- 1 -

Mục lục

Nội Dung Trang

Phần I: Giới thiệu chung về động cơ hai cấp tốc độ

1. Lý luận chung về tính toán thay đổi tốc độ.

1.1 Lý luận chung về tính toán thay đổi tốc độ động cơ ba

pha.

1.1.1 Đại cương.

1.1.2 Nguyên tắc cơ bản.

1.1.3 Phương pháp xây dựng sơ đồ dây quấn cho động cơ hai

cấp tốc độ.

Phần II. Tính toán sửa chữa cuộn dây

1. Khái quát.

2. Các thông số kỹ thuật cơ bản và kích thước kết cấu lõi

thép.

2.1 Thông số kỹ thuật

2.2 Các kích thước kết cấu.

3. Số liệu khi đo lõi thép Stato thực tế động cơ hai cấp tốc độ

trên xưởng.

3.1 Các bước tính toán mất mẫu.

4. Các phương pháp tính toán khác.

4.1 Phương pháp 12 bước.

4.2 phương pháp 29 bước.

4

4

4

6

9

15

15

15

15

16

18

18

22

22

30

- 2 -

Phần I: Giới thiệu chung về động cơ hai cấp tốc độ 1. Lý luận chung về tính toán thay đổi tốc độ

1.1 Lý luận chung về tính toán thay đổi tốc độ động cơ ba pha.

1.1.1 Đại cương.

Trong thực tế động cơ không chỉ được sử dụng chạy ở một tốc độ mà nó còn được

chạy ở các cấp độ khác nhau trong cùng một động vì vậy việc thay đổi hay chế

tạo động cơ nhiều cấp tốc độ có ý nghĩa rất thực tế.

Theo nguyên tắc cơ bản, quan hệ giữa tần số f, tốc độ đồng bộ nđb của động cơ và

số đôi cực p là: f=p.nđm/60, do đó khi tần số của nguồn điện không thay đổi giả sử

f=50 Hz thì ta có p.nđb = 3000.

Vậy muốn thay đổi tốc độ động cơ ta chỉ cần thay đổi số cực từ tạo bởi bộ dây

stato bằng phương pháp đổi cách đấu các nhóm bối dây của một pha.

Sự thay đổi tốc độ n do sự thay đổi số cự 2p thường được thực hiện theo tỉ số 2/1

trong 1 động cơ. Tuy nhiên chúng ta cũng có thể thay đổi từ 2 đến 4 cấp tốc độ

trong cùng 1 động cơ.

Nếu trong động cơ có hai tốc độ sự thay đổi số cự chắc chắn phải thoả mãn một

trong các diều kiện sau:

a. Stato chỉ có duy nhất một bộ dây, sự thay đổi số cực là do sự đấu lại từng pha

( các nhóm bối dây) của bộ dây trong mỗi pha.

b. Stato chứa hai bộ dây độc lập nhau, mỗi bộ dây có một tốc độ riêng biệt.

Riêng đối với động cơ có khả năng thay đổi từ 3 đến 4 cấp tốc độ bộ dây stato có

thể có từ 1 đến 2 bộ dây.

Với động cơ không đồng bộ ba pha thì động cơ rôto dây quấn khi thay đổi số cực

của của stato thì phải thay đổi bên rôto sao cho tương ứng, vì thế để đơn giản cho

cách đấu lại bộ dây quấn trong vận hành thì động cơ được sử dụng thường là động

cơ rôto lồng sóc.

Ngày nay, ta có nhiều phương pháp đấu khác nhau để biến tốc độ động cơ như:

- 3 -

• Sơ đồ cầu Dahlander (loại 2 tốc độ tỉ lệ 2/1).

• Sơ đồ Weinert (loại 4 tốc độ cho 1 bộ dây).

• Các sơ đồ thông dụng để biến đổi cho động cơ dùng 1 bộ dây quấn hai cấp

tốc độ (tỉ số vận tốc 2/1) theo M. Kos-tenko và L. Piotrovsky như sau.

Trong các sơ đồ đổi tốc độ từ hình 1 đến hình 5 ký hiệu I và II tương ứng với loại

động cơ có tốc độ cao (I) và tốc độ thấp (II), luôn trong 1 pha bộ dây quấn có hai

nhóm bối dây dùng để đấu thành Y hay tam giác hay YY song song hay Y nối

tiếp, hai tam giác hay tam giác nối tiếp.

- 4 -

Ngoài việc nắm vững phương pháp đấu dây để đấu đổi cực nhằm thay đổi tốc độ,

khi tính toán dây quấn động cơ mỗi sơ đồ ta cần chú ý thêm các vấn đề sau:

+ Điện thế ba pha đưa vào động cơ.

+ Mômen quay trục động cơ khi thay đổi tốc độ.

+ Công suất của động cơ trong mỗi tốc độ thay đổi nhiều hay ít.

1.1.2 Nguyên tắc cơ bản.

a, Nguyên tắc cơ bản đổi cách đấu giữa hai nhóm bối trong một pha để đổi cực.

Để thay đổi tốc độ bằng cách đấu lại các nhóm bối dây trong một pha, trường hợp

một động cơ có hai tốc độ, ta có bốn cách đấu cơ bản

τ τ τ τ

A1

X1 A2

X2

A1

X1

A2

X2

A1 X1

A2 X2

A1 X1

X2A2

Hình1:Trường hợp đấu đổi cực với các nhóm bối dây đấu nối tiếp trong một pha

τ τ τ τ

Hình2: Trường hợp đấu đổi cực với các nhóm bối dây đấu song song trong cùng một pha.

- 5 -

b, Nguyên tắc đấu đổi cực giữa các pha:

Với bốn nguyên tắc đấu giữa hai nhóm bối dây trong 1 pha như trên để thay

đổi tốc độ động cơ, muốn đảm bảo các điều kiện:

- ngẫu lực quay không đổi

- Công suất không đổi

Ngẫu lực thay đổi, giữa các pha thường tuân theo một trong các cách đấu cơ bản

sau.

b1- Phương pháp đấu giữa các pha để đảm bảo ngẫu lực quay không đổi(Áp

dụng cho động cơ là nguồn động lực kéo tải có mômen cản lớn)

Hình 3: Sơ đồ đấu đổi cực

Trong phương pháp đấu này ta có.

cc

thth

đmtdc

đmtdt

PP

ϕηϕη

cos.cos..866,0=

:, cth ηη hiệu suất động cơ khi dùng tốc độ thấp (th) và tốc độ cao(c).

Cos thϕ , Cos cϕ : hệ số công suất của động cơ tại tốc độ thấp và tốc độ cao.

cc

thth

tdc

tdt

cc

ϕηϕη

cos.cos..732,1= (c: ngẫu lực quay)

Một cách gần đúng: 7,0cos.cos.

=cc

thth

ϕηϕη nên ta có:

Pđm tốc độ thấp = 0,6 Pđm tốc độ cao và ctốc độ thấp=1,21ctốc độ cao

- 6 -

Do đó tuy rằng tại tốc độ thấp, ngẫu lực c có cao hơn ngẫu lực ở tốc độ cao 1,21

lần nhưng ta xem như không đổi. Lúc đó công suất Pđm trên đầu trục động cơ tại

tốc độ thấp bằng khoảng 0,6 lần Pđm trên đầu trục động cơ ở tốc độ cao(hay Pđm

tốc độ cao = 1,5 đến 1,6 Pđm tốc độ thấp) với sơ đồ này hiệu điện thế ba pha đưa

vào động cơ không đổi.

b2- Phương pháp đấu giữa các pha để đảm bảo công suất không thay đổi khi

thay đổi tốc độ:

Sơ đồ đấu dây tương tự như phương pháp trên nhưng chú ý cực tính của các nhóm

bối dây khi thực hiện đấu đổi cực. (Sơ đồ được dùng cho máy công cụ vì nó cần

ngẫu lực lớn khi sử dụng ở tốc độ thấp)

Hình 4: Sơ đồ đấu đổi cực

Theo phương pháp này thì như sơ đồ trên kết quả nhận được như sau:

8,07,0.15,1cos.cos..15,1 ===

cc

thth

đmtdc

đmtdt

PP

ϕηϕη

Trong thực hành tỉ số công suất tại hai tốc độ trong trường hợp này xem như

không đổi (Pđm tốc độ thấp= 0,8 Pđm tốc độ cao)

5,17,0.3,2cos.cos..3,2 ===

cc

thth

tdc

tdt

cc

ϕηϕη

Khi áp dụng phương pháp đấu dây này hiệu điện thế ba pha đưa vào động cơ

không đổi.

- 7 -

b3- Phương pháp đấu giữa các pha vừa thay đổi ngẫ lực vừa thay đổi công

suất. (Áp dụng cho các quật gió hay trong các phụ tải có yêu cầu ngẫu lực giảm

khi công suất giảm)

Phương pháp này được thực hiện với sơ đồ như sau:

C’

Z2

A1 X2

A2C2

Z1

C1

B2

Y2

B1

x1Y1

A1 X2

A2C2

Z1

C1

B2

Y2

B1

X1

Y1

A’

B’

Z2

C

A

B

Tốc độ cao

A B C

A’ C’B’

A B C

A’ C’B’

Tốc độ thấp

Hình 5: Sơ đồ đổi cực

Theo phương pháp này thì như sơ đồ trên kết quả nhận được như sau:

7,0cos.cos.

35,07,0.5,0cos.cos..5,0

==

===

cc

thth

tdc

tdt

cc

thth

đmtdc

đmtdt

ccPP

ϕηϕη

ϕηϕη

Hiệu điện thế cung cấp cho hai sơ đồ đảm bảo cho cuộn dây vận hành được có

khác nhau. Tại sơ đồ tốc độ cao hiệu điện thế bé hơn nhiều tốc độ thấp

73,13 = lần.

1.1.3 Phương pháp dựng sơ đồ quấn dây cho động cơ có hai tốc độ.

Khi động cơ dùng hai cấp tốc độ theo tỉ lệ 2/1, để dựng sơ đồ dây quấn cho bộ

dây, ta áp dụng theo nguyên tắc sau:

Bước 1:Xác định tổng số rãnh Z của Stato. Số cực từ 2p1 (ở tốc độ cao), và số cực

từ 2p2 ở tốc độ thấp.

Bước 2: Xác định số rãnh của một pha dưới 1 cực từ (xác định q). Công thức tính

có khác biệt so với trường hợp động cơ thông thường chỉ dùng một loại tốc độ.

Ta sử dụng Z và số cực từ bé 2p1.

- 8 -

mpZq

.2 1

=

- m: số pha

Bước 3: Xác định bước dây quấn y.

Khi xác định y và số cực từ 2p2 (số cực lớn).

kpZy ±=

22

k: là số hiệu chỉnh để làm y trở thành bước đủ, bước ngắn hoặc dài.

Bước 4: Xác định từng nhóm bước dây quấn và đánh số cho mỗi nhóm bối dây.

a, Khi dùng dây quấn 2 lớp.

Phương pháp xác định bối dây trong từng nhóm bối dây được thực hiện như sau:

+Lập các nhóm bối dây, với lượng bối dây trong nhóm xác định như sau:

Số nhóm bối dây trong cả bộ dây: 12mpqZ= số bối dây trong mỗi nhóm bối là q.

+Ta ghi số thứ tự cho mỗi nhóm bối dây, quy tắc đánh số thứ tự như trong động

cơ 3 pha loại bộ tốc độ khoảng các giữa dầu vào hai nhóm bối mang số thứ tự liên

tiếp nhau là q rãnh. Để thống nhất ký hiệu khi dựng sơ đồ, đầu vào (đầu đầu) của

nhóm bối được ghi thêm ký hiệu V cạnh số thứ tự của nhóm và đầu ra của nhóm

được ghi thêm ký hiệu R cạnh số thứ tự của nhóm. Thí dụ như nhóm bối dây 2 có

đầu vào là 2V và đầu ra là 2R.

b, Khi dùng dây quấn 1 lớp:

Ta tiến hành lập các nhóm bối dây, tuy nhiên ta chú ý các điểm sau dây.

Số bối dây trong nhóm bối: 2q

Số nhóm bối dây trong cả nhóm bối dây: 2mp1

Cách thành lập nhóm bối dây và đánh số tương tự như đã trình bày ở mục a cho

loại dây quấn 2 lớp.

Bước 5: Áp dụng các quy tắc vẽ sơ đồ khai triển của dây quấn để xây dựng sơ đồ

dây quấn dây cho toàn bộ các nhóm bối dây trong ba pha.

- 9 -

Bước 6: Đấu các đầu ra dây của các nhóm để tổng kết các đầu ra của bộ dây. Với

sơ đồ thông thường thì tốc độ thấp người ta đấu các pha thành Δ (trong các pha 2

nhóm bối dây chính đấu liên tiếp nhau theo lối đấu cực giải). Tại tốc độ cao các

pha đấu thành hình YY song song.

Ngoài ra tùy theo yêu cầu riêng ta có thể đấu để đổi tốc độ các sơ đồ nêu trong

hình 1 đến hình 3 lúc đó ta quy nhóm bối của 1 pha thanh hai nhóm chính và áp

dụng theo sơ đồ trên.

Bước 7: Phương pháp kiểm tra cực tính của bộ dây khi đã bố trí xong sơ đồ khai

triển.

CHÚ Ý:

Khi một động cơ dùng một bộ dây quấn có hai tốc độ bằng cách đấu đổi cực, bộ

dây sẽ tạo phân bố cực từ tốt ở mỗi tốc độ, và tại tốc độ còn lại sự phân bố cực từ

không tốt lắm vì sẽ xuất hiện tại vùng trung tính cực từ một số rãnh chứa các cạnh

a. Nếu trường hợp kiểm tra ở lối đấu Δ ,

ta tách ly rời 3 nhánh của Δ , và cho dòng

điện ba pha qua từng nhánh của Δ , cho

dòng điện vào các đầu A, B trong ba đầu

A, B, C (có thể chọn hai đầu bất kỳ trong

ba đầu A, B, C) cho dòng điện ra ở đầu C

còn lại. Kiểm tra cách thành lập cực từ

của stato có phù hợp với yêu cầu thực

hiện hay không.

6

3

1

4

52

b. Trong trường hợp dùng lối

đấu Y hay YY song song ta tách

ly theo phương pháp như sau rồi

áp dụng cách kiểm tra lại số cực

từ hình thành trong stato tương

tự như trên.

- 10 -

tác dụng có dòng điện chạy ngược chiều khử từ với nhau (kiểm tra lại một số thời

điểm).

Thí dụ: Dựng sơ đồ dây quấn ba pha cho động cơ không đồng bộ, roto lồng sóc có

24 rãnh ở stato, số cực từ thay đổi từ 2 đến 4 cực.

a. Thực hiện với dây quấn là loại 1 lớp.

b. Thực hiện với dây quấn là loại 2 lớp.

-Giải-

a. Với loại dây quấn 1 lớp.

Bước 1: Z=24, 2p1=2, 2p2=4

Bước 2: 42.3

24.2 1

===mp

Zq

Bước 3: kkkpZy ±=±=±= 6

424

2 2

Chọn y=6 bước đủ

Bước 4: Số bối trong 1 nhóm bối: 224

2==

q

Số nhóm bối cho cả bộ dây 2mp1=3.2=6

Bảng số xác định các nhóm bối dây:

Nhóm 1 Nhóm 2q=4

Nhóm 4 q=4

1

7

2

8

5

11

6

12

Nhóm 5 q=4

9

15

10

16

Nhóm 3

13

19

14

20

17

23

12

24

21

3

22

4

Nhóm 6

Bước 5: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn.

- 11 -

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4

Bước 6:

Bộ dây có 6 nhóm bối độc lập nhau và trong mỗi pha có hai nhóm bối. Khi nhóm

được đấu theo cấp độ thấp(2p2=4), ta có sơ đồ dạng sau, và đấu YY song song tại

tốc độ cao.

Bước 7: Cho dòng điện chạy qua từng sơ đồ khai triển theo từng lố đấu tại mỗi

tốc độ để kiểm tra lại cực tính.

b. Loại 2 lớp.

Các bước thực hiện từ bước 1 đêế bước 3 như dây quấn 1 lớp.

Bước 8: Số bối dây trong mỗi nhóm bối. q=4.

Số nhóm bối dây trong cả bộ dây y=2mp1=6

Bảng số quy định cách thành lập các nhóm bối dây quấn hai lớp như sau:

- 12 -

Bước 9: Sơ đồ khai triển có dạng:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4

1 2 3 4 5 6

a b c d

1 2 3 4 5 6

A

1V 5R 2V

Z C

6R 3V 1R 4V 2R 5V

Y B

3R 6V 4R

X

b c 6

a

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4

1 2 3 4 5 6

a b c d

1 2 3 4 5 6

X’

1V 5R 2V

Y’

6R 3V 1R 4V 2R 5V 3R 6V 4R

b c 6

a

C’

I

A’ B’

I

- 13 -

Phần II tÝnh to¸n söa ch÷a cuén d©y

§éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha kh«ng cßn sè liÖu

1. Kh¸i qu¸t:

HiÖn nay th−êng dïng lo¹i ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to lång sãc, mét sè Ýt

víi r«to d©y quÊn. Song hÇu hÕt c¸c h− háng ®éng c¬ lµ do cuén d©y bÞ chËp vµ

ch¸y cÇn ph¶i quÊn l¹i.

Chóng ta th−êng gÆp c¸c tr−êng hîp sau:

1- ®éng c¬ ®iÖn cßn cuén d©ynh−ng ch¸y háng, ta cã thÓ c¨n cø vµo t×nh tr¹ng

cô thÓ ®Ó x¸c ®Þnh sè liÖu kü thuËt cuén d©y vµ vÏ s¬ ®å ®Êu d©y.

2- ®éng c¬ ®iÖn cßn nh·n hiÖu ®éng c¬ c©nd ®æi sang ®iÖn ¸p hoÆc tèc ®é quay

kh¸c.tr−êng hîp nµy nÕu cßn bèi d©y cò, ta tÝnh to¸n thay ®æi ®¬n gi¶n h¬n,

nÕu chØ cßn lâi thÐp th× viÖc tiãnh to¸n l¹i cã khi phøc t¹p h¬n song v·n

thuËn lîi v× cã thÓ kiÓm tra dÔ dµng sè liÖu cò víi yªu cÇu míi dùa vµo c¸c

th«ng sè ghi trªn nh·n

3- §éng c¬ ®iÖn kh«ng cßn d©y quÊn stato(chØ cßn lâi thÐp) nh−ng cßn nh·n

hiÖu víi yªu cÇu söa ch÷a kh«i phôc l¹i nh− tr−íc. Tr−êng hîp nµy ta biÕt

c¸c th«ng sè lµ ®iÖn ¸p, c«ng suÊt, tèc ®é quay cña ®éng c¬.

4- §éng c¬ ®iÖn kh«ng cßn d©y quÊn, l¹i m¸t c¶ nh·n hiÖu, lóc nµy ta cã hai

tr−êng hîp th−êng gÆp:

a) CÇn kh«i phôc l¹i ®éng c¬ nh− cò, ta c¨n cø vµo lâi thÐp cã s½n

x¸c ®Þnh tèc ®é quay vµ c«ng suÊt cña ®éng c¬ ®Ó tÝnh to¸n x¸c ®Þnh l¹i

cuén d©y Stato cÇn quÊn l¹i.

b) CÇn söa ch÷a ®éng c¬ theo ®iÖn ¸p vµ tèc ®é quay yªu cµu cÇn thiÕt.

2. C¸c th«ng sè kÜ thuËt c¬ b¶n vµ kÝch th−íc kÕt cÊu lâi thÐp phôc vô cho tÝnh

to¸n:

2.1 Th«ng sè kÜ thuËt:

U1 lµ ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña l−íi ®−a vµo Stato, [V].

U2 lµ ®iÖn ¸p gi÷a c¸c vµnh tr−ît R«to, [V].

- 14 -

i1 lµ dßng ®iÖn trong bèi d©y Stato, [A], i2 lµ dßng ®iÖn R«to, [A]. P1 lµ c«ng suÊt cña ®éng c¬ tiªu thô l¸y tõ l−íi ®iÖn ®Õn, [Kw]. P2=P®m lµ trªn trôc c¬ hi trªn nh·n hiÖu, ®ã lµ c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬.

n1 tèc ®ä quay ®ång bé cña Stato, [v/ph], chÝnh lµ tèc ®é quay cña tõ tr−êng quay m1 lµ sè pha cña Stato. q1 sè phÇn tö d−íi mét cùc cña mét pha. f=f1 lµ tÇn sè dßng ®iÖn cña l−íi [Hz], tÇn sè dßng ®iÖn ®ua vµo Stato η lµ hiÖu suÊt ®éng c¬, [%]. P lµ sè ®«i cùc cña cuén day Stato. Cosϕ lµ hÖ sè c«ng suÊt cña ®éng c¬. B lµ c¶m øng tõ , [gèt hay Wb/m2]. Bgl lµ cuén tõ ®èi víi g«ng Stato. Bz lµ c¶m øng tõ ®èi víi r¨ng. Bδ c¶m øng tõ ®èi víi khe hë gi÷a R«to vµ Stato. Φ lµ tõ th«ng.[Mx] hay [Wb]. F søc tõ ®éng [A, vßng]. H c−êng ®é tõ tr−êng, [A vßng/cm]. iμ dßng ®iÖn tõ ho¸,[A].

2.2. C¸c kÝch th−íc kÕt cÊu:

D1 lµ ®−êng kÝnh trong cña Stato.

Dng1, Dng2 lµ ®−êng kÝnh ngoµi cña Stato vµ Roto.

hg chiÒu cao cña g«ng(®èi víi Stato hg1 r«to hg2)

br lµ chiÒu réng r¨ng.

L chiÒu dµi lâi thÐp.

L0 chiÒu dµi lâi thÐp stato kh«ng kÓ r·nh th«ng giã.

St lµ tiÕt diÖn r·nh: dïng lÊy kÎ « ly vu«ng ®Ó miÕt vµo mét r·nh

®Õm sè ly trong r·nh ta ®c diÖn tÝch r·nh, St1 lµ cña stato, St2 lµ

cña roto, St h÷u Ých lµ diÖn tÝch cã r·nh.

Z1 lµ sè r·nh stato

Z2 lµ sè r·nh r«to

hz1 lµ chiÒu cao r¨ng stato; hz2 lµ chiÒu cao r¨ng roto.

nv lµ sè r·nh th«ng giã ; hv lµ chiÒu réng cña r·nh th«ng giã.

δ lµ khe hë kh«ng khÝ gi÷a roto vµ stato.

- 15 -

Δ l lµ chiÒu dµy l¸ thÐp.

s lµ diÖn tÝch d©y dÉn t¸c dông kÓ c¶ líp s¬n c¸ch ®iÖn.

q lµ tiÕt diÖn cña d©y trÇn, q, la tiÕt diÖn cña d©y d·n kÓ c¶ s¬n

c¸ch ®iÖn

d lµ ®−êng kÝnh d©y dÉn trÇn d, lµ ®−êng kÝnh d©y kÓ c¶ c¸ch

®iÖn

A phô t¶i ®−êng

Wif lµ sè vßng d©y cã t¸c dông trong 1 pha.

Sτ lµ diÖn tÝch b−íc cùc.

Sz1 lµ tiÕt diÖn r¨ng stato.

τ lµ b−íc cùc (tÝnh b»ng cm).

hg1

hz1

hz2

hg2

bzf2 brf2D1

Dng1

brf1

bzH1

br1

hg1bzr1

bzr2

bzf1

brv1

H×nh 1.

- 16 -

3. Số liệu khi đo lõi thép Stato thực tế động cơ hai cấp tốc độ trên xưởng.

• Đường kính ngoài của Stato: Dng1=11,156(cm)

• Đường kính trong của Stato : D1 =7(cm)

• Chiều cao gông: hg1=1(cm)

• Chiều dài lõi thép: L= 6,355(cm)

• Chiều rộng Răng: dl=0,412(cm);db=0,354(cm)

• Số rãnh Z1=36

• Độ dầy là thép Stato: 0,5(mm)

• Chiều sâu rãnh hz1=1,1

3.1 Các bước tính toán mất mẫu.

Tính toán theo phương pháp Mômen không đổi.

Bước 1: Tính 2pmin:

5,38,217)5,04,0()5,04,0(2 1

min ÷=÷=÷=gh

Dp

Bước 2: Xác định mối quan hệ giữa φ và δB

+ Với tốc độ cao: 2p1=2:

CCCCC

C

BBBL

cmpD

δδδταφ

ππτ

.10.513,44.10.355,6.996,10.637,0...

)(996,102

72

441

1

1

−− ===

===

Trong đó hệ số bước cực

637,01 =α

+Với tốc độ thấp 2p2=4:

ththththth

th

BBBL

cmpD

δδδταφ

ππτ

.10.257,22.10.355,6.498,5.637,0...

)(498,54

72

441

2

1

−− ===

===

Bước 3:

Xác định quan hệ giữa gB và δB ;

Với tốc độ cao 2p1=2:

- 17 -

CC

g

CgC BB

LhBB δ

δδ 502,310.355,6.1.2.10.513,44

..2.10.513,44

4

44

=== −

−−

Với tốc độ thấp 2p2=4:

thth

g

thgth BB

LhBB δ

δδ 751,110.355,6.1.2.10.257,22

..2.10.257,22

4

44

=== −

−−

Bước 4: Xác định quan hệ giữa rB và δB :

δδδ ππ BB

dZBDBb

r .7256,1354,0.36..7

..1 ===

Vì quan hệ giữa rB và δB độc lập nhau nên:

CrC BB δ7256,1= Và thrth BB δ7256,1=

Bước 5: Xác định hệ số dây quấn mỗi cấp tốc độ và lập tỉ số giữa hai giá trị hệ số

dây quấn.

+ Bước dây quấn:

94

362 2

===pZy

+ Số rãnh phân bố trong 1 pha:

66

36..2 1

===pm

Zq (rãnh)

+Hệ số dây quấn tại tốc độ cao 2p1=2:

182

362 1

===pZ

Cτ (rãnh/bước)

Eo

c010

18180

==α

478,090.189.

210.6

210.6

90..

2.

2.

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

= oo

Cc

c

dqC SinSin

SinySin

Sinq

qSink

τα

α

+Hệ số dây quấn tại tốc độ thấp 2p2=4:

94

362 2

===pZ

thτ (rãnh/bước)

- 18 -

Eo

th020

9180

==α

7198,090.96.

220.6

220.6

90..

2.

2.

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

= oo

thth

th

dqth SinSin

SinySin

Sinq

qSink

τα

α

664,07198,0478,0

==⇒dqth

dqC

kk

Bước 6: Xác định: thCthC BB φφδδ ;;;

rCrth

dqth

dqC

C

th

rC

rth

gCgth

dqth

dqC

gC

gth

BB

kk

BB

BB

BB

kk

BB

.15,1

15,1664,0.3.3

.575,0

575,0664,0.23

23

=

====

=

===

δ

δ

Nếu lấy BrthMax=1,5(T)

Suy ra:

)(10.652,33756,0.10.513,44.10.513,44

)(10.34,19869,0.10.257,22.10.257,22

522,1.751,1

648,2.502,3

756,015,1

869,07256,1

5,17256,1

304,115,15,1

444

444

WbB

WbB

TBB

TBB

TBB

TBB

TB

CC

thth

thgth

CgC

thC

rthth

rC

−−−

−−−

===

===

==

==

==

===

==

δ

δ

δ

δ

δδ

δ

φ

φ

Bước 7: Xác định số vòng trên một pha khi vận hành.

+ Tốc độ thấp: Sơ đồ đấu dây là ba pha tam giác là 380(V) một nhánh // .

)(9567198,0.10.34,19.50.07,1.4

380.75,0....4

.4 vòng

kfkUk

Ndqthths

dmfEthfth === −φ

Vì 939,34355,6.498,5. ==Lthτ nên ta chọn kE= 0,75

Ks=1,07

- 19 -

Vậy một bối dây có 8066,7912956

12≈=== fth

b

NN (vòng)

+ Tốc độ cao: Sơ đồ đấu dây là ba pha sao kép là 220(V) 2 nhánh // .

)(6,549478,0.10.652,33.50.07,1.4

220.86,0....4

.4 vòng

kfkUk

NdqCCs

dmfECfC === −φ

chọn kEC=0,86

Vì một pha có hai nhánh mỗi nhánh có 6 bối nên:

)(906,916

6,5496

vòngN

N fCb ≈===

chọn Nb=85(vg/bối) vì ở trường hợp tốc độ cao các giá trị mật độ từ thông còn

tháp nên cố thể giảm Nb để nâng các giá trị này lên cao hơn.

Bước 8:tính tiết diện rãnh và đường kính dây:

)(906,408412,0.

2412,01,1

2412,0354,0

822

22

mmddhddS lllbs =+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=ππ

chọn klđ=0,46

)(11,085.2

40.46,0.. 2mmNuSkS

br

rldcd ===⇒

với ur=2 cạnh tác dụng trên 1 rãnh.

đường kính dây kể cả cách điện:

( )mmSd cdcd 375,011,0.13,1128,1 ===

đường kính trần không có cách điện:

)(325,005,0375,0 mmcddd cd =−=Δ−= ,quy chuẩn chọn d=0,35mm

Bước 9: Tính toán dòng điện:

chọn mật độ dòng điện J=5,5A/mm2

suy ra, AJdIdm 529,05,5.4

35,0..4. 2

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

ππ

Bước 10 :lượng gần đúng công suất động cơ:

+ công suất khi vận hành ở tốc độ cao, đấu YY:

(5073,50485,0.85,0).529.0.2.(220.3cos...220.3 === ccdmcC IP ϕη w)

với Idmc=2.0,529 =1,058A

- 20 -

cη =0,85- hiệu suất của động cơ khi chạy tốc độ cao

cαcos =0,85 - hệ số công suất khi chạy tốc dộ cao.

+ công suất của dộng cơ khi vận hành ở tốc dộ thấp, đấu tam giác:

Ta có, 7,0cos.cos.

≈cc

thth

ϕηαη

Pth= 3.380.0,529.(0,85.0,85).0,7=304,998(w)

Bước 11:dòng điện dây định mức (qua mỗi dây nguồn vào động cơ):

Idmth=0,529 3 = 0,916A

Tóm lại

Ta có các thông số cơ bản như sau:

+ đường kính dây: d = 0,35mm

+tốc độ cao: Pdmc=504w

Idmc = 1,058A

+ tốc độ thấp: Pdmt = 305w

Idmth = 0,916A

4. Các phương pháp tính toán khác.

Ngoài phương pháp tính toán với động cơ 2 cấp tốc độ như trên ,đối với động cơ

không đồng bộ 3 pha thông thường ta còn hai phương pháp tính toán mất mẫu

như sau:

4.1- phương pháp tính toán mất mẫu 12 bước:

Bước1. X¸c ®Þnh tèc ®é quay (sè cùc)vµ −íc tÝnh gÇn ®óng c«ng suÊt cña ®éng

c¬. Trong tr−êng hîp nµy viÖc x¸c ®Þnh c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ ph¶i c¨n

cø vµo h×nh d¸ng vµ kÝch th−íc cña lâi thÐp.Nh÷ng sè liÖu ban ®Çu ®Ó −íc tÝnh

c«ng suÊt lµ chiÒu dµi lâi thÐp l, ®−êng kÝnh trong stato D1 vµ tèc ®ä quay n hoÆc

sè ®«i cù p.Sau ®©y lµ c¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c«ng suÊt cña ®éng c¬ theo kÝch

th−íc:

a)Dïng s¬ ®å: S¬ ®å cho sau ®©y (h×nh 1) thÝch hîp víi c¸c lo¹i ®éng c¬ cò, víi

mét tØ lÖ thiÕt kÕ gi÷a ®−êng kÝnh trong vµ chiÒu dµi lâi thÐp stato biÕn ®æi trong

mét giíi h¹n nhÊt ®Þnh.

- 21 -

C¸ch dïng s¬ ®å: §Çu tiªn trong s¬ ®å h×nh a vµ c ®Ó kiÓm tra, quan hÖ gi÷a

®−êng kÝnh trong D1, chiÒu dµi l cña lâi thÐp vµ sè ®«i cùc p. KÎ mét ®−êng th¼ng

nèi liÒn sè m· chØ sè ®«i cùc p vµ chiÒu dµi l. Nh÷ng trÞ sè cña D tra ®ù¬c kh«ng

kh¸c trÞ sè ®o ®−îc trong thùc tÕmÊy th× cã thÓ tra tiÕp s¬ ®å h×nh b hoÆc d ®Ó t×m

ra c«ng suÊt ®éng c¬. KÎ ®−êng th¼ng nèi hai ®iÓm cã sè m· lµ sè ®«i cùc p vµ

®−êng kÝnh trong D1 trªn h thang p vµ D, giao ®iÓm cña ®−êng th¼ng víi thang p

chØ c«ng suÊt cña ®éng c¬ cÇn t×m.

¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ kh«ng cÇn ph¶i tÝnh to¸n, nh−ng chØ ¸p dông

®−îc cho c¸c ®éng c¬ cã mét tØ lÖ thiÕt kÕ thÝch hîp víi s¬ ®å.

1

2

3

4

5678910

566.277

8

10

121415

18

22

24

2830

34384650

0 .5

0.7511.5

2

2.5

33.5

44.55

67

8910

p D (cm ) P(kw )

H×nh 1 .a S¬ ®å ®Ó t×m dd−êng kÝnh trong D1 khi biÕt sè ®«i cùc p vµ chiÒu dµi stato

- 22 -

1

2

3

4

5678910

566.277

8

10

121415

18

22

24

2830

34384650

0.5

0.7511.5

2

2.5

33.5

44.55

67

8910

H×nh 1.b S¬ ®å ®Î t×m ®−êng kÝnh trong D1 khi biÕt sè ®«i cùc vµ ®−êng kÝnh trong stato.

b)TÝnh c«ng suÊt ®éng c¬ theo c«ng thøc:

31,22,4

.10p

.l0,723.DP =

¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ chØ cÇn dïng mét c«ng thøc, kh«ng ph¶i tra c¸c

sè liÖu kh¸c. Trong c«ng thøc cã sù liªn hÖ gi÷a c«ng suÊt víi ®−êng kÝnh trong,

chiÒu dµi lâi thÐp vµ sè ®«i cùc. C«ng thøc nµy cho kÕt qu¶ lín h¬n ph−¬ng ph¸p

dïng s¬ ®å, nªn cã thÓ ¸p dông cho c¸c lo¹i ®éng c¬ thiÕt kÕ míi, c¸ch ®iÖn cÊp

A, th«ng giã b×nh th−êng. KhuyÕt ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ ph¶i dïng b¶ng

l«garit hoÆc th−íc tÝnh.

- 23 -

c. TÝnh c«ng suÊt ®éng c¬ theo c«ng th−c:

P=C.D2.l.n (kw)

Trong ®ã : C lµ h»ng sè c«ng suÊt trªn h×nh 2.

4 5 10 15 20 30 40 50 6070

4

1

2

3

p=1

p=2

p=3

p=6

p=12

x10-6C

buoc cuc (cm)

p=4

H×nh 2. H»ng sè c«ng suÊt cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé.

Muèn tÝnh ®−îc h»ng sè C, cÇn tÝnh chiÒu dµi b−íc cùc.

Bước 2. tÝnh b−íc cùc.

(cm)p

πDτ2

=

Ph−¬ng ph¸p nµy cho kÕt qu¶ t−¬ng ®èi chÝnh x¸c ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ thiÕt kÕ

míi, c¸ch ®iÖn cÊp A hoÆc E, th«ng giã b×nh th−êng.

Bước 3. tÝnh tõ th«ng mçi cùc φ :

)(10....637,0 4 wblB t−= δτφ

δB lµ c¶m øng tõ trong khe hë kh«ng khÝ tra theo b¶ng 1 vµ tÝnh b»ng tesla(T)

- 24 -

B¶ng 1: trÞ sè c¶m øng tõ cho ®«ng c¬ kh«ng dång bé lo¹i phæ th«ng:

§o¹n m¹ch tõ C¶m øng tõ (T)

Khe hë kh«ng khÝ( δB ) (víi 2p=2) 0,60 ÷0,70

(ví 2p>2) 0,65 ÷ 0,85

G«ng stato ( 1gB ) (víi 2p=2) 1,20 ÷1,70

(víi 2p>2) 1,00 ÷ 1,50

R¨ng stato ë ®o¹n hÑp nhÊt(r·nh ch÷ nhËt) 1,60 ÷2,10

R¨ng stato trung b×nh(r·nh qu¶ lª hoÆc h×nh

thang)

1.30 ÷1,70

G«ng r«to (Bg2) 1,00 ÷1,10

Bước 4. NghiÖm l¹i c¶m øng tõ g«ng stato:

)(1095,0..2

4

0

Tlh

Bg

gφ

=

Bước 5. NghiÖm l¹i c¶m øng tõ r¨ng stato:

)(1095,0...

2

57,1 4

0

Tlb

pZ

Br

rφ

=

C¸c trÞ sè cña Br vµ bg phØ phï hîp víi b¶ng 1. NÕu kÕt qu¶ chªnh lÖch Ýt , cã thÓ

®iÒu chØnh l¹i c¶m øng tõ khe hë kh«ng khÝ δB . NÕu chªnh lÖch nhiÒu, cÇn ®iÒu

l¹i sè cùc vµ tÝnh l¹i.

Bước 6. Sè vßng d©y nèi tiÕp cho 1 pha w1 :

)/(22,210. 2

1 phavgUw l

φ

−

=

- 25 -

NÕu lµ d©y quÊn b−íc ng¾n, sè vßng thùc tÕ sÏ b»ng sè vßng tÝnh to¸n chia cho hÖ

sè b−íc ng¾n. HÖ sè b−íc ng¾n b»ng hÖ sè d©y quÊn khi hÖ sè quÊn r¶i b»ng 1

( q= 1), øng víi c¸c tØ sè b−íc ng¾n β kh¸c nhau(b¶ng 2 dßng 1).

B¶ng 2: hÖ sè d©y quÊn dqk cña d©y quÊn ba pha:

HÖ sè b−íc ng¾n ky

Sè bèi

trong mét tæ bèi

HÖ sè ph©n bè r¶i kph 0,95 O,90 O,85 0,80 0,75 0.70 0.65 0,60 0,55 0,50

1

2

3

4

5÷ 7

≥ 9

1.000

0.968

0.960

0.958

0.957

0.956

0.955

0.997

0.963

0.957

0.955

0.954

0.953

0.952

0.988

0.954

0.948

0.947

0.946

0.945

0.944

0.972

0.939

0.933

0.931

0.930

0.929

0.928

0.951

0.919

0.913

0.911

0.910

0.909

0.908

0.924

0.893

0.887

0.885

0.854

0.853

0.852

0.891

0.861

0.855

0.854

0.853

0.852

0.851

0.853

0.824

0.819

0.817

0.816

0.815

0.814

0.809

0.781

0.777

0.775

0.774

0.773

0.773

0.760

0.734

0.730

0.728

0.727

0.727

0.726

0.700

0.676

0.672

0.671

0.670

0.669

0.668

Bước 7. sè d©y dÉn t¸c dông trong mét r∙nh Nz1:

Z6wN 1

z1 =

Nz1 ph¶i lµ sè nguyªn. NÕu d©y quÊn hai líp th× Nz1 ph¶i lµ sè ch½n.

Bước 8. tiªt diÖn d©y dÉn S1:

)(. 2

11 mm

NSfSz

rr=

Sr lµ tiÕt diÖn cña r·nh.

Fr lµ hÖ sè lîi dông r·nh – theo b¶ng 3.

B¶ng 3. hÖ sè lé dông r·nh fr:

Lo¹i d©y dïng fr

D©y ®ång trßn bäc hai l−ît sîi 0,28÷0,30

D©y ®ång trßn bäc l−ît sîi 0,30 ÷0,33

D©y ®ßng trßn tr¸ng men 0,34 ÷0,36

- 26 -

C¨n cø vµo b¶ng quy c¸ch d©y, chän m· hiÖu vµ kÝch th−íc d©y thÝch hîp. NÕu

tiÕt diÖn S1 yªu cÇu lín, cã thÓ dïn nhiÒu sîi chËp l¹i hoÆc nèi thµnh nhiÒu m¹ch

nh¸nh.

Bước 9. Dßng ®iÖn pha cho phÐp ip:

ip=S1.i1 (A)

i1 lµ mËt ®é dßng ®iÖn- theo b¶ng 4.

S1 lµ tiÕt diÖn thùc tÕ cña d©y dÉn sau khi ®· chän.

B¶ng 4. mËt ®é dßng ®iÖn trong d©y quÊn stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé d©y quÊn mÒm (A/mm2):

KiÓu ®éng c¬ C«ng suÊt ®éng c¬ (Kw)

®éng c¬ kiÓu hë,

th«ng giã däc

6,00÷6,50 5,50 ÷6,50 5,00 ÷6,00

®éng c¬ kiÓu kÝn,

th«ng giã ngoµi

1,50 ÷5,00 1,50÷5,00 3,50÷4,50

Víi nh÷ng m¸y nhá (d−íi 0,6k−) nÕu phô t¶i ®−êng A thÊp, mËt ®é dßng ®iÖn cã

thÓ lÊy ®Õn 8,5 A/mm2

Bước 10. kiÓm tra l¹i hÖ sè lån d©y f1:

t

cz

SdNf

21

1.

=

Víi dc lµ ®−êng kÝnh d©y dÉn kÎ c¶ c¸ch ®iÖn; St lµ kho¶ng trèng trong r·nh cßn

®Ó lång d©y( ®a trõ c¸ch ®iÖn r·nh, nªm tre….)

Bước 11. nghiÖm l¹i phô t¶i ®−êng A:

)/(.1 cmA

DIZN

A pz

π=

trÞ sè A ph¶i phï hîp víi h×nh 3. nÕu phô t¶i ®−êng cao qu¸, ph¶i h¹ thÊp mËt ®é

dßng ®iÖn.

- 27 -

0,1 0,2 0,4 0,6 1 2 4 6 10 20 40 80 100 Kw

P

4

3

2

1

100

200

300

400

500A/cm

H×nh 3. phô t¶i ®−êng cña ®éngc¬ kh«ng ®ßng bé.

1-KiÓu b¶o vÖ, thæi giã m¹nh;

2-KiÓu b¶o vÖ thæi giã b×nh th−êng; 3-KiÓu kÝn, thæi giã m¹nh;4-KiÓu kÝn thæi giã b×nh th−êng

Bước 12. c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ ®iÖn P:

P= 3Up.ip.cosϕ .η .10-3 (Kw)

Cosϕ vµ η tham kh¶o c¸c ®−êng cong trªn h×nh (4) vµ (5).

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

0,5 0,7 1 3 5 7 10 20 30 50 70Pdm

2

H×nh 4. HiÖu suÊt cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha kiÓu b¶o vÖ.

- 28 -

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

0,5 0,7 1 3 5 7 10 20 30 50 70Pdm

p=43

2p=1

2

cos

Kw

H×nh 5. cosϕ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha kiÓu b¶o vÖ.

4.2 Ph−¬ng ph¸p 29 b−íc.

Bước 1. Trän c¶m øng tõ khe hë kh«ng khÝ δB : theo b¶ng 5:

B¶ng 5:

Tªn KÝ hiÖu §¬n vÞ KÝch th−íc m¸y(c«ng suÊt gÇn ®óng) Lín Trung b×nh Nhá võa Nhá

>100Kw ®Õn 100kw ®Õn 10kw ®Õn 1kw

C¶m øng tõ trong khe hë kh«ng khÝ

δB Gèt 9000 - 10000 7000-9000 6000-8000 3000-6000

C¶m øng tõ g«ng stato

Bgt Gèt 13000-15000 12000-15000 11000-15000 10000-14000

C¶m øng tõ r¨ng stato

Bz Gèt 18000-20000 14000-18000 14000-16000 13000-15000

MËt ®é dßng ®iÖn

J A/mm2 3-5 4- 4,5 5-6 6-8

Phô t¶i ®−êng cña cuén d©y stato

A A/cm 350-600 250-400 200-300 100-200

Bước 2.C¶m øng tõ g«ng stato Bgt tra theo b¶ng 1.

Bước 3. ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña lâi thÐp stato: l = L – nvbv(cm).

Bước 4. B¶ng hÖ sè Ðp chÆt lâi thÐp Kfe. Chäm b¶ng 6.

B¶ng 6

- 29 -

D¹ng c¸ch ®iÖn ChiÒu dµy l¸ thÐp stato GiÊy S¬n Mµng oxit 0,50 0,35

0,90 0,87

093 0,90

0,95 0,93

Bước 5. X¸c ®Þnh sè cùc tõ:

Fegg klhBLDBp

....2....2

11

111

πα δ .

ë ®©y, 1α lµ hÖ sè cung cùc, khi c¶m øng tõ trong khe hë kh«ng khÝ biÕn thiªn theo

quy luËt h×nh sin th× 1α = 0,637.

Tõ d©y sè vßng quay cña ®éng c¬ t×nh b»ng:

n =60f/p.

f: tÇn sè l−íi ®iªn Hz; n tÝnh b»ng(v/ph). P: tÝnh lµ sè ®«i cùc.

Tr−êng hîp ®· biÕt tèc ®é quay ghi trªn nh·n hiÖu tøc lµ ®· biÕy sè cùc 2p, th× tõ

trÞ sè2p vµ Bgt tra b¶ng ®· biÕt, ta tÝnh ®−îc trÞ sè tõ c«ng thøc 3.2 chÝnh x¸c h¬n.

Bước 6. ChiÒu réng r¨ng trung b×nhcña stato: (h×nh 1).

3

2 1111

zvzfbz

bbb

+=

Bước 7.B−íc r¨ng:

1

1

ZD

tπ

=

Bước 8. C¶m øng tõ cña r¨ng stato:

1....

zbtFez bkl

LtB δβ=

NÕu trÞ sè Bz tÝnh ®−îc phï hîp víi trÞ sè trong b¶ng 1 th× viÖc chän δB lµ

®−îc.NÕu cã gi¸ trÞ Bz lín h¬n ë b¶ng 1 th× cÇn gi¶m bít trÞ sè δB , hoÆc ng−îc l¹i.

Bước 9.X¸c ®Þnh tõ th«ng cña m¸y ®iÖn:

Lp ...1 τβαφ δ=

φ :TÝnh b»ng m¾c xoen [Mx].

pD

p 2. 1πτ = : TÝnh b»ng [cm], lµ b−íc cùc.

- 30 -

Bước 10. Lùa chän kiÓu d©y quÊn.

a- Chän kiÓu d©y quÊn mét líp hay hai líp sao cho thuËn lîi khi quÊn vµ lång.

Cuén d©y mét líp cã kiÓu ®ång t©m, kiÓu vµnh dÕ, lo¹i mét mÆt b»ng, hai mÆt

b»ng. Cuén d©y hai líp th−êng cã kiÓu quÊn xÕp (xÕp kÐp).

b- X¸c ®Þnh sè bèi d©y trong mét tæ bèi d©y (®Ó lµm khu«n quÊn).

q1 = 1

1

.2 mpZ

.

c- X¸c ®Þnh sè tæ bèi d©y N trong c¶ m¸y:

* Tr−êng hîp d©y quÊn xÕp ®¬n:

N1líp = 1

1

2qZ

= 3n1líp

Víi N1líp lµ sè tæ bèi trong mét pha ®èi víi d©y quÊn xÕp ®¬n.

*Tr−êng hîp quÊn d©y xÕp lÐp:

N2líp = 1

1

qZ

= 3n2 lãp

Víi N2líp lµ sè tæ bèi trong mét pha ®èi víi d©y quÊn xÕp kÐp.

d- X¸c ®inh b−íc bèi d©y (®Ó lµm khu«n vµ ®Ó lång d©y). Th−êng dïng b−íc ®ñ

vµ b−íc ng¾n.

B−íc ®ñ:y = p

Z2

1 lµ b−íc bèi d©y(theo r·nh).

B−íc ng¾n: y = 0.8p

Z2

1 (theo r·nh).

e- X¸c ®Þnh c¸ch ®Êu c¸c tæ bèi d©y trong mét pha, tuú theo sè m¹ch nh¸nh song

song trong mét pha (sÏ x¸c ®Þnh sau).

f- VÏ s¬ ®å tr¶i cuén d©y: C¨n cø sè liÖu tÝnh to¸n ®−îc trªn mét d©y, ta cã thÓ vÏ

s¬ ®å tr¶i cuén d©y Stato cÇn söa ch÷a l¹i.

Bước 11. X¸c ®inh sè vßng d©y x¸c ®Þnh trong mét pha.

W1f = φ..44,4 11 kf

U ï .108

Trong ®ã, Uf ®iÖn ¸p pha cña m¸y ®iÖn, biÕt theo yªu cÇu hay trÞ sè ghi trªn nh·n

hiÖu, [V].

- 31 -

k1 lµ hÖ sè d©y quÊn , phô thuéc vµo hÖ sè b−íc ng¾n ky cña cuén d©y vµ hÖ sè

ph©n bè r¶i kpb, ta cã thÓ kiÓm tra theo b¶ng 2.

NÕu lµ ®ñ ta lÊy k1=kpb.

Bước 12. Sè d©y dÉn t¸c dông trong mét r∙nh:

1

111

.2Z

WmN f

r =

Bước 13. TiÕt diÖn hiÖu dông cña r∙nh

Sf.h÷u Ých=k1®.Sf1

Trong ®ã k1® lµ hÖ sè lÊp ®Çy r·nh b»ng d©y dÉn bäc c¸ch ®iÖn. Cã thÓ lÊy c¸c trÞ

sè trung b×nh cña nã b»ng 0,37 ÷⋅ 0,45 ®èi víi m¸y cã c«ng suÊt trung b×nh vµ

nhá.

Bước 14. TiÕt diÖn cña mét d©y dÉn t¸c dông kÓ c¶ c¸ch ®iÖn d©y:

r

huuichf

NS

S1

.=

Bước 15. x¸c ®Þnh sè d©y dÊn song trong mét d©y dÉn t¸c dông n1r vµ sè m¹ch

nh¸nh song song a1 trong mét pha. trÞ sè s vµ s, tÝnh lín ®−îc ®Õn d©y dÉn lång sÝt

qua ®−îc miÖng r·nh, lóc nµy: sans =11, . (víi s, lµ tiªt diÖn cña d©y dÉn tÝnh b»ng

q,).

Sè d©y dÉn song song trong mét d©y dÉn t¸c dông n1r kh«ng nªn qu¸ 3 ®èi víi

m¸y cã c«ng suÊt ®Õn 10Kw vµ qu¸ 4 ®èi víi m¸y cã c«ng suÊt lín h¬n 10 Kw. Sè

m¹ch nh¸nh song song a1 cã thÓ tham kh¶o ë b¶ng 7:

B¶ng 7: sè m¹ch nh¸nh song song a1:

Sè cùc cña m¸y ®iÖn

2 4 6 8 10 12

Sè nh¸nh song song cho phÐp

1 1;2 1;3 1;2;4 1;2;5 1;2;3;4;6

Bước 16.tÝnh chÝnh x¸c tiÕt diÖn mét d©y dÉn c¶ bäc c¸ch ®iÖn trong tr−êng

hîp cã m¹ch rÏ song song vµ sè d©y dÉn song song.

q, chÝnh x¸c= )(.

2

11

mman

S

r

Bước 17.§−êng kÝnh d©y dÉn kÓ c¶ c¸ch ®iÖn:

- 32 -

)(.14,1 '' mmqd chx=

Bước 18.§−êng kÝnh d©y dÉn trÇn:

d=d, - cdΔ

Trong ®ã cdΔ lµ chiÒu dÇy c¸ch ®iÖn c¶ hai phÝa cña cuén d©y dÉn, nã tuú theo m·

hiÖu vµ ®−êng kÝnh d©y.

Bước 19. §−êng kÝnh d vµ tiÕt diÖn tiªu chuÈn q chän theo ®−êng kÝnh d©y

trÇn, tra b¶ng 9 lÊy xÊp xØ chØ sè tÝnh to¸n.

B¶ng 9: Tiªu chuÈn ®−êng kÝnh vµ tiÕt diÖn d©y dÉn ®Ó quÊn m¸y ®iÖn

d q d q d q d q

0.51

0.53

0.55

0.57

0.59

0.62

0.64

0.67

0.69

0.72

0.74

0.77

0.80

0.2043

0.22

0.2576

0.265

0.2734

0.302

0.322

0.352

0.374

0.407

0.430

0.465

0.503

0.83

0.86

0.90

0.93

0.96

1.00

1.04

1.08

1.12

1.16

1.20

1.25

1.30

0.541

0.581

0.636

0.673

0.724

0.785

0.85

0.916

0.985

1.057

1.131

1.230

1.327

1.35

1.40

1.50

1.53

1.56

1.62

1.68

1.74

1.81

1.88

1.95

2.02

2.10

1.431

1.54

1.67

1.767

1.91

2.06

2.21

2.378

2.57

2.77

2.936

3.205

3.646

2.26

2.44

2.63

2.83

3.05

3.28

3.53

3.80

4.10

4.50

4.8

5.2

-

4.01

4.075

5.432

6.29

7.306

8.48

9.78

11.34

13.20

15.1

18.10

21.2

-

Bước 20. Dßng ®iÖn pha:

][... 11 AjanqI rf

Víi j lµ mËt ®é dßng ®iÖn chän theo b¶ng 5.

Bước 21. TÝnh phô t¶i ®−êng theo c«ng thøc:

)/(.

1

11 cmAD

ZNIA rf

π=

trÞ sè A ph¶i n»m trong giíi h¹n cña b¶ng 5; nÕu trÞ sè A tÝnh ®−îc kh¸c víi trÞ sè

cho trong b¶ng 5 th× ta cÇn thay ®æi trÞ sè mËt ®é dßng ®iÖn j trong cuén stato vµ

tÝnh l¹i.

- 33 -

Bước 22. TÝnh c«ng suÊt biÓu kiÕn cña m¸y ( dung l−îng m¸y ).

S1=m1.Uf.if.10-3 [KVA]

Bước 23.C«ng suÊt g©n ®óng trªn trôc ®éng c¬:

)(.cos.12 kwSP ηϕ=

®èi víi ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3 pha c«ng suÊt tõ 1 ÷100 Kw vµ

tèc ®é quay 1000 ÷1500 v/ph ta lÊy:

η = 0.77 ÷0,91

cosϕ = 0,70÷0,89

hoÆc cã thÓ tra theo b¶ng 10. HÖ sè η vµ hÖ sè c«ng suÊt cosφ lÊy cµng lín khi

c«ng suÊt vµ tèc ®ä quay cña ®éng c¬ cµng lín.

B¶ng 10. Nh÷ng trÞ sè kinh nghiÖm ®èi víi ®éng c¬ r«to ng¾n m¹ch Tèc ®é quay ®ång bé[ vßng/phut]

3000 1500÷ 750 3000 1500 1000 750 3000 15000 1000 750 3000

vµ 1500

1000

vµ

750

3000

vµ

750

1000

vµ

750

3000

vµ

1500

1000

vµ

750

C«ng

suÊt

®Þnh

møc

P®m

(kw) Khe hë ®Þnh møc bÐ nhÊt )(min mmδ HiÖu suÊt bÐ nhÊt %η HÖ sè Cosϕ

dm

kdkd M

Mm =

dmMM

m maxmax =

bÐ nhÊt

dm

kdkd I

Ik =

bÐ nhÊt

1

1.7

2.8

4.5

7

10

14

20

28

40

55

75

100

0.35

0.35

0.40

0.50

0.50

0.65

0.80

0.80

0.80

1.00

1.00

1.25

0.25

0.25

0.35

0.35

0.40

0.40

0.40

0.50

0.50

0.50

0.50

0.60

0.75

77.0

79.0

83.5

83.0

84.5

86.5

87.0

87.5

88.0

89.0

89.5

90.0

90.5

77.0

79.0

83.5

85.0

86.5

87.0

87.5

88.5

89.0

89.5

90.0

90.5

91.0

76.0

77.0

81.5

85.5

85.0

85.5

86.5

87.5

88.5

89.0

90.0

90.5

-

-

-

79.5

82.5

84.0

85.0

86.0

87.0

88.0

89.0

90.0

-

-

0.850

0.860

0.870

0.875

0.875

0.880

0.890

0.890

0.895

0.900

0.905

0.910

0.910

0.785

0.815

0.835

0.895

0.855

0.865

0.870

0.875

0.875

0.885

0.885

0.885

0.895

0.715

0.745

0.775

0.795

0.810

0.815

0.820

0.835

0.845

0.850

0.860

0.865

-

-

-

0.710

0.775

0.770

0.795

0.800

0.810

0.820

0.830

0.835

-

-

1.2

0.9

1.0

0.9

2

1.7

8

6.5

Bước 24. TÝnh to¸n dßng ®iÖn tõ ho¸ μI

a- søc ®iÖn ®éng tæng trªn mét cùc, tÝnh theo c«ng thøc:

F= δF + Fz1 +Fg1+ Fz2 +Fg2 = Fd + Fstato +Froto [A.vßng]

ë ®©y chØ sè 1 kÝ hiÖu cho stato, chØ sè 2 kÝ hiÖu cho roto.

b- Søc tõ ®éng kh«ng khÝ trªn mét ®«i cùc:

δF = 1,6. δB . δk .δ [A.vßng].

Trong ®ã : -δ lµ khe hë kh«ng khÝ gi÷a r«to vµ stato

- δk lµ hÖ sè khe hë kh«ng khÝ, tÝnh b»ng c«ng thøc:

δδ

δ 1010

1 ++

=zfbtk

- 34 -

c- Søc ®iÖn ®éng r¨ng stato:

Fz1 =2Hzhz1

64 21 zztbz

zHHH

H++

= [A.vßng/cm]

Hz1, Hztb, Hz2, lµ c−êng ®é tõ tr−êng ë r¨ng, chç chiÒu réng lín nhÊt, chiÒu réng

trung b×nh, chiÒu réng bÐ nhÊt, x¸c ®Þnh t−¬ng øng c¸c trÞ sè c¶m øng tõ r¨ng .

Trong ®ã, c¸c trÞ sè c¶m øng tõ r¨ng tÝnh b»ng c¸c c«ng thøc sau:

11 ..

.zvFe

z blktLBB δ=

ztbFeztb blk

LtBB..

..=

12 ..

..zfFe

z blkLtBB =

d- Søc tõ g«ng stato:

Fg1= Hg.Lg [A.vßng]

Hg – lµ c−êng ®é tõ tr−êng g«ng tra ë b¶ng 11 theo trÞ sè c¶m øng tõ g«ng Bδ

t−¬ng øng.

B¶ng 11.B¶ng c−êng ®é tõ ho¸ cña thÐp l¸ kÜ thuËt ®iÖn 11, 12, 21 B = f(H)

B* (wb/m2) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 0.10 0.20 1.30 1.40 4.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30 2.4

1.4 1.5 1.7 2.0 2.4 3.0 3.7 4.8 6.1 8.2 12.0 19.0 32.0 58.0 100 180 280 500 1200 2000 2800

1.41 1.52 1.73 2.04 2.46 3.07 3.81 4.93 6.31 8.58 12.7 20.3 34.6 62.2 108 190 295 560 1280 2080 2890

1.42 1.54 1.76 2.08 2.52 3.14 3.92 5.06 6.52 8.96 13.40 21.6 37.2 66.4 116 200 310 620 1360 2160 2980

1.43 1.56 1.79 2.12 2.58 3.21 4.03 5.19 6.73 9.34 14.1 22.9 39.8 70.6 124 210 325 680 1440 2240 3070

1.44 1.58 1.82 2.16 2.64 3.28 1.14 5.32 6.94 9.72 14.8 24.2 42.4 74.8 132 220 340 740 1520 2320 3160

1.45 1.60 1.85 2.02 2.70 3.35 4.25 5.45 7.15 10.1 15.5 25.5 45 79 140 230 360 800 1600 2400 3250

1.46 1.62 1.88 2.24 2.24 2.76 3.42 4.36 5.58 7.36 10.48 16.2 26.8 83.2 148 240 390 880 1660 2480 3310

1.47 1.64 1.91 2.28 2.82 3.49 4.47 5.71 7.57 10.86 16.9 28.1 50.2 87.4 156 250 420 960 1745 2560 3370

1.48 1.64 1.94 2.32 2.88 3.56 4.58 5.84 7.78 11.24 17.6 29.4 52.8 91.6 164 260 450 1040 1830 2640 3440

1.49 1.68 1.97 2.36 2.94 3.63 5.69 5.97 7.99 11.62 18.3 30.7 55.4 95.8 172 270 480 1120 1915 2720 3500

- 35 -

2.50 3575 3640 3720 3790 3870 3950 4020 4090 4170 4240

B cã thÓ tÝnh víi ®¬n vÞ Gèt: lóc ®ã 1Wb/m2 = 104 Gèt.

Lg – lµ chiÒu dµi ®−êng søc tõ trong g«ng stato:

)(2

)2( 111 cmp

hhDL gz

g

++=π

e-Søc tõ ®éng trong m¹ch tõ stato:

Fstato = Fz1 + Fg1 [A.vßng]

f- Søc tõ ®éng gÇn ®óng trong m¹ch tõ r«to: Fr«to = 0,9Fstato Ta cã thÓ tÝnh chÝnh

x¸c t−¬ng tù nh− tÝnh víi stato.

g- Dßng ®iÖn tõ ho¸ cña mét pha:

111 ...9,0.

kWmFpI

f

=μ (A)

TÝnh ra trÞ sè phÇn tr¨m theo ®Þnh møc;

100.fI

Ii μμ =

TrÞ sè %μi tÝnh ®−îc n»m trong kho¶ng 20% ®Õn 50% lµ ®óng; trÞ sè cµng bÐ, chÊt

l−îng söa ch÷a cµng tèt.

Bước 25. ChiÒu réng trung b×nh cña bèi d©y stato yτ :

)(.)(

1

1 cmyZ

hD zy

+=π

τ

Trong ®ã y lµ b−íc bèi d©y theo r·nh.

Bước 26. ChiÒu dµi phÇn ®Çu nèi cña bèi d©y stato : lf® tÝnh nh− sau:

lf® = k. yτ + lhc [cm]

k lµ hÖ sè söa ch÷a, tra theo b¶ng 10.

lhc lµ h»ng sè ®iÒu chØnh, tra theo b¶ng 10.

- 36 -

B¶ng 10: HÖ sè sña ch÷a k vµ h»ng sè hiÖu chØnh lhc :

Lâi thÐp stato kh«ng th©n, khi quÊn Lâi thÐp stato c¶ th©n, khi quÊn Sè cùc 2p

k lhc k lhc

2

4

6

8

1.25

1.30

1.40

1.50

2

2

2

2

1.30

1.35

1.45

1.55

3

3

3

3

Bước 27. ChiÒu dµi trung b×nh cña mét nöa vßng cña bèi d©y stato:

L1/2vßng = if® + L

Bước 28. Träng l−îng ®ång cña cuén d©y stato kh«ng kÓ c¸ch ®iÖn: 5

1112/1, 10......9,8 −= ZanlqG rvongcu [kg]

ë ®©y 8,9 lµ tØ träng cña ®ång.

Bước 29. Träng l−îng ®ång cña cuén d©y stato kÓ c¶ c¸ch ®iÖn vµ d©y dÉn ra.

Gcu = 1,04G, cu [kg].