DÒ ÁN TỔT NGHIỆP

THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG

làm giảm được dòng từ hoá, làm tăng hiệu suất của máy điện và hệ số coscp.
MỒ ĐÀU
Em sử dụng phương pháp duyệt toàn bộ trên lưới đều trong quá trình thiết kế.
Động cơ công suất nhỏ ngày nay được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều
*Nghiên cứu ảnh hưởng của mômen phụ đối với động cơ không đồng
lĩnh vực như trong công,nông nghiệp,trong tự động hoávà máy tính,trong
bộ: Phân loại, nguyên nhân và cách khắc phục.
hàng
*Mộtsinh
số chú
khi đình...Động
sử dụng độngcơcơcông
điệnsuất
dung.
không,trong
hoạtý gia
nhỏ rất đa dạng và phong
độloại
của và
emchức
còn hạn
chế Tất
và điều
kiện cơ
thời
gian đồng
có hạnbộnên

của các thầy
cô giáo
emđộđược
hiểucủa
sâuđộng
hơn
và
làm dẫn
giảmvàđộ
cậytận
củatình
chúng.Trong
trường
họpđểkhi
tin cậy
về máy
và động
điệnyêu
dung
cơ
đóngđiện
vai nói
trò chung
quan trọng
nhấtcơcòn
cầunói
môriêng.
men khởi động không quá
cao, người
ta thường

THANH
trực
B) nối với nguồn qua tụ c. môn
Các
trongtiếp với nguồn(Cuộn A), cuộn phụ(Cuộn
bộ
cuộn
và B chiếm
rãnhĐiện,
như nhau
trênĐại
stato.
Thiết dây
BỊ A
Điện-Điện
tử, số
Khoa
Trường
Học Bách Khoa Hà Nội đã
Như
độngdẫn
cơ giúp
điện đỡ
dung
vị trí
lớn,bởi
vì nókếcócủa
ưu mình.
điểm là
nhiệt

4
LỜI NỚI ĐẦU

PHẦN I THUẬT TOÁN THIẾT KÊ
Sơ ĐỔ MẠCH ĐIỆN ĐỘNG cơ ĐIỆN DUNG
Xác định kích thước chủ và thông số pha chính
II Xác định kích thước răng rãnh stato
III Xác định kích thước răng rãnh roto
IV Tính toán trở kháng stato , roto
V Tính toán mạch từ
VI Tính toán chế độ định mức
VII Tĩnh toán dây quấn phụ
VIII Tính toán tổn hao sắt và dòng điện phụ
IX Tính toán chế độ khởi động
PHẦN

III
PHẦN

CHUYÊN
IV

ĐỂ
TÀI

LIỆU

PHẦN V PHỤ LỤC

3

Khi xác định kích thước chủ yếu, người ta thường quy đổi công suất
máy một pha ra máy ba pha có cùng kích thước. Lúc đó công suất máy ba pha
quy đổi là:
Công suất đẳng
trị
đmlll = P1Pđm = l,5.180=270 w
Trong đó:
l.

Đối với động cơ điện dung: Ị3, =(1,25 H- 1,7); Chọn p, =1,5
2.

Công suất tính toán của động cơ 3 pha đẳng trị
p = ----^— = —— = 459,184 w
siil Ĩ-ỊỊỊỊ COS (pn, 0,588
Tra bảng (1 -1) trang 20 theo tài liệu [ 1 ] ta có: Tìm .coscpm = 0,588
3. TỐC độ đồng bộ của động cơ

Yldb

60,f 60.50

,

p1

4.Đường kính ngoài Stato được xác định theo công thức
p. _ 44 pm.p 44 1
459,184.1 _11/1Ơ/1
Trong đó:

7. Chiều dài tính toán của Stato

1 = X xD =0,9.63,8 = 57,42
mm
S.Chiều dài khe hở không khí
Chọn khe hở không khí: Khe hở không khí càng lớn thì tổn hao không
tải và hệ số cosọ nhỏ nhưng nếu như chọn khe hở không khí nhỏ quá thì vấn
đề công nghệ không đáp ứng được và làm tăng sóng bậc cao lên.
5 =0,2+D/200 mm; Ta chọn ô =0,3 mm
9. Đường kính ngoài lõi sắt Roto

6


dqA o- K-v £

n.\

DÒ ÁN TỔT NGHIỆP

-

THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG

Trên đặc tĩnh momem M= f(n) không có chỗ lồi, lõm nhiều do
những momem ký sinh đồng bộ và không đồng bộ sinh ra.

-

Động cơ khi làm việc, tiếng ồn do lực hướng tâm sinh ra nhỏ nhất.

sa_4 ks.J\ủ^

DÒ ÁN TỔT NGHIỆP

THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG

Chọn V = 1: Bậc của sóng sức từ
động
lổ.Hệ sô bão hoà răng
kz=( 1,1-1,5); Chọn kz =1,1
ag

=0,66

-

0,73

;

Chọn

a§

=0,66

Hệ số này phụ thuộc vào độ bão hoà răng Stato và
Roto
18. TÙ thông khe hở không khí



1.6

Chọn a= 1: số mạch nhánh song song
21. Dòng điện định mức

IđmA = -------------------------pdm =A
ĩ]u cos (pn V 2 Udm

= 1,422

0,407A/2.220

Từ đường biến thiên hình (1-3) trang 21 theo tài liệu [1]
với p= 180 w thì rỊn.cos(pn = 0,407


DÒ ÁN TỔT NGHIỆP

THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG

Trong đó mật độ dòng điện J= (6-5-7) A/ mm2; Chọn J = 6 A/
mm2
Từ phụ lục 2 trang 269 theo tài liệu [1 ]
Quy

chuẩn

SSA=0,246


lá thép 0,5 mm, do đó có hệ sô ép chạt Kc =0,97
2. Xác định dạng rãnh Stato
Stato cúa động cơ điện dung có thể dùng các dạng rãnh sau:

-

■

Hình quả lê

■

Hình nửa quả lê

■

Hình thang

Rãnh hình quả lê: có khuôn dập đơn giản nhất, từ
trở ở đáy rãnh so
với 2 rãnh kia nhỏ, vì vậy giảm được suất từ
động cần thiết trên răng.
—H

4. Chiều cao miệng rãnh
h4s = (0,5 -4-0,8) mm ; Chọn h4s = 0,5 111111

Chiều rộng miệng rãnh
b4S = dcđ + (1,1-5- 1,5) = 0,615 +(1,1+1,5); Chọn b4S = 2 mm
10

Trong đó:
Fs là tổng sức từ động rơi trên
stato
Fzs là sức từ động rơi trên răng
stato


g

2 .B„.ls.kc

2.1,3.5,742.0,97

DÒ ÁN TỔT NGHIỆP

THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG

U[BZS[1,6

T

0,9[Bgs[ 1,3 T
+ Giới hạn trên và giới hạn dưới của bề rộng răng, chiều cao gông
b„min

=

hhL

=

m

hi2s = hrs- 0,5(dls +d2s -2.h4s) =7,2 - 0,5(5,9+5,6)= 1,9 mm
ÁN
ÁN
TỔT
TỔT
NGHIỆP
NGHIỆP
THẾT
THẾT
KẾKẾ
DỘNG
DỘNG
co co
KĐB
KĐB
MỘT
MỘT
PHA
PHA
ĐIỆN
ĐIỆN
DUNG
DUNG
hrs = 7,2 mm hzs =DÒ
6,6DÒ
mm
28,18 A


hàm mục tiêu. Nếu một trong các rằng buộc không thoả mãn ta loại ngay và
Trong đó : Scđ=c.(d2s+2.hrs)=0,2.(5,9 + 2.7,2)=4,06 mm2
chuyển sang các điểm tiếp theo. Các điểm thoả mãn được lưu lại.
Fzsưu là
=2.
=2.4,97.0,66
= 6,56 A
Điểm tối
điểmHzs
có hàm.hzs
mục tiêu
nhỏ nhất.
Dựa vào bảns quan hệ H=f(B) ở phụ lục I trang 268 theo tài liệu[ 1 ]
*)Lưu đồ thuật toán (hình 2)
18.SÚC từ động ở gông Stato
9. Chiều dài gông :
] 42 3,14(11,6 -1,89) _/
=21,62 A
Fgs = H•
2.1
lO.Đường kính phía trên 2.p
Stato
_ ĩr(D + 2.h4s)-bzs.Zs _ 3,14(63,8 +

19.
Tổng sức từ động Stato min
2.0,5)-3,6.24

'4'~ zs - n ~
24-3,14


DÒ ÁN TỔT NGHIỆP

THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG

CHƯƠNG 3
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC RĂNG RÃNH ROTO
1. Rãnh Roto được chọn theo sự phối hợp rãnh Stato zs và rãnh
Roto ZR
2. Ớ đầu bài toán thiết kê sô rãnh Roto ít ZR = 19 < ZR =24 có lợi

cho

việc

đúc nhôm bằng áp lực vào Roto .
3. Chọn rãnh hình quả lê để đảm bảo độ bền khuôn dập và tiện cho

4. Để đảm bảo độ bền của khuôn dập thì chiều cao miệng rãnh phải

nhỏ.

h4R = (0,3*0,4) ram; Chọn h4R=0,3 ram
5. Chiều rộng miệng rãnh

b4R

=

(l-ỉ-1,5)

_
2_
K.
0,2641
an
Trong đó:

15

ký

sinh


1

0,5.5,742.10,445 _
R ì k 1.5,742.0,97
uzR
0,5.5,742.10,445 _
DÒ
THẾT KẾ
DÒÁN
ÁNTỔT
TỐTNGHIỆP
NGHIỆP
BZR min 1,8.5,742.0,97
THIẾT
KẾDỘNG
ĐỘNGco

Roto
0,97 là /3
= —từ= —--=0,7991:
biếu thi băng phân sô
n -lR-kc
cua
rRmin
;
Vậy
ta
có
g
; hgRmax thì h
t 10,445
*) Các rằng buộc:
bước răng Roto

Mật độ dòng cho phép trong thanh dẫn lồns sóc
bn: Độ nghiêng rãnh
cung tròn của Roto
2[ J|dtính
[ 3theo
A/mm2

Mật độ từ thông trong răng BzR và sông BgR
S.Dòng điện tác dụng trong thanh dẫn Roto:
Roto
J_
_ 0,798.1,422.2.2.480.0,903 _102 739 A
998

2R

zR+n
zR-n

19 + 3,14

19-3,14
DÒ ÁN TỔT NGHIỆP

THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG

hrRt thì hgRị BgRt -> HgRt ->
FgRt
hrRt thì bzRt _> BzR ị HzR ị _>
FzR

ị

Miền giới hạn G của biến số độc
lập là:
4,802=hrRmin

[

hrR[

=14,742

hrRmax

Điều kiện công nghệ: bzR /1,8
mm
h _ ^-104 _
0,001898.10
= 12,6
Đáy rãnh 2 .Bgr.ỉR.k..
Roto 2.1,355.57,42.0,97.10
d2R / 2,5 mm
*)Biến sô độc lập
14. Chiều cao phần thẳng rãnh
Roto:Chiều cao rãnh roto hrR
18
17


am

mm

hrR = 9,5 mm

Z-n4R
hzR = 9,2 mm

25,53 A

hgR = 12,6 mm BzR = 1,165 T SrR=34,27 mm2

mm bzR = 4,6 mm


18.Sức từ động 0 răng Roto
FZR

=2.

HZR

.hZR=

2.5,08.0,92

=

9,34

A

Dựa vào bảng quan hệ H=f(B) ở phụ lục I trang 268 theo tài liệu[ 1
n.(dt
+
híR)_3,14(1.914
+
= 16,19 A
=
------------------ 24 ------20. Tổng sức từ động Roto min

FR=FZR+FgR =9,34+16,19 = 25,53 A

19


7

= 135,75 mm2
2,3

25. Chiều cao vành ngắn mạch

bv > 2.hl2R =2.5,1 = 10,2 mm ; chọn bv=l 1 mm
a = —= 135,75 =12,34 ; chon av=12 mm
bv11
26. Tiết diện vành ngắn mạch sau khi đã làm tròn

Sv = av. bv = 11.12=132 mm2

20


y2p

K

2.1

3

DÒ ÁN TỔT NGHIỆP

THẾT KẾ DỘNG co KĐB MỘT PHA ĐIỆN DUNG

CHƯƠNG 4

dây Stato
quân Stato
4. Chiều
Điện trở
dụng
của

ld=k,.TY+2B
11,822 cm
R
=p =1,2.8,185
.+L
=+2.1=2,13.10~2
168,61
=14,6
s
Ssj.a0,246.1
Trong đó: Hệ số kinh nghiệm: kj = 1,2
Hệ số đó:
kinh nghiệm: B = (0,5+1,5); chọn B =1
Trong
rtD
+ Uưs) P=*(6,38 + 2.0,72)
2 suất của
cmkim loại bằng
p75,,=2,13.10'2Qmm2/m:
Điện trở
đồng dùng trong động cơ
5. Điện trở Stato tính theo đơn vị tương đối


h 2 xét h4
đến
từ tản
ở thành rãnh và miệng rãnh,
đến từ tản ở ngoài rãnh
[ Aĩ-kP
+ (°’785
s ).kỊ3, ]
b —— +
ỉ.a\
b4
2.CỈỈ d\
+(0,785 - ——^
= 0,965
3.5,6
2.5,6
5,6
Ta sử dụng dây quấn một lớp bước đủ nên ta có hệ số kp = kp
=1
1+ : chiều cao nên ta có
1+ = hn+ bcđ- —-2 + 0,2 - — = -0,6 mm
z n CCĨ 2
2
h, = hrs-h4s-—-bcd-h2- —
rs 4S 2 ca z 10
=7,2-0,5- 2,8-0,2-0,59=3,11 mm
7. Hệ sô từ dẫn của từ tản tạp: \

Xét đến ảnh hưởng từ trường bậc cao (sóng điều hoà răng và sóng điều
hoà dây quấn) gây lên từ thông móc vòng tản trong dây quấn Stato, có khi còn

0,275.10 4 _ ! 6896 1 0 - 4
—■_
n
+
23 34,272

Trong đó:
rt = S7Ị0:Điên trở thanh dẫn Roto
SrR
rv:Điện trở vành ngắn mạch
St: tiết diện thanh dẫn Roto mm2
1R: chiều dài thanh dẫn Roto mm
=
10 M 75 10.4 n
z„.a,.br 19.11.12.23
ki2.rpt = 77,375.1011,6896.10’4= 13,074 Q
14. Điện trở Roto tính theo đơn vị tương

đốirl

=rR.^a-=13,704.-^= 0,0885 Q
u„

220

15. Hệ sô từ tản rãnh Roto

Ằ,rR= [-^_(1-^L)2+O,66- A _ ] .k+ Ỉ-HL =0,969 Trong đó:
3.
d]R

2(5,5

+

18. Tổng hệ sô từ tản Roto

I Ẫs= xm + Ắ,R + Ẳ,R =2,661 +2,278+0,969
=5,908
■5,917
y V _y 1 K-^s (^dqA ,2 _c QQO
57,42.24.0,903'
LẢ, Z.ÀR-lsZ^kJ ’
57,42.19.0,9982
XRA — XSA
5 977
„
ĩ,Ẫs
5-90S
20.Điện kháng Stato tính theo đơn vị tương đôi
ỵ‘.=

ỵ.-—

25

=12,07.^^


xmA =


Fm=Fs +FR +FS=299,568 +28,18 +25,53 = 353,278 A
ó.Dòng điện từ hoá
I=
p'ỉ7"’ = 1-353,278 - Q / Ị Ị Q 3 A
^ 0,9 .m.wSA.kdqA 0,9.2.480.0,903
7.Dòng điện trở hoá phần trăm
I % = lỉL' 100 = °>4103 = 28,85%
S.Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí
k,-.u, 0,4103
Ifi
0,82.220

_

Điện kháng ứng với từ trường khe hở không khí tương đôi
= X.

ỉdm
Udm

1 422
=433,968.^=
220 0,2842

26


Xn,A + XRA

X...A

3.Điện trở tác dụng thứ tự thuận của mạch điện
Chọn s=0,045 làm giá trị tĩnh toán

p

cc

.j3

_________
a2 +s2

.X

mA

.s

0,0312 + 0,0452

=198,429 Q

_ a.p.xmA.(2 - S) _ 0,031.0,973.439,968.(2 - 0,045) 0
1 ỵ 41 õ I 7 õ
7 1 7
— 3 —O7 ^
a-+(2-S)2
X RA\ XRA-P-

0,0312 + (2 - 0,045)2

ó.Tổng trở mạch điện thay thê thứ tự thuận
^A1 =rAl +J- XAI=(rSA +r RAl) + J (^SA +
XRA|)
=(

14,6+189,429)+j(

=213,029+j!56,668 Q

28

11,887+145,427)