Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dây quấn động cơ không
đồng bộ ba pha roto lồng sóc
 án tt nghip

1

đề tài :”Thiết kế dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha Roto lồng
sóc”. CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY QUẤN
MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀUMÁY IN
XOAY CHIU
I. I CNG

Dây qun phn ng có nhim v cm ng c mt sc in ng nht

7) Kt cu chc chn, có th chu c ng lc c khi máy b ngn m
ch
t ngt hay khi khi ng.
Dây qun phn ng ca máy in xoay chiu c c trng bng nhng
s liu sau :
1) S rãnh Z
2) S cc t 2p
3) S mch nhánh song song a
4) S pha m
5) S vòng ca mt pha W
6) Cách ni dây (  hay Y )
7) S rãnh ca mt pha di mt bc cc :
pm
Z
q
2
=

8) Bc dây y……
Trong thc t có nhiu kiu dây qun cho máy in không ng b Roto
lng sóc, tuy nhiên theo phng pháp b trí ca các cnh ca dây qun
trong rãnh thì dây qun phân làm hai loi : mt lp và hai lp.
Trong khuôn kh ca cun  án này ta ch  cp ti mt s kiu dây
qun hay dùng ch yu nht.
II .DÂY QUN MT LP
Dây qun mt lp thng c dùng trong các ng c in công sut
di 10kw và trong các máy phát in tuabin nc.Trong dây qun mt
lp, s rãnh ca mt pha di mt bc c
c q thng là s nguyên, cnh
ca bi dây chim c rãnh nên s cnh ca bi dây ca mt pha di mt


qun i xng hay ng khuôn. Mi kiu dây qun li chia làm nhiu
loi. Sau ây s phân tích tng loi mt.
1.DÂY QUN KIU NG TÂM :
Trong dây qun mt lp, vì di mi ôi cc, mt pha có mt t bi dây
qun có 3p t bi dây.Nu p là s chn thì dây qun có s t bi dây là s
chn. Trong trng hp ó có th
chia 1/2 s t bi dây t trong mt
mt phng còn li t lên mt mt phng khác (hình 1-2) và c gi là
dây qun ng tâm hai mt phng.
Nu p là s l thì s t bi dây chia chn cho ba do ó có th t các bi
dây lên ba mt phng khác nhau (hình 1.2) và gi là dây qun ng tâm
ba mt phng. Nu mun t vào hai mt phng thì mt b
i dây phi un
li (nh hình 1-3).

rt ln.  cho in tr và in kháng trong các mch nhánh ca dây
qun hai mt phng bng nhau thì trong mi mch nhánh s bi dây trong
hai m
t phng phi nh nhau. Gi a là s mch nhánh song song trong
mt pha thì s bi dây trong mi mch nhánh ca mt mt phng phi là
(p/2a).Vì ch trong trng hp (p/2a) là s nguyên chúng ta mi có th
thc hin c dây qun có tr kháng i xng. Khi a = 2 ch có p = 4, 8,
12….mi thc hin c iu ó.
i vi dây qun ba mt phng, vì dây qun mi pha t trong mt mt
ph
ng nên tng tr ca các mch song song ca mt pha có th bng nhau
nhng tng tr ca các pha li không th bng nhau c. tránh c
iu ó, trong thc t ngi ta c qun các t bi dây hoàn toàn nh nhau
và lúc t dây vào các mt phng thì c ép dây sao cho va vào các ch
trng.
Tóm li dây qun ng tâm hai mt phng và ba mt phng thc cht là
dây qun không i x
ng.
2. DÂY QUN NG KHUÔN :
 án tt nghip

6

Ngc li vi dây qun ng tâm, dây qun ng khuôn là loi dây
qun i xng vì nó do nhng bi dây ging nhau hp li. Dây qun ng
khuôn có th chia làm ba loi : n gin, phân tán và móc xích.
S  ca mt pha dây qun ng khuôn n gin nh  hình1-1,ca loi
ng khuôn phân tán nh hình 2-1. So vi loi dây qun ng tâm phân
tán ch khác nhau  hình dáng ca u dây ni.


7
Vì mi bi dây do hai cnh ngn và dài hp li nên bc dây phi là s
l. Dây qun ng tâm và ng khuôn n gin, phân tán u thuc loi
dây qun bc  còn dây qun móc xích có th là bc  hay bc
ngn. V quan h in và t, dây qun móc xích có th là bc ngn
nhng nhìn toàn b dây qun thì ging nh m
t dây qun bc , vì
vy u im ca dây qun này là tit kim ng  phn u ni.
II. DÂY QUN HAI LP

Cng nh  máy in mt chiu,dây qun hai lp ca máy in xoay
chiu gm nhiu bi dây c lp hp li, có bao nhiêu rãnh thì có by
nhiêu bi dây.Dây qun hai lp là loi dây qun mà trong mi rãnh có t
hai cnh tác dng, nh vy s bi dây bng s rãnh S = Z, s t bi dây
trong mt pha bng Z/mq=2mpq/mq=2p, ngha là bng s cc c
Hình trình bày s  trin khai ca dây qun xp,di mi cc mt
phacó hai bi dây ni tip nhau thành mt nhóm.Vì các nhóm bi dây
c t liên tip di các cc S và N nên sc in ng cm ng ca
1
2
3
4
5
6
A
Z
B
X
C
Y
N
S
A
Z
B
C
X

dây 8, 20 ,7 ,19 nm di các cc S.Sc in ng ca hai nhóm bi dây
nm di các cc khác tên s có chiu ngc nhau, u ca hai nhóm bi
dây ó có kí hiu là “*”.Vì vy nu mun mi pha có mt nhánh thì phi
ni X
1
vi A
2
 s.. ca hai nhóm cùng chiu nhau.

IV. KT LUN :
Do vy vi nhiu kiu loi dây qun nh trên nhim v thit k dây qun
cho ng không ng b ba pha lng sóc ca ta là phi làm sao chn
c kiu dây qun nào phù hp nht vi công sut ca ng c và còn
phi làm sao m bo c các ch tiêu v mt k thut cng nh kinh t
c tt nht.
 án tt nghip

10

Tóm li qua phn lý thuyt v dây qun va nêu vi các thông s ã cho
  bài ta hoàn toàn có th chn kiu dây qun xp hai lp t vào rãnh
na kín và s dng bc dây qun là bc ngn.Vì nó có nhiu u im
nh : có th chn bc dây qun tt nht  ci thin dng sóng sc in
ng,gim nh l
ng tiêu hao ng  phn u ni khi máy ln…
A22,0196
0,870,873
11.10
cos.3.
.10P
II
33
m1
=
××
===
ϕ

 án tt nghip

11

2.4 ng kính ngoài Roto :

cm15,210,045215,32DD
'
=×−=−=

2.5 Bc rng Stato :

cm
p
D
t 3352,1
36

cm0,69520,71
36
0,710,05215,3
b
Z
h2bD
b
2
1
412
'
Z
1
=−
+×+×
=−
++×
=() ( )
cm0,66760,980
36
1,790215,3
b
Z
h2D
b
1
1

2.8 B rng rng Roto :
( )
()
cm1,0413
0,32
34
0,07520,3215,21
d
Z
h2.dD
b
1
2
411
'
'
Z
2
=
−
×−−×
=
−
−−
=

( )

bb
b
ZZ
Z
9496,0
2
87578,00413,1
2
"
2
'
2
2
=
+
=
+
=⇒

2.9 Kích thc rãnh cách in stato :
-Tit din thc ca rãnh
() ()
2
n12
21
'
r
mm131,8201,817,40
2
7,109,80

2

Trong ó : do chn cp cách in rãnh là cp B nên tra bng ph lc VIII-
1 ph lcVIIItrang 629 sách thit k máy in (TKM) ca tác gi Trn
khánh Hà và Nguyn Hng Thanh ta c :
- c =0,4mm :chiu dy cách in rãnh.
- c’=0,5mm :chiu dy cách in gia hai lp cách in.
Vy din tích có ích ca rãnh là :
S
r
=S’
r
-S
c
=131,82-21,39=110,43mm
2

2.10 Chiu cao gông Stato :

cmh
DD
h
r
n
g
21,2790,1
2
3,153,23
2
11


2.12 Làm nghiêng rãnh  Roto và nghiêng 1/16 vòng tròn ngha là mt
bc rng Stato nh vy :
b
n
 t
1
=1,3352 cm
2.13 Din tích rãnh Roto là :
 án tt nghip

13 ()
()
()
2
22
21
422r
21
2
2
2
1
2r
mm48,3072
2
2,03,2

⎝
⎛
+
−−
+
+
+
=
CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ DÂY QUẤN STATO

I I CNG
Vic xác nh thông só dây qun Stato cho máy là công vic ht sc quan
trng vi nhiu yêu cu khác nhau.Nói chung cho dây qun phi m bo
các yêu cu nh : phi to ra c  khe h không khí mt t trng
phân b hình sin hoc m bo có c mt sc in ng và mt dòng
in tng ng vi công sut in t c
a máy,tit kim c vt liu….
Nhng yêu cu này có liên quan n c tính làm vic ca máy.

II XÁC NH THÔNG S KT CU
3.1 Xác nh kiu dây qun:

Trong ó :
3
12
36
2
1
===
mp
Z
q
s rãnh mt pha di mt bc cc
3.2 H s dây qun :
-H s bc ngn :
9397,0
29
7
sin
2
sin =×=×=
ππ
β
y
k

-H s bc ri :
9598,0
2
20
sin3
2

α

Vy ta có : k
dq
= k
y
×k
r
= 0,9397×0,9598 = 0,9019
 án tt nghip

1 S  DÂY QUN XP 3 PHA HAI LP VI Z =36; 2p= 4 ; q =3;  =7/9 ; m =3

E
=0.962
-lung t thông khe h không khí là :

δ
= B’
δ
×
δ
×l
δ
× ×10
-4

= 0,85×0,64×16×12,0166×10
-4

= 0,0146
3.4 S thanh dn tác dng ca mt rãnh là :

16,83
32
1011
qp
Wa
u'
'
11
1r
=

1
=1 s mch nhánh song song.
3.5 Xác nh li chính xác 

, B

:

wb01036,0
501029019,011,14
220962,0
f.W.k.k.4
Uk
1dqs
1E
=
××××
×
=
×
=ΦT84,0
0166,121664,0
10.01036,0
l
10.
B
44

là hoàn toàn tha mãn.
3.6 Tit din và ng kính dây dn :
 chon kích thc dây trc ht ta phi xác nh c mt  dòng in
j ca dây dn.Vic chn mt  dòng in nh hng n hiu sut và s
 án tt nghip

2

phát nóng n ca máy mà s phát nóng ca máy ph thuc vào tích s
AJ.Tích s này t l vi sut ti nhit ca máy.Do ó trong máy in
không ng b thì AJ ph thuc vào ng kính ngoài lõi st Stato D
n
.
Do vy theo hình 10-4 trang 237sách TKM ca tac gi Trn Khánh Hà
và Nguyn Hng Thanh vi D
n
=23,3cm ta chn c tích s AJ=
-
1900A
2
/cm.mm
2
.
Vy ta có mt  dòng in là :

2
1
/7735,6
504,280
1900

6,773511
22,0196
Jna
I
s =
××
=
××
=
×

Trong ó: - chn n
1
= 2 :s si chp song song .
-I
m
=22,0196A : dòng in nh mc (theo 1.3).
Vy theo tiêu chun bng VI-1 ph lc VI ta chn dây ng tráng men
PETV có ng kính dây không k cách in là d =1.45mm ,ng kích
k c cách in là d
c
=1,535mm va tit din dây là s=1,651mm
2

3.7 H s lp y rãnh :

725,0
430,110
535,1217
SPHẦN 4 :TÍNH TOÁN THAM SỐ MẠCH TỪ
VÀ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN THAY THẾ

I. TÍNH TOÁN THAM S MCH T
Tính toán mch t là xác nh sc t ng cn thit  to ra khe h
không khí mt t thông có th sinh ra sc in ng ã xác nh  dây
qun phn ng. tính toán tng sc t ng ca máy ngi ta chia làm
5 phn :
 Sc t ng  khe h không khí.
 Sc t ng  r
ng Stato.
Sc t ng  gông Stato.
Sc t ng  rng Roto.
Sc t ng  gông Roto.
4.1 Sc t ng  khe h không khí :
 tính sc t ng  khe h không khí ngi ta a ra h s khe h
không khí (h s Carter) k

.
H s này th hin s phân b t trng không u  khe h không khí
do có rng rãnh ca Stato và Roto.H s này c tính nh sau: k

=k
1
×
k

Vi :
7343,4
45,0
5,3
5
45,0
5,3
5
2
41
2
41
1
=
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=

5,1
5
2
42
2
42
2
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
⎟

=751,7059A
4.2 Sc t ng  rng Stato : F
z1

 tìm c F
z1
ta phi tìm li chính xác mt  t thông trên rng Stato:
T1,73
0,95160,681
1,3352160,84
klb
tlB
B
c11Z
1
1Z
=
××
××
=
××
××
=

 Trong ó : k
c
=0,95 h s ép cht lõi st.
Theo bng V-6 ph lc V trang 608 sách TKM ca tác gi Trn Khánh
Hà và Nguyn Hng Thanh ta tra c cng  t trng trên rng
Stato là H

××
××
=
××
××
=

 Trong ó :  b
z2
=0,9496 cm –b rng rng Roto (theo 2.8).
 t
2
=1,4054cm bc rng Roto (theo 2.5).
 án tt nghip

5

-T B
Z2
=1,31T tra bng ph lc V-6 ph lc V trang 608 sách TKM
ca tác gi Trn Khánh Hà và Nguyn Hng Thanh ta c cng  t
trng trên rng Roto là : H
Z2
= 7,38A/cm.
-Vy sc t ng trên rng Roto :
F
Z2
= 2.h’
z2
.H

1g
=
×××
×
=
××
×
=-T B
g1
=1,54T theo bng V-9 ph lc V trang 611sách TKM ca tác
gi Trn Khánh Hà và Nguyn Hng Thanh ta tra c cng  t
trng trên gông Stato là H
g1
=10,4A/cm .
-Chiu dài mch t  gông Stato :

( )
( )
cm16,5556
4
2,2123,3
p2
hD
L
1gn
1g
=

4
c22g
4
2g
=
×××
×
=
××
=

 án tt nghip

6

-T B
g1
=1,18T theo bng V-9 ph lc V trang 611sách TKM ca tác
gi Trn Khánh Hà và Nguyn Hng Thanh ta tra c cng  t
trng trên gông Stato là H
g1
=3,90A/cm
-Chiu dài mch t  gông Roto:

( )
( )
cm086,51
4
2,8945,4
p2

= 751,7059+74,106+27,6159+172,178+25,3921
=1050,9979 A

4.7 H só bão hòa toàn mch :

1,3981
751,7059
10500,9979
F
F
k


===

4.8 Dòng in t hóa :

A8,4627
0,90191022,7
1050,99792
kW2,7
Fp
I
dq1

=
××
×
=
××

các máy in có th chia làm hai loi :
 T thông móc vòng cm tng h .
 T thông móc vòng t t
n.
Mi loi có mt tính cht riêng ca mình trong vic xác nh c tính làm
vic và các c tính khác ca máy in. Da vào các in tr ,ta có th
xác nh c nhng tr s tn hao ca dây qun máy in  ch  làm
vic n nh cng nh trong quá trình quá .Trong thit k máy in
,tính toán in tr và in kháng ca dây qu
n là mt vn  ht sc quan
trng. ây  tính toán ta ch a ra các công thc cui cùng c áp
dng .
1/Tính toán in tr :
in tr mi pha dây qun Stato là :

;
sa
L
kr
1
1
r1
××=

Trong ó :
- L
1
: chiu dài dây qun mt pha ca Stato.
- a
1

36
.71,79015,3
Z
yhD

1
1r
y
=
+×
=
+
=

- k
1
=1.55 và B =1.0cm tra theo bng 3.4 trang 69 sách TKM ca tac
gi Trn Khánh Hà và Nguyn Hng Thanh .
4.10 Chiu dài trung bình ca 1/2 vòng dây ca dây qun Stato :
l
tb
=l
1
+l
n1
=16,0 + 18,1815 = 34,1815 cm
4.11chiu dài dây qun mt pha ca Stato :
L
1
=2×l

= 2 s si chp song song .
-s
1
=1,615mm
2
tit din dây dn.
Tính theo n v tong i :

4590,0
220
22,0196
5910,4
U
I
rr
1
1
11
=×=×=
∗

4.14 in tr tác dng ca dây qun Roto ;

1,44.10
48,3072
1016,0
23
1
S
10l

9

4.15 in tr vành ngn mch :

() ()
.1021600,
13,8023,2034
1090812,
23
1
b.a.Z
.10D.
r
4
2
2
2
v
Alv
−
−
−
=
××
××
×=×=

Trong ó : -D
v
=12,890 cm ng kính vành ngn mch.

34
2
sin2sin2
2
=
××
=Δ
ππ
Z
p

4.17 H s qui i

()
( )
8915,2986
34
9019,010234
.4
2
2
2
1
=
××
==
Z
kWm
dq
γ

Trong lý thuyt máy in, chúng ta ã bit tng t thông ca dây qun
gm có t thông móc vòng chính(t thông i qua khe h không khí và
móc vòng vi c hai dây qun Stato và Roto)và t thông móc vòng tn(t
thông ch móc vòng vi chính dây qun sinh ra nó).T khái nim ó,i
vi dây qun Stato máy in không ng b,ta có:
x
11
=x
1c
+x
1