tinh toan day quan dong co khong dong bo 3 pha bang matlab.pdf

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ..........................................................................................................I

MỤC LỤC ............................................................................................................. II

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU............................................................................................1

1.1 Giới thiệu chung ..........................................................................................1 1.2 Tính cấp thiết của đề tài ...............................................................................1 1.3 Nhiệm vụ, phạm vi của đề tài.......................................................................2 1.4 Phương pháp nghiên cứu..............................................................................2 1.5 Ứng dụng, nhu cầu thực tế của đề tài ...........................................................2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ..........................................3

KHÔNG ĐỒNG BỘ................................................................................................3

2.1 Nguyên lý làm việc và kết cấu máy điện không đồng bộ................................3 2.1.1 Đại cương về máy điện không đồng bộ ...................................................3 2.1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ .....................................3 2.1.3 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ........................................................6 2.1.4 Công dụng ............................................................................................10 2.1.5 Kết cấu của máy điện ............................................................................10

2.1 Những vấn đề chung khi thiết kế động cơ không đồng bộ ..........................14 2.2.1 Ưu điểm.............................................................................................14 2.2.2 Khuyết điểm.......................................................................................14 2.2.3 Biện pháp khắc phục ..........................................................................15 2.2.4 Nhận xét.............................................................................................15 2.2.5 Tiêu chuẩn sản xuất động cơ ..............................................................15 2.2.6 Phương pháp thiết kế............................................................................15 2.2.7 Nội dung thiết kế................................................................................16 2.2.8 Các tiêu chuẩn đối với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc ................16

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MATLAB..............................................18

3.1 Sơ lược về Matlab......................................................................................18 3.1.1 Matlab là gì ........................................................................................18 3.1.2 Cài đặt phần mềm Matlab ..................................................................18 3.1.3 Khởi động và thoát khỏi Matlab .........................................................25

3.2 Các phép toán trong Matlab .......................................................................30 3.2.1 Các toán tử và ký hiệu đặc biệt..............................................................30 3.2.2 Nhóm lệnh lập trình trong Mathlab ......................................................36 3.2.3 Các hàm toán học cơ bản ......................................................................41 3.2.4 Các phép tính đại số..............................................................................47

iii

3.3 Tạo giao diện trong GUIDE/Matlab ...........................................................59 3.3.1 Tạo GUIDE bằng công cụ đồ họa..........................................................59 3.3.2 Một ví dụ về tạo GUIDE .......................................................................59

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG

BỘ BA PHA..........................................................................................................64

4.1 Trình tự tính toán.........................................................................................64 4.1.1 Xác định các tham số cần thiết cho việc tính toán .................................64 4.1.2 Phỏng định số cực 2p thích ứng kết cấu lõi thép động cơ ......................70 4.1.3 Lập biểu thức quan hệ giữa từ thông qua một cực từ () và mật độ từ thông qua khe hở không khí ( B ).................................................................72 4.1.4 Xác định quan hệ giữa mật độ từ thông qua gông lõi thép stator (Bg) và mật độ từ thông qua khe hở không khí ( B ).................................................72 4.1.5 Xác định quan hệ giữa mật độ từ thông qua răng stator (Br) và mật độ từ thông qua khe hở không khí ( B )..................................................................74 4.1.6 Lập bảng quan hệ giữa mật độ từ thông qua khe hở không khí, mật độ từ thông qua gông lõi thép stator và mật độ từ thông qua răng stator ..................75 4.1.7 Chọn kết cấu cho dây cuốn và tính hệ số dây quấn kdq ..........................76 4.1.8 Xác định tổng số vòng cho mỗi pha dây cuốn .......................................82 4.1.9 Xác định tiết diện rãnh stator, chọn hệ số lấp đầy kld cho rãnh, suy ra đường kính dây quấn (d) không lớp men........................................................83 4.1.10 Chọn mật độ dòng điện J và suy ra dòng điện định mức (Iđmpha) qua mỗi pha dây cuốn..................................................................................................84 4.1.11 Dựa theo hiệu suất động cơ (η) và hệ số công suất (cosφ) để xác định công suất định mức (Pđm) cho động cơ ...........................................................85 4.1.12 Xác định chu vi khuôn (CV) và khối lượng dây cuốn (Wdây) ..............91

4.2.Thí dụ tính toán mẫu. ...................................................................................92 CHƯƠNG 5 ỨNG DỤNG MATLAB TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG

CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ..................................................................................... 100

5.1 Giao diện chính và chương trình cho giao diện chính................................. 100 5.1.1 Giao diện chính................................................................................... 100 5.1.2 Viết chương trình cho giao diện chính................................................. 101

5.2 Tạo giao diện tính toán và viết chương trình cho giao diện tính toán........ 102 5.2.1 Tạo giao diện tính toán........................................................................ 102 5.2.2 Viết chương trình cho giao diện tính toán............................................ 103

5.3 Kết quả tính toán bằng phần mềm GUIDE/Matlab..................................... 114 CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ............................................................. 116

6.1 Kết luận ..................................................................................................... 116

iv

6.2. Kiến nghị .................................................................................................. 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 117

1

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu chung

Ngày nay, động cơ điện được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời

sống xã hội, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp sản xuất hiện đại, và trong

nhiều lĩnh vực của đời sống thì không thể thiếu các động cơ điện. Vì vậy, các loại

động cơ điện được chế tạo ngày càng hoàn thiện hơn. Trong đó, động cơ điện không

đồng bộ 3 pha chiếm tỉ lệ lớn trong các ngành công nghiệp, do nó có nhiều ưu điểm

nổi bật như: giá thành thấp, dễ sử dụng, bảo quản đơn giản, chi phí vận hành và bảo

trì thấp…

Vì vậy, yêu cầu khi thiết kế động cơ điện phải đảm bảo chất lượng, độ tin

cậy cao và giá thành phải phù hợp. Đi đôi với sử dụng thì việc bảo trì, sửa chữa

động cơ điện cũng là một vấn đề cần thiết.

Tuy nhiên việc thiết kế động cơ nói riêng và động cơ không đồng bộ nói

chung còn qua nhiều bước tính toán bằng tay do đó mất nhiều thời gian hơn. Vì vậy

chúng ta cần có một phương pháp tính toán nhanh, chính xác hơn. Trong đề tài tốt

nghiệp này tôi sẽ trình bày cách thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha bằng phần

mềm Matlab. Trên giao diện thiết kế, ta chỉ việc nhập thông số đầu vào và việc tính

toán các thông số đầu ra, GUIDE/Matlab sẽ tính toán cho chúng ta.

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Việc thiết kế động cơ điện phải qua nhiều bước tính toán, cụ thể như để thiết

kế được một động cơ không đồng bộ ba pha thì ta phải tính toán dây quấn, rãnh

stator, khe hở không khí, gông rôto, tính toán mạch từ và các tham số định

mức…như thế đối với một động cơ mà ta đi tính toán lại thì sẽ mất nhiều thời gian

và độ chính xác không cao do quá trình tính toán ta thường làm tròn số. Trường hợp

này hay xảy ra đối với những động cơ bị mất lý lịch hay những động cơ đã bị cháy

dây quấn. Vì vậy đề tài Thiết kế động cơ không đồng bộ bằng phần mềm Matlab là

cần thiết. Trên giao diện GUIDE/Matlab, ta chỉ cần nhập các thông số đầu vào và

nhấn nút tính toán, phần mềm sẽ tự động tính toán và cho ta kết quả nhanh và chính

xác ở đầu ra. Giúp chúng ta tiết kiệm thời gian mà làm việc lại hiệu quả.

2

1.3 Nhiệm vụ, phạm vi của đề tài

Nhiệm vụ của đề tài là thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha bằng phần

mềm Matlab trên giao diện GUIDE trong phạm vi là tính toán thiết kế động cơ

không đồng bộ ba pha bằng phần mềm Matlab.

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ ba

pha. Thiết kế động cơ với phương pháp thông thường, xác định thông số đầu vào,

đầu ra cho động cơ và áp dụng vào cho chương trình của Matlab. Tạo giao diện sử

dụng trên GUIDE/Matlab với giao diện là thiết kế động cơ không đồng bộ, viết

chương trình cho GUIDE/Matlab thực hiện việc thiết kế.

1.5 Ứng dụng, nhu cầu thực tế của đề tài

Sau khi đề tài hoàn thành, nó sẽ được ứng dụng trong các nhà máy chế tạo,

các xưởng sửa chữa động cơ. Với tính ưu việt của nó, nhà sản xuất sẽ tiết kiệm thời

gian và chi phí cho việc thiết kế động cơ (tính toán dây quấn) mà đảm bảo sự chính

xác.

3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ

KHÔNG ĐỒNG BỘ 2.1 Nguyên lý làm việc và kết cấu máy điện không đồng bộ

2.1.1 Đại cương về máy điện không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, bảo quản

thuận tiện, giá thành rẻ nên được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực. Nhất là loại

có công suất dưới 100kW.

Động cơ điện không đồng bộ có 2 loại: 1 loại rôto lồng sóc và 1 loại rôto dây

quấn. Động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc có cấu tạo đơn giản nhất, nhất là

loại rôto lồng sóc đúc nhôm nên chiếm số lượng khá lớn trong loại có công suất nhỏ

và vừa. Nhược điểm của động cơ này là khó điều chỉnh tốc độ và dòng điện khởi

động bằng 6-7 lần dòng điện định mức. Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta

chế tạo loại động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc nhiều tốc độ và dùng rôto rãnh

sâu, lồng sóc kép để hạ dòng điện khởi động, đồng thời tăng mômen khởi động lên.

Động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn có thể điều chỉnh tốc độ trong

một chừng mực nhất định, có thể tạo mômen khởi động lớn mà dòng điện khởi

động không cao lắm. Nhưng chế tạo khó khăn hơn loại rôto lồng sóc do đó có giá

thành cao hơn, khó khăn trong việc bảo quản.

Hiện nay nước ta sản suất động cơ không đồng bộ theo dãy tiêu chuẩn. Dãy

động cơ không đồng bộ công suất từ 0.55 – 90kW ký hiệu là K theo tiêu chuẩn Việt

Nam 1987 – 1994. Ngoài tiêu chuẩn trên còn có tiêu chuẩn TCVN 315 – 85, quy

định dãy công suất động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc từ 100kW – 1000kW,

gồm có công suất: 110, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, va 1000kW.

Ký hiệu của động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc được ghi theo ký hiệu

về tên gọi của dãy động cơ điện, ký hiệu về chiều cao tâm trục quay, ký hiệu về

kích thước lắp đặt do trục và ký hiệu về số trục.

2.1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ

4

Động cơ không đồng bộ 3 pha có 2 phần chính: stator (phần tĩnh), rôto (phần

quay). Stator gồm có lõi thép trên đó có chứa các dây quấn 3 pha. Khi đấu dây quấn

3 pha vào lưới điện 3 pha, trong đây quấn sẽ có dòng điện chạy, hệ thống dòng điện

này tạo ra từ tường quay, quay với tốc độ:

n1 = 60* pf1

(2.1)

Trong đó:

1f : Là tần số nguồn điện.

p: Là số đôi cực từ dây quấn.

Phần quay nằm trên trục quay bao gồm lõi thép rôto. Dây quấn rôto bao gồm một

số thanh dẫn đặt trong các rãnh của mạch từ, hai đầu được nối bởi 2 vành ngắn mạch.

Từ trường quay của stator cảm ứng trong dây rôto sức điện động E, vì dây

quấn stator kín mạch nên trong đó có dòng điện chạy. Sự tác động tương hỗ giữa

các thanh dẫn mang dòng điện với từ trường của máy tạo ra lực điện từ Fđt tác dụng

lên thanh dẫn có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái.

Tập hợp các lực tác dụng lên thanh dẫn theo phương tiếp tuyến với bề mặt

rôto tạo ra mômen quay rôto. Như vậy, ta thấy điện năng lấy từ lưới điện đã được

biến thành cơ năng trên trục động cơ. Nói cách khác, động cơ không đồng bộ là một

thiết bị điện từ, có khả năng biến điện năng lấy từ lưới điện rồi biến thành cơ năng

trên trục của nó. Chiều quay của rôto là chiều quay của từ trường, vì vậy phụ thuộc

vào thứ tự pha của điện áp lưới đặt trên dây quấn stator. Tốc độ rôto n2 là tốc độ làm

việc và luôn luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường và chỉ trong trường hợp đó mới sảy

ra cảm ứng sức điện động trong dây quấn rôto. Hiệu số tốc độ quay của từ trường và

rôto được đặc trưng bằng 1 đại lượng gọi là hệ số trượt.

s = 1

21

nnn

(2.2)

Khi s = 0 nghĩa là n1 = n2, tốc độ rôto bằng tốc độ từ trường, chế độ này gọi là chế

độ không tải lý tưởng. Ở chế độ không tải thực s 0 bởi sức cản của gió, ổ bi…

5

Khi hệ số trượt s = 1, lúc đó rôto đứng yên (n2 = 0), mômen bằng mômen mở máy.

Hệ số trượt ứng với tải định mức gọi là hệ số trượt định mức. Tương ứng với

hệ số trượt này là tốc độ định mức của động cơ.

Tốc độ động cơ không đồng bộ bằng:

n2 = n1*(1-s) (2.3)

Một đặc điểm quan trọng của động cơ không đồng bộ là dây quấn stator

không được nối trực tiếp với lưới điện, sức điện động và dòng điện trong rôto có

được là do cảm ứng, chính vì vậy người ta gọi động cơ này là động cơ cảm ứng.

Tần số dòng điện trong rôto rất nhỏ, nó phụ thuộc vào tốc độ trượt của rôto

so với từ trường.

11

211212 *

*60)(**

60fs

nnnnpnnpf

(2.4)

Động cơ không đồng bộ có thể làm việc ở chế độ máy phát điện nếu ta dùng

một động cơ khác quay nó với tốc độ cao hơn tốc độ đồng bộ, trong khi các đầu ra

của nó được nối với lưới điện. nó cũng có thể làm việc độc lập nếu trên đầu ra của

nó được kích bằng các tụ điện.

Động cơ không đồng bộ có thể cấu tạo thành động cơ một pha. Động cơ một

pha không thể tự mở máy được, vì vậy để khởi động động cơ một pha cần các phần

tử khởi động như tụ điện, điện trở…

6

2.1.3 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ

Hình 2.1: Cấu tạo động cơ không đồng bộ

Động cơ không đồng bộ về cấu tạo được chia thành hai loại: động cơ không đồng

bộ ngắn mạch hay còn gọi là rôto lồng sóc và loại rôto dây quấn. Stator có hai loại

như nhau.

2.1.3.1 Stator (phần tĩnh)

Stator bao gồm vỏ máy, lõi thép và dây quấn.

- Vỏ máy

Hình 2.2: Vỏ máy động cơ

7

Vỏ máy là nơi cố định lõi thép, dây quấn và đồng thời là nơi ghép nối nắp hay

gối đỡ trục. Vỏ máy có thể được làm từ gang nhôm hay lõi thép. Để chế tạo vỏ máy,

người ta có thể đúc, hàn, rèn. Vỏ máy có hai kiểu: vỏ kiểu kín và vỏ kiểu bảo vệ. Vỏ

kiểu kín yêu cầu phải có diện tích tản nhiệt lớn. Vì vậy người ta làm nhiều rãnh tản

nhiệt trên thân máy. Vỏ kiểu bảo vệ thường có bề mặt nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp

trên bề mặt ngoài lõi thép và trong vỏ máy.

Hộp cực là nơi để đấu điện từ lưới điện vào. Đối với động cơ kiểu kín, hộp cực yêu

cầu phải kín, giữa thân cực và vỏ máy với nắp hộp cực phải có gioăng cao su. Trên

vỏ máy phải có bulông vòng để cẩu máy khi nâng hạ, vận chuyển và bulông tiếp đất.

- Lõi thép

Hình 2.3: Lõi thép Stator

Lõi thép là phần tử dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay, nên

để giảm tổn hao lõi thép được làm từ những lá théo kỹ thuật điện dày 0.5mm ép lại.

Yêu cầu lõi thép phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ và chắc chắn.

Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều được phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm

tổn hao do dòng điện xoáy gây lên (dòng điện phucô).

- Dây quấn

8

Hình 2.4: Dây quấn và lõi thép của Stator

Dây quấn stator được đặt vào rãnh của lõi thép và được cách điện tốt với lõi

thép. Dây quấn đóng vai trò quan trọng trong máy điện vì nó trực tiếp tham gia các

quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hay ngược lại, đồng thời về

mặt kinh tế, dây quấn cũng chiếm giá thành khác cao trong một động cơ.

2.1.3.2 Rôto (phần quay)

Hình 2.5: Rôto và trục động cơ.

Rôto của động cơ không đồng bộ gồm lõi thép, dây quấn và trục (đối với

động cơ dây quấn còn có vành trượt).

9

- Lõi thép

Lõi thép của rôto bao gồm các lá théo kỹ thuật điện như của stator, điểm

khác biệt ở đây là không cần sơn cách điện giữa các lá thép vì tần số làm việc của

rôto rất thấp, chỉ vài Hz, nên tổn hao do dòng điện Phucô trong rôto rất thấp. Lõi

thép được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy. Phía ngoài của

lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn rôto.

- Dây quấn rôto

Có hai loại chính: rôto kiểu dây quấn và rôto kiểu lồng sóc

Loại rôto kiểu dây quấn

Rôto dây quấn có dây quấn giống như dây quấn stator. Máy điện kiểu trung

bình trở lên có dây quấn kiểu sóng hai lớp, vì bớt những đầu dây nối, kết cấu dây

quấn trên rôto chặt chẽ. Máy điện cơ nhỏ dùng kiểu dây quấn đồng tâm một lớp.

Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao.

Đặc điểm của loại động cơ kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa

điện trở phụ hay sức điện động phụ vào mạch rôto để cải thiện tính năng mở máy,

điều chỉnh tốc độ hay cải thiện hệ số công suất của máy.

Loại rôto kiểu lồng sóc

Kết cấu của loại dây quấn này rất khác với dây quấn stator. Trong mỗi rãnh

của lõi thép rôto, đặt các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm và được nối tắt ở hai đầu

bằng hai vòng ngắn mạch bằng đồng hoặc nhôm. Nếu là rôto đúc nhôm thì trên

vòng ngắn mạch còn có các cánh khoáy gió.

Rôto thanh đồng được chế tạo từ đồng hợp kim có điện trở suất cao nhằm

mục đích nâng cao mômen mở máy.

Để cải thiện tính năng mở máy, đối với máy có công suất lớn, người ta làm

rãnh rôto sâu hoặc dùng lồng sóc kép. Đối với máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôto được làm

chéo góc so với tâm trục.

- Trục

10

Trục máy điện mang rôto quay trong lòng stator, vì vậy nó cũng là một chi

tiết rất quan trọng. Trục của máy điện tùy theo kích thước có thể được chế tạo từ

thép Cacbon. Trên trục của rôto có lõi thép, dây quấn, vành trượt và quạt gió.

2.1.3.3 Khe hở

Vì rôto là một khối tròn nên khe hở đều. Khe hở trong máy điện không đồng

bộ rất nhỏ ( 0,2 ÷ 1 mm trong máy cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế dòng từ hóa lấy từ

lưới vào, nhờ đó hệ số công suất của máy cao hơn.

2.1.4 Công dụng

Máy điện không đồng bộ là máy điện chủ yếu dùng làm động cơ điện. Do kết

cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu quả cao, giá thành rẻ, dễ bảo quản… Nên

động cơ không đồng bộ là loại máy điện được sử dụng rộng rãi nhất trong các

ngành kinh tế quốc dân với công suất vài chục đến hàng chục kW. Trong công

nghiệp thường dùng máy điện điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy các

thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp

nhẹ… Trong hầm mỏ dùng làm máy tưới hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng

làm máy bơm hay máy gia công nông phẩm. Trong đời sống hàng ngày, máy điện

không đồng bộ cũng đã chiếm một vị trí quan trọng như quạt gió, quay đĩa động cơ

trong tủ lạnh, máy giặt, máy bơm… nhất là loại rôto lồng sóc. Tóm lại sự phát triển

của nền sản xuất điện khí hóa, tự động hóa và sinh hoạt hàng ngày, phạm vi của

máy điện không bộ ngày càng được rộng rãi.

Máy điện không đồng bộ có thể dùng làm máy phát điện, nhưng đặc tính

không tốt so với máy điện đồng bộ, nên chỉ trong vài trường hợp nào đó ( như trong

quá trình điện khí hóa nông thôn) cần nguồn điện phụ hay tạm thời thì nó cũng có

một ý nghĩa rất quan trọng.

2.1.5 Kết cấu của máy điện

Mặc dù kích thước của các bộ phận vật liệu tác dụng và đặc tính của máy

phụ thuộc phần lớn vào tính toán thông gió tản nhiệt, nhưng cũng có phần liên quan

đến kết cấu của máy. Thiết kế kết cấu phải đảm bảo sao cho máy gọn nhẹ, thông gió

tản nhiệt tốt mà vẫn có độ cứng vững và bền nhất định. Thường căn cứ vào điều

11

kiện làm việc của máy để thiết kế ra một kết cấu thích hợp, sau đó tính toán cơ các

bộ phận để xác định độ cứng và độ bền của các chi tiết máy. Vì vậy thiết kế kết cấu

là một phần quan trọng trong toàn bộ thiết kế máy điện.

Máy điện có rất nhiều kiểu kết cấu khác nhau. Sở dĩ như vậy vì những

nguyên nhân chính sau:

- Có nhiều loại máy điện và công dụng cũng khác nhau như máy một chiều,

máy đồng bộ, máy không đồng bộ… cho nên yêu cầu đối với kết cấu máy cũng

khác nhau. Công suất máy khác nhau nhiều. Ở những máy công suất nhỏ thì giá đỡ

đồng thời là nắp máy. Đối với máy lớn thì phải có trục đỡ riêng.

- Tốc độ quay khác nhau. Máy tốc độ cao thì rôto cần phải chắc chắn hơn,

máy tố độ chậm thì đường kính rôto thường lớn.

- Sự khác nhau của động cơ sơ cấp kéo nó ( đối với máy phát điện) hay tải

( đối với động cơ điện) như tuabin nước, tuabin hơi, máy diezen, bơm nước hay

máy công tác… Phương thức truyền động hay lắp ghép cũng khác nhau.

- Căn cứ vào tính toán điện từ và tính toán thông gió có thể đưa ra nhiều

phương án khác nhau. Những phương án này về kích thước, trọng lượng, tính tiện

lợi khi sử dụng, độ tin cậy khi làm việc, tính giản đơn khi chế tạo và giá thành của

máy có thể không giống nhau. Vì vậy khi thiết kế cần chú ý đến tất cả các yếu tố đó.

Nguyên tắc chung để thiết kế kết cấu:

- Đảm bảo chế tạo đơn giản, giá thành hạ.

- Đảm bảo bảo dưỡng máy thuận tiện.

- Đảm bảo độ tin cậy của máy khi làm việc.

2.1.5.1 Phân loại các kiểu kết cấu máy điện đã định hình

Kết cấu của những máy điện hiện nay được định hình theo cách bảo vệ, cách

lắp ghép, thông gió, đặc tính của môi trường bên ngoài…

a) Phân loại theo phương pháp bảo vệ máy đối với môi trường bên ngoài.

Cấp bảo vệ máy có ảnh hưởng rấy lớn đến kết cấu của máy. Cấp bảo vệ được

ký hiệu bằng chữ IP và hai chữ số kèm theo, trong đó chữ số lớn nhất chỉ mức độ

bảo vệ chống sự tiếp xúc của người và các vật khác rơi vào máy, được chia làm 7

12

cấp đánh số từ 0 đến 6, trong đó số 0 chỉ rằng máy không được bảo vệ ( kiểu hở

hoàn toàn) còn số 6 chỉ rằng máy được bảo vệ hoàn toàn không cho người tiếp xúc,

đồ vật và bụi không lọt vào, chữ số thứ hai chỉ mức độ bảo vệ chống nước vào máy

gồm cấp đánh số từ 0 đến 8, trong đó số 0 chỉ rằng máy không được bảo vệ còn số 8

chỉ máy có thể ngâm nước trong thời gian vô hạn định.

Thường có thói quen chia cấp bảo vệ theo phương pháp làm nguội máy.

Theo cách này máy được chia thành các kiểu kết cấu sau:

- Kiểu hở.

Loại này không có trang bị bảo vệ sự tiếp xúc tự nhiên các bộ phận quay và

bộ phận mang điện, cũng không có trang bị bảo vệ các vật bên ngoài rơi vào máy.

Loại này được chế tạo theo kiểu tự làm nguội. Theo cấp bảo vệ thì đây là loại IP00.

Loại này thường đặt trong nhà có người trông coi và không cho người ngoài đến

gần.

- Kiểu bảo vệ.

Có trang bị bảo vệ chống sự tiếp xúc ngẫu nhiên các bộ phận quay hay mang

điện, bảo vệ các vật ở ngoài hoặc nước rơi vào theo các góc độ khác nhau. Loại này

thường là tự thông gió. Theo cấp bảo vệ thì kiểu này thuộc cấp bảo vệ từ IP11 đến

IP33.

- Kiểu kín.

Là loại máy mà không gian bên trong máy và môi trường bên ngoài máy

được cách ly. Tùy theo mức độ kín mà cấp bảo vệ là từ IP44 trở lên. Kiểu kín

thường là tự thông gió bằng cách thổi gió ở mặt ngoài vào vỏ máy hay thông gió

độc lập bằng cách đưa gió vào trong máy bằng đường ống. Thường dùng loại máy

này ở môi trường nhiều bụi, ẩm ướt…

Kiểu bảo vệ đặc biệt như loại chống nổ, bảo vệ chống môi trường hóa chất.

b) Phân loại theo cách lắp đặt.

Theo cách lắp đặt máy, ký hiệu chữ IM kèm theo 4 chữ số tiếp theo. Ở đây,

chữ số thứ nhất chỉ kiểu kết cấu gồm 9 số đánh từ 1 đến 9 trong đó số 1 chỉ ổ bi

được lắp trên nắp máy và số 9 chỉ cách lắp đặc biệt. Chữ số hai và ba chỉ cách thức

13

lắp đặt và hướng của trục máy. Số thứ tự chỉ kết cấu của đầu trục gồm 9 loại đánh

số từ 0 đến 8 trong đó số 0 chỉ máy có một đầu trục hình trụ, số 8 chỉ đầu trục có

các kiểu đặc biệt khác.

2.1.5.2 Kết cấu stator của máy điện xoay chiều

a) Vỏ máy

Khi thiết kế kết cấu vỏ stator phải kết hợp với yêu cầu về truyền nhiệt và

thông gió, đồng thời phải có đủ độ cứng và độ bền, không những sau khi lắp lõi

thép và cả khi gia công vỏ. Thường đủ độ cứng thì đủ độ bền. Vỏ có thể chia làm

hai loại: loại có gân trong và loại không có gân trong. Loại không có gân trong

thường dùng đối với máy điện cỡ nhỏ hoặc kiểu kín, lúc đó lưng lõi thép áp sát vào

mặt trong của vỏ máy và truyền nhiệt trực tiếp lên vỏ máy. Loại có gân trong có đặc

điểm là trong lúc gia công, tốc độ cắt gọt chậm nhưng phế liệu bỏ đi ít hơn loại

không có gân trong.

Loại vỏ bằng thép tấm hàn gồm ít nhất là hai vòng thép tấm trở lên và những

gân ngang làm thành khung. Những dạng khác đều xuất phát từ dạng cơ bản đó.

c) Lõi thép stator

Khi đường kính ngoài lõi thép nhỏ hơn 1m thì dùng tấm nguyên để làm lõi

thép. Lõi thép sau khi ép vào vỏ sẽ có một chốt cố định với vỏ để khỏi bị quay dưới

tác động của mômen điện từ

Nếu đường kính ngoài của lõi thép lớn hơn 1m thì dùng các tấm hình rẽ quạt

ghép lại. Khi ấy để ghép lõi thép, thường dùng hai tấm thép dầy ép hai đầu. Để

tránh lực hướng tâm và lực hút các tấm, thường làm những cách đuôi nhạn hình rẽ

quạt trên các tấm vào các gân trên vỏ máy.

2.1.5.2 Kết cấu rôto của máy điện xoay chiều và một chiều

Về kết cấu rôto máy điện một chiều và xoay chiều có nhiều điểm giống nhau.

Khi xét đến kết cấu của rôto cần phải chú ý đến các lực tác động lên rôto khi máy

làm việc.

Nếu đường kính của rôto nhỏ hơn 350mm thì lõi thép rôto thường được ép

trực tiếp lên trục hoặc ống lồng ngực. Đó là vì đường kính rôto không lớn, phần

14

trong của lõi thép cắt ra không dùng được vào việc gì có kinh tế lớn mà kết cấu rôto

lại được đơn giản hóa. Việc dùng ống lồng cũng hạn chế, chỉ dùng khi cần thiết như

ở động cơ điện trên tàu để thay trục được dễ dàng. Khi đường kính rôto lớn hơn

350mm, đường kính trong rôto cố gắng lấy lớn hơn để dùng lõi lấy ra làm việc

khác, do đó cần giá đỡ rôto.

Khi đường kính rôto lớn hơn 1000mm thì dùng các tấm tôn silic hình rẽ quạt

ép lại. Lúc đó dùng giá đỡ rôto hình cánh sao. Giá đỡ rôto trong các máy lớn thường

làm bằng thép tấm hàn lại.

Lõi thép cần được ép chặt với áp suất từ 5kg/ 2cm đối với máy cỡ trung, đến

10kg/ 2cm đối với máy cỡ nhỏ và phải có những vòng ép để đảm bảo giữ áp suất

đó. Để tránh lõi thép ở hai đầu bị tản ra thì trong máy nhỏ dùng những tấm thép dầy

1,5mm ép lại. Trong máy lớn dùng tấm thép có răng. Răng phải tán hay hàn vào tấm

thép ép để đảm bảo khi quay không văng ra.

Vòng ép của máy điện một chiều và máy không đồng bộ rôto dây quấn một mặt

dùng để ép chặt lõi thép, một mặt dùng để làm giá đỡ đầu dây cuốn. Trong máy điện

cỡ nhỏ thường đúc bằng gan, trong máy lớn thường dùng tấm thép hàn lại. Dùng giá đỡ

liền vành ép sẽ dễ dàng cho việc hai đầu dây cho khỏi văng ra khi quay.

Rôto máy điện không đồng bộ thường có rãnh nữa kín và dùng nêm cố định

trong dây rãnh.

2.1 Những vấn đề chung khi thiết kế động cơ không đồng bộ

2.2.1 Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản nên giá thành rẻ

- Vận hành dễ dàng, bảo quản thuận tiện.

- Sử dụng rộng rãi và phổ biến trong phạm vi công suất nhỏ và vừa.

- Sản xuất với nhiều cấp điện khác nhau ( từ 24V đến 10kV) nên rất thích

nghi cho từng người sử dụng

2.2.2 Khuyết điểm

- Hệ số công suất thấp gây tổn thất nhiều công suất phản kháng của lưới điện.

- Không sử dụng được lúc non tải hoặc không tải.

15

- Khó điều chỉnh tốc độ.

- Đặc tính mở máy không tốt, dòng mở máy lớn ( gấp 6 – 7 lần dòng định mức)

- Momen mở máy nhỏ.

2.2.3 Biện pháp khắc phục

- Hạn chế vận hành non tải.

- Cải thiện đặc tính mở máy bằng cách điều chỉnh tốc độ (bằng cách thay đổi

điện áp, thêm điện trở phụ vào mạch rôto hoặc nối cấp), hay dùng rôto có rãnh sâu,

rôto lồng kép để hạ dòng khởi động, đồng thời tăng momen mở máy.

- Chế tạo rôto có khe hở thật nhỏ để hạn chế dòng điện từ hóa và nâng cao

hệ số công suất.

2.2.4 Nhận xét

Mặc dù có nhiều khuyết điểm nhưng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc

có những ưu điểm mà những động cơ khác không có được và quan trọng nhất là

đơn giản, dễ sử dụng, giá thành rẻ. Thực tế động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc

được áp dụng rộng rãi, chiếm số lượng 90%, về công suất chiếm 55%

2.2.5 Tiêu chuẩn sản xuất động cơ

- Tiêu chuẩn về sản xuất:

Chuẩn hóa dãy công suất của động cơ phù hợp với trình độ sản xuất của từng

nước. Dãy công suất được sắp xếp theo chiều tăng dần.

- Tiêu chuẩn về kích thước lắp đặt:

+ Độ cao tâm trục h: lắp đặt được đồng bộ, thể hiện trình độ sản xuất, trang bị

máy công cụ sản xuất.

+ Khoảng cách chân đế ( giữa các lỗ bắc bulon)

2.2.6 Phương pháp thiết kế

Thiết kế đơn chiếc: một cấp công suất ( trong phạm vi luận văn, chọn

phương pháp thiết kế này)

Thiết kế dãy: nhiều công suất. Mặc dù cùng một cờ lõi thép, nhưng chiều dài

khác nhau nên công suất khác nhau.

16

2.2.7 Nội dung thiết kế

Xác định kích thước chủ yếu.

Xác định thông số các phần tử chủ yếu của máy

2.2.8 Các tiêu chuẩn đối với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc

2.2.8.1 Tiêu chuẩn về dãy công suất

Hiện nay các nước đã sản xuất động cơ điện không đồng bộ theo dãy tiêu

chuẩn. Dãy động cơ điện không đồng bộ công suất từ 0,55kw đến 90kw, ký hiệu K

theo tiêu chuẩn Việt Nam 1987 – 1994:

Công suất (kw): 0,55/ 0,75/ 1,1/ 1,5/ 2,2/ 3/ 4/ 5/ 11/ 15/ 18,5/ 22/ 30/ 37/ 45/ 55/

75/ 90

Dãy công suất được đặc trưng bởi số cấp hay hệ số tăng công suất:

n

nHP P

PK*2

1*22

(2.5)

2.2.8.2 Tiêu chuẩn về kích thước lắp đặt độ cao tâm trục

Độ cao tâm trục: từ tâm trục đến bệ máy. Đây là một đại lượng rất quan

trọng trong việc lắp ghép động cơ với những cơ cấu thiết bị khác.

Kích thước lắp đặt: chiều cao tâm trục có thể được chọn theo dãy công suất

của động cơ điện không đồng bộ lồng sóc.

2.2.8.3 Ký hiệu máy

Ví dụ : 3K 250 M4.

3K: Động cơ điện không đồng bộ dày K thiết kế lại lần 3.

250: Chiều cao tâm trục bằng 250mm.

M: Kích thước lắp đặt dọc trục là M

4: Máy có 4 cực

2.2.8.4 Cấp bảo vệ

Cấp bảo vệ ảnh hưởng rất lớn đến kết cấu của máy. Cấp bảo vệ được ký hiệu

bằng chữ IP và 2 chữ số kèm theo, trong đó chữ số thứ nhất chỉ mức độ bảo vệ

chống tiếp xúc của người và các vật khác rơi vào máy. Được chia làm 7 cấp đánh số

từ 0 – 6, trong đó số 0 chỉ rằng máy không được bảo vệ ( kiểu hở hoàn toàn, còn số

17

6 chỉ rằng máy được bảo vệ hoàn toàn không cho người tiếp xúc, đồ vật và bụi

không lọt vào. Chữ số thứ hai chỉ mức độ bảo vệ chống nước vào máy gồm 9 cấp

đánh số từ 0 – 8, trong đó số 0 chỉ rằng máy không được bảo vệ, số 8 chỉ máy có thể

ngâm trong nước trong thời gian vô định hạn.

2.2.8.5 Sự làm mát

Ký hiệu là IC…

Ví dụ:

IC01 làm mát kiểu bảo vệ, làm mát trực tiếp.

IC141 làm mát kiểu kín, làm mát mặt ngoài.

Cấp cách điện.

Dãy A02: cấp E, B

Dãy 4A: cấp E, F, H

Vật liệu cách điện.

Vật liệu cách điện là một trong những vật liệu chủ yếu dùng trong ngành chế

tạo máy điện. Khi thiết kế máy điện, chọn vật liệu cách điện là một khâu rất quan

trọng vì phải đảm bảo máy làm việc tốt với tuổi thọ nhất định, đồng thời giá thành

của máy lại không cao. Những điều kiện này phụ thuộc phần lớn vào việc chọn cách

điện của máy.

Khi chọn vật liệu cách điện cần chú ý những vấn đề sau:

Vật liệu cách điện phải có độ bền cao, chịu tác dụng cơ học tốt, chịu nhiệt và

dẫn nhiệt tốt lại ít thấm nước.

Phải chọn vật liệu cách điện có tính cách điện cao để đảm bảo thời gian làm

việc của máy ít nhất là 15 – 20 năm trong điều kiện làm việc bình thường, đồng thời

đảm bảo giá thành của máy không cao.

Một trong những yếu tố cơ bản nhất là làm giảm tuổi thọ của vật liệu cách

điện ( cũng là tuổi thọ của máy) là nhiệt độ. Nếu nhiệt độ vượt quá cho phép thì chất

điện môi, độ bền cơ học của vật liệu giảm đi nhiều, dẫn đến sự già hóa nhanh chóng

chất cách điện.

18

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MATLAB 3.1 Sơ lược về Matlab

3.1.1 Matlab là gì

Như chúng ta đã biết, do tính khả dụng của phần mềm Matlab nên Matlab

đang được sử dụng rất rộng rãi trong các trường đại học với mục đích giảng dạy,

không những thế nó còn được ứng dụng trong nhiều nghành nghề khác nhau.

Matlab cho phép các thao tác ma trận, thực hiện các thuật toán, tạo ra các giao diện

người dùng, và cho phép lập trình với các chương trình viết bằng ngôn ngữ khác,

bao gồm C, C + +, và Fortran.

Trong đề tài này, tôi xin phép được đi sâu vào GUIDE/Matlab: GUIDE trong

Matlab cho phép chúng ta tạo lên giao diện đồ họa giữa người dùng và Matlab:

Trong giao diện này ta có thể xuất dữ liệu dưới hai dạng: Văn bản và đồ họa. Mỗi

một GUIDE có một hay nhiều layout. GUIDE tạo nên một công cụ đồ họa phục vụ

xuất nhập dữ liệu một cách trực giác rất thuận tiện. Ngoài ra GUIDE còn dùng để

giám sát các quá trình, hiển thị đối tượng.

3.1.2 Cài đặt phần mềm Matlab

Sau đây là từng bước cài đặt phần mềm Matlab:

Bước 1: Nhấn chuột vào file setup và chờ chương trình copy file để cài đặt.

19

Bước 2: Sau khi giao diện khởi động cài đặt xuất hiện, nhấn chuột và Next để cài đặt.

20

Bước 3: Chép từ khóa trong bản license key và dán vào ô cần nhập key rồi nhấn

Next để tiếp tục cài đặt.

Bước 4: Nhấn chuột vào yes và Next để tiếp tục cài đặt.

21

Bước 5: Tiếp tục nhấn chuột vào ô Next nếu ta cài đặt chuẩn. Hoặc custom nếu ta

cài đặt theo ý muốn loại bỏ những chương trình không cần thiết.

Bước 6: Nhấn Next để tiếp tục cài chương trình vào máy.

Bước 7: Nhấn vào Install để tiến hành cài đặt.

22

Bước 8: Chờ máy tính cài đặt chương trình.

Bước 9: Nhấn OK để tiếp tục cài đặt.

Bước 10: Nhấn Browse để hiện lên file Math 7.2_soft, rồi nhấn vào math2(I) và

Select và nhấn OK để máy tính cài đặt tiếp part 2 của Matlab.

23

Bước 11: Khi máy tính chạy xong part 2 ta tiến hành bước 12 tương tự như bước 10

đối với part 3 (Math3(I))

24

Bước 12: Sau khi máy tính đã cài xong part 3, ta nhấn Next và Finish để hoàn tất

việc cài đặt.

25

3.1.3 Khởi động và thoát khỏi Matlab

Bước 1: Vào start/all programs/MATHLAB/R2006a/MATHLAB 2006a, hoặc nhấn

trực tiếp vào biểu tượng Matlab trên màn hình để bắt đầu khởi động chương trình.

Bước 2: Chờ Matlab khởi động với giao diện khởi động.

26

Bước 3: Matlab khởi động xong với giao diện Command Window.

Bước 4: Nhấn chuột vào File/New/GUI để khởi động GUIDE trong Matlab.

27

Bước 5: Khi giao diện GUIDE Quick Start xuất hiện, ta nhấn OK để vào chương

trình GUIDE.

Bước 6: Giao diện untitle.fig cho phép ta thực hiện công việc trên đó.

28

Bước 7: Để mở một chương trình đã lưu trong máy tính, ta nhấn vào file/Open và

nhấn vào file cần mở để mở chương trình

Bước 8: Để tạo một chương trình mới, ta nhấn vào File/New/Ok

29

Bước 9: Để lưu 1 chương trình, ta nhấn vào File/ Save as. Giao diện Save As xuất

hiện, ta nhấn đặt tên cho chương trình và nhấn Save để lưu file đã tạo.

30

Bước 10: Để thoát khỏi Matlab, ta đánh lệnh quit và nhấn Enter.

3.2 Các phép toán trong Matlab

3.2.1 Các toán tử và ký hiệu đặc biệt

3.2.1.1 Các toán tử số học (Arithmetic Operators)

Toán tử Công dụng + Cộng ma trận hoặc đại lượng vô hướng (các ma trận phải có cùng kích

thước). - Trừ ma trận hoặc đại lượng vô hướng (các ma trận phải có cùng kích

thước). * Nhân ma trận hoặc đại lượng vô hướng (ma trận 1 phải có số cột bằng số

hàng của ma trận 2). .* Nhân từng phần tử của 2 ma trận hoặc 2 đại lượng vô hướng (các ma trận

phải có cùng kích thước). \ Thực hiện chia ngược ma trận hoặc các đại lượng vô hướng (A\B tương

đương với inv (A)*B). .\ Thực hiện chia ngược từng phần tử của 2 ma trận hoặc 2 đại lượng vô

hướng (các ma trận phải có cùng kích thước). / Thực hiện chia thuận 2 ma trận hoặc đại lượng vô hướng (A/B tương đương

với A*inv(B)). ./ Thực hiện chia thuận từng phần tử của ma trận này cho ma trận kia (các ma

trận phải có cùng kích thước). ^ Lũy thừa từng phần tử ma trận hoặc đại lượng vô hướng (các ma trận phải

có cùng kích thước). .^

31

* ví dụ:

Phép tính ma trận Phép tính mảng

1

x 2

3

4

y 5

6

x’ 1 2 3 y’ 4 5 6

5

x + y 6

7

-3

x – y -3

-3

3

x + 2 4

5

-3

x – 2 -3

-3

x * y phép toán sai

4

x. * y 10

18

x’* y 32 x’.* y phép toán sai

4 5 6

x * y’ 8 10 12

12 15 18

x. * y’ phép toán sai

2

x * 2 4

6

2

x.* 2 4

6

x \ y 16/7

4

x.\ y 5/2

2

1/2

2 \ x 1

3/2

2

2./ x 1

2/3

0 0 1/6

x / y 0 0 1/3

1/4

x./ y 2/5

32

0 0 1/2 1/2

1/2

x / 2 1

3/2

1/2

x./ 2 1

3/2

x ^ y phép toán sai

1/2

x.^ y 32

729

x ^ 2 phép toán sai

1

x.^ 2 4

9

2 ^ x phép toán sai

2

2.^ x 4

8

3.2.1.2 Toán tử quan hệ (Relational Operators)

Toán tử Công dụng

< So sánh nhỏ hơn.

> So sánh lớn hơn.

>= So sánh lớn hơn hoặc bằng.

<= So sánh nhỏ hơn hoặc bằng.

= = So sánh bằng nhau cả phần thực và phần ảo.

-= So sánh bằng nhau phần ảo.

a) Giải thích

Các toán tử quan hệ thực hiện so sánh từng thành phần của 2 ma trận. Chúng

tạo ra một ma trận có cùng kích thước với 2 ma trận so sánh với các phần tử là 1

nếu phép so sánh là đúng

và là 0 nếu phép so sánh là sai.

Phép so sánh có chế độ ưu tiên sau phép toán số học nhưng trên phép toán logic.

b) Ví dụ:

thực hiện phép so sánh sau:

33

» x=5 % đầu tiên ta nhập x=5

x =

5

» x>=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] %so sánh trực tiếp x (x là 5) với ma trận

ans = % rõ ràng các phầ tử 1,2,3,4,5 đều <= 5

1 1 1

1 1 0

0 0 0

» x=5

x =

5

» A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] % ta đặt ma trận A

A =

1 2 3

4 5 6

7 8 9

» x>=A

ans =

1 1 1

1 1 0

0 0 0

» x=A % dòng lệnh này tức là cho x= ma trận A

x =

1 2 3

4 5 6

7 8 9

» x==A % so sánh x và A

ans = % tất cả các phần tử đều đúng

34

1 1 1

1 1 1

1 1 1

» x=5 % cho lại x=5

x =

5

» x==A % so sánh x = A

ans =

0 0 0

0 1 0 % chỉ duy nhất phần tử 5=x (vì x=5)

0 0 0

» x<A

ans =

0 0 0

0 0 1

1 1 1

3.2.1.3 Toán tử logig (Logical Operators)

Toán tử Công dụng

& Thực hiện phép toán logic AND.

Thực hiện phép toán logic OR.

~ Thực hiện phép toán logic NOT.

a) Giải thích:

Kết quả của phép toán là 1 nếu phép logic là đúng và là 0 nếu phép logic là sai.

Phép logic có chế độ ưu tiên thấp nhất so với phép toán số học và phép toán

so sánh.

b) Ví dụ:

Khi thực hiện phép toán 3>4 & 1+ thì máy tính sẽ thực hiện 1+2 được 3, sau

đó tới 3>4

35

3.2.1.4 Ký tự đặc biệt (Special Characters)

Ký hiệu Công dụng

[] Khai báo vector hoặc ma trận.

() Thực hiện phép toán ưu tiên, khai báo các biến và các chỉ số của vector.

= Thực hiện phép gán.

‘ Chuyển vị ma trận tìm lượng liên hiệp của số phức.

. Điểm chấm thập phân.

, Phân biệt các phần tử của ma trận và các đối số trong dòng lệnh.

; Ngăn cách giữa các hàng khi khai báo ma trận.

% Thông báo dòng chú thích.

! Mở cửa sổ MS – DOS.

3.2.1.5 dấu ‘:’

a) Công dụng:

Tạo vector hoặc ma trận phụ và lặp đi lặp lại các giá trị.

b) Giải thích:

Khai báo Công dụng

j : k Tạo ra chuỗi j, j+1, j+2,…., k-1, k

j : i : k Tạo ra chuỗi j, j+i, j+2I,….,k-i, k

A(: , j) Chỉ cột thứ j của ma trận A

A(i , :) Chỉ hàng thứ i của ma trận

A(: , :) Chỉ toàn bộ ma trận A

A(j , k) Chỉ phần tử A(j), A(j+1)…A(k)

A(: , j , k) Chỉ các phần tử A(:, j), A(:, j+1)…A(:, k)

A(:) Chỉ tất cả các thành phần của ma trận A c) Ví dụ:

khi khai báo D = 1 : 10

ta được kết quả:

D = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

36

còn khi khai báo D = 0 : 2 :10

thì ta được kết quả:

D = 0 2 4 6 8 10

3.2.2 Nhóm lệnh lập trình trong Mathlab

3.2.2.1 Lệnh EVAL

a) Công dụng:

Chuyển đổi chuỗi ký tự thành biểu thức.

b) Cú pháp:

kq = eval(‘string’)

c) Giải thích:

kq: biến chứa kết quả.

Nếu ‘string’ là các ký số thì chuyển thành những con số.

Nếu ‘string’ là câu lệnh thì chuyển thành các lệnh thi hành được.

d) Ví dụ:

» a='199999999';

» eval(a)+1

ans =

200000000

3.2.2.2 Lệnh FOR

a) Công dụng:

Dùng để thực hiện 1 công việc cần lặp đi lặp lại theo một quy luật, với số

bước lặp xác định trước.

b) Cú pháp:

for biến điều khiển = giá trị đầu : giá trị cuối,

thực hiện công việc;

end

c) Giải thích:

Công việc chính là các lệnh cần thi hành, có thể có nhiều lệnh, kết thúc lệnh

phải có dấu;

37

d) Ví dụ:

In ra màn hình 5 dòng ‘DINH DUC THO chao cac ban’.

for i = 1:5,

disp(‘DINH DUC THO chao cac ban’);

end

DINH DUC THO chao cac ban





3.2.2.3 Lệnh FUNCTION

a) Công dụng:

Tạo thêm hàm mới.

b) Cú pháp:

function s = n(x)

c) Giải thích:

s: tên biến chứa giá trị trả về sau khi thi hành hàm.

n: tên gợi nhớ.

d) Ví dụ: ( ở phần lập trong M.file)

3.2.2.4 Lệnh INPUT

a) Công dụng:

Dùng để nhập vào 1 giá trị.

b) Cú pháp:

tên biến = input (‘promt’)

tên biến = input (‘promt’, ‘s’)

c) Giải thích:

tên biến, là nơi lưu giá trị ngập vào.

‘promt’: chuỗi ký tự muốn nhập vào.

‘s’: cho biết giá trị nhập vào là nhiều ký tự.

38

d) Ví dụ1:

x = input(‘nhập giá trị của biến x: ’)

nhập giá trị của biến x: 5

x = 5

e) Ví dụ2:

trả_lời = input(‘bạn có muốn tiếp tục không ? ’,’s’)

bạn có muốn tiếp tục không ? không

trả_lời = không

3.2.2.5 Lệnh IF …ELSEIF …ELSE

a) Công dụng:

Thực hiện lệnh khi thỏa điều kiện.

b) Cú pháp:

if biểu thức luận lý 1

thực hiện công việc 1;

elseif biểu thức luận lý 2


else


end

c) Giải thích:

Khi biểu thức luận ký 1 đúng thì thực hiện công việc 1 tương tự cho biểu

thức luận lý 2. Nếu cả hai biểu thức sai thì thực hiện công việc sau lệnh else.

Biểu thức luận lý là các phép so sánh ==, <, >, <=, >=


phải có dấu ;

d) Ví dụ:

Viết chương trình nhập vào 2 số và so sánh hai số đó.

a = input(‘Nhập a: ’);

b = input(‘Nhập b: ’);

39

if a > b

disp(‘a lớn hơn b’);

elseif a ==b

disp(‘a bằng b’);

else

disp(‘a nhỏ hơn b’);

end

nhập a: 4

nhập b: 5

a nhỏ hơn b

3.2.2.6 Lệnh MENU

a) Công dụng:

Tạo menu để chọn chức năng.

b) Cú pháp:

Tên biến = menu (‘Tên menu’,‘chức năng1’,‘chức năng2’, …. , ‘chức năng n’)

c) Giải thích:

tên menu: là tiêu đề của menu.

tên biến: là nơi cất giá trị nhận được sau khi chọn chức năng của menu.

Chức năng 1, 2, ….,n:khi chọn chức năng nào thì tên biến có giá trị là số thứ

tự của chức năng đó.

d) Ví dụ:

k = menu(‘Choose a color’, ‘Red’, ‘Blue’, ‘Green’)

---- Choose a color ----

1) Red

2) Blue

3) Green

3.2.2.7 Lệnh PAUSE

a) Công dụng:

Dừng chương trình theo ý muốn.

40

b) Cú pháp:

pause on

pause off

pause (n)

c) Giải thích:

pause on: dừng chương trình, và chờ nhấn 1 phím bất kỳ (trừ các phím điều

khiển) chương trình thực hiện tiếp.

pause off: tắt chức năng pause.

pause (n): dừng chương trình tại n giây.

d) Ví dụ:

for n = 1 : 3;

disp(‘Press any key to continue…’)

pause

end

Press any key to continue…



3.2.2.8 Lệnh WHILE

a) Công dụng:

Dùng để thực hiện 1 công việc cần lặp đi lặp lại theo một quy luật, với số

bước lặp không xác định, phụ thuộc vào biểu thức luận lý.

b) Cú pháp:

while biểu thức luận lý

thực hiện công việc;

end

c) Giải thích:

Biểu thức luận lý là các phép so sánh = =, <, >, <=, >=


phải có dấu ;

41

Khi thực hiện xong công việc thì quay lên kiểm tra lại biểu thức luận lý, nếu vẫn còn đúng thì tiếp tục thực hiện, nếu sai thì kết thúc. d) Ví dụ:

tính tổng A = 1+1/2+1/3+…+1/n n = input(‘nhập vào số n ’); a = 0; i = 1 while i <= n a = a + 1/i i = i + 1; end disp(‘ket qua’); disp(a); nhap vao so n 3 ket qua 1.8333

3.2.3 Các hàm toán học cơ bản 3.2.3.1 Một số hàm lượng giác: a) Cú pháp:

kq = hlg(x) b) Giải thích:

kq: tên biến chứa kết quả. x: đơn vị radian. hlg: tên hàm lượng giác.

Tên hàm lượng giác Giải thích

sin cos tan asin atan sinh cosh Tanh

Tính giá trị sine Tính giá trị cosine Tính giá trị tangent Nghịch đảo của sine Nghịch đảo của tangent Tính giá trị hyperbolic sine Tính giá trị hyperbolic cosine Tính gía trị hyperbolic tangent

42

3.2.3.2 Lệnh ANGLE

a) Công dụng:

Tính góc pha của số phức.

b) Cú pháp:

p = angle(z)

c) Giải thích:

p: tên biến chứa kết quả, đơn vị radians

z: số phức

d) Ví dụ:

z = i-3j

z = 0 – 2.0000i

p = angle(z)

p = -1.5708

3.2.3.3 Lệnh CEIL

a) Công dụng:

Làm tròn số về phía số nguyên lớn hơn.

b) Cú pháp:

y = ceil(x)

c) Giải thích:

y: số sau khi được làm tròn.

x: số cần được làm tròn.

d) Ví dụ:

x = -1.9000 -0.2000 3.4000 5.6000 7.0000

y = ceil(x)

y = -1 0 4 6 7

3.2.3.4 Lệnh CONJ

a) Công dụng:

Tính lượng liên hiệp của số phức.

43

b) Cú pháp:

y = conj(z)

c) Giải thích:

y: tên biến chứa lượng liên hiệp

z: số phức

d) Ví dụ:

z = -3i + 2j

z = 0 – 1.0000i

y = conj(z)

y = 0 + 1.0000i

3.2.3.5 Lệnh EXP

a) Công dụng:

Tính giá trị ex.

b) Cú pháp:

y = exp(x)

c) Ví dụ:

y = exp(x)

y = 20.0855

3.2.3.6 Lệnh FIX

a) Công dụng:

Làm tròn số về phía zero.

b) Cú pháp:

y = fix(x)

c) Giải thích:

y: số sau khi được làm tròn.

x: số cần được làm tròn.

d) Ví dụ:

x = -1.9000 -0.2000 3.4000 5.6000 7.0000

y = fix(x)

y = -1 0 3 5 7

44

3.2.3.7 Lệnh FLOOR

a) Công dụng:

Làm tròn số về phía số nguyên nhỏ hơn.

b) Cú pháp:

y = floor(x)

c) Giải thích:

y: số sau khi được làm tròn .

x: số cần được làm tròn

d) Ví dụ:

x = -1.9000 -0.2000 3.4000 5.6000 7.0000

y = floor(x)

y = -2 -1 3 5 7

3.2.3.8 Lệnh IMAG

a) Công dụng:

Lấy phần ảo của số phức.

b) Cú pháp:

y = imag(z)

c) Ví dụ:

y = imag(2 + 3j)

y = 3

3.2.3.9 Lệnh LOG

a) Công dụng:

Tìm logarithm cơ số e.

b) Cú pháp:

y = log(x)

d) Ví dụ:

y = log(2.718)

y = 0.9999

45

3.2.3.10 Lệnh LOG2

a) Công dụng:

Tìm logarithm cơ số 2.

b) Cú pháp:

y = log2(x)

d) Ví dụ:

y = log2(2)

y = 1

3.2.3.11 Lệnh LOG10

a) Công dụng:

Tìm logarithm cơ số 10.

b) Cú pháp:

y = log10(x)

d) Ví dụ:

y = log10(10)

y = 1

3.2.3.12 Lệnh REAL

a) Công dụng:

Lấy phần thực của số phức.

b) Cú pháp:

y = real(z)

d) Ví dụ:

y = real(1 + 3j)

y = 2

3.2.3.13 Lệnh REM

a) Công dụng:

Cho phần dư của phép chia.

46

b) Cú pháp:

r = rem(a,b)

c) Giải thích:

r: biến chứa kết quả

a, b: số chia và số bị chia

d) Ví dụ:

r = rem(16, 3)

r = 1

3.2.3.14 Lệnh ROUND

a) Công dụng:

Làm tròn số sao cho gần số nguyên nhất.

b) Cú pháp:

y = round(x)

c) Ví dụ:

x = -1.9000 -0.2000 3.4000 5.6000 7.0000

y = round(x)

y= -2 0 3 6 7

Bảng so sánh của các phép làm tròn số

X -1.9000 -0.2000 3.4000 5.6000 7.0000

ceil(x) -1 0 4 6 7

floor(x) -2 -1 3 5 7

fix(x) -1 0 3 5 7

round(x) -2 0 3 6 7

3.2.3.15 Lệnh SIGN

a) Công dụng:

Xét dấu số thực.

b) Cú pháp:

y = sign(x)

47

c) Giải thích:

x: số thực cần xét dấu.

y: kết quả trả về.

y x

0 số 0

1 số dương

-1 số âm

d) Ví dụ: x = 2 0 -3 0.5 y = sugn(x) y= 1 0 -1 1

3.2.3.16 Lệnh SQRT a) Công dụng:

Tính căn bậc hai. b) Cú pháp:

y = sqrt(x) c) Ví dụ:

x = 4 y = sqrt(x) y = 2

3.2.4 Các phép tính đại số 3.2.4.1 Lệnh CONV a) Công dụng:

Nhân hai đa thức. b) Cú pháp:

c = conv(a,b) c) Giải thích:

a,b: đa thức c: tích số của a,b Cách khai báo: sắp xếp biến theo thứ tự giảm dần của lũy thừa.

48

d) Ví dụ:

Nhân hai đa thức (3x2+4x+5).(2x3-3x2+2)

a = [0 3 4 5]

a = 0 3 4 5

b = [2 -3 0 2]

b =2 -3 0 2

c = conv(a,b)

c = 0 6 -1 -2 -9 8 10

3.2.4.2 Lệnh CUMPROD

a) Công dụng:

Nhân dồn các phần tử.

b) Cú pháp:

cp = cumprod (a)

c) Giải thích:

cp: biến chứa kết qủa

a: tên của ma trận hay vector.

d) Ví dụ:

b = 1 9 3 4

cp =cumprod(b)

cp = 1 9 27 108

a =

1 3 5

9 1 2

4 2 1

cp = cumprod(a)

cp = 1 3 5

9 3 10

36 6 10

49

3.2.4.3 Lệnh CUMSUM

a) Công dụng:

Cộng dồn các phần tử.

b) Cú pháp:

cs = cumprod(a)

c) Giải thích:

cs: biến chứa kết quả.

a: là tên của ma trận hay vector.

d) Ví dụ:

b = 1 10 1 2 5

cs = cumsum(b)

cs =1 11 12 14 19

a=

1 3 5

9 1 2

4 2 1

cs = cumsum(a)

cs =

1 3 5

10 4 7

14 6 8

3.2.4.4 Lệnh DECONV

a) Công dụng:

Chia hai đa thức.

b) Cú pháp:

[q,r] =deconv(a,b)

c) Giải thích:

a,b: đa thức.

q: thương số của a, b.

50

r: số dư.

Cách khai báo: sắp xếp biến theo thứ tự giảm dần của lũy thừa.

d) Ví dụ:

Chia 2 đa thức (2x2+3x+6)/(2x+3)

a = [2 3 6]

b = [2 3]

[q,r] = deconv (a,b)

q = 1 0

r = 0 0 6

3.2.4.5 Lệnh EXPM

a) Công dụng:

Tính ex

b) Cú pháp:

kq = expm(x)

c) Giải thích:

kq: biếnchứa kết qủa.

d) Ví dụ:

kq = expm(3)

kq = 20.0855

3.2.4.6 Lệnh FMIN

a) Công dụng:

Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số.

b) Cú pháp:

x = fmin(‘fuction’,x1,x2)

c) Giải thích:

x: biến chứa kết quả.

fuction: tên hàm số.

x1, x2: khoảng khảo sát.

51

d) Ví dụ:

Tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số: x3-2x-5 trong khoảng [0 2]

x =fmin(‘x.^3-2*x-5’,0,2);

x = 0.8165

y = f(x)

y = -6.0887

3.2.4.7 Lệnh FPLOT

a) Công dụng:

Vẽ đồ thị của hàm số.

b) Cú pháp:

fplot(‘fun’,[xmin,xmax]

c) Giải thích:

fun: tên hàm số.

xmin, xmax: xác định khoảng cần vẽ.

d) Ví dụ:

fplot(‘x.^3-2*x-5’,[0,2]);

grid;

3.2.4.8 Lệnh FZERO

a) Công dụng:

Tìm điểm 0 của hàm số.

b) Cú pháp:

fzero(‘fun’,x0)

c) Giải thích:

Điểm 0 của hàm số là điểm (0,x), đây cũng chính là nghiệm của hàm số. Nếu

hàm số có nhiều nghiệm thì sẽ tìm được nghiệm gần giá trị x0.

fun: tên hàm số.

c) Ví dụ:

Tìm giá trị 0 của hàm số: x2-5x+3.

Trước tiên ta khai báo hàm số f trong tập tin f.m: (xem thêm lệnh function)

52

function y = f(x);

y = x.^2-5*x+3;

Sau đó, tạo tập tin gt0.m:

x = 0:10;

% Giá trị x0 = 0

z = fzero(‘f’,0);

sprinf(‘z = %3f’,z)

z = 0.382

% Giá trị x0 = 2


sprintf(‘z = %.3f’,z)

z = 2.618

% Vẽ đồ thị hàm số minh họa:


fplot(‘f’,[0,5];

grid;

hold on;

plot(z,0,‘o’);

hold off

3.2.4.9 Lệnh MAX

a) Công dụng:

Tìm giá trị lớn nhất.

b) Cú pháp:

m = max(x)

[m,i] = max(x) v = max(x,y)

c) Giải thích:

x,y,v:tên vector.

m: giá trị lớn nhất.

i: vị trí của m.

53

Nếu x là ma trận tìm ra giá trị lớn nhất của mỗi cột.

d) Ví dụ:

x = 3 5 2 1 4

m= max(x)

m = 5

[m,i] = max(x)

m =5

i =2

y = 1 6 8 -5 3

v =max(x,y)

v = 3 6 8 1 4

b =

3 6 2

1 7 9

2 8 1

m = max(b)

m = 3 8 9

[m,i] = max(b)

m= 3 8 9

i = 1 3 2

a =

0 3 6

7 1 1

4 6 8

v = max(a,b)

v =

3 6 6

7 7 9

4 8 8

54

3.2.4.10 Lệnh MEAN

a) Công dụng:

Tìm giá trị trung bình.

b) Cú pháp:

Mô hình = mean(a)

c) Giải thích:

m: biến chứa kết qủa.

a: tên vector hay ma trận cần tính giá trị trung bình.

Nếu a là ma trận thì tính giá trị trung bình của mỗi cột.

d) Ví dụ:

b = 1 10 1 2 5

m = mean(b)

m = 3.8000

a =

1 3 5

9 1 2

4 2 1

m = mean(a)

m = 4.6667 2.0000 2.6667

3.2.4.11 Lệnh MIN

a) Công dụng:

Tím giá trị nhỏ nhất

b) Cú pháp:

m = min(x)

[m,i] = min(x)

v = min(x,y)

c) Giải thích:

x,y,v: tên vector.

m: là giá trị lớn nhất.

55

i: là vị trí của m.

Nêú x là ma trận tìm ra giá trị nhỏ nhất trong mỗi cột.

d) Ví dụ:

x = 3 5 2 1 4

m = min(x)

m = 1

i =4

y =1 6 8 -5 3

v = min(x,y)

v = 1 5 2 -5 3

b =

3 6 2

1 7 9

2 8 1

m = min(b)

m = 1 6 1

i = 2 1 3

a =

0 3 6

7 1 1

4 6 8

v = min(a,b)

v =

0 3 2

1 1 1

2 6 1

3.2.4.12 Lệnh PROD

a) Công dụng: Nhân các phần tử.

56

b) Cú pháp:

p = prod(x)

c) Giải thích:

p: biến chứa kết quả.

x: tên ma trận hay dãy số.

Nếu là ma trận nhân từng phần tử cuả mỗi cột.

d) Ví dụ:

a = 2 3 4 5

p = prod(a)

p = 20

b =

2 2 3

5 6 4

7 5 4

p =prot(b)

p =70 60 48

3.2.4.13 Lệnh ROOTS

a) Công dụng:

Tìm nghiệm của đa thức.

b) Cú pháp:

r = roots(p)

c) Giải thích:

r: biến chứa kết quả.

p: tên biểu thức.

d) Ví dụ:

Tìm nghiệm cuả phương trình: x2-1 =0

p = [1 0 -1]

r = roots(p);

disp(r)

57

-1.0000

1.0000

3.2.4.14 Lệnh SORT

a) Công dụng:

Sắp xếp mảng hay ma trận theo thứ tự tăng dần.

b) Cú pháp:

kq = sort(x)

[kq,i] = sort(x)

c) Giải thích:

kq: biến chưá kết quả.

i: số thứ tự cuả phần tử trước khi sắp xếp.

Nếu x là ma trận thì sắp xếp theo thứ tự tăng dần của từng cột.

d) Ví dụ:

a = 2 8 5 6 -3 9

kq = sort(a)

kq = -3 2 5 6 8 9

[kq,i] = sort(a)

kq = -3 2 5 6 8 9

i = 5 1 3 4 2 6

b =

3 4 -4

2 -3 5

1 6 2

kq =sort(b)

kq =

1 -3 -4

2 4 2

3 6 5

[kq,i] = sort(b)

58

kq =

1 -3 -4

2 1 2

3 6 5

i =

3 2 1

2 1 3

1 3 2

3.2.4.15 Lệnh SUM

a) Công dụng:

Tính tổng của các phần tử.

b) Cú pháp:

s = sum(x)

c) Giải thích:

s: là biến chứa kết quả.

x: là tên ma trận.

Nếu x là ma trận thì s là tổng của các cột.

d) Ví dụ:

a = 2 8 5 6 -3 9

s = sum(a)

s = 27

b =

3 4 -4

2 -3 5

1 6 2

s = sum(b)

s = 6 7 3

59

3.3 Tạo giao diện trong GUIDE/Matlab

3.3.1 Tạo GUIDE bằng công cụ đồ họa

Tạo GUIDE bằng công cụ đồ hoạ: Ta có thể tạo GUIDE bằng công cụ đồ

hoạ, khi nhập lệnh GUIDE ta gọi trình đồ hoạ (Graphics User Interface

Development Environment) để soạn thảo layout. Kết quả đầu tiên là ta có một

layout rỗng sau:

Hình 3.1 Giao diện thiết kế trên GUIDE

Việc đầu tiên là ta thiết kế giao diện mong muốn. Ta sẽ dùng chuột kéo các

phần tử cần dùng từ bên trái và thả vào layout rỗng bên phải. Ta có thể dịch

chuyển các phần tử này đế các vị trí mong muốn và cân chỉnh bằng công cụ

Alignment. Với mỗi phần tử ta cấn xác định thuộc tính cho nó bằng cách bấm

đúp vào phần tử hay bấm vào công cụ soạn thảo thộc tính

Sau khi thiết kế xong ta lưu nó lại. Lúc này Matlab tự động tạo ra file *.fig

dùng lưu giao diện vừa tạo và file *.m chưa các mã lệnh cần thực hiện. Việc

cuối cùng là viết các mã lệnh vào file *.m. Trong quá trình thiết kế ta có thể chạy

thử xem sau mỗi bước thiết kế đã đạt yêu cầu chưa bằng cách bấm vào ô chạy thử.

3.3.2 Một ví dụ về tạo GUIDE

Tạo chương trình tính tổng và hiệu

60

Ta thiết kế giao diện như sau:

Hình 3.2 Giao diện sau khi thiết kế

Nhiệm vụ của bài tập là thiết kế giao diện sử dụng và viết chương trình tính

tổng và hiệu.

Trước hết ta gọi GUIDE và có một layout rỗng. Vào property inspector và

ghi vào name chuỗi “tinhtonghieu” và chấp nhận thuộc tính tag của nó là figure1.

Ta dùng ô Edit text để nhập số cần tính tổng hoặc hiệu và hiển thị kết quả. Ta

vào property inspector rồi chọn String và xóa hết chữ trong String của nó. Tiếp theo

ta dùng ô Push button sử dụng với 4 ô cần sử dụng: TINH TONG, TINH HIEU,

RESET và THOAT. Ta cũng vào property inspector của Push button để thay đổi tên

cho từng ô.

Như vậy là ta đã thiết kế xong phần giao diện sư dụng với thuộc tính tag của

các Push button lần lượt của từng ô TINH TONG, TINH HIEU, RESET, THOAT là

61

Push button1, Push button2, Push button3, Push button4. Cũng tương tự với các

Edit text là Edit1, Edit2, Edit3, Edit4.

Nhiệm vụ thiếp theo của ta là viết chương trình cho bài tập vào file

tinhtonghieu.m. File này đã được Matlab tự động tạo ra trước. Công việc của ta là

thêm vào đó các mã lệnh để khi ta nhập số vào và nhấp chuột vào các ô TINH

TONG, TINH HIEU, RESET, THOAT thì cho ta kết quả như ý muốn.

Sau đây là chương trình của bài tập: function varargout = untitled(varargin)

gui_Singleton = 1;

gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ...

'gui_Singleton', gui_Singleton, ...

'gui_OpeningFcn', @untitled_OpeningFcn, ...

'gui_OutputFcn', @untitled_OutputFcn, ...

'gui_LayoutFcn', [] , ...

'gui_Callback', []);

if nargin && ischar(varargin{1})

gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});

end

if nargout

[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State,

varargin{:});

else

gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

end

function untitled_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles,

varargin)

handles.output = hObject;

guidata(hObject, handles);

function varargout = untitled_OutputFcn(hObject,

eventdata, handles)

62

varargout{1} = handles.output;

function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles)

function edit1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)

if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),

get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))

set(hObject,'BackgroundColor','white');

end






end



a=get(handles.edit1,'string'); a=str2num(a);




end

function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)

tinhtong(handles)

function tinhtong(handles)

global a b


b=get(handles.edit2,'string'); b=str2num(b);

c=a+b;

set(handles.edit3,'string',num2str(c));


tinhhieu(handles)

function tinhhieu(handles)

63

global a b


b=get(handles.edit2,'string'); b=str2num(b);

d=a-b;

set(handles.edit4,'string',num2str(d));






end


set(handles.edit1, 'String', 0);




function figure1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)


close;

64

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR

ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 4.1 Trình tự tính toán

Trình tự tính toán trong chương trình này, áp dụng cho một trong các trường

hợp sau:

- Tính toán lại day cuốn stator của những động cơ mất lý lịch.

- Tính toán lại số liệu dây cuốn stator theo một số cực chọn trước, trong khi

đó kết cấu ban đầu của động cơ được bố trí theo một giá trị số cực khác.

- Tính toán 2 bộ dây cuốn bố trí chung trong cùng một lõi thép để động cơ có

khả năng vận hành được 2 cấp tốc độ ( tương ứng với 2 giá trị 2p khác nhau).

Để khảo sát, ta trình bày từng bước tính toán như sau:

4.1.1 Xác định các tham số cần thiết cho việc tính toán

Ta có 3 loại tham số cần xác định:

- Kích thước lõi thép.

- Điều kiện thông gió, giải nhiệt, cấp cách điện.

- Sơ đồ ra dây, đấu dây và điện áp vận hành.

* Các tham số liên hệ về kích thước lõi thép stator gồm có (xem hình 4.1).

- Đường kính trong lõi thép stator Dt.

- Bề dầy lõi thép stator L.

- Bề dầy gông lõi thép stator gb

- Bề dầy răng stator rb .

- Tổng số răng stator Z.

65

Hình 4.1: Các kích thước của lõi thép stator.

- Hình dạng và kích thước rãnh: ta có 2 dạng rãnh thường gặp là hình thang

hay quả lê (ovalle) (xem hình 4.2)

Trong những động cơ có cấp công suất lớn, lõi thép stator chia thành nhiều

xấp, ngăn cách giữa mối xấp là một khoảng trống, ta gọi khoảng trống này là rãnh

thông gió hướng kính; bề dầy của khoảng thông gió hướng kính là gl . Nếu 1L là

bề dầy lõi thép có luôn cả các rãnh thông gió hướng kính, bề dầy thực của lõi thép

dùng để tính toán là 1LL (Tổng bề dầy các rãnh hướng kính).

Rãnh hình thang Rãnh quả lê

Hình 4.2: Hình dạng và kích thước của các loại rãnh stator thông thường.

66

* Các tham số về sơ đồ ra dây và đấu dây cho động cơ thường thuộc vào

một trong các trường hợp sau đây:

- Dạng ra 6 đầu: đấu Y hay ∆ ( hình 4.3).

- Dạng ra 9 đầu: đấu Y nối tiếp hay Y song song.

- Dạng ra 9 đầu: đấu ∆ nối tiếp hay ∆ song song.

- Dạng ra 12 đầu: đấu vận hành theo 1 trong 4 cách : Y nối tiếp, ∆ nối tiếp, Y

song song hay ∆ song song.

Phương pháp đánh số 6 đầu ra dây Đấu vận hành trạng thái sao

Đấu vận hành trạng thái tam giác

Hình 4.3: Sơ đồ ra dây và đấu vận hành động cơ ra 6 đầu

Trong hình 4.3; 4.4; 4.5 và 4.6, ta gọi điện áp định mức trên mỗi pha dây

cuốn là đmphaU

67

Với trường hợp động cơ ra đầu 6 dây, dấu ∆ hay Y, ta gọi điện áp giữa 2

trong 3 dây nguồn cung cấp vận hành cho động cơ là dYU (khi vận hành Y) và

dU

( khi vận hành ∆)

Ta có: đmphaddY UUU 33 (4.1)

đmphad UU (4.2)

Trường hợp động cơ ra 9 đầu, đấu vận hành Y nối tiếp, Y song song, gọi:

dYU : Điện áp dây của nguồn 3 pha cung cấp cho động cơ ( khi động cơ

đấu Y nối tiếp).

YdYU // : Điện áp dây của nguồn 3 pha cung cấp cho động cơ ( khi động

cơ dấu Y song song).

Ta có quan hệ: đmphadY UU .3 đmphaUUYdY

.23

// (4.3)

Nên YdYdY UU //2 (4.4)

Phương pháp đánh số 9 đầu ra dây Đấu vận hành trạng thái sao nối tiếp

68

Đấu vận hành trạng thái sao song song

Hình 4.4: Sơ đồ ra dây và đấu vận hành động cơ 9 đầu dây (dạng Y-Y//Y)

Trường hợp động cơ ra 9 đầu, đấu vận hành ∆ nối tiếp, ∆ song song, gọi:

dU : điện áp dây nguồn 3 pha cung cấp cho động cơ ( khi động cơ đấu ∆ nối

tiếp).

//dU : điện áp dây nguồn 3 pha cung cấp cho động cơ (khi động cơ đấu ∆ song

song)

Ta có quan hệ: đmphad UU đmphad UU21

// (4.5)

//2 dd UU (4.6)

P

hương pháp đánh số 9 đầu ra dây Đấu vận hành trạng thái tam giác nối tiếp

69

Đấu vận hành trạng thái tam giác song song

Hình 4.5: Sơ đồ ra dây và đấu vận hành động cơ ra 9 đầu dây (dạng ∆-∆//∆)

Các quan hệ giữa đmphaU với các cấp điện áp nguồn 3 pha đưa vào vận hành

động cơ 12 đầu trên mỗi cách đấu áp dụng các công thức từ (4.1) đến (4.6) tương tự

như 3 trường hợp đã nêu trên.

Phương pháp đánh số các đầu dây ra Đấu vận hành sao nối tiếp

Đấu vận hành tam giác song song Đấu vận hành sao song song

70

Đấu vận hành tam giác song song

Hình 4.6: Sơ đồ ra dây và đấu vận hành động cơ dạng ra 12 đầu dây.

4.1.2 Phỏng định số cực 2p thích ứng kết cấu lõi thép động cơ

Gọi min2 p là số cực nhỏ nhất ( thích hợp kết cấu sẵn có của stator)

min2 p = (0,4 đến 0,5). g

t

bD

(4.7)

Khi tính toán giá trị min2 p theo (4.7), kết cấu nhận được có thể rơi vào

một trong 3 trường hợp sau đây:

Khi giả sử trên trục số thực ta định vị các giá trị nguyên chẵn cho 2p, sau đó

dung 3 thí dụ mô tả cho 3 trường hợp nói trên.

THÍ DỤ 1:

Cho lõi thép stator có mmD t 90 và bề dày gông là mmb g 10 suy ra:

5,46,31090).5,04,0(2 min p

71

Khoảng giá trị của min2 p bao hàm giá trị 2p = 4; do đó ta chọn 2p = 4 cho

trường hợp này.

THÍ DỤ 2:

Cho lõi thép stator có mmD t 90 và bề dày gông là mmbg 5,13 suy ra:

3,37,25,13

90).5,04,0(2 min p

Khoảng giá trị của min2 p nằm ở vị trí giữa 2 giá trị 2p = 2 và 2p = 4, như

vậy trong trường hợp của thí dụ này, ta có thể chọn 2p = 2 hay 2p = 4 cho việc tính

toán.

THÍ DỤ 3:

Cho lõi thép stator có mmD t 90 và bề dày gông là mmbg 12

Suy ra:

75,331290).5,04,0(2 min p

Khoảng giá trị min2 p nằm gần giá trị 2p = 4, nên chọn trị số cực thích ứng

cho lõi thép stator là 2p = 4

72

4.1.3 Lập biểu thức quan hệ giữa từ thông qua một cực từ () và mật độ từ thông

qua khe hở không khí ( B )

= .( . L). B (4.8)

Trong đó :

: hệ số cung cực từ thuộc dạng từ trường phân bố dưới mỗi bước cực từ,

đồng thời phụ thuộc sự bão hòa của lõi thép.

Khi tính toán sơ bộ chọn :

= 0,7 đến 0,715 (4.9)

Về đơn vị đo dùng trong (2.8) ta có = Wb

= L = m; B = T

pD t

2

(4.10)

: là bước cực từ

( .L) : diện tích mặt cực từ.

* Tại 4.1.3, ta chỉ cần thế , L vào vào (4.8) để định độ lớn của gấp

bao nhiêu lần của B là đủ.

4.1.4 Xác định quan hệ giữa mật độ từ thông qua gông lõi thép stator (Bg) và mật

độ từ thông qua khe hở không khí ( B )

Với kết cấu lõi thép động cơ không đồng bộ, đường sức từ thông qua mạch từ

phải khép kín, do đó từ thông qua gông chỉ bằng nửa số lượng từ thông một cực từ

( hình 4.7)

73

Hình 4.7: Phân bố đường sức từ thông qua mạch từ động cơ (tương ứng 2p = 4)

Theo lý thuyết điện từ:

Trường hợp từ thông xuyên qua điện tích cực đại (xem hình 4.8)

Suy ra : gg BLb ..2

hay

cgg kLb

B).(2

(4.11)

Trong đó: Đơn vị đo: = Wb; bg = L = m ; Bg = T

kc : hệ số ép chặt của lõi thép stator , thường kc = 0,93 ÷ 0,95.

Ngoài ra ta có thể biến đổi (4.11) thành dạng sau:

Bkbp

DBkbkLb

BLB

cg

t

cgcgg

.2.2.

.2

.).(2).(

Tóm lại:

pB

bD

kB

g

t

cg 22

(4.12)

Trong 4.1.4 thay thế các kích thước lõi thép để tìm quan hệ giữa gB và B

(tìm số lần lớn hơn giữa gB và B ).

74

Hình 4.8: Phân bố đường sức từ thông trên gông stator.

4.1.5 Xác định quan hệ giữa mật độ từ thông qua răng stator (Br) và mật độ từ

thông qua khe hở không khí ( B )

Hình 4.9: Phân bố đường sức từ thông trên 1 răng stator.

Trong hình (4.9) ta xét phân bố từ thông trong 1 răng stator nếu từ thông qua

răng bảo toàn, tức là từ thông ở chân răng và đầu răng bằng nhau, ta có:

Từ thông / qua chân răng = (br. L. kc) Br (4.13)

Từ thông / qua đầu răng =(tr. L.kc). Br (4.14)

Cân bằng (4.13) và (4.14) ta suy ra (br. L. kc) Br = (tr. L.kc). B

Hay: BbtB

r

rr

(4.15)

Vì tr : bước răng stator, được xác định theo Dt và Z như sau:

75

ZDt t

r

(4.16)

Tóm lại : BbZDB

r

tr

. (4.17)

Tương tự, như bước 3 và bước 4 ta thế kích thước lõi thép vào ( 4.17) để

định quan hệ rB với B .

4.1.6 Lập bảng quan hệ giữa mật độ từ thông qua khe hở không khí, mật độ từ

thông qua gông lõi thép stator và mật độ từ thông qua răng stator

Hình thức của bảng được thành lập như sau:

B (T)

Bg (T)

Br(T) Để xây dựng bảng số này ta chọn tùy ý giá trị B , căn cứ theo (4.12) và

(4.17) tính ra Bg và Br tương ứng với trị số B vừa chọn.

Thay đổi B ta xác định được các giá trị khác cho Bg và Br tương ứng.

Để dễ dàng cho việc lập bảng số, ta căn cứ vào các giá trị tối đa cho phép

của Br và Bg tránh hiện tượng phát sóng cục bộ xảy ra trên lõi thép do hiện tượng

bão hòa từng phần trên lõi thép động cơ.

Ta có thể tham khảo một vài bảng số sau đây:

BẢNG 1: Giá trị cho phép Bg theo cấp công suất Pđm.

Pđm (kW) Lớn hơn 100KW

10KW đến 100KW

1 KW đến 10KW

Nhỏ dưới 1KW

Br (T) 1,3 đến 1,5 1,2 đến 1,5 1,1 đến 1,5 1 đến 1,4

BẢNG 2: Giá trị cho phép Br theo cấp công suất Pđm.

Pđm (KW) Lớn hơn 100KW 10KW đến 100KW

1KW đến 10KW Nhỏ dưới 1KW

Br (T) 1,8 đến 2 1,4 đến 1,8 1,4 đến 1,6 1,3 đến 1,5

76

Trong bước này căn cứ theo giới hạn tối đa cho phép của Br và Bg để tìm một

giá trị của B sao cho hai giá trị Br và Bg không được vượt quá giới hạn tối đa.

Sau khi chọn B ta tính chính xác trị số từ thông theo trị số B vừa chọn.

4.1.7 Chọn kết cấu cho dây cuốn và tính hệ số dây quấn kdq

4.1.7.1 Tính hệ số dây quấn kdq

a) Trường hợp q nguyên

- Theo lý thuyết máy điện, tổng quát trong trường hợp q nguyên, biểu thức

xác định hệ số dây quấn là:

0sin .

2. . sin .90.sin

2

d

qd r nd

qyk k k

q

(3.18)

Trong đó: kr: hệ số quấn rải, sin .

2

.sin2

d

rd

qk

q

kn: hệ số bước ngắn, 0sin .90nyk

- Với trường hợp dây quấn đủ bước y ta có kn = 1.

- Với những kiểu dây quấn 1 lớp q nguyên, nếu có thể qui về dạng đồng

khuôn (hay đồng tâm) tập trung thì tất cả các kiểu dây quấn này đều là loại dây

quấn bước đủ và kn = 1.

Lúc đó, hệ số dây quấn của các dạng dây quân 1 lớp là:

sin .

2

.sin2

d

qdd

qk

q

(4.19)

- Trong trường hợp dây quấn 2 lớp, q nguyên, hệ số dây quấn được tính theo

biểu thức (3.18) trong trường hợp y khác (vì nếu y = thì lúc này dây quấn 2 lớp

cũng chỉ là dạng 1 lớp)

77

b. Trường hợp q phân số.

Khi dây quấn phân bố theo Clément ta lập bảng Pistoye để kiểm tra tính đối

xứng của 3 pha dây quấn và định hệ số dây quấn.

Phương pháp Pistoye (kiểm tra tính đối xứng 3 pha và định hệ số dây quấn)

Bước 1:

- Sau khi đã lập được bảng phân bố rãnh cho 3 pha theo Clément căn cứ giá

trị của , ta định ra một số nguyên n bé nhất sao cho tích số (n. ) cũng là số

nguyên.

Điều này thực hiện dễ dàng khi không nguyên, ta ghi dưới dạng phân

số: mn

với mn

là phân số tối giản; m, n là các số nguyên.

- Lập bảng Pistoye gồm có m cột, và số hàng tương ứng số 2p.

Trên bảng Pistoye 2 cột cách nhau một khoảng n tương ứng khoảng giữa 2

rãnh thực hiện trên Stator.

Gọi góc lệch giữa 2 cột liên tiếp trên bảng Pistoye là ta có d

n

.

Đánh số thứ tự cho các cột trên bảng, căn cứ theo tính chất nêu trên ta tìm ra

vị trí của các rãnh thực hiện trên Stao tương ứng cới các cột trên bảng.

Dựa theo bảng phân bố rãnh Clément, ta sắp xếp các cạnh tác dụng của 3 pha

lên bảng Pistoye.

Ví dụ:

Với Z = 30; 2p = 4 ta có = 7.5 rãnh/1 bước cực.

Trong bước 1 của phương pháp dựng bảng Pistoye, ta ghi lại:

157.52

vậy m = 15 và n = 2.

Do đó, bảng 2 có 15 cột, khoảng cách 2 cột trên bảng là n = 2 cho ta khoảng

cách giữa 2 rãnh thực trên Stator.

Với 024d , góc lệch giữa 2 cột liên tiếp trên bảng Pistoye có giá trị là:

0024 12

2d

n

điện.

78

Ta định vị các rãnh trên cột, theo từng bước cực trên bảng Pistoye như sau:

Hình 4.10: Bảng Pistoye thành lập sơ bộ.

Trên hình 4.10, trên bước cực 1 chọn cột 1 của bảng tưng ứng vị trí của một

rãnh thực Stator, với n = 2 tại cột 3 là vị trí rãnh thực kế tiếp. Khi đánh dấu đến cột

15 trên hàng bước cực 1, rãnh thực kế tiếp đánh dấu cho bước cực thứ nhì sẽ ở cột

2, vậy trên bước cực thứ 2 (hàng dưới của hàng bước cực) ta sẽ bắt đầu đánh dấu

trên cột 2 cho vị trí một rãnh thực, và tiếp tục động tác cho các bước cực còn lại.

Căn cứ theo bảng phân bố rãnh theo Clément, ta điền vị trí các cạnh tác dụng

3 pha trên bảng Pistoye như hình sau:

Hình 4.11: Bảng phân bố cạnh tác dụng cho 3 pha trên bảng Pistoye.

79

Bước 2:

- Trên bảng Pistoye, ta phân vùng cho 3 pha, sau đó định trục đối xứng trên

mỗi pha. Ta công nhận các quy tắc sau:

* Trục đối xứng của mỗi pha là đường thẳng chia các cạnh tác dụng của mỗi

pha trên bảng thành hai nhóm, số cạnh tác dụng trong mỗi nhóm này phải bằng

nhau.

* Trục đối xứng còn cần thêm các tính chất sau: trên mỗi vùng pha sau khi

đã phân thành hai nhóm, tương ứng với bất kỳ một cạnh tác dụng nào chọn trong

một nhóm sẽ cho một cạnh tác dụng khác tương ứng ở nhóm còn lại, khoảng cách

đến trục đối xứng của mỗi cạnh tác dụng trên phải bằng nhau.

* Ta xác định số loại cặp cạnh tác dụng đối xứng của mỗi pha.

- Kiểm tra tính đối xứng của mỗi pha trên bảng Pistoye.

Bộ dây 3 pha có tính đối xứng (lệch pha từng đôi 1200 trong không gian) khi

ta tìm được các tính chất sau trên bảng:

* Số lượng cặp cạnh tác dụng qua trục mỗi pha có giá trị giống nhau.

* Khoảng cách giữa từng cặp trục đối xứng mỗi pha lệch nhau đúng 600 điện

trên bảng Pistoye.

060

Hình 4.12: Xét tính đối xứng của 3 pha trên bảng Pistoye.

80

Trên hình 4.12, trục đối xứng của pha A nằm giữa cột 2 và 3; trục đối xứng

của pha C nằm giữa cột 7 và 8; trục đối xứng của pha B nằm giữa cột 12 và 13.

Khoảng cách giữa các trục là 5 cột tương ứng 0 05 5.12 60 điện.

Vậy trên bảng Pistoye, hai trục đối xứng của 2 pha liên tiếp nhau lệch 600

điện, ta kết luận 3 pha đối xứng.

Tại mỗi pha theo ví dụ trên ta có 10 cạnh tác dụng phân bố như sau:

- 2 cặp cạnh tác dụng cách trục đối xứng 062 điện

- 2 cặp cạnh tác dụng cách trục đối xứng 03 182 điện

- 1 cặp cạnh tác dụng cách trục đối xứng 05 302 điện

Bước 3:- Từ số cặp cạnh tác dụng cách trục đối xứng các góc điện khác nhau, ta suy

ra hệ số dây quấn.

Với ví dụ trên ta tính hệ số dây quấn như sau (sơ đồ dây quấn 1 lớp phân bố

theo Clément). 0 0 02.2 os6 2.2 os18 1.2 os30 0.9511

10dqc c ck

- Nếu dùng phần Clément bố trí dạng 2 lớp, lúc đó hệ số dây quấn 1 lớp tính

theo Pistoye ta xem là hệ số quấn rải. Như vậy, muốn tính hệ số dây quấn của dây

quấn 2 lớp ta phải định thêm hệ số bước ngắn.

4.1.7.2 Chọn kết cấu dây quấn.

a) Trường hợp dây quấn 1 lớp, q nguyên.

Tổng số bối dây cho cả 3 pha luôn luôn bằng 2z

bối dây.

Tổng số bối dây chứa trong mỗi pha luôn luôn bằng 631.

2zz

bối dây/pha.

Từ hai nhận xét trên, điều kiện để một động cơ ba pha bố trí được dây quấn 1

lớp với q nguyên là tổng số rãnh Z phải là bội của số 6.

81

Ngoài ra muốn bước cực từ có giá trị nguyên ta cần có tối thiểu =3 để q

có giá trị nguyên, trường hợp tổng quát ta phải có = pz

2 =3k (trong đó k là giá trị

nguyên tùy ý).

Tón lại điều kiện để bố trí dây quấn 1 lớp, tương ứng với 1 số cực từ 2p định

trước ta cần có Z=6p.k ( Nk ).

Khi dùng dây quấn 1 lớp dạng tập trung, tổng số nhóm bối dây trong mỗi pha

luôn luôn bằng p.

Trường hợp dùng dây quấn 1 lớp dạng phân tán, tổng số nhóm bối dây trong

mỗi pha luôn luôn bằng 2p.

Như vậy, khi liên kết các nhóm trong một pha (bằng phương pháp đấu nối

tiếp) với dây quấn tập chung 1 lớp ta dùng cách lien kết cực giả, với dây quấn phân

tán 1 lớp ta dùng cách lien kết cực thật.

Khi dùng dây quấn 1 lớp dạng tập trung, mỗi nhóm bối dây sẽ chứa q bối dây

trong một nhóm.

Khi dùng dây quấn 1 lớp dạng phân tán, ta có 2 trường hợp:

Trường hợp q chẵn, mỗi nhóm chứa 2q

bối dây trong 1 nhóm.

Trường hợp q lẻ, mỗi pha chứa p nhóm bối với mỗi nhóm có 21q

bối dây

và p nhóm bối khác với mỗi nhóm có 21q

bối dây.

Trong dây quấn đồng khuôn dạng móc xích, bước bối dây luôn luôn có giá

trị lẻ. Với lẻ thì y= , khi chẵn thì y=( -1).

b) Trường hợp dây quấn 2 lớp, q nguyên:

Tổng số bối dây cho cả 3 pha luôn bằng Z bối dây.

Tổng số bối dây chứa trong mỗi pha luôn luôn bằng 3z

bối dây/pha.

Tổng số nhóm bối dây chứa trong 1 pha luôn luôn bằng 2p.

82

Như vậy khi liên kết các nhóm bối dây theo dạng nối tiếp ta phải liên kết các

nhóm bằng cách dấu cực thật.

Theo các nhận xét trên, điều kiện để bố trí dây quấn 2 lớp tương ứng với 1 số

cực thật 2p định trước ta cần có Z=p.k ( Nk ) để đạt q là số nguyên.

Trong dây quấn 2 lớp, mỗi nhóm bối dây luôn luôn chứa q bối dây trong

nhóm.

4.1.8 Xác định tổng số vòng cho mỗi pha dây cuốn

+ Gọi Npha : tổng số vòng của mỗi pha dây cuốn.

+ kE tỉ số giữa điện áp nguồn nhập vào mỗi pha dây cuốn so với sức điện

động cảm ứng trên bộ dây của mỗi pha.

+ UPha : điện áp định mức cho mỗi pha.

Ta có :

dqs

đmphaEpha kfK

UKN

....4.

Trong đó: [Uđmpha ] = [V]

[f] = [Hz]; [] = [Wb]

[NPha ] = [vòng/ pha]

Ks : hệ số dạng sóng từ trường trong khe hở không khí động cơ, đối với các

phép tính dây cuốn trong động cơ 3 pha, với = 0,7 đến 0,715 thì ks = 1,07 đến

1,09.

Thông thường kE phụ thuộc cấp công suất của động cơ và thường được cho

theo quan hệ của diện tích mặt cực từ ( .L), xem bảng 3.

BẢNG 3: Quan hệ giữa kE và diện tích mặt cực từ ( L. )

)(. 2cmL 15 đến 50 50 đến 100 100 đến 150 150 đến 400 Trên 400

kE 0,75 đến 0,86 0,86 đến 0,9 0,9 đến 0,93 0,93 đến 0,95 0,96 đến 0,97

Khi tính xong NPha , điều chỉnh tròn số, sao cho NPha là bội số của tổng số bối

dây chứa trong một pha và NPha là giá trị nguyên.

Cuối cùng, xác định số vòng mỗi bối dây trong pha Nb , ta có:

83

phatongsoboiN

N phab / (4.20)

4.1.9 Xác định tiết diện rãnh stator, chọn hệ số lấp đầy kld cho rãnh, suy ra

đường kính dây quấn (d) không lớp men

Với các dạng rãnh trong hình 4.2, ta có công thức tiết diện rãnh Sr như sau:

- Với rãnh hình thang: hddSr

2

21 (4.21)

- Với rãnh hình quả lê (ovanlle) ta có tiết diện Sr như sau:

82

22

21 22ddhddSr (4.22)

Theo lý thuyết thiết kế máy điện, hệ số lấp đầy klđ được định nghĩa như sau:

(4.23)

Ta có thể biểu diễn một dạng khác cho kld như sau:

SrSNunk cdbr

lđ...

(4.24)

Trong đó :

n: số sợi chập

ur : số cạnh tác dụng chứa trong một rãnh.

Scd : tiết diện 1 sợi dây kể cả cách điện.

Đơn vị đo [Scd ] = [Sr ] = [ 2mm ].

Với dây cuốn 1 lớp ur = 1; khi dùng dây cuốn 2 lớp ur = 2.

Trong bảng 4 cho phép tham khảo một số khoảng giá trị của hệ số lấp đầy kld

BẢNG 4: Một số tiêu chuẩn hệ số lấp đầy kld.

Hình dạng rãnh Loại dây cuốn kld 2 lớp 0,33 đến 0,40 Hình thang hay hình chữ

nhật 1 lớp 0,36 đến 0,43 2 lớp 0,36 đến 0,43 Hình quả lê 1 lớp 0,33 đến 0,48

84

Từ (4.23) ta suy ra br

rldcd Nun

SkS...

(4.25)

Với dây dẫn có tiết diện tròn, gọi dcd là đường kính một dây dẫn kể cả lớp vỏ

bọc, ta có: cdcdcd SSd 13,1128,1

(4.26)

Khi tìm được dcd ta suy ra đường kính dây trần không lớp mem bọc là d, với:

d = dcd – 0,05mm (4.27)

Sau đó điều chỉnh trị số d đúng giá trị tiêu chuẩn, khi d ta đã làm thay đổi kld

, nên cân nhắc để không thay đổi giá trị klđ quá mức đã chọn ban đầu.

4.1.10 Chọn mật độ dòng điện J và suy ra dòng điện định mức (Iđmpha) qua mỗi

pha dây cuốn

Đầu tiên ta tham khảo một số bảng tiêu chuẩn cho phép của J như sau:

BẢNG 5: Quan hệ giữa J theo công suất định mức Pđm.

Pđm [KW] Lớn hơn 100KW

10 KW đến 100KW

1KW đến 10KW

Nhỏ hơn 10KW

J {A/ 2mm } 3 đến 5 4 đến 4,5 5 đến 6 6 đến 8

BẢNG 6: Quan hệ giữa J theo kiểu thông gió và cấp công suất định mức (Pđm ) của

động cơ.

Kiểu động cơ Pđm {KW} J {A/ 2mm } Kín không thông gió 0,1 đến 10 2 đến 3 Kín có thông gió 0,1 đến 100 3 đến 4 Thông gió bình thường 0,1 đến 100 4 đến 6 Thông gió cưỡng bức 1 đến 100 6 đến 8

Pđm[KW] Kiểu động cơ 1 đến 10 10 đến 50 50 đến 100 Kiểu hở thông gió dọc

6 đến 6,5 A/ 2mm 5,5 đến 6,5 A/ 2mm 5 đến 6 A/ 2mm

Kiểu kín thổi gió dọc

4,5 đến 5 A/ 2mm 4,5 đến 5 A/ 2mm 3,5 đến 4,5 A/ 2mm

85

Theo một số tài liệu thiết kế, khi động cơ dùng cách điện cấp A và chế tạo

theo mục đích thông thường (không thuộc dạng chuyên dùng), ta có quan hệ giữa

Pđm và J cho trong bảng 7.

Tuy nhiên, đối với động cơ có cấp công suất trung bình, không chú ý đến

kết cấu thông gió mà chỉ để ý đến cấp cách điện, ta có thể chọn J theo cấp cách điện

như sau:

J = 5,5 đến 6,5 A/ 2mm (cấp A)

J = 6,5 đến 7,5 A/ 2mm ( cấp B)

Sau khi chọn J ta định dòng điện định mức qua mỗi pha dây cuốn theo mật

độ dòng như sau: JdI đmpha

4. 2

(4.28)

Trong đó: [J] = [A/ 2mm ]

[Iđmpha] = [A]

BẢNG 7: Quan hệ giữa Pđm và J ( cấp cách điện A)

Pđmpha[KW] J [A/ 2mm ]

Nhỏ dưới 4 KW 4,5 đến 5,5

4 đến 22 4,5 đến 5,5

22 đến 110 4 đến 5

110 đến 120 4 đến 5

220 đến 380 4

4.1.11 Dựa theo hiệu suất động cơ (η) và hệ số công suất (cosφ) để xác định công

suất định mức (Pđm) cho động cơ

Pđm = 3UđmphaIđmpha.η. Cosφ

Trong đó:

[Uđmpha] = [ V]

[Uđmpha] = [A]

[Pđm] = [W]

86

BẢNG 8: Quan hệ hiệu suất η, hệ số công suất cosφ theo công suất định mức Pđm

(HP) (dòng điện Iđmpha tính theo bộ dây đấu /Y với điện áp nguồn định mức

220V/380V.

Pđm[HP] 2p η% cosφ Iđmpha(A)

2 79 0,85 1,69

4 77 0,79 1,87

6 77 0,71 2,08

1

8 75 0,69 2,20

2 80 0,90 3,16

4 80 0,84 3,38

6 79 0,75 3,84

2

8 76 0,68 4,40

2 92 0,92 4,52

4 82 0,85 4,89

6 81 0,76 5,54

3

8 81 0,68 6,20

2 82 0,92 7,53

4 82 0,88 7,87

6 82 0,80 8,66

5

8 81 0,74 9,48

BẢNG 8: Quan hệ hiệu suất η , hệ số công suất cosφ theo công suất định mức Pđm

(HP) (dòng điện Iđmpha tính theo bộ dây đấu

Pđm [HP] 2p η% cosφ Iđmpha(A) 2 82 0,93 11,18 4 82 0,90 11,54 6 82 0,83 12,52

71/2

8 81 0,79 13,32 2 82 0,93 14,90

4 82 0,90 15,40

87

6 82 0,85 16,30 10

8 82 0,80 17,32 2 83 0,93 22,35 4 83 0,91 22,56 6 83 0,88 23,34

15

8 83 0,82 25,04 2 84 0,93 29,09 4 84 0,91 29,73 6 84 0,88 30,74

20

8 84 0,83 32,60



220V/380V.)


25

8 85 0,84 39,78 2 86 0,93 42,62 4 86 0,92 43,08 6 86 0,90 44,04

30

8 85 0,85 47,18 2 86 0,93 56,83 4 86 0,93 56,83 6 86 0,91 58,08

40

8 85 0,87 61,47 2 86 0,93 71,04 4 86 0,93 71,04 6 86 0,90 73,41

50

8 85 0,87 78,83

88



220V/380V.)


75

8 86 0,89 111,35 2 87 0,93 140,45 4 87 0,93 140,45 6 87 0,91 143,53

100

8 86 0,89 148,47



220V/380V.)

Pđm [KW] 2p η% cosφ Iđmpha(A) 0,4 6 68 0,65 1,37

4 72 0,76 1,66 0,6 6 70 0,68 1,91

2 78 0,86 1,81 4 74,5 0,78 2,1

0,8

6 73 0,71 2,34 3 79,5 0,87 2,41 4 78 0,80 2,67

1,1

6 76 0,73 3 2 80,5 0,88 3,21 4 80 0,81 3,51

1,5

6 79 0,75 3,84 2 83 0,89 4,51 4 82,5 0,83 4,87

6 81 0,77 5,34

2,2

8 81 0,69 5,96

89



220V/380V.)

Pđm [KW] 2p η% cosφ Iđmpha(A)

2 84,5 0,89 6,04

4 83,5 0,84 6,48

6 83 0,78 7,02

3

8 81,5 0,70 7,97

2 85,5 0,89 7,96

4 86 0,85 8,29

6 84,5 0,79 9,08 4

8 84 0,71 10,16

2 87 0,90 10,64

4 88 0,86 11,01

6 85,5 0,81 12,03

5,5

8 85 0,72 13,62

2 88 0,91 14,19

4 88,5 0,87 14,76

6 87 0,82 15,93 7,5

8 86,5 0,81 16,22

90


(kW) (dòng điện Iđmpha tính theo bộ dây đấu /Y với điện áp nguồn định mức

220V/380V.)

Pđm [KW] 2p η% cosφ Iđmpha(A)

2 88 0,89 19,34

4 89 0,88 19,34

6 88 0,89 19,34

10

8 87,5 0,83 20,86

2 88,5 0,90 24,73

4 88,5 0,89 25

6 88 0,89 25,15

13

8 89 0,84 26,35

2 87 0,90 32,9

4 89 0,89 32,52

6 90 0,90 31,8

17

8 89,5 0,85 33,86

2 88 0,90 42,09

4 90 0,9 41,15

6 90,5 0,9 40,92

22

8 90,5 0,85 43,33

2 89 0,9 58,75

4 91 0,91 54,89

6 91 0,91 54,89

30

8 91 0,88 56,76

2 89 0,91 74,83

4 91,5 0,91 72,78

6 91,5 0,91 72,78

40

8 91,5 0,88 75,27

91

4.1.12 Xác định chu vi khuôn (CV) và khối lượng dây cuốn (Wdây)

Muốn xác định chu vi khuôn, đầu tiên ta định hệ số kL, bề dài phần đầu nối bối dây,

tính giữa hai rãnh liên tiếp

Hình 4.13: Bề dài đầu nối bối dây tính gữa 2 rãnh liên tiếp

ZhDK rt

L)(.

(4.29)

Trong đó : [Dt] = [hr] = [KL] = [mm]

: hệ số dãn dài đầu nối, phụ thuộc số cực 2p (bảng 10)

Sau khi tính xong KL , ta suy ra chu vi khuôn CV theo hệ thức:

CV = 2(KL.y + L’) (4.30)

L' L

y

Hình 4.14: Hình vẽ mô tả công thức xác định chu vi khuôn

92

BẢNG 10: Quan hệ 2p theo

2p 2 1,27 đến 1,3 4 1,33 đến 1,35 6 1,5

8 và lớn hơn 8 1,7

Trong công thức (4.30) y: là bước nối dây L: bề dày tác dụng lỏng vào rãnh có tính thêm phần cách điện lót dư ở 2

phía, theo công nghệ cuốn dây ta có thể tính L’ theo bề dầy L của lõi thép như sau: L’ = L + (5mm÷ 10mm) (4.31) Khi tính xong, ta chỉnh tròn số chu vi cho khung CV đến đơn vị cm.

Căn cứ theo chu vi, tổng số vòng của mỗi bối ta tính ra tổng bề dài cho mỗi pha dây cuốn (Lpha)

Lpha = CV. Nb. (Tổng số bối/1 pha) (4.32) Từ đó, ta định ra khối lượng dây cuốn cho bộ dây 3 pha, với dây cuốn bằng

đồng và dự phòng 10% sai số dư cho thi công.

42

3 104

3)/9,8(1,1

dLdmkgW phaday (4.33)

Trong đó: [Wday] = [kg]; [Lpha] = [dm]; [d] = [mm] 4.2.Thí dụ tính toán mẫu.

Để đơn giản, trong các thí dụ tính toán dưới đây ta cho hệ số ép chặt kc=1

Cho một động cơ 3 pha, loại nội địa Nhật Bản, có bảng lý lịch như sau:

FUJI ELECTRIC CO - LTD 3 PHASE INDUCTION MOTOR 750-4 7 1412 TYPE MLA 1085A OUTPUT:750W POLES:4 RULE JIS C4210 Hz 50 60 60 FRAME 80 VOLTS 200 3,3 3,2 RATING CONT AMPS 3,6 3,3 3,2 NSUL E ROTOR C RPM 1420 1705 1720 BRG DS 6204ZZ CODE H G J BRG ADL 6203ZZ SER N° 5853 107 D1 Y 0639

Kích thước lõi thép ghi nhận như sau:

93

Đường kính trong Dt = 80mm

Bề dày lõi thép L = 65mm

Bề dày gông bg =12mm

Bề dày răng br =3,5mm

Tổng số rãnh Z = 36

Rãnh hình quả lê có kích thước ghi nhận như trên. Hãy tính toán số liệu dây

cuốn để vận hành động cơ với cách đấu Y/ : 380V/220V

BƯỚC 1: Số liệu cần phải lấy đã ghi rõ ở đầu thí dụ.

BƯỚC 2: Tính toán kiểm tra 2p, ta có:

3,367,21280)5,04,0()5,04,0(2 min

g

t

bDP

Khoảng giá trị 2p nằm ở khu vực giữa hai giá trị 2p = 2 và 2p = 4, ta có thể

chọn 2p =2 hay 2p = 4 tùy yêu cầu.

Giả sử chọn 2p = 4 theo bảng lý lịch của động cơ.

BƯỚC 3: Quan hệ giữa từ thông và B

Bước cực: cmpDt 83,62

480

2

Từ thông BBL )10.5,6)(10.283,6(7,0).( 22

B.10588,28 4

BƯỚC 4: Quan hệ giữa từ thông và B

BBkLb

Beg

8326,1)10.5,6.2,1(2

10.588,28).(2 4

4

.

BƯỚC 5: Quan hệ giữa Br và B

BBBZB

DB

r

tr 9946,1

5,3.3680..

BƯỚC 6: Lập bảng số quan hệ giữa B , Bg và Br

Từ các bước 4 và 6 ta có các quan hệ Bg = 1,8326 B

Br = 1,9946 B

Chọn tùy ý giá trị cho B ta suy ra các giá trị Bg và Br như sau:

94

B (T) 0,68 0,69 0,7 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75

Bg(T) 1,246 1,246 1,283 1,301 1,319 1,337 1,356 1,374

Br(T) 1,356 1,376 1,396 1,416 1,436 1,456 1,476 1,496

CHÚ Ý:

Theo bảng số cho phép của Bg và Br giới hạn tối đa cho Bg là Bgmax = 1,4T

và cho Br là Brmax = 1,5T.

Với kết cấu đang có, Bg và Br tiến về giới hạn tối đa đồng thời với nhau. Do

đó, để tránh hiện tượng bão hòa đồng thời tại các vị trí trên lõi thép, ta có thể chọn

B sao cho Bg và Br hơi thấp hơn giới hạn tối đa cho phép.

Trên bảng số khi Bgmax 1,4T và Brmax = 1,5T lúc đó B = 0,75T

Ta chọn B = 0,73T

Từ bước 3, ta có B410.588,28 , thế giá trị vừa chọn cho B vào ta có

Wb410.869,20

BƯỚC 7: Chọn dây cuốn 1 lớp, dạng đồng khuôn phân tán đơn giản. Tính hệ số

dây quấn kdq; đối với dây cuốn 1 lớp ta có:

9597,010sin330sin

)2

20sin(3

)2

203sin(

)2

sin(

)2

sin(0

0

0

0

d

d

dq

q

qk

Trong đó Z = 36; 2p = 4

q = 3 rãnh/ 1 pha/ 1 bước cực

αd = 020 điện

95

BƯỚC 8: Xác định tổng số vòng cho một pha dây cuốn

Ta có: dqs

đmphaEpha kfk

UkN

..4

Với động cơ /Y: 220V/380V

Điện áp định mức pha là Uđmpha = 220V

Diện tích mặt cực 282,405,6.28,6. cmL

Ta xác định kE

Theo bảng 3, với 15. L đến 50cm2 thì kE = 0,75 ; 0,86, ta giả định quan hệ

giữa L. và kE trong khoảng giá trị này tuyến tính, từ đó suy ra giá trị kE ứng với 282,40. cmL

Từ hình 4.12 ta có

kE = 0,75 + x

Với 08,011,0.1550

1582,40

x

Vậy kE = 0,75 + 0,08

96

Suy ra kE = 0,83

Tóm lại

phavòngN pha /4269597,0.10.869,20.50.07,1.4

220.83,04

Theo sơ đồ dây cuốn, mỗi pha chứa 6 bối dây, suy ra số vòng mỗi bối dây là :

bôi

N b 6426 vòng/bối

BƯỚC 9: Xác định diện tích rãnh Sr suy ra đường kính dây với rãnh hình quả lê ta có:

822

22221 ddhddS r

22

19,5085

25

122

55,3 mmS r

Chọn Sr = 50 2mm

Sơ bộ chọn hệ số lấp đầy klđ = 0,46

Suy ra đường kính dây và tiết diện dây kể cả cách

điện

23239,01.71.1

50.46,0 mmnNu

SkS

br

rlđcd

mmd cd 64,03239,0128,1

97

Tính đường kính dây trần (không lớp bọc cách điện) .

d = dcđ – 0,05 =0,64 – 0,05 = 0,59mm

HIỆU CHỈNH

Làm tròn số đường kính dây trần là d = 0,6mm

Tính lại dcđ = 0,65mm

Vậy 22

332,04

mmdS cđcđ

Lúc đó hệ số lấp đầy rãnh với Nb = 71 vòng/bối là:

4714,050

71.332,0lđk

Giá trị này được chấp nhận được vì gần sát trị số cho phép kld = 70 vòng/ bối

Lúc đó: 464,050

70.332,0lđk

Tương ứng B mới = 0,74T (Trị số Bg = 1,356T và Br = 1,467T tương ứng)

Trị số này vẫn thỏa khoảng giá trị tối đa cho phép của Br và Bg

Tóm lại, ta chọn:

Nb = 70 vòng/bối

d = 0,6mm (dcd = 0,65mm)

BƯỚC 10:

Ta chọn: J = 6,5A/ 2mm

Dòng điện định mức qua mỗi pha là AI đmpha 83,15,64

6,0. 2

Suy ra công suất định mức cho động cơ là khoảng 1 HP ( So sánh trị số dòng

điện định mức trong bảng 8 và bảng 9)

BƯỚC 11: Tính Pđm theo và cos

Giả sử = 0,77 và cos = 0,8 ta có thể ước tính Pđm như sau:

Pđm = 3Uđmpha.Iđmpha. . cos = 3.220.1,83.0,77.0,8 = 744W (khoảng 1 HP)

BƯỚC 12: Xác định khối lượng dây cuốn.

Tính bề dài đầu nối giữa hai rãnh liên tiếp KL

98

Trong đó : 35,1 (ứng 2p = 4)

mmZ

hDK rtL 07,11

36)1480.(35,1.)('

Chu vi khuôn CV

Đối với dây cuốn dạng đồng khuôn phân tán, trong thí dụ này, mỗi pha chứa

2 dạng nhóm bối dây: nhóm bối dây chứa 2 bối dây/1 nhóm có bước y = 8 rãnh,

nhóm bối dây chứa 1 bối dây/nhóm có bước y = 7 rãnh.

Gọi CV8 : Chu vi khuôn với y = 8

CV7: Chu vi khuôn với y = 7

Xác định chu vi khuôn như sau:

Trong đó L’ = L + 8mm

L’ = 65 + 8 = 73mm

CV = 2(KL..y + L’)

Vậy CV8 = 2 (11,07.8 + 73) = 323,12mm

Chọn CV8 = 32cm

CV7 = 2(11,07 + 73) = 300,91

Chọn CV7 = 30cm

Tổng bề dài 1 pha dây cuốn (Lpha) dựa theo sơ đồ dây cuốn ta suy ra

Lpha = Nb(CV8. 4 bối + CV7.2 bối) = 70(32,4 + 30,2) = 13160cm

Vậy Lpha = 1316dm

Tổng bề dài 3 pha dây cuốn (L3pha)

L3pha = 3Lpha = 3.1316dm = 3948dm

Khối lượng bộ dây 3 pha ( Wdây)

kgWdây 093,1104

6,0.3948.9,8.1,1 42

.

Tóm lại Wdây = 1,1kg

TÓM TẮT KẾT QUẢ TRONG THÍ DỤ

Công suất định mức : Pđm = 744W (khoảng 1 HP)

Dây cuốn 1 lớp, đồng khuôn phân tán đơn giản, 1 pha 1 nhánh.

99

Tổng số vòng 1 pha Npha = 420 vòng/ pha

Tổng số vòng 1 bối Nb = 70 vòng/ bối

Đường kính dây d = 0,6mm (dcd = 0,65mm)

Chu vi khuôn:

- Đối với y = 8 CV =32cm

- Đối với y = 7 CV = 30cm

* Tổng khối lượng dây cuốn Wdây = 1,1kg

100

CHƯƠNG 5 ỨNG DỤNG MATLAB TRONG TÍNH

TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

Ứng dụng Matlab để tính toán lại cho một động cơ sau (mục 4.2)

Cho một động cơ 3 pha, có bảng lý lịch như sau:

FUJI ELECTRIC CO - LTD

3 PHASE INDUCTION MOTOR 750-4

7 1412 TYPE MLA 1085A

OUTPUT:750W POLES:4 RULE JIS C4210

Hz 50 60 60 FRAME 80

VOLTS 200 3,3 3,2 RATING CONT

AMPS 3,6 3,3 3,2 NSUL E ROTOR C

RPM 1420 1705 1720 BRG DS 6204ZZ

CODE H G J BRG ADL 6203ZZ

SER N° 5853 107 D1 Y 0639

Kích thước lõi thép ghi nhận như sau:

Đường kính trong Dt = 80mm

Bề dày lõi thép L = 65mm

Bề dày gông bg =12mm

Bề dày răng br =3,5mm

Tổng số rãnh Z = 36

Rãnh hình quả lê có kích thước ghi nhận như trên. Hãy tính toán số liệu dây

cuốn để vận hành động cơ với cách đấu Y/ : 380V/220V

5.1 Giao diện chính và chương trình cho giao diện chính

5.1.1 Giao diện chính

101

Hình 5.1 Giao diện chính của đề tài

5.1.2 Viết chương trình cho giao diện chính function varargout = GIAODIENCHINH(varargin)

gui_Singleton = 1;



'gui_OpeningFcn', @GIAODIENCHINH_OpeningFcn, ...

'gui_OutputFcn', @GIAODIENCHINH_OutputFcn, ...





end

if nargout

[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

else


102

end

function GIAODIENCHINH_OpeningFcn(hObject, eventdata,

handles, varargin)



function varargout = GIAODIENCHINH_OutputFcn(hObject,

eventdata, handles)



user_response = TINHTOAN('Title','TINHTOAN);


close all

function figure1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)

5.2 Tạo giao diện tính toán và viết chương trình cho giao diện tính toán

5.2.1 Tạo giao diện tính toán

103

Hình 5.2 Giao diện tính toán.

5.2.2 Viết chương trình cho giao diện tính toán Để chương trình chạy theo yêu cầu thiết kế của bài toán trên, ta viết chương trình như sau: function varargout = TINHTOAN(varargin)

gui_Singleton = 1;



'gui_OpeningFcn', @TINHTOAN_OpeningFcn, ...

'gui_OutputFcn', @TINHTOAN_OutputFcn, ...





104

end

if nargout

[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

else


end

Function TINHTOAN_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles,

varargin)



function varargout = TINHTOAN_OutputFcn(hObject, eventdata,

handles)


function Dt_Callback(hObject, eventdata, handles)

function Dt_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function L_Callback(hObject, eventdata, handles)

function L_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function bg_Callback(hObject, eventdata, handles)

function bg_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function Z_Callback(hObject, eventdata, handles)

function Z_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)

105




end

function Kc_Callback(hObject, eventdata, handles)

function Kc_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function Bsixma_Callback(hObject, eventdata, handles)

function Bsixma_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function Udmpha_Callback(hObject, eventdata, handles)

function Udmpha_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function d1_Callback(hObject, eventdata, handles)

function d1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function Npha1_Callback(hObject, eventdata, handles)

function Npha1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

106

function Nb1_Callback(hObject, eventdata, handles)

function Nb1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function d_Callback(hObject, eventdata, handles)

function d_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function dcd_Callback(hObject, eventdata, handles)

function dcd_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function Pdm_Callback(hObject, eventdata, handles)

function Pdm_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function Wday1_Callback(hObject, eventdata, handles)

function Wday1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function CV7_Callback(hObject, eventdata, handles)

function CV7_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)



107


end

function CV8_Callback(hObject, eventdata, handles)

function CV8_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function TINHTOAN_Callback(hObject, eventdata, handles)

tinhtoan(handles)

function d2_Callback(hObject, eventdata, handles)

function d2_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function KldSB_Callback(hObject, eventdata, handles)

function KldSB_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function J_Callback(hObject, eventdata, handles)

function J_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function ni_Callback(hObject, eventdata, handles)

function ni_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

108

function GAMMA_Callback(hObject, eventdata, handles)

function GAMMA_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function cosPHI_Callback(hObject, eventdata, handles)

function cosPHI_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end






end

% --- Executes on button press in THOAT.

function THOAT_Callback(hObject, eventdata, handles)

% hObject handle to THOAT (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of

MATLAB

% handles structure with handles and user data (see

GUIDATA)

close;

%TAO HAM TINH TOAN

function tinhtoan(handles)

% KHAI BAO BIEN TOAN CUC

global Dt L bg br Z Kc Bsixma Udmpha d1 d2 KldSB J ni GAMMA

cosPHI M

% DUONG KINH TRONG LOI THEP STATOR Dt

Dt=get(handles.Dt,'string'); Dt=str2num(Dt);

%BE DAY LOI THEP

109

L=get(handles.L,'string'); L=str2num(L);

%BE DAY GONG LOI THEP STATOR

bg=get(handles.bg,'string'); bg=str2num(bg);

% BE DAY RANH STATOR

br=get(handles.br,'string'); br=str2num(br);

% TONG SO RANH STATOR

Z=get(handles.Z,'string'); Z=str2num(Z);

% HE SO XEP CHAT CUA LOI THEP STATOR THUONG 0,93 DEN 0,95

Kc=get(handles.Kc,'string'); Kc=str2num(Kc);

%

Bsixma=get(handles.Bsixma,'string'); Bsixma=str2num(Bsixma);

% DIEN AP DINH MUC PHA

Udmpha=get(handles.Udmpha,'string'); Udmpha=str2num(Udmpha);

d1=get(handles.d1,'string'); d1=str2num(d1);

d2=get(handles.d2,'string'); d2=str2num(d2);

h=get(handles.h,'string'); h=str2num(h);

KldSB=get(handles.KldSB,'string'); KldSB=str2num(KldSB);

J=get(handles.J,'string'); J=str2num(J);

ni=get(handles.ni,'string'); ni=str2num(ni);

gamma=get(handles.gamma,'string'); gamma=str2num(gamma);

cosPHI=get(handles.cosPHI,'string'); cosPHI=str2num(cosPHI);

%cv=get(handles.cv,'string'); cv=str2num(cv);

% GAN CHUOI

% TINH TOAN (DANG 6 DAU RA)

% dau sao

% Udsao=sqrt(3)*Udmpha

% dau tam giac

% Uddelta=Udmpha

%Npha1=(Dt-L)/pdm

%Nb1=Npha1/2

% BUOC 2 XÁC DINH SO CUC

Pmin_1=(0.4*Dt)/bg

if 2<=Pmin_1<5

Pmin=4

110

else 1<Pmin_1<3

Pmin=2

end

% BUOC 3

% buoc cuc (anfasixma=0.71)

to=(pi*Dt)/(Pmin*1000)

% tu thong

phi=0.71*to*L*Bsixma

% BUOC 4 (knc=0.94)

Bg=(phi*10000)/(2*bg*L*0.94)

% hoac Bg=(0.71*pi*Dt*Bsixma)/(2*kc*bg*Pmin)

% BUOC 5

Br=(pi*Dt*Bsixma)/(Z*br)

% gioi han cua Bgmax=1.4T va Brmax=1.5T

% BUOC 6 lap bang

%if Bg>1.5

% chon_lai

%end

%if Br>1.4

% chon_lai

%end

% BUOC 7 (day quan 1 lop)

to_phay=Z/Pmin

q=to_phay/3

anfa_dien=180/to_phay

% day quan 1 lop, dong khuon phan tan don gian

kdq=sin((q*anfa_dien*pi)/(2*180))/(q*sin((anfa_dien*pi)/(2*18

0)))

% BUOC 8

Aa=to*L*10000

Aa=round(Aa)

if 15<Aa<50

kE=0.83

else 50<Aa<100

111

kE=0.88

end

%if 100<Aa<150

% kE=0.92

%else 150<Aa<400

% kE=0.94

%end

%if Aa>400

% kE=0.96

%end

Npha=round((kE*Udmpha)/(4*1.07*50*phi*kdq)) % f=50

% tong so boi_pha=Z/2*3

tongsoboi_pha=Z/(2*3)

Nb=round(Npha/(tongsoboi_pha))

% BUOC 9

% tiet dien day cach dien

n=1; ur=1; kld=0.46

Sr=round(((d1+d2)/2)*(h-d2/2)+((pi*d2*d2)/8))

Scd=(kld*Sr)/(ur*Nb*n)

% duong kinh cach dien

dcd_1=2*sqrt(Scd/3.14)

if 0.4<dcd_1<0.6

dcd=0.5

else 0.6<dcd_1<0.7

dcd=0.65

end

% duong kinh day tran (can lam tron so)

d=dcd-0.05 % lam tron voi so gan

% BUOC 10

% chon mat do dong dien theo cap

% cap A: J=5.5 den 6.5

% cap B, E: J=6.5 den 7.5

J=6.5

% dong dinh muc qua moi pha

112

Idmpha=(pi*d*d*J)/4

% BUOC 11

ni=0.77; cosphi=0.8

Pdm=3*Udmpha*Idmpha*ni*cosphi

Pdm=round(Pdm);

% BUOC 12

hr=14

KL=(3.14*gamma*(Dt+hr))/Z

% chu vi khuon

%CV=2*(KL*y+Lphay)

CV7=(2*(KL*7+(L*1000+9)))/10

CV8=(2*(KL*8+(L*1000+9)))/10

% L'=L+(5mm den 10mm)

%L_phay=L+8(L+8)

% khoi luong day quan

%Lpha=Pdm*Nb1*tongsoboi_pha

Lpha=(Nb*(CV8*4+CV7*2))/10

L3pha=3*Lpha

Wday=(1.1*8.9*L3pha*pi*d*d*0.0001)/4

% XUAT KET QUA

set(handles.Npha1,'string',num2str(Npha));

set(handles.Nb1,'string',num2str(Nb));

set(handles.d,'string',num2str(d));

set(handles.dcd,'string',num2str(dcd));

set(handles.CV7,'string',num2str(round(CV7)));

set(handles.CV8,'string',num2str(round(CV8)));

set(handles.Wday1,'string',num2str(Wday));

set(handles.Pdm,'string',num2str(Pdm));

function br_Callback(hObject, eventdata, handles)

function br_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

113

% --- Executes during object creation, after setting all

properties.

function popupmenu1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

A = str2double(get(hObject,'string'));

handles.metricdata.concs = A;

guidata(hObject,handles)

user_entry= handles.metricdata.A;

uisave(variables,A)

save ketqua.xls A-ascii

function h_Callback(hObject, eventdata, handles)

function h_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

function gamma_Callback(hObject, eventdata, handles)

function gamma_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)




end

% --- Executes on button press in reset.

function reset_Callback(hObject, eventdata, handles)

set(handles.Dt,'string',num2str(0));

set(handles.L,'string',num2str(0));

set(handles.bg,'string',num2str(0));

set(handles.br,'string',num2str(0));

set(handles.Z,'string',num2str(0));

set(handles.Kc,'string',num2str(0));

set(handles.Bsixma,'string',num2str(0));

114

set(handles.Udmpha,'string',num2str(0));

set(handles.d1,'string',num2str(0));

set(handles.d2,'string',num2str(0));

set(handles.h,'string',num2str(0));

set(handles.KldSB,'string',num2str(0));

set(handles.J,'string',num2str(0));

set(handles.ni,'string',num2str(0));

set(handles.gamma,'string',num2str(0));

set(handles.cosPHI,'string',num2str(0));

set(handles.Npha1,'string',num2str(0));

set(handles.Nb1,'string',num2str(0));

set(handles.d,'string',num2str(0));

set(handles.dcd,'string',num2str(0));

set(handles.CV7,'string',num2str(round(0)));

set(handles.CV8,'string',num2str(round(0)));

set(handles.Wday1,'string',num2str(0));

set(handles.Pdm,'string',num2str(0));

5.3 Kết quả tính toán bằng phần mềm GUIDE/Matlab Sau khi ta nhập số liệu đầu vào và nhấn nút TÍNH TOÁN ta có được kết quả sau:

Hình 5.3: Kết quả được tính toán trên phần mềm.

115

Công suất định mức : Pđm = 744W (khoảng 1 HP)

Dây cuốn 1 lớp, đồng khuôn phân tán đơn giản, 1 pha 1 nhánh.

Tổng số vòng 1 pha Npha = 420 vòng/ pha

Tổng số vòng 1 bối Nb = 70 vòng/ bối

Đường kính dây d = 0,6mm (dcd = 0,65mm)

Chu vi khuôn: - Đối với y = 8 CV =33cm - Đối với y = 7 CV = 30cm * Tổng khối lượng dây cuốn Wdây = 1,1kg

Sau khi tính toán trên giao diện sử dụng ta có được kết quả tính toán gần bằng kết

quả đã tính toán (ở mục 4.2). Như vậy chương trình đã viết là đúng.

116

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1 Kết luận

Sau thời gian nghiên cứu và nhận được sự giúp đỡ của mọi người. Dưới sự

hướng dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Ngọc Soạn và thầy Bùi Thúc Minh, tôi đã

hoàn thành đề tài với nội dung như sau:

Tổng quan thiết kế động cơ không đồng bộ

Giới thiệu phần mềm Matlab

Tính toán dây quấn Stator động cơ không đồng bộ ba pha

Ứng dụng Matlab trong tính toán thiết kế động cơ không đồng bộ

6.2. Kiến nghị

Với kết quả đạt được sau khi hoàn thành đề tài, không chỉ dừng lại ở việc

thiết kế động cơ không đồng bộ ba pha bằng Matlab tôi thấy đề tài còn có thể phát

triển được theo các hướng sau:

Sử dụng GUIDE/Matlab để thiết kế động cơ không đồng bộ một pha.

Sử dụng GUIDE/Matlab để thiết kế động cơ điện đồng bộ.

117

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Hải Bắc (2005), lập trình giao diện GUIDE trong matlab.

[2] Nguyễn Thế kiệt (1995), công nghệ chế tạo và tính toán sửa chữa máy điện,

NXBGD.

[3] Nguyễn Văn Tuệ (2009), kỹ thuật quấn dây máy điện, NXB ĐHQG TPHCM.

[4] Phan Thanh Tao, giáo trình matlab, NXB ĐHBK Đà Nẵng.

Documents

tinh toan day quan dong co khong dong bo 3 pha bang matlab.pdf