CHƯƠNG I:
đại cơng về thiết kế máy điện
1.1. Vị trí của ngành chế tạo máy điện và môn học:
1.2. Tình hình phát triển của ngành:
1.3. Nhiệm vụ của ngành thiết kế máy điện:
Xác định kiểm tra máy điện sao cho đảm bảo đợc yêu cầu về kinh tế và kỹ
thuật đã đề ra và trong những điều kiện làm việc khác nhau
Yêu cầu về kỹ thuật :P,U n ,k
mm
,k
max

Yêu cầu về kinh tế :

,cos

,giá
Điều kiện khác: tiêu chuẩn nhà nớc .Điều kiện khí hậu , áp suất độ ẩm
,trong nhà, ngoài trời.
Chiến lợc phát triển kinh tế .Nhịp điệu phát triển của khoa học kỹ thuật nói
chung.
1.4. Phơng pháp thiết kế:
P
đt
=m*E*I*10^-3[kvA]
m là số pha
E=4.44*m*f*

*k
dq
*


Hệ số máy điện :
dt
P
nlD **
2

=
7^10*1.6
:


h số mặt cực (hệ số cung cựctừ)
k
s
:hệ số sóng (độ sin của sóng phát ra hay đI vào)
k
dq
:hệ số dây quấn=k
n
*k
r

ý nghĩa:
dt
P
lD


2

Dây công suất:kW 1.1 1.7 2.8 4.5
1 1.5 3 4 5.5
kvA 20 ,50,110,180,320,
20,30,50,100,160,250,400
Hai máy đồng dạng :D
A
/D
B
=l
SA
/l
SB
=h
rA
/h
rB
P
đt
=mEI=

*

*J*s


*B

*s
Fe
*J*s

-khí hậu ôn đới:Y
Khí hậu ôn đới ẩm/nhiệtđới ẩm:T
1.9. Cấp bảo vệ:
IPxx
+ X
1
:bảo vệ vật rắn 7 cấp :(0 ,1,2 ,3 ,4 ,5 ,6 )
Cấp 0 : không bảo vệ
Cấp 1;bảo vệ đợc những vật lớn có kích thớc 50 mm tránh không cho đa
tay ngời vào
Cấp 2: không đợc cho ngón tay vào không có vật dài quá 80 mm các
cạnh khác nhau không quá 12 mm
Cấp3: bảo vệ không cho dụng cụ sợi vào đợc độ dày

2.5 mm các
cạnh khác nhau không quá 1 mm
Cấp 4 : bảo vệ tránh vật thể bán kính

1 mm
Cấp 5 : không cho bụi vào
Cấp 6 :kín hoàn toàn
+ X
2
:bảo vệ nớc 9 cấp (0.8)
Cấp 0 : không bảo vệgì cả
Cấp 1 :bảo vệ những giọt ma
Cấp 2 :bảo vệ đợc nớc rơI chếch rơI chếch 15
0
so với phơng thẳng đứng
Cấp 3 :bảo vệ ma rơI ở góc 60

1.13. Phơng pháp nghiên cứu và thi:
CHƯƠNG II:
Vật liệu dùng trong máy điện
Phân loại :theo vật liệu tác dụng
:theo cách điện
:theo kết cấu
Vật liệu tác dụng là vật liệu trong đó thực hiện quá trình biến đổi năng l-
ợng
Kết cấu: là vật liệu mà trong đó không thực hiện quá trình trao đổi năng l-
ợng(vỏ máy nắp máy trục máy)để giữ cố định các vật liệu
Theo cách điện :cách ly phần mang điện khác nhau (ví dụ cách điện giữa
các vòng dây)có thể già hoá theo thời gians
2.1. Vật liệu dẫn từ
Gồm mạch từ xoay chiều và mạch từ một chiều
Mạch từ một chiều dẫn từ thông không đổi
Mạch từ xoay chiều dẫn từ thông thay đổi biến thiên với tần số f cảm ứng
trong mạch từ các dòng phucô sinh ra tổn hao .Để hạn chế tăng điện trở suất
bằng tăng lợng silic hoặc trên đờng đI đặt các điện trở bằng cách đa các tấm
mỏng phủ sơn cách điện
Hai loại tôn :tôn cán nóng dẫn từ đẳng hớng
Tôn cán nguội dẫn từ đẳng hớng hoặc một hớng
Đặc điểm: giòn
Khi bẻ gãy theo hình răng ca
ít ảnh hởng bởi tác động cơ khí
Phạm vi sử dụng :chế tạo máy quay
Khả năng dẫn từ kém hơn so với tôn
chỉ làm tôn tấm
dẫn đến ít dùng
đặc điểm :gồm hai loại
+đẳng hớng dùng cho máy điệnquay mật độtừ trờng tốt hơn loại (3)

0
ữ
M
9
) (0
ữ
9 thể hiện lợngtạp chất dùng phổ biến làM
1
,dẫn đến tổn
hao tăng p
Cu
=R*I
2
điện trở suất của đồng là 0.0178 (

mm
2
/m)
Bền dẻo ( phụ thuộc công nghệ ) dễ hàn
Cu

=8.9 (Kg/dm
3
)
Nhôm : A
0

Al

=2.7 (Kg/dm

47
);dùng làm trục
FeCrNi dùng làm rôt or củatuốc bin hơI
- Nhựa :làm cánh quạt gió
Dây quấn xoay chiều
Dây quấn một pha
động cơ một pha có một pha dây quấn :từ trờng của nó là từ trờng đập mạch
Dây quấn 2 pha hay 1 pha lới
Dây quấn 3 pha
1lớp :đồng tâm phân tán ,đồng khuôn phân tán
2 lớp :sóng và xếp
Sự phân bố các rãnh trong các pha
2 cực 6 rãnh 3 pha quấn tập trung
kích thớc bối dây theo công thức trong tài liệu
trên thực tế ta có thể tính nh sau
l làchiều dài lõi thép
c nhô ra ngoài c lớn thì dễ lồng dây an toàn tốn dây có thể dây quấn chạm nắp
d tăng tốn dây dễ chạm nắp dễ lồng dây
a:cung nối giữa 2 tâm rãnh
ảnh hởng đến giá thành
ảnh hởng đến năng suất lồng dây
ảnh hởng đến độ tin cậy
Các thông số dây quấn máy điện xoay chiều
y2
y1
1
2 3
4 5 6
CHƯƠNG III:
Dây quấn máy điện

nt
=S=G
3.1.3. Dây quấn sóng
Hai đầu của một phần tử đợc nối với 2 phiến góp rất xa bằng 1/2 chu vi
phần ứng
Sau khi đi hết 1 vòng phần ứng trở về phiến ngay trớc phiến xuất phát

sóng đơn
Còn trớc m phiến

sóng phức(m=2+4)

điều kiện đối xứng
S/2*a nguyên điều kiện không có dòng cân bằng
Số phần tử hay số thanh dẫn trong mỗi rãnhđều nh nhau
Z
Z
Z
S
nt
nt
=
nguyên (đối
xứng về cơ )

vị trí chổi than :chổi than đợc đặt trên đờng trung tính hình học
có nghĩalà phảI đặt ở chỗ mà khi nối ngắn mạch1 phần tử thì phần tử đó có 2
cạnh tác dụng đang nằm trên đờng trung tính hình học

quan hệ giữa số đôI cực và số đôI mạch nhánh

Dây quấn 3 pha
1lớp :đồng tâm phân tán ,đồng khuôn phân tán
2 lớp :sóng và xếp
3.2.2. Sự phân bố các rãnh trong các pha
Y
A
z
b
X
c
2 cực 6 rãnh 3 pha quấn tập trung
pm
Z
q
**2
=
Dây quấn 1 lớp a z b x c y
Dây quấn 2 lớp a x b z c y
Lớp dới theo bớc dây y hoặc trợt A-Z đI n rãnh về phía trớc
Aazzbbxxccyy
azzbbxxccyya
3.2.3. Kích thớc bối dây theo công thức trong tài liệu
trên thực tế ta có thể tính nh sau
a
d
l
l làchiều dài lõi thép
c nhô ra ngoài c lớn thì dễ lồng dây an toàn tốn dây có thể dây quấn chạm nắp
d tăng tốn dây dễ chạm nắp dễ lồng dây
a:cung nối giữa 2 tâm rãnh

sóng điều hoà hình sin không quan trọng nh dây quấn 2 lớp.Ưu điểm đơn giản
dễ lồng dây
Nhợc điểm :k
n
=1 không cảI thiện sóng bằngbớc ngắn đợc
+dây quấn 2 lớp:dùng cho máy điện lớn tốc độ lớn(ví dụ 2p=2 ,
n=1500(vòng/phút)
Số mạch nhánh song song (a)
Số mạch chập song song (n)
Chọn a,n /đờng kính dây

2.1(mm)
1
3
ữ
kW d

1.1
1
ữ
10 kW d

1.3
11
ữ
30 kW d

1.55
Kiểu dây quấn
+đồng khuôn :kết cấu chắc chắn bối trớc đè lên bối sau ,sau khi bị

Dây men(emay)
Dây bọc sợi ;giấy sợi cottong tơ tằm sợi thuỷ tinh

có len chịu nhiệt cao nhng
chiều dày to lớn

chọn dây
Chọn dây có cấp cách điệnchịu nhiệt tơng ứng
Chọn chiều dày dây (dày cách điện)
Chọn chất lợng
Dây vô cơ có cờng độ chịu nhiệt hữu cơ
độ bám men (khi bẻ dây đứt thì men mới đứt theo

tốt)
3.3. Dây quấn kích thích, bù, cản
3.3.1. Dây quấn kích thích máy một chiều
kích thích song song hay nối tiếp
kích thích song song thìU
t
=U
u
kích thích nối tiếp thì I
t
=I
u
chọn chiều quấn sợi dây3.3.2. Dây quấn kích thích máy đồng bộ
chọn điện áp :dây tròn ,dây dẹt

n
=1 không cảI thiện sóng bằngbớc ngắn đợc
+dây quấn 2 lớp:dùng cho máy điện lớn tốc độ lớn(ví dụ 2p=2 ,
n=1500(vòng/phút)
Số mạch nhánh song song (a)
Số mạch chập song song (n)
Chọn a,n /đờng kính dây

2.1(mm)
Kiểu dây quấn
+đồng khuôn :kết cấu chắc chắn bối trớc đè lên bối sau ,sau khi bị cháy thì
phảI tháo hết không sửa cục bộ .Lồng dây khó giảm năng suất
+Đồng tâm (hoa sen):gồm 2 mặt khi cháymột nhóm có thể sửa cục bộ đợc
không phảI chờ dễ lồng kém chắc chắn tốn dây
+kiểu phân tán:1 nhóm bối dây đầu chia làm 2 nửa đổ về 2 phía


ít tốn dây bối dây ngắn hơn

khó lồng dây

u điểm khi q lớn
Dạng rãnh chia làm 3 loạidây quấn
+rãnh kin:dây quấn không đa từ miệng rãnh mà đa từ 2 đầu rãnh

có khe hở để giảm từ thông tản
Khi kín hoàn toàntừ thông không móc vòng qua stator mà đI qua lõi thép nh
hình vẽ

thờng dùng cho động cơ có điện áp thấp

A
X
dùng chuyển mạch theo kiểu thanh răng bánh
răng
rãnh dầu ngang
ví dụ
X1
X2
X3
Y1
Y2
Y3
Z1
Z2
Z3
Dây quấn hình trụ dây quấn hình chữ nhật
chỉ đợc quấn 1
ữ
2 lớp
quấn bằng dây chữ nhật có thể chập một số sợi dọc theo hớng trục
quấn theo hớng trục
các vòng dây khác nhau
có cách điện giữa2 lớp hoặc rãnh dầu dọc
quấn đợc ít vòng chập đợc ít sợi vì vậy chỉ dùng cho máy nhỏ dây quấn hạ áp
tản nhiệt tốt kết cấu kém chắc chắn
b(mm)=7
h ớng trục
h ớng kính
từ tr ờng tản không phân bố đều dẫn đến
tổn hao phụ tăng



quấn 12 sợi quấn 9 vòng 50 mm
2
Nếu lới U
kV35
không đợc chia đều số vòng dây phân đoạn. Thiết kế vòng
điện dung
vành chắn dẫn điện tránh phóng điện giữa đầu dây
và gông từ
vòng điện dung
cuộn
dây
Dây quấn xoắn ốc
Quấn từ dây dẹt
Quấn theo hớng kính vòng sau đè lên vòng trớc
Có nhiều bánh đĩa galet nối tiếp nhau liên tục
Do đó cuốn lại hai cuộn ta đợc
5 đến 7 mm rãnh dầu ngang
Có thể chập một số sợi (2 ,3,4,5 )thờng là 3 sợi nhng phảI hoán vị theo hớng
kính
ví dụ chập hai sợi
2
2
1
1
cuốn đợc nhiều vòng tiết diện lớn ứng dụng cho cao áp máy lớn
+2 đầu A,X ở trên và ở dới tăng cờng cách điện những cuộn đầu đặt vòng điện
dung hoặcvành tĩnh điện để chống sét


5
4
3
2

1 2 3 4 5 6 7 8 9
+quấn đợc số vòng phân bố trên galét
+tản nhiệt tốt
+kết cấu chắc chắn chịu lực ngắn mạch tốt
Dây quấn hình xoắn

1
2
3
4
5
5
6
6
8
6
7
8
1
2
3
7
8
4
5

a
nNp
e
**
*60
***
=

Xoay chiều
E=4.44*
wfk
dq
***
Mà
F=I*W=H*l
Phơng pháp
định luật toàn dòng điện

= FdlH *
khó khăn trong tính toán đo lờng


=1
*
i
i
dlH

=
n

:chiều cao cực
L
G
:chiều dài gông
L
Ư
:chiều dài phần ứng
tính sức điện động trong khe hở
F

=2*


kH **
k
21
*

kk=
trong đó
1

tính đến khe hở không đều ,
2

k
kể đến ảnh hởng
rãnh phần ứng ,
3



=
0
*
à

B

0
à
độ từ thẩm của không khí =4*3.14*
7
10

B

=




l**



b=*
74.07.0 ữ=




g
=0.92
95.0
ữ
hệ số ép chặt
0
***
***2
à




l
k
F =

tính sức từ động rơi trên vùng răng rãnh
hz
hzx
t1
?
Trong đó t
1
là bớc răng
F
z
=2.h
z
.H

S
S
BB .
,

+=
Do tính chất đẳng thế mật độ B trên một mặt cong
zxzxzxzx
hHBB
0
,
à
+=
Cho các

khác nhau thì ta tìm đợc H
zx
khác nhau với các k
rx
khác nhau

)(
,
zxzx
HfB =
.Nếu B
,
zx
8,1.
8

1
H
ztb
lấy giữa răng t
x
=
1
.
2
1
t
H
z2
lấy cuối răng t
x
=0
H
z
=Z
z1/3
( t
x
=
1
.
3
1
t
tính từ đáy rãnh lên )
Khi thiết kế căn cứ hình dạng rãnh để chọn







+=+=
t

hệ số từ tản
Tiết diện cực
S
c
=
tc
lb .
,
.k
c
trong đó b
,
c
chiều rộng tính toán của cực
F
c
=2.h
c
.H
c


l
G
theo công thức trong tài liệu
L
G
tuỳ theo máy có cực từ quay hay đứng yên
Trong máy điện một chiều
L
G
=
( )
g
gn
b
p
bD
+

.2
.

Cho các

khác nhau
( ) ( )






.2
tzu
dhD
(
)

= Ff
lập bảng vẽ đồ thị
Bão hoà sớm
WIF .=


lớn

W lớn
Không bão hoà dẫn đến mạch từ lớn và gần tuyến tính

khi F biến đổi thì U

biến đổi nhiều
Bão hoà khi F biến đổi thì U biến đổi ít hơn
k
bh
=



F
FF
F

F
=F
Z1
+F
Z2
tínhtoán điện trở và điện kháng của dây quấn (tham số máy điện )
CHƯƠNG V:
Đ5.1 Tớnh in tr dõy qun
r_ in tr thun
r
td
_ in tr tỏc dng
r
td
= k
r
r k
r
: hng s tng in tr do dũng xoay chiu
k
r
= 1,03 vi f = 50Hz
= 1,15 vi f = 1 kHz
r
dõy dn
ph thuc nhit
R

=
0

f: điện trở suất
s
td
: tiết diện tác dụng của 1 vòng dây
a: số mạch nhánh
Đối với MĐ 1 chiều: r
td
=
( )
u
r
2
l
b
s 2a
ρ
l
u
= N.l
tb
l
tb
: chiều dài trung bình 1 thanh dẫn
_ Ảnh hưởng tần số: f
2
= sf
1
Khi s↑ thì f
2
↑

I
µ
I
μ
: dòng từ hoá
1 1
0
1 m 1 m
U U
I I
Z Z x x
= = µ
+ +
;
X
m
= 0,158
2
1 1
0
1
l
f W
100 100 pq
δ
 
λ
 ÷
 
''

1 1
2
1
2
2
2
W
:
1
m m
m
m
m
m dq n r
f fx x
x
x l
x
p
x k k k
∈
=
:
:
:
:
:
x
m
: kích thước miệng của răng rãnh

: hệ số từ dẫn phần đầu nối

t
λ
: hệ số từ dẫm tản tạp (là sóng bậc cao)
'
1 5 3 5
2 4
4 4
3
3 2 4
r
r r r
h h h h
h h
br b b b b b
k k
β
λ β
 
= + + +
 ÷
+
 
+
Trong đó
t
λ
phụ thuộc hình dáng
của rãnh

δ
=
; k
t
: hằng số phụ
x phụ thuộc rãnh thẳng hoặc rãnh nghiêng
CH¦¥NG VI:
Tổn hao và hiệu suất
§6.1 Đại cương
- Tổn hao thép p
Fe
- Tổn hao đồng p
Cu
- Tổn hao cơ p
cơ
- Tổn hao phụ p
f
∑p = p
Fe
+ p
Cu
+ p
cơ
+ p
f
1
2
1 1 1
P p p
P

 
β: hệ số kể đến loại tôn
= p
Fez
+ p
FeG
k
gc
: hệ số gia công
G
[G,Z]
: khối lượng gông, răng
k
gc
kể đến sự biến tính của tôn làm cho suất tổn hao tăng(p
Fe1/50
)
k
gc
= 1,3 ÷ 2,5
§6.2.2 Tổn hao phụ
1.
Tổn hao bề mặt:
n
P
b
m

B
c