Tài liệu Đồ án tốt nghiệp - Thiết Kế Động Cơ không đồng bộ Rôto Lồng Sóc doc

Đồ án tốt nghiệp

Thiết Kế Động Cơ không đồng bộ Rôto
Lồng Sóc





Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 1
LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội không ngừng phát triển, nhu cầu sinh hoạt ngày càng được nâng
cao. Động cơ điện là một thiết bị không thể thiếu trong quá trình sinh hoạt
sản xuất đặc biệt là trong công nghiệp. Do có kết cấu đơn giản, làm việc
chắc chắn, sử dụng và bảo quản thuận tiện, giá thành rẻ nên động cơ điện
không đồng bộ được sử dụng rất rộng rãi.
Động c
ơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc là loại có kết cấu đơn giản
nhất nên chiếm một số lượng khá lớn trong các loại động cơ điện công

suất nhỏ và trung bình.
Trong quá trình học tập ở trường em nhận được đề tài “Thiết kế động
cơ không đồng bộ rôto lồng sóc”. Đồ án được chia làm hai phần và 10
chương:
Phần I : Tổng quan về động cơ
không đồng bộ rôto lồng sóc.
Phần II : Tính toán động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc .
Chương I : Xác định các kích thước chủ yếu.
Chương II : Tính toán sơ bộ stato.
Chương III : Tính toán sơ bộ rôto.
Chương IV : Tính toán mạch từ.
Chương V : Thông số của động cơ ở chế độ định mức.
Chương VI : Tổn hao thép và tổn hao cơ.
Chương VII : Đặc tính làm việc.
Chương VIII: Tính toán đặc tính khởi động.
Chương IX : Tính toán nhi
ệt.
Chương X : Trọng lượng vật liệu và chỉ tiêu sử dụng.
Trong quá trình thiết kế chắc chắn không tránh được những sai sót và
khuyết điểm rất mong sự góp ý của thầy để em nắm vững hơn kiến thức về
máy điện . Xin chân trọng cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo BÙI
VĂN THI đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 2

PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
BA PHA LỒNG SÓC

A. Kết cấu của động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc .
Bao gồm hai kết cấu chính là mạch từ và dây quấn , ở đó diễn ra sự
biến đổi năng lượng điện cơ và các bộ phận kết cấu khác.
Mạch từ của động cơ là hai khố
i thép đồng trục cách nhau bởi một khe
hở không khí 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 . Do từ thông trong khối thép
là xoay chiều nên các lá thép được ghép bằng các lá thép kỹ thuật điện (tôn
silíc ) dày 0,35 ÷0,5 mm để giảm tổn hao do dòng xoáy . Các dây quấn của
động cơ được đặt hai phía khe hở trong các rãnh của stato và rôto . Các bộ
phận kết cấu khác bao gồm : Vỏ máy , nắp máy , trục , ổ bi và quạt gió làm
mát …
1.Vỏ stato :Có nhiệm vụ truyền nhiệt , làm mát và lắp đặt các chi tiết phụ vỏ
phải đảm bảo về độ cứng và độ bền sau khi lắp lõi thép và gia công vỏ.
Vỏ có hai loại , loại gang đúc và loại thép tấm hàn lại . Loại gang đúc
được chia làm hai loại : Loại có gân trong và loại không có gân trong:
Loại có gân trong có đặc điểm là khi gia công tốc
độ cắt gọt chậm.
Phương pháp cố định lỏi sắt trong máy điện cở nhỏ và vừa thường là đai
lõi thép lại rồi ép vào vỏ hoặc xếp trực tiếp các lá thép váo rồi chốt hai đầu
lại . Ở máy điện lớn thì xếp các lá tôn silíc vào vỏ rồi dùng bulông ép lại .
Loại vỏ bằng thép tấm hàn gồm ít nhất là hai vòng thép tấm trở lên và
nhưng gân ngang làm khung.
2. Lõi sắt stato :
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 3
Khi đuờng kính ngoài lõi sắt nhỏ hơn một mét thì dùng tấm nguyên để
làm lõi sắt , lõi sắt sau khi ép vào vỏ sẽ có một chốt cố định với vỏ để

khỏi bị quay dưới tác dụng của mômen điện từ . Nếu đường kính ngoài lớn
hơn môït mét thì dùng các tấm hình rẻ quạt ghép lại , khi ấy để ghép chặt
lõi sắt thường dùng hai tấm thép dày ép hai đầu . để tránh lực hướng tâm
và lực hút các tấm thườ
ng làm những cánh đuôi nhạn hình rẽ quạt trên các
tấm để ghép các tấm vào các gân trên vỏ máy.
3. Rôto :
Nếu đường kính rôto nhỏ hơn 350 mm thì lõi sắt rôto thường được ép
trực tiếp lên trục hoặc ống lồng trục , đó là vì đường kính rôto không lớn,
phần trong của lá thép cắt ra không dùng được vào việc gì có giá trị kinh tế
lớn mà kết cấu của rôto lại được đơn giản hóa . Việc dùng ống lồng cũng
r
ất hạn chế , chỉ dùng khi cần thiết như động cơ điện trên tàu điện để thay
trục được dễ dàng . Khi đường kính rôto lớn hơn 350 mm đường kính trong
rôto cố gắng lấy ra lớn hơn để dùng lõi thép lấy ra sử dụng vào việc khác ,
do đó cần có giá đỡ rôto .Khi đường kính rôto lớn hơn 1000 mm thì dùng
các tấm tôn silíc hình rẻ quạt gép lại . Khi đó dùng giá đỡ rôto hình sao .
giá đỡ rôto trong các máy lớn thường làm bằng thép tấm ghép l
ại . Lõi sắt
thường được ép chặt với áp suất từ 5 Kg/cm
2
đối với cỡ trung , đến 10
Kg/cm
2
với máy cỡ nhỏ và phải có vòng ép để giữ chặt áp suất đó , để tránh
lõi sắt ở hai đầu bị tản ra thì trong các máy nhỏ thường dùng những tấm
thép dày 1,5 mm ép lại . Trong máy lớn thường dùng những tấm ép có răng
, răng phải tán hay hàn vào lá thép ép để khi quay không văng ra . Rôto
động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc thường có rãnh nửa kính và
được đúc đầy trong rãnh rôto là các thanh dẫn bằng nhôm hoặc đồng , các

thanh dẫn này dài ra khỏi lõi sắt và
được nối tắt hai đầu bằng hai vành ngắn
mạch bằng nhôm hoặc đồng làm thành một cái lồng mà người ta quen gọi
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 4
là lồng sóc . Trong máy điện cỡ nhỏ rãnh rôto thường được làm chéo đi
một góc so với tâm trục.
4. Quạt gió :
Nhiệm vụ của quạt gió là tạo ra một áp suất đủ lớn để đưa dòng khí cần
thiết qua hệ thống thông gió của máy đễ làm mát máy . Quạt được gắn trên
trục động cơ , tốc độ của quạt là tốc độ của động cơ , kích thước của quạ
t bị
giới hạn bởi kết cấu của động cơ , trong máy điện thường có ba loại quạt
thường dùng : Quạt ly tâm , quạt hướng trụ và quạt hổn hợp ly tâm và
hướng trục , nhưng thông dụng nhất vẫn là quạt ly tâm . Ở quạt ly tâm khi
cánh quạt quay không khí ở giửa khe các cánh quạt bị đẩy ra ngoài dưới tác
dụng của lực ly tâm , do đó ở vùng vòng trong của cánh quạt nơi lỗ gió vào
t
ạo thành vùng không khí loãng còn vùng ngoài của vòng ngoài cánh quạt
nơi thoáng gió ra có áp suất cao , quạt ly tâm được dùng nhiều trong máy
điện vì tạo được áp suất khí cao phù hợp với đặc tính của hệ thống thông
gió trong máy điện nhưng nhược điểm của nó là hiệu suát thấp .

5. Dây quấn :
Dây quấn của động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc gồm nhiều
phần tử nối với nhau theo một qui luật nào đó . Phầ
n tử ở đây chính là bối
dây và được đặt vào trong các rãnh phần ứng . Bối dây có thể chỉ là một
vòng dây ( gọi là dây quấn kiểu thanh dẫn , bối dây thường chế tạo dạng

1/2 phần tư và tiết diện thường lớn) , củng có thể có nhiều vòng dây (tiết
diện dây nhỏ và gọi là dây quấn kiểu vòng dây ) . Số vòng dây của mỗi bối
dây , số bối dây của mỗi pha và cách nối phụ thuộc vào công suấ
t , điện áp
, tốc độ , điều kiện làm việc của máy và quá trình tính toán điện từ . Dây
quấn có các yêu cầu sau :
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 5
a. Điện áp ba pha phải bằng nhau , trong dây quấn ba pha điện áp ba pha lệch
nhau 120
o
góc độ điện .
b. Điện trở và điện kháng của các mạch song song của ba pha bằng nhau.
c. Có thể đấu thành các mạch song song khi cần thiết .
d. Dùng vật liệu dây dẫn điện ít nhất , phần đầu nối càng ngắn càng tốt để thu
ngắn chiều dài của máy và đỡ tốn vật liệu .
e. Dễ chế tạo và sửa chữa .
f. Cách điện giữa các vòng dây , các pha và với đất ít t
ốn kém và chắc chắn.
g. Kết cấu chắc chắn , có thể chịu được ứng lực cơ khi máy bị ngắn mạch đột
ngột hay khi khởi động.
- Dây quấn động cơ có nhiều kiểu :Dây quấn một lớp , hai lớp , dây quấn
đồng khuôn , dây quấn đồng tâm…
6.Trục động cơ :
Ngoài việc phải chịu toàn bộ trọng lượng của rôto ra , trục còn chịu mô
men xoắn và mômen uố
n trong quá trình truyền động tải , trục còn chịu lực
hướng trục thường là lực kéo như ở các máy kiểu trục đứng . Ngoài những
tải trên , trục còn phải chịu lực từ một phía do khe hở không khí không đều

gây ra . Trục có các yêu cầu sau :
a. Phải có đủ độ bền ở tất cả các tiết diện của trục khi máy làm việc kể cả khi
có sự cố ngắn mạch .
b. Ph
ải có đủ độ cứng để tránh sinh ra độ võng lớn làm rôto chạm stato.
c. Tốc độ giới hạn của trục phải khác nhiều với tốc độ khi máy làm việc bình
thường . Kích thước đầu trục của động cơ được tiêu chuẩn hóa các kích
thước lựa chọn ở bảng VIII sách thiết kế máy điện .
7. Gối trục :
Máy điện có thể dùng gối trục là ổ bi hay ổ tr
ượt . Máy điện nhỏ và vừa
hiện nay dùng ổ bi là chủ yếu , chỉ trong những máy nhỏ yêu cầu không có
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 6
tiếng ồn mới dùng bạc .Máy lớn phải dùng ổ bi , ổ bi có các ưu điểm sau là
kích thước nhỏ , kết cấu gọn , độ mài mòn không lớn , bảo dưỡng đơn giản
, tổn hao ma sát nhỏ , điều này rất quan trọng đối với những máy thường
khởi động.
B. Hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc :
Động cơ làm việc dựa vào định luậ
t về luật điện từ f tác dụng lên thanh
dẫn có chiều dài l khi nó có dòng điện I và nằm trong từ trường có từ cảm
B . Chiều và độ lớn của lực f được xác định theo tích véc tơ f=i.l.B . Đó
chính là định luật cơ bản của động cơ biến đổi điện năng thành cơ năng.
Khi động cơ được cấp điện , dòng điện trong dây quấn stato sinh ra trong
lõi sắ
t stato một từ trường quay với tốc độ đồng bộ
11
n60.f/p

=
, trong đó
f
1
là tần số dòng điện lưới đưa vào , p là số đôi cực của máy , thì từ trường
này quét qua thanh dẫn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi sắt rôto và cảm
ứng trong thanh dẫn đó sức điện động và dòng điện . Từ thông do dòng
điện này sinh ra hợp với từ thông của stato tạo thhành từ thông tổng ở khe
hở . Dòng điện trong thanh dẫn rôto tác dụng với từ thông khe hở này sinh
ra mômen . Tác dụ
ng đó làm cho rôto quay với vận tốc không đồng bộ n (n
< n
1
) .Để chỉ phạm vi tốc độ của động cơ người ta dùng hệ số trượt s , theo
định nghĩa hệ số trượt bằng :
S% =
1
1
nn
.100
n
−
.

Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 7
PHẦN II
TÍNH TOÁN ĐỘNG SƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
BA PHA RÔTO LỒNG SÓC

CHƯƠNG I
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU


Những kích thước chủ yếu của máy điện không đồng bộ là đường kính
trong stato và chiều dài lõi sắt l. mục đích của việc chọn kích thước chủ yếu
này là để chế tạo ra máy kinh tế hợp lý nhất mà tính năng phù hợp với các
tiêu chuẩn nhà nước. Tính kinh tế của máy không phải 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 d
ụng của khuôn dập, vật đúc , và các kích thước…
Ngoài ra việc chọn tải đường A và
B
δ
ảnh hưởng rất nhiều đến kích
thước chủ yếu D và l. Đứng về mặt tiết kiệm vật liệu thì nên chon A và
B
δ

lớn, nhưng nếu chọn quá lớn thì tổn hao đồng và sắt tăng lên, làm máy quá
nóng, ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy. Do đó khi chọn A và
B

δ
cần xét
đến chất lượng vật liệu sử dụng. Nếu dùng vật liệu dẫn từ tốt (có tổn hao ít
hay có độ từ thẩm cao) thì có thể chọn
B
δ
lớn. Dùng dây đồng có cấp cách
điện cao thì có thể chọn A lớn. Ngoài ra tỉ số giữa A và
B
δ
cũng ảnh hưởng
đến đặc tính làm việc và khởi động của động cơ không đồng bộ, vì A đặc
trưng cho mạch điện,
B
δ
đặc trưng cho mạch từ.
Hệ số
cosϕ
của máy chủ yếu phụ thuộc tỉ lệ với dòng điện từ hoá với
dòng điện định mức.
Tính toán các thông số :
8. Các số liệu ban đầu:
- Công suất: 0,75 kW
- Điện áp :220/380V
- Tần số : 50Hz
- Số cực: 2p = 4
-
cosϕ
≥ 0.8
-

η
≥ 75 %
-I
mở
/I
đm
≤ 6
-M
mở
/M
đm
≥ 1,5
-M
max
/ M
đm
≥ 1,8
9. Tốc độ đồng bộ:
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 8
(
)
1
1
60.f 60.50
v
n 1500
ph
p2

== =

Trong đó: f = 50 Hz
p = 2
10. Đường kính ngoài stato
Theo bảng IV.1 phụ lục IV (sách thiết kế máy điện): Dãy công suất
chiều cao tâm trục của động cơ điện không đồng bộ roto lồng sóc kiểu
IP44 theo tiêu chuẩn Việt Nam, cấp cách điện cấp B. Dựa theo công suất
(KW) và số cực (2p) ta tra được chiều cao tâm trục h=80 (mm) tương ứng
với động cơ có công suất :
P =0,75(KW) và số cực 2p = 4.
Theo bảng 10.3 trị số
của D
n
theo h =80(mm) của dãy 4A Nga :
D
n
=13,1(cm).
11. Đường kính trong stato D:
Theo bảng 10.2 có :

D
Dn
K 0,64 0,68
DK.D 0,64.13,18,3(cm)
=÷
== =

(10-1 )
Chọn K

D
= 0,64

12. Công suất tính toán P’:
E
k .P 0,95.0,75
P' 1,1875(kW)
.cos 0,75.0,8
== =
ηϕ
(10-3 )
Trong đó:
cos
ϕ
= 0,8

η
= 0,75
P = 0,75 kW
k
E
= 0,95 : Tỷ số giữa sức từ động và điện áp

13. Chiều dài tính toán của lõi sắt stato
l
δ
:

(10-2 )

()
77
2
2
sd 1
6,1.10 .P' 6,1.10 .1,1875
l6,314(cm)
.k .k .A.B .D .n
0,64.1,11.0,92.235.0,7. 8,3 .1500
δ
δδ
== =
α

Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 9
Trong đó: D = 8,3 cm

δ
α
= 0,64 Hệ số cung cực từ
P’ = 1,1875 kW

s
k
= 1,11 Hệ số sóng hình sin.

d
k

= 0,92 Hệ số dây quấn

B
δ
=0,7 T : mật độ từ thông khe hở không khí
A=235 A/cm : Tải đường
n
1
= 1500(v/p)
14. Bước cực τ:
.D .8,3
6,52(cm)
2p 4
ππ
τ= = =

Trong đó :D = 8,3 cm
2p = 4
15. Dòng điện pha định mức I
1
:
33
1
1
P.10 0,75.10
I 1,89(A)
3.U . .cos 3.220.0,75.0,8
== =
ηϕ

Trong đó:
η
=0,75

cos
ϕ
=0,8
U
1
=220 V
P=0,75kW





CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN SƠ BỘ STATO

Dạng rãnh stato phụ thuộc vào thiết kế điện từ và dây dẫn, rãnh phải
được thiết kế sao cho vừa số dây dẫn thiết kế kể cả phần cách điện và
công nghệ chế tạo dễ dàng. Mật độ từ thông trên gông và răng không
được vượt quá một trị số nhất định nào đó để đảm bảo tính năng của máy.

16. Số rãnh stato Z
1
:
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 10

11
Z 2.m.p.q 2.3.2.3 36===

( Tính theo công thức 10-9 )
Trong đó:
1
q
-số rãnh một pha dưới một cực, ở đây chọn :
q
1
=3
p=2
m=3 số pha

17. Bước rãnh stato t
1
:
1
1
.D .8,3
t 0,724(cm)
Z36
ππ
== = (10-10 )
Trong đó : D = 8,3 cm
Z
1
= 36 rãnh
18. Số thanh dẫn tác dụng của một rãnh Ur
1

:
()
11
r1
1
A.t .a 235.0,724.2
U180V
I1,89
== = (10-11 )
Trong đó: A = 235 A/cm
t
1
= 0,724 cm

1
a
=2 số mạch nhánh song song
I
1
= 1,89 A
19. Số vòng dây nối tiếp của một pha W
1
:
r1
11
1
U180
w p.q . 2.3. 540
a2
===(vòng) (10-12 )

Trong đó: p=2
q
1
=3
Ur
1
=180
a
1
=2
20. Tiết diện dây quấn stato s
1
:
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 11
Theo hình 10.4. Với h=80mm, IP44, 2p=4, Dn=13,1 cm chọn được
AJ=1670
22
A/cm.mm
-Tính lại tải đường :
A=
11
1
2.m w 2.3.540
A
.I .1,89 234
cm
2p 2.2.6,52
==

τ

Tải đường tính được = 234 không sai khác nhiều so với lúc chọn sơ bộ =
235 nên không cần tính lại.
-Mật độ dòng điện J
1
:
2
1
AJ 1670
J7,35(A/mm)
A 234
== = (10-7 )
-Tiết diện dây stato sơ bộ:
2
1
1
111
I1,89
s ' 0,1286(mm )
a .n .J 2.1.7,35
== = (10-8 )
Trong đó: a
1
= 2
n
1
= 1 số sợi ghép song song
I
1

= 1,89 A
Tra bảng VI 1 phụ lục VI chọn tiết diện dây tròn của Nga, ký hiệu
PETV và PET155:
1
s =0,132 mm
2
tiết diện dây quấn stato.
cd
d
=0,44 mm đường kính dây kể cả cách điện
d =0,40 mm đường kính dây không kể cách điện.

21. Kiểu dây quấn :

-Chọn dây quấn 2 lớp bước ngắn
-Chọn bước dây quấn y=8
-Buớc cực
1
Z36
9
2p 4
τ= = =
(rãnh)
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 12
-Hệ số rút ngắn:
y8
0,888
9

β= = =
τ

22. Hệ số dây quấn :
-Hệ số bước ngắn:
y
8.
k sin sin 0,984
29.2
ππ
=β= = (4-76)
-Hệ số bước rải:
1
r
1
20
sinq sin3.
22
k 0,959
20
q.sin 3.sin
22
α
===
α
(4-77)
-Trong đó: q
1
=3

0
1
p.360 2.360
20
Z36
α= = =
-Hệ số dây quấn :
dry
k k .k 0,959.0,984 0.943== = (4-75)
23
. Từ thông khe hở không khí
φ
:
E1
sd11
k .U 0,95.220
1,849.10 (wb)
4.k .k w .f 4.1,11.0,943.540.50
−3
φ= = =
Trong đó:k
E
= 0,95
U
1
=220V
k
S
= 1,11
k

d
= 0,943
w
1
= 540 vòng
f = 50 Hz

24. Mật độ từ thông khe hở không khí
B
δ
:
434
.10 1,849.10 .10
B0,70(T)
. .l 0,64.6,52.6,314
−
δ
δδ
φ
== =
ατ
(4-4)
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 13

Trong đó:
δ
α
= 0,64

τ
= 6,52cm
l
δ
=6,314 cm

φ
= 1,849.10
-3
Wb
Nhận xét: Như vậy so với giá trị ban đầu chọn, ta tính được B
δ
không
sai lệch nhiều nên các thông số đã tính là chấp nhận được .




Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 14

y
sô ñoà daây quaán ba pha hai lôùp böôùc ngaén
y=8 ,q=3 , a=2 ,
τ=9
X
C
B

Z
A
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 15
26. Sơ bộ răng rãnh stato:
Theo bảng 10.5a,b với h=80mm ; 2p=4 ; IP44
Ta có: Bz
1
= 1,7 ÷ 1,95T. Ta chọn B
Z1
=1,7T
-Chiều cao sơ bộ răng:
11
z1
z1 c z1 c
B .l .t B .t 0,7.0,724
b
'0,313(cm)
B .l .k B .k 1,7.0,97
δδ δ
δ
=== = (4-22)
Trong đó:
B
δ
=0,7T
t
1
=0,724cm

Chọn kc=0,97 hệ số ép chặt lõi thép.
-Chiều cao sơ bộ gông stato:
434
g1
g1 c
.10 1,849.10 .10
h ' 1,023(cm)
2.B .l .k 2.1,5.6,314.0,97
−
δ
φ
== =

Trong đó:
l
δ
=9,6cm

φ
=0,00326Wb
B
g1
= 1,5 ÷ 1,65T Ta chọn: B
g1
=1,5T

27. Kích thước rãnh và chiều cao rãnh:

Chọn dạng rãnh hình quả lê, răng hình chữ nhật như hình trên.
Chiều cao miệng rãnh h

41
=0,5÷0,8 mm, ta chọn h
41
=0,5mm, chiều rộng
miệng rănh b
41
=2 mm.
-Theo công thức (2-32) sách động cơ điện không đồng bộba pha công suất
nhỏ ta có :

(
)
41 z1 1
1
1
D2.h b.Z
3,14(8,3 2.0,05) 0,313.36
d0,46(cm)
Z363,14
π+ −
+−
== =
−π −

Trong đó: D=8,3cm
h
41
=0,05 cm
B
Z1

=0,313 (cm)
Z
1
=36 rãnh
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 16


(
)
ng1z11
2
1
D2.h b.Z
3,14(13,1 2.1,023) 0,313.36
d0,60(cm)
Z363,14
π− −
−−
== =
+π +

Trong đó: Chọn h
g1
=1,023 mm
D
n
=13,1cm
Z

1
=36 rãnh
b
z1
=0,313 cm
- chiều cao rãnh:
()
ng1
r1
DD2.h
13,1 8,3 2.1,023
h1,37cm
22
−−
−−
== =

-chiều cao phần thẳng của rãnh:


12 r 1 41 2
h = h -0,5(d +2.h +d ) =1,37-0,5(0,46+2.0,05+0,60) =0,79 (cm)


28.Chiều cao gông:

nr1
g1 2
D D 2.h 1 13,1 8,3 2.1,37 1
hd .0,601,13(cm)

26 2 6
−− − −
=+= +=
(4-46b)

29.Bề rộng trung bình răng stato:

()
'
141
Z1 1
1
(D d 2.h ) 3,14(8,3 0,46 2.0,05)
b
d0,460,313cm
Z36
π++ + +
=−= −=

()
(
)
41 12
''
Z1 2
1
D2h h 3,148,32.0,050,79
b
d0,600,311(cm)
Z36

π+ + + +⎡⎤⎡ ⎤
⎣⎦⎣ ⎦
=−= −=

-Giá trị trung bình răng stato:
b
z1
=
'''
z1 z1
b b 0,313 0,311
0,312 (cm)
22
++
==

30.Tiết diện rãnh stato trừ nêm:

22
2
212
r12
d (d d ) 3,14.6,0 4,6 6,0
S h 7,9. 56mm
828 2
π+ +
=+ = + =

(Trong đó các thông số tính theo đơn vị mm)
-Diện tích cách điện rãnh :

()
'
12
cd 12 1 2
dd
SC.2.h . ddC
22
⎡⎤
⎛⎞
=++π++=
⎜⎟
⎢⎥
⎝⎠
⎣⎦

Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 17

()
2
4,6 3,14.6,0
0,2. 2 7,9 4,6 6,0 .0,3 9,144 mm
22
⎡⎤
⎛⎞
=++++=
⎜⎟
⎢⎥

⎝⎠
⎣⎦

Theo bảng VIII.1 sách thiết kế máy điện:
Ta có:C=0,2 mm là bề dày cách điện giữa dây quấn và stato,
C
’
=0,3 la øbề dày cách điện giữa hai lớp dây trong rãnh.
-Diện tích có ích của rãnh:
S
r
= S’
r
- S
cd
= 56 - 9,144 = 46,86 mm
2

31. Hệ số lấp đầy rãnh :


22
r1 1 cd
ld
r
U .n .d 180.1.0,44
k0,74
s46,86
== =
(3-27)

Trong đó: Ur
1
=180
n
1
=1

cd
d
=0,44mm
Hệ số lấp đầy k
đ
=0,74 đạt yêu cầu kỹ thuật là k
đ
=0,7÷0,75

32. Lõi sắt stato:
Chọn thép KTĐ 2211 cán nguội, dày 0,5mm
33. Chọn khe hở không khí
δ
:
Theo bảng 10.8 (Tr 253 TLTKMĐ) Dãy động cơ 4A
Chọn δ=0,25mm


Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 18
CHƯƠNG III

TÍNH TOÁN SƠ BỘ RÔTO


Thiết kế rãnh rôto cũng chính là xác định diện tích rãnh roto (diện tích
thanh dẫn lồng sóc). Do điện trở r
2
và điện kháng x
2
của rôto có quan hệ
với hình dạng rãnh rôto . Nên khi thiét kế xong stato thì việc thiết kế rôto
trực tiếp ảnh hưởng đến tính năng mở máy.
Ngoài ra việc chọn số rãnh rôto Z
2
rất quan trọng. Để có tính năng tốt thì
chọn Z
2
theo sự hạn chế nhất định .
Để giảm lực ký sinh tiếp tuyến, hướng tâm, và để triệt tiêu sóng điều hoà
bậc cao thì thường làm nghiêng rãnh rôto

34. Kích thước sơ bộ răng rãnh rôto:
Theo bảng 10.6 (Tr 246 TLTKMĐ) với 2p = 4; Z
1
=36,chọn Z
2
=30
rãnh
35. Đường kính ngoài rôto D’:

D' D 2 83 2.0,25 82,5(mm)=−δ= − =

Trong đó: D=83 mm

δ
=0,25 mm
36. Bước răng rôto t
2
:
2
2
D' .8,25
t0,864(cm)
Z30
ππ
== =

Trong đó: D’=8,25 cm
Z
2
=30 rãnh
37. Kích thước sơ bộ răng rãnh rôto:
Chọn Bz
2
=1,75T
Chiều rộng sơ bộ răng rôto:
22 2
z2
z2 2 c z2 c
B l t B t 0,7.0,864
b

'0,373(cm)
Blk Bk 1,7.0,97
δδ
=== =

Chọn b
'
2
Z
=0,373 (cm)
Trong đó: B
δ
=0,7T
t
2
=0,864cm
Bz
2
=1,7 T
K
c
=0,97
38. Đường kính trục rôto Dt:
D
t
=0,3.D=0,3.8,3=2,49 cm
Trong đó: D=8,4 cm
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 19

-Các kích thước chế tạo và lắp đặt của trục rôto được chọn ở phụ lục III
trang 600 sách thiết kế máy điện .


39. Dòng điện thanh dẫn rôto I
td
:

Theo hình 10.5 với
cos 0,8
ϕ
= chọn k
I
=0,84
1 dq1
td 2 I 1
2
6.w .k
6.540.0,943
I I k .I 0,84.1,89. 160(A)
Z30
== = =

(10-17)
Trong đó: I
1
=1,89A
W
1
=540 vòng

k
dq
=0,943
Z
2
=30 rãnh
40. Dòng điện vành ngắn mạch Iv:
vtd
2
11
I I 160 387,2(A)
p 180.2
2sin 2sin
Z30
== =
π

( Tính theo công thức5-18 )
Trong đó:
td
I 160A=

p=2
Z
2
=30 rãnh
41. Tiết diện thanh dẫn :
Chọn thanh dẫn đúc nhôm với mật độ dòng điện J
2
=3,5A/

2
mm
2
td
td
2
I160
s' 45,7(mm)
J3,5
== =

( Tính theo công thức10-19 )
Trong đó:
td
I160A=

42. Diện tích vành ngắn mạch sv:
Chọn J
v
=3 A/
2
mm
,thường chọn mật độ dòng điện trong vành ngắn mạch
J
v
nhỏ hơn trong thanh dẫn (20÷25)%
2
v
v
v

I387,2
s' 129,1(mm)
J3
== =

43. Kích thước rãnh rôto:
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 20



Chọn rãnh rôto hình quả lê như hình vẽ:
Trong đó chọn:
b
42
=1 mm
h
42
=0,5mm
hr
2
=15mm
Theo công thức (3-34) tacó :

(
)
''
42 Z2 2
1

1
D2.h b.Z
3,14(8,25 2.0,05) 0,373.30
d 0,44(cm)
Z303,14
π− −
−−
== =
+π +


(
)
''
Z2 2 r
2
2
b.Z D 2.h
0,373.30 3,14(8,25 2.1,5)
d0,2(cm)
Z3,1430
−π −
−−
== =
π− −

- Chiều cao phần thẳng của rãnh :

12
12 r2 42

dd 4,4 2
h h h 15 0,5 11,3(mm)
22
+
+
=−− =−− =

44. Tiết diện vành ngắn mạch :
Chọn
vr2
b
1, 2.h 1, 2.15 18(mm)===

a
v
=
v
v
s129
7,2mm
b18
==
,chọn a
v
=7 mm
-Tiết diện vành ngắn mạch S
v
:
2
vvv

s a .b 7.18 126(mm )===

h
r2
d
1
d
2
b
42
h
42
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 21
(
)
v
D D (a 1) 83 (7 1) 75 mm=−+= −+=

45.Diện tích rãnh rôto :
12
r2 12 1 2
22
2
(d d ) 1
s.h(dd)
82
3,14(4,4 2,0 ) 1
.11,3(4,4 2,0) 46,0mm

82
+
π+
=+
+
=++=

Diện tích rãnh rôtovà tiết diện thanh dẫn là tương đương nhau nên
không cần phải tính lại.
46. Kiểm tra lại mật độ dòng điện thanh dẫn rôto J
2
:
2
td
2
r2
I 160
J3,48(A/mm)
s46
== =

Ta thấy J
2
=3,48
2
(A/mm )
không sai khác nhiều so với lúc chọn sơ bộ
J
2
=3,5 A/mm

2
nên không cấn tính lại.
- Vành ngắn mạch :








47. Bề rộng rãnh rôto:
142
z2 1
2
(D' d 2.h ) 3,14(8,25 0,44 2.0,05)
b
' d 0,44 0,378cm
Z30
π−− − −
=−= −=

r2 2
z2 2
2
(D ' 2h d ) 3,14(8,25 2.1,5 0,20)
b
'' d 0, 20
Z30
0,37cm

π
−+ − +
=−= −
=

Trong đó: D’=8,25 cm
Z
2
=30 rãnh
h
42
=0,05cm
48. Bề rộng trung bình của răng rôto:
z2 z2
z2
b ' b '' 0,378 0,370
b
0,374cm
22
++
== =

49. Chiều cao gông rôto h
g2
:
av
b
v
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 22
t
g2 r2 2
D' D 1 8,25 2,49 1
h h d 1,5 .0,20 1,51cm
262 6
−−
=−+= −+=

(4-46b )

Trong đó: D’=8,25 cm
h
r2
=1,5(cm)

50. Chọn bước nghiêng b
n
:
Để giảm lực kí 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 nhưng làm momen
max
giảm, cosϕ giảm. Do đó ta phải
chọn độ nghiêng b
n

thích hợp. Chọn độ nghiêng b
n
bằng một bước rãnh
stato:

b
n
=t
1
= 0,724

(cm)

Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 23
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN MẠCH TỪ

51. Hệ số khe hở không khí :
2
2
41
1
41
2
b
()
()
0,25

4,58
b2
55
0,25
δ
ν= = =
++
δ
(4-16b)

1
1
11
t0,724
k1,18
t 0,724 4,58.0,025
δ
== =
−νδ −
(4-16a )

2
2
42
2
42
1
b
()
()

0,25
1, 70
b1
55
0,25
δ
ν= = =
++
δ

2
2
22
t 0,864
k 1,042
t 0,864 1,70.0,025
δ
== =
−ν δ −

12
k k .k 1,18.1,042 1,196
δδδ
== =
(4-17 )
Trong đó: b
41
=2mm
t
1

=0,724 cm

0,025cmδ=

t
2
=0,864 cm
b
42
=1 mm

52. Sức từ động khe hở không khí:
44
F 1,6B k .10 1,6.0,7.1,196.0,025.10 334,9A
δδδ
=δ= =
(4-18 )

Trong đó:
B0,7T
δ
=

0,025cmδ=
k
δ
=1,196
Thiết Kế Động Cơ KĐB Rôto Lồng Sóc

Trang 24

53. Mật độ từ thông răng stato:
1
z1
z1 c
Bt 0,7.0,724
B1,67T
b k 0,312.0,97
δ
== =

( Tính theo công thức4-22 )

Trong đó:
B0,7T
δ
=

t
1
=0,724cm

z1
b
0,312cm
=

k
c
=0,97
54. Cường độ từ trường trên răng stato:

Tra bảng V.6 với
Z1
B1,67T
=
ta có:
z1
H 17,5A/cm=

55. Sức từ động trên răng stato:
2
z1 z1
d0,6
h' h 1,37 1,17cm
33
=−= − =

z1 z1 z1
F 2h '.H 2.1,17.17,5 41,0 cm== =
(4-43 )
56. Mật độ từ thông trên răng rôto:
2
z2
z2 c
B t 0,7.0,864
B1,67T
b k 0,374.0,97
δ
== =
(4-42)
Trong đó:

B0,7T
δ
=


c
k0,97
=

b
z2
=0,374 cm
t
2
=0,864 cm

57. Cường độ từ trường trên răng rôto:
Theo bảng V-6 Với
z2
B1,67T
=
ta có:
z2
H17,5A/cm=

58. Sức từ động trên răng rôto:
'
2
z2 r2
d0,2

hh 15 1,39mm
33
=−=− =

'
z2 z2 z2
F 2.h .H 2.1,39.17,5 48,65 A== =
(4-43 )
Trong đó: h
r2
=15 mm
d
2
=0,2 mm
59. Hệ số bão hoà răng: