dài tính toán stato


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 11

11. Sơ bộ định chiều cao gông stato
h

g1
=
.10
4

2.B

g1

.L

1
.k

c
=
0,0159.10
4

2.1,55.17,6.0,93
= 3,0 cm

Ở đây lấy B

g1
= 1,55 T theo bảng 10.5a sách “TKMĐ”
Trong đó : +  : Từ thông khe hở không khí
+ L

1
: Chiều dài tính toán lõi thép stato

12. kích thước rãnh và cách điện
với công thức :

(D

n
-2h

g1
-d

2
)
Z

1
= d

2
+ b

Z1

 d

2
=
(D

n
-2h

g1
)-Z

1
.b

Z1
Z

1
+
=
(34,9-2.3)-48.0,7
48+
= 1,11 cm
Và công thức :

(D+2h

41
+d

1
)
Z

1
= d

1
+ b

Z1

 d

1
=
(D-2h

41
)-Z

1
.b

Z1
Z

1
+
=
(23,5-2.0,05)-48.0,7
48-
= 0,91 cm
+ Các kích thước :
h

r1
= 27,5 mm
d

1
= 9,1 mm
d

2
= 11,1 mm
h

12
= 21,9 mm
h

41
= 0,5 mm
b

41
= d

cđ
+ 1,5 mm = 3mm


128.4807 [32 63.41]

169.2425 [42 98.76]

48.6689 [123 6.19]

62.3694 [158 4.18]

hr1

d1

d2

b41

h41

h12

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 12


Tra bảng VIII-1 phụ lục VIII sách “ TKMĐ” :
+ chiều dày cách điện rãnh là: c = 0,4 mm
+ Chiều dày cách điện nêm là : c’ = 0,5mm
+ Dùng tấm cách điện để cách điện cho rãnh và nêm
* Diện tích rãnh trừ nêm :
S’

r
=
(d

1
2

+d

2
2

)
8
+
d

1
+d

2
2
.(h

12
-
d

1
2
) =
(9,1
2

+11,1
2

)
8
+
9,1+11,1
2
(21,9 -
9,1
2
)
= 256,1 mm
2


+ Chiều rộng miếng cactông nêm là : (
d

1
2
)
+ Của tấm cách điện giữa hai lớp :(d

1
+ d

2
)

* Diện tích cách điện rãnh
S

cđ
=







d

2
2
+2h

12
+(d

1
+d

2
)
.c + 
d

1
2
.c

=







11,1
2
+2.21,9+(9,1+11,1)
.0,4 + .
9,1
2
.0,5
= 32,6 mm
2



* Diện tích có ích của rãnh
S

r
= S’

r
- S

cđ

= 256,1 - 32,6 =223,5 mm
2



* Hệ số lấp đầy rãnh
k

đ
=
U

r
.n

1
.d
2


cđ
S

r
=
57.2.1,2
2

223,5
= 0,734

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 13

13. Bề rộng răng stato
b’

Z1
=
(D+2h

41
+d

1
)
Z

1
- d

1
=
(23,5+2.0,05+0,91)

48
- 0,91
= 0,694 cm
b’’

Z1
= 
(D+2(h

41
+h

12
))
Z1
- d

2
=
(23,5+2(0,05+2,19))
48
- 1,11
= 0,711 cm
 b

Z1
=
b’

Z1

+b’’

Z1
2
=
0,694+0,711
2
= 0,703 cm

14. Chiều cao gông stato
h

g1
=
D

n
-D
2
- h

r1
+
d

2
6
=
34,9-23,5
2

- 2,75 +
11,1
6

= 3,14 cm
15. Khe hở không khí
+ Theo kết cấu thì khe hở phụ thuộc vào kích thước đường kính ngoài rôto,
khoảng cách giữa hai ổ bi và đường kính trục.Nguyên nhân là đường kính D
ảnh hưởng đến dung sai lắp ghép của vỏ, nắp, lõi sắt, từ đó quyết định độ lệch
tâm cho phép và lực từ một phía của máy. Đường kính trục và khoảng cách
giữa hai ổ bi quyết định độ võng của trục
+ Nếu chọn khe hở không khí nhỏ thì dòng điện không tải và cos cao, nhưng
khe hở quá nhỏ làm cho việc chế tạo và lắp ráp thêm khó khăn, stato dể chạm
với rôto làm tăng thêm tổn hao phụ và điện kháng tản tạp của máy cũng tăng.

 =
D
1200
(1 +
9
2p
) =
235
1200
(1 +
9
4
) = 0,644 mm

Theo những máy đã chế tạo tra bảng 10.8 sách “TKMĐ” ta lấy :

 = 0,7 mm = 0,07cm

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 14

B.TÍNH TOÁN THÔNG SỐ RÔTO
1. số rãnh rôto
Việc chọn số rãnh rôto lồng sóc Z
2
là một vấn đề quan trọng vì khe hở không khí của
máy nhỏ, khi mở máy mômen phụ do từ thông sóng bậc cao gây nên ảnh hưởng đến
quá trình mở máy và ảnh hưởng cả đến đặc tính làm việc.
Tra bảng 10.6 sách “ TKMĐ” ta chọn số rãnh rôto:
Z

2
= 38

2. Đường kính ngoài rôto
D’ = D - 2 = 23,5 - 2.0,07 = 23,36 cm
Trong đó:
+ D: đường kính trong stato
+ : khe hở không khí

3. Bước răng rôto
t

2
=
D’
Z

2
=
.23,36
38
= 1,931 cm

4. Sơ bộ định chiều rộng của răng rôto
b

Z2
=
B


.L

2
.t

2
B

Z2
.L

2
.k

c
=
0,765.17,6.1,931
1,8.17,6.0,93
= 0,882 cm
Lấy B

Z2
= 1,8 T theo bảng 10.5b sách “TKMĐ”
Trong đó :
+ B
Z2
: Mật độ từ thông ở răng rôto
+ k
c
: Hệ số ép chặt lõi sắt, k
c
= 0,93
+ B
δ
: Mật độ từ thông khe hở không khí
+ t
2
: Bước răng rôto
+ L
2
: Chiều dài lõi sắt rôto

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 15

5. Đường kính trục rôto
D

t
= 0,3D = 0,3.23,5 = 7,05 cm
Lấy D

t
= 7 cm

6. Dòng điện trong thanh dẫn rôto
I

td
= I

2
= k

I
.I

pđm

6.w

1
.k

d1
Z

2
= 0,94.39,63.
6.114.0,925
38

= 620,25 A
Trong đó:
+ Hệ số k
I
lấy theo hình 10-5 lấy k
I
= 0.89
+ k
d
: Hệ số dây quấn stato
+ Z
2
: Số rãnh rôto

7. Dòng điện trong vành ngắn mạch
I

v
= I

td

1
2sin
.p
Z

2
= 620,5.
1
2sin
.2
38
= 1884,17 A
Trong đó : + p : Số đôi cực
+ Z

2
: Số rãnh rôto

8. Tiết diện thanh dẫn bằng nhôm
Trong động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc, tiết diện rãnh rôto đồng thời là
tiết diện thanh dẫn rôto, vì vậy phải làm sao cho mật độ dòng điện trong thanh
dẫn rôto thích hợp.
S’

td

=
I

td
J

2
=
620,25
3
= 206,75 mm
2


Với J

2
= 3
A
mm

2

J
2
là mật độ dòng điện thanh dẫn rôto

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 16

9. Tiết diện vành ngắn mạch
Chọn J

v
= 80%J

td
= 2,4
A
mm

2

S

v
=
I

v
J

v
=
1884,17
2,4
= 785,07 mm

2


Với I

v
là dòng điện trong vành ngắn mạch
10. Kích thước rãnh rôto và vành ngắn mạch
Khi chiều cao tâm trục là h = 200mm ta cọn rãnh rôto hình ôvan
với đường kính d

1
= d

2
= 7,2mm
 h

22
=
4.S’

td
-
d
2

4
d
=

4.206,75-
7,2
2

4
7,2
= 23,1 mm
h

r2
= h

22
+ h

42
+ d
= 23,1 + 0,5 + 7,2 = 30,8mm



+ Chọn b

42
= 1,5mm
h

42
= 0,5mm

+ Các kích thước là :
h

r2
= 30,8 mm
h

22
= 23,1mm
h

42
= 0,5mm
b

42
= 1,5 mm

a
a
31.9814 [812.33]
b
Dv = 197 mm
hr2
h22
d2
h42
b42

a = 1,2h

r2
= 37mm , b =
S

v
a
=
785,07
37
= 21,3 mm
* Đường kính trong vành ngắn mạch
D

v
= D - (a + 1) = 235 - (37+1)= 197 mm
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 17

11. Diện tích rãnh rôto
S

r2
=

4
.d

2

+ h

22
.d =

4
.7,2
2

+ 23,1.7,2 = 207 mm
2


12. Diện tích vành ngắn mạch
S

v
= a.b = 21,3.37 = 784,4 mm
2


13. Cánh quạt trên vành ngắn mạch
+ Tra bảng 10.7 sách TKMĐ ta được : số cánh 14 cánh , và kích thước cánh
Như hình vẽ.

14. Bề rộng răng rôto ở 1/3 chiều cao răng
B

Z2

1
3
=
(D’-2h

42
-
4
3
(h

22
+d)-d)
Z

2

=
(23,36-2.0,05-
4
3

(2,31+0,72)-0,72)
38
= 0,869 cm
15. Chiều cao gông rôto
h

g2
=
D’-D

t
2
- h

r2
+
1
6
.d

2
=
23,36-7
2
- 30,8 +
1
6
.0,7 = 5,22 cm
16. Làm nghiêng rãnh rôto
Lấy độ nghiêng rãnh bằng 1 bước rãnh stato

b

n
= t

1
= 1,54 cm


30mm
40,9 mm
21,3 mm
3
6
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 18

III TÍNH TOÁN MẠCH TỪ
1. Hệ số khe hở không khí
+ Hệ số khe hở không khí nói lên ảnh hưởng của răng stato và rato tới khe hở.
+ k

1
=
t

1

t

1
-υ

1

với υ

1
=
(
b

41

)
2

5+
b

41

=
(
3
0,7
)
5+

3
0,7
= 1,978
+ k

2
=
t

2
t

1
-υ

1

với υ

2
=
(
b

42

)
2

5+

b

42

=
(
1,5
0,7
)
2

5+
1,5
0,7
= 0,643
 k

1
=
1,538
1,538-1,978.0,07
= 1,099
k

2
=
1,931
1,931-0,643.0,07
= 1,024
 k


= k

1
.k

2
= 1,099.1,024 = 1,125
2. Chọn loại thép
Chọn loại thép kỹ thuật diện cán nguội loại 2212
3. Sức từ động khe hở không khí
F


= 1,6.B


.k


.10
4

= 1,6.0,765.1,125.10
4

= 964 A
4. Mật độ từ thông ở răng stato
B

Z1
=
B


.L

1
.t

1
b

Z1
.L

1
.k

c
=
0,765.1,538
0,694.0,93
= 1,823 T
Trong đó :
+ B

: Mật độ từ thông khe hở không khí
+ t

1
: Bước rãnh stato
+ b
Z1
: Bề rộng răng stato
+ L
1
: Chiều dài lõi sắt stato



Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 19

5. Cường độ từ trường trên răng stato
Theo bảng V-6 phụ lục V ta có :
H

Z1
= 29,5
A
cm


6. Sức từ động ở răng stato
F

Z1
= 2.h’

Z1
.H

Z1
= 2.23,8.29,5 = 140,42 A
Trong đó : h’

Z1
= h

Z1
-
d

2
3
= 27,5 -
11,1
3
= 23,8 mm

7. Mật độ tư thông răng rôto
B

Z2
=
B


.L

2
.t

2
b

Z2

1
3
.L

2
.k

c
=
0,765.17,6.1,931
0,869.17,6.0,93
= 1,812 T
Trong đó : + B

: Mật độ từ thông khe hở không khí
+ t
2
: Bước rãnh rôto

+ b
Z21/3
: Bề rộng răng rôto ở 1/3 chiều cao rãnh
+ L
2
: Chiều dài lõi sắt rôto

8. Cường độ từ trường trên răng rôto
Theo bảng V-6 phụ lục V ta có :
H

Z2
= 30
A
cm


9. Sức từ động trên răng rôto
F

Z2
= 2.h’

Z2
.H

Z2
= 2.2,84.30 = 170 A
Với : h’

Z2
= h

r2
-
d
3
= 30,8 -
7,2
3
= 28,4 mm


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 20

10. Hệ số bão hoà răng
k

Z
=
F


+F

Z1

+F

Z2
F


=
964+140,42+170
964
= 1,32
Trong đó:
- F

: Sức từ động khe hở không khí.
- F
Z1
: Sức từ động trên răng stato.
- F
Z2
: Sức từ động trên răng rôto

11. Mật độ từ thông ở gông stato
B

g1
=
.10
4

2.h

g1
.L

1
.k

c
=
0,0159.10
4

2.3,14.17,6.0,93
= 1,547 T
Trong đó:
+

: Từ thông khe hở không khí
+ h
g1
: Chiều cao gông stato
+ k
C
: Hệ số ép chặt lõi thép

12. Cường độ từ trường ở gông stato
Tra bảng V-9 phu lục V ta được :
H

g1

= 10,6

13. Chiều dài mạch từ ở gông stato
L

g1
=
(D

n
-h

g1
)
2p
=
(34,9-3,14)
2.2
= 24,94 cm

14. Sức từ động ở gông stato
F

g1
= L

g1
.H

g1

= 24,94.10,6 = 264,4 A



Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 21


15. Mật độ từ thông trên gông rôto
B

g2
=
.10
4

2.h

g2
.L

2
.k

c
=
0,0159.10

4

2.5,22.17,6.0,93
= 0,93 T
Trong đó:
+

: Từ thông khe hở không khí
+ h
g2
: Chiều cao gông rôto
+ k
C
: Hệ số ép chặt lõi thép
16. Cường độ từ trường trên gông rôto
Tra bảng V-9 phụ lục V ta được :
H

g2
= 2,43
A
cm

17. Chiều dài mạch từ của gông rôto
L

g2
=
(D

t
+h

g2
)
2p
=
(7+5,22)
4
= 9,6 cm
18. Sức từ động trên gông rôto
F

g2
= L

g2
.H

g2
= 9,6.2,43 = 23,3 A
19. Tổng sức từ động của mạch từ
F = F


+ F

Z1
+ F

Z2
+ F

g1
+ F

g2

= 964 + 140,42 + 170 + 264,4 + 23,3
= 1562,12 A
Trong đó:
+ F

: Sức từ động khe hở không khí
+ F
Z1
: Sức từ động trên răng stato
+ F
Z2
: Sức từ động trên răng rôto
+ F
g1
: Sức từ động trên gông rôto
+ F
g2
: Sức từ động trên gông stato



Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 22

20. Hệ số bão hoà toàn mạch
k

µ
=
F
F


=
1562,12
964
= 1,62
Trong đó:
+ F : Tổng sức từ động của mạch từ.
+ F

: Sức từ động khe hở không khí

21. Dòng điện từ hóa
I


=
p.F

2,7.w

1
.k

d1
=
2.1562,12
2,7.114.0,925
= 11 A

22. Dòng điện từ hoá phần trăm

I


% =
I


I

đm
.100 =
11
39,63
.100 = 28 %

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 23

III. THAM SỐ ĐỘNG CƠ Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC
* Nhận xét:
+ Điện trở và điện kháng của dây quấn là những tham số chủ yếu của máy
điện.
+ Điện kháng xác định bởi từ thông móc vòng của cảm ứng tương hổ xuyên
qua các khe hở không khí và móc vóng vào cả hai cuộn dây stato và roto động
cơ, sinh ra điện kháng cơ bản, đó là điện kháng hổ cảm. Từ thông móc vòng
tản chỉ móc vòng mỗi bản thân cuộn dây, sinh ra điện kháng tản x
1
đối với
stato và x
2

đới với roto, x
1
+x
2
là điện kháng tổng của dây quấn động cơ.
+ Điện trở động cơ giúp xác định những tổn hao của dây quấn động cơ ở
chế độ xác lập và quá trình quá độ.

1. Chiều dài phần đầu nối dây quấn stato
l

đ1
= k

đ1
.τ

y
+ 2B
Với τ

y
là chiều rộng trung bình của phần tử
τ

y
=
(D+h

r1

)y
Z

1
=
(23,5+2,75)10
48
= 17,18 cm
k

đ1
= 1,3 , B = 1 cm theo bảng 3.4 sách “TKMĐ”
 l

đ1
= 1,3.17,18 + 2.1 = 24,334 cm

2. Chiều dài trung bình nửa vòng dây của dây quấn stato
l

tb
= L

1
+ l

đ1
= 17,6 + 24,334 = 41,934 cm

3. Chiều dài dây quấn một pha stato

L

1p
= 2.l

tb
.w

1
.10
-2

= 2.41,934.114.10
-2

= 95,61 m
Trong đó : w

1
là số vòng dây nói tiếp cuả một pha


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN

SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN NGỌC GVHD: NGÔ ĐỨC KIÊN 24

4. Điện trở tác dụng dây quấn stato
r

1
= 

75

L

1p
n

1
.a

1
.S

1
=
1
46
.
95,61
2.4.0,985
= 0,2638 Ω


75
: Điện trở suất của đồng ở 75
o

C
Tính theo đơn vị tương đối :
r

1
*

= r

1
I

1
U

1
= r

1

I

pđm
U

1
= 0,2638
39,63
380

= 0,0275

5. Điện trở tác dụng dây quấn rôto
r

td
= 

Al

L

2
.10
-2

S

r2
=
1
23

17,6.10
-2

207
= 0,3967.10
-4

Ω
Trong đó + 

Al
: Điện trở suất của nhôm
+ S

r2
: Tiết diện thanh dẫn rôto

6. Điện trở vành ngắn mạch
r

V
= 

Al

D

v
.10
-2

Z

2
.S

v

=
1
23

.19,7.10
-2

38.784,4
= 0,00903.20
-4

Ω
Trong đó : + D

v
: Đường kính vành ngắn mạch
S

v
: Diện tích vành ngắn mạch

7. Điện trở rôto
r

2
= r

td
+
2r

V
Δ
2


Trong đó : Δ = 2sin
.p
Z

2
= 2sin
2.180
38
= 0,329
 r

2
= (0, 3967 +
2.00903
0,329
2

).10
-4

= 0,5635.10
-4

Ω

Với : + r

v
: Điện trở vành ngắn mạch
+ r

td
: Điện trở dây quấn rôto


Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer ()