Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY ĐIỆN
I. Nhiệm vụ thiết kế.
1. Đầu đề thiết kế:
Thiết kế động cơ không đồng bộ roto lồng sóc
2. Các số liệu ban đầu:
- Công suất đinh mức: 3 kW
- Điện áp định mức: 380/220 V đấu Y/∆
- Tần số: 50 Hz
- Số cực: 2p = 6
- Cosφ = 0.76
- Hiệu suất: η = 79,5%
- Kiểu máy: Kín, tự làm lạnh bằng quạt gió, cách điện cấp B
3. Nội dung tính toán:
- Tính toán kích thước chủ yếu.
- Tính toán điện từ.
- Tính toán nhiệt.
- Bản vẽ tổng lắp ráp A
0
.
II. Bài làm
Máy điện KĐB do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử dụng bảo quản
thuận tiện, giá thành rẻ nên được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân. Nhất
là loại công suất dưới 100 kW.
Động cơ điện KĐB roto lồng sóc cấu tạo đơn giản nhất lên chiếm một số
lượng khá lớn trong loại động cơ điện công suất nhỏ và trung bình. Vì thế trong
nhiệm vụ tính toán và thiết kế môn học máy điện này em tính toán và thiết kế với
động cơ điện KĐB roto lồng sóc. Với các thông số định mức như sau:
- U
đm

n
= 19,1 cm (Theo tiêu chuẩn 4A của Nga).
3. Đường kính trong của Stato:
Theo bảng 10.2/Tr 230 – TKMĐ có với 2p = 6 thì k
D
= 0,7 ÷ 0,72.
Chọn k
D
= 0,7
=> D = k
D
.D
n
= 0,7.19,1 = 13,4 (cm)
4. Chiều dài Stato:
Chiều dài của Stato được tính theo công thức (10-2)/Tr 230 – TKMĐ

.n.D.A.B.k.kα
6,1.P'.10
l
đb
2
δdsδ
7
S
=
Trong đó:
P’: Công suất tính toán. Được xác định theo công thức (10-3)/Tr 230
– TKMĐ:
(kVA) 4,6

=
: Hệ số dạng sóng
k
dq
= 0,925 : Hệ số dây quấn (Chọn)
Theo hình 10-3a-b/ Tr 232 - TKMĐ lấy A = 210A/cm và B
δ
= 0,85 T.
D = 13,4 cm : Đường kính trong của Stato (tính toán ở phần 3 của
quyển thiết kế này)
n
đb
= 1000 V/ph : Tính toán ở phần 1 của quyển thiết kế này.
Vậy ta thu được chiều dài của Stato là:
cm 13,32
.10000,85.13,40,925.210.0,64.1,11.
6,1.4,6.10

.n.D.A.B.k.kα
6,1.P'.10
l
2
7
đb
2
δdsδ
7
S
===
Lấy l

5.0,763.220.0,79
3.10

Cos.3.U
P.10
I
3
1
3
1
===
ϕη
Tính toán Stato
8. Số rãnh của Stato:
Trang 3
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT
Ta có theo yêu cầu thiết kế có U
đm
: 380/220V đấu Y/∆ và theo phần 2 trong
quyển thiết kế này ta đã có h = 112 mm. Vậy ta dùng dây quấn 1 lớp đồng tâm đặt
vào ½ kín
Chọn q
1
= 2
=> Số rãnh của Stato bằng Z
1
= 2m.p.q
1
= 2.3.3.2 = 36 (Rãnh).
9. Bước rãnh của Stato:

1
= 7,52 A : Theo phần 7 của quyển thiết kế này.
Lấy u
r1
= 65 – Do đây là dây quấn 1 lớp đồng tâm.
11. Số vòng dây nối tiếp của một pha:
(Vòng) 390
2
65
3.4.
a
u
.p.q w
1
r1
11
===
12. Tiết diện và đường kính dây dẫn:
Tra đồ thị 10-4b/Tr 237 - TKMĐ ta thấy AJ = 1690 (A
2
/cm.mm
2
)
=> Mật độ dòng điện là:
)(A/mm 8,04
210
1690

A
AJ


13. Kiểu dây quấn:
Chọn dây quấn bước ngắn có β = 5/6 = 0,833 Hay có y = 10. Do τ = 12
14. Hệ số dây quấn:
+ Hệ số bước ngắn:
0,966
2
π
sinβ k
y
==
+ Hệ số bước rải:
0,958
2
α
q.Sin
2
α
Sinq
k
r
==
Trong đó:
12
π
48
4π
Z
2ππ.
α

4
δ
===
=> Phù hợp với B
δ
= 0,85 T đã chọn ở trên
17. Xác định sơ bộ chiều rộng của răng:
(cm) 0,6244
1,75.0,91
0,85.1,17
.k.lB
.t.lB
b'
c1Z1
11δ
Z1
===
Trong đó:
B
δ
= 0,85 T – Đã xác định trong phần 16 quyển t.k này.
t
1
= 1,17 – Bước rãnh của Stato.
B
Z1
= 1,75 – Tra bảng 10.5b/Tr 241 – TKMĐ
k
C
= 0,91 – Hệ số ép chặt lõi chọn theo bảng 2.2/Tr 23

= 8.5 mm h
r1
= 18.5 mm
d
1
= 6 mm b
41
= 3,0 mm
d
2
= 9 mm h
41
= 0,5 mm
Theo bảng VIII-1 ở phục lục VIII/Tr 629 –TKMĐ
chiều dày của cách điện rãnh là 0,25mm – 0,25mm –
0,55mm
Diện tích rãnh trừ nêm:
mm 219 )
2
9
- (18.5
2
9 11

8
)11 π(9

)
2
d

1
; của tấp cách điện giữa 2 lớp là
d
1
+ d
2
Diện tích cách điện của rãnh là:
mm 37
.0,5
2
.9
.0,49) (11 2.18.5
2
.11

.0,5
2
.d
.0,4)d(d 2.h
2
.d
S
2
1
2112
2
cđ
=
=+


Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT
S
r
= S’
r
- S
cđ
= 219 – 37 = 183 mm
2
Hệ số lấp đầy của rãnh theo công thức 3-27/Tr 66 – TKMĐ:

S
.d.nu
k
r
2
cđ1r
đ
=
Trong đó:
u
r
: Số dây dẫn trong 1 nhánh u
r
= 65 theo phần 10 trong
quyển thiết kế này
n
1
= 2
d

cm 0,47
1,1 -
36
1,85) 2(0,05 13,4
d -
Z
)h 2.(h D.
b"
2
1
1241
Z1
=
=
++
=
++
=
π
π
cm 0,90
2
b"b'
b
z1z1
z1
=
+
=⇒
21. Chiều cao gông Stato:

1
1200
D
δ =






+=








+=
Theo máy đã chế tạo bảng 10-8/Tr 253 chọn δ = 0,3 mm = 0,03cm
Tính toán Roto
Trang 7
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT
23. Số rãnh của Roto:
Theo bảng 10.6/Tr 246 – TKMĐ ta có số rãnh của Roto là Z
2
= 26 rãnh
24. Đường kính ngoài của Roto:
D

tr
= 0,3D = 0,3.13,4 = 4,02 (cm) Lấy D
tr
= 4cm
28. Dòng điện qua thanh dẫn Roto:
Theo công thức 10-17/Tr 149 – TKMĐ:

Z
.k6.w
..Ik I I
2
d11
112td
==
Trong đó:
k
1
= 0,83 – Tra hình 10.5/Tr 244 – TKMĐ với cosφ = 0,76
I
1
= 7,52 A
w
1
= 390 Vòng
Z
2
= 38
=> I
2
= 241,5 (A)

Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT
Ở đây ta chọn J
2
= 3 A/mm
2
31.Tiết diện vòng Ngắn mạch:
Chọn sơ bộ mật độ dòng trong vành là J
v
= 2,5 A/mm
2
mm 766,0
2,5
1916,67

J
I
S
2
v
v
v
===⇒
32. Kích thước rãnh Roto và vành ngắn mạch:
Với chiều cao tâm trục h = 112mm ta chọn rãnh roto hình
ôvan như hình vẽ bên. Trong đó các thông số như sau:
b
42
= 1,5 mm h
42
= 0,5 mm

35. Bề rộng của răng Roto ở 1/3 chiều cao răng:
( )
( )
cm 0,87 6
38
7 24
3
4
- 2.0,5 - 23,26π

d -
Z
dh
3
4
- 2h - Dπ
b
2
1242R
3
1
z2
=−






+

−
=
37. Độ nghiêng của rãnh ở Roto:
Trang 9
h
12
b
41
b
42
h
42
a
b
D
v
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT
Để giảm lực kí sinh tiếp tuyến và hướng tâm và triệt tiêu sóng điều hòa răng
người ta thường làm rãnh nghiêng ở Roto hoặc Stato. Trong quyển thiết kế này ta
làm rãnh nghiêng trên Roto.
Theo công thức 10-16b/Tr 245 – TKMĐ:
cm 1,53 t
Z
D
b
1
1
n
=≈=
π

=
Với :
98,1
0,7
3
5
0,7
3

δ
b
5
δ
b
γ
2
41
2
41
1
=
+






=
+

δ = 0,07 cm
Trang 10
Đồ án Thiết kế Máy Điện SV: Nguyễn Tiến Minh CH9 TBĐ – ĐT
64,0
0,7
1,5
5
0,7
1,5

δ
b
5
δ
b
γ
2
42
2
42
2
=
+






=

4
= 945,66 A
41. Mật độ từ thông ở răng Stato:
T 1,72
0,70.0,95
0,75.1,531

.k.lb
.t.lB
B
C1z1
11δ
z1
===
42. Cường độ từ trường trên răng của Stato:
Theo bảng V-6 phụ lục V/Tr 608 – TKMĐ
H
z1
= 19 A/cm
43. Sức từ động trên răng của Stato:
Theo công thức 4-19/Tr 98 – TKMĐ
F
z1
= 2h
z1
H
z1
Trong đó: h
z1
= h

Theo công thức 4-19/Tr 98 – TKMĐ
F
z2
= 2h
z2
H
z2
Trong đó: h
z2
= h
r2
-
3
1
d
2
= 31 – 7/3 = 28,67 mm
A 108,93 2.2,967.19 F
z2
==⇒
47. Hệ số điều hòa răng:
Do sự bão hòa thép ở mạch từ nên đường cong từ trường ở khe hở không khí
khác dạng hình sin và có dạng bằng đầu, thường dùng hệ số bão hòa răng để biểu
thị (k
z
).
Theo công thức 4-10/Tr 93 – TKMĐ
1,2
945,66
93,10837,9466,945

= 7,40 A/cm
50. Chiều dài mạch từ ở gông Stato
cm 25
4
3,08) - (34,9

2p
)h - (D
L
g1n
g1
===
π
π
51. Sức từ động ở gông Stato:
F
g1
= L
g1
.H
g1
= 25.7,40 = 184,82 A
52. Mật độ từ thông trên gông của Rôto:
T 0,87
8.0,952.5,26.17,
0,0154.10

.k.l2h
Φ.10
B