Mục lục
Nội Dung
Phần I: Giới thiệu chung về động cơ hai cấp tốc độ

Trang
4

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

4

pha.
1.1.1 Đại cương.

4

1.1.2 Nguyên tắc cơ bản.

6

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

9

Phần II. Tính toán sửa chữa cuộn dây

15

1. Khái quát.

15

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

15

2.1 Thông số kỹ thuật

15

2.2 Các kích thước kết cấu.

16

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

18

3.1 Các bước tính toán mất mẫu.

18

4. Các phương pháp tính toán khác.

22

4.1 Phương pháp 12 bước.


22

4.2 phương pháp 29 bước.

30

-1-


Phần I: Giới thiệu chung về động cơ hai cấp tốc độ
1. Lý luận chung về tính toán thay đổi tốc độ
1.1 Lý luận chung về tính toán thay đổi tốc độ động cơ ba pha.
1.1.1 Đại cương.
Trong thực tế động cơ không chỉ được sử dụng chạy ở một tốc độ mà nó còn được
chạy ở các cấp độ khác nhau trong cùng một động vì vậy việc thay đổi hay chế
tạo động cơ nhiều cấp tốc độ có ý nghĩa rất thực tế.
Theo nguyên tắc cơ bản, quan hệ giữa tần số f, tốc độ đồng bộ nđb của động cơ và
số đôi cực p là: f=p.nđm/60, do đó khi tần số của nguồn điện không thay đổi giả sử
f=50 Hz thì ta có p.nđb = 3000.
Vậy muốn thay đổi tốc độ động cơ ta chỉ cần thay đổi số cực từ tạo bởi bộ dây
stato bằng phương pháp đổi cách đấu các nhóm bối dây của một pha.
Sự thay đổi tốc độ n do sự thay đổi số cự 2p thường được thực hiện theo tỉ số 2/1
trong 1 động cơ. Tuy nhiên chúng ta cũng có thể thay đổi từ 2 đến 4 cấp tốc độ
trong cùng 1 động cơ.
Nếu trong động cơ có hai tốc độ sự thay đổi số cự chắc chắn phải thoả mãn một
trong các diều kiện sau:
a. Stato chỉ có duy nhất một bộ dây, sự thay đổi số cực là do sự đấu lại từng pha
( các nhóm bối dây) của bộ dây trong mỗi pha.
b. Stato chứa hai bộ dây độc lập nhau, mỗi bộ dây có một tốc độ riêng biệt.

Riêng đối với động cơ có khả năng thay đổi từ 3 đến 4 cấp tốc độ bộ dây stato có
thể có từ 1 đến 2 bộ dây.
Với động cơ không đồng bộ ba pha thì động cơ rôto dây quấn khi thay đổi số cực
của của stato thì phải thay đổi bên rôto sao cho tương ứng, vì thế để đơn giản cho
cách đấu lại bộ dây quấn trong vận hành thì động cơ được sử dụng thường là động
cơ rôto lồng sóc.
Ngày nay, ta có nhiều phương pháp đấu khác nhau để biến tốc độ động cơ như:

-2-


• Sơ đồ cầu Dahlander (loại 2 tốc độ tỉ lệ 2/1).
• Sơ đồ Weinert (loại 4 tốc độ cho 1 bộ dây).
• Các sơ đồ thông dụng để biến đổi cho động cơ dùng 1 bộ dây quấn hai cấp
tốc độ (tỉ số vận tốc 2/1) theo M. Kos-tenko và L. Piotrovsky như sau.
Trong các sơ đồ đổi tốc độ từ hình 1 đến hình 5 ký hiệu I và II tương ứng với loại
động cơ có tốc độ cao (I) và tốc độ thấp (II), luôn trong 1 pha bộ dây quấn có hai
nhóm bối dây dùng để đấu thành Y hay tam giác hay YY song song hay Y nối
tiếp, hai tam giác hay tam giác nối tiếp.

-3-


Ngoài việc nắm vững phương pháp đấu dây để đấu đổi cực nhằm thay đổi tốc độ,
khi tính toán dây quấn động cơ mỗi sơ đồ ta cần chú ý thêm các vấn đề sau:
+ Điện thế ba pha đưa vào động cơ.
+ Mômen quay trục động cơ khi thay đổi tốc độ.
+ Công suất của động cơ trong mỗi tốc độ thay đổi nhiều hay ít.
1.1.2 Nguyên tắc cơ bản.
a, Nguyên tắc cơ bản đổi cách đấu giữa hai nhóm bối trong một pha để đổi cực.

Để thay đổi tốc độ bằng cách đấu lại các nhóm bối dây trong một pha, trường hợp
một động cơ có hai tốc độ, ta có bốn cách đấu cơ bản

τ

τ

τ

X1

τ

A1

X1

A2

X2

A1

X1

A2

A1

X2


X1
X2
A1

A2

X2

A2

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

τ

τ

τ

τ

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

-4-


b, Nguyên tắc đấu đổi cực giữa các pha:
Với bốn nguyên tắc đấu giữa hai nhóm bối dây trong 1 pha như trên để thay
đổi tốc độ động cơ, muốn đảm bảo các điều kiện:
- ngẫu lực quay không đổi

- Công suất không đổi
Ngẫu lực thay đổi, giữa các pha thường tuân theo một trong các cách đấu cơ bản
sau.
b1- Phương pháp đấu giữa các pha để đảm bảo ngẫu lực quay không đổi(Áp
dụng cho động cơ là nguồn động lực kéo tải có mômen cản lớn)

Hình 3: Sơ đồ đấu đổi cực

Trong phương pháp đấu này ta có.
Pđmtdt
η . cos ϕth
= 0,866. th
Pđmtdc
η c . cos ϕ c

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

Cos ϕ th , Cos ϕ c : hệ số công suất của động cơ tại tốc độ thấp và tốc độ cao.
ctdt
η . cos ϕ th
(c: ngẫu lực quay)
= 1,732. th
ctdc
η c . cos ϕ c

Một cách gần đúng:

η th . cos ϕ th
= 0,7 nên ta có:
η c . cos ϕ c


Pđm tốc độ thấp = 0,6 Pđm tốc độ cao và ctốc độ thấp=1,21ctốc độ cao
-5-


Do đó tuy rằng tại tốc độ thấp, ngẫu lực c có cao hơn ngẫu lực ở tốc độ cao 1,21
lần nhưng ta xem như không đổi. Lúc đó công suất Pđm trên đầu trục động cơ tại
tốc độ thấp bằng khoảng 0,6 lần Pđm trên đầu trục động cơ ở tốc độ cao(hay Pđm
tốc độ cao = 1,5 đến 1,6 Pđm tốc độ thấp) với sơ đồ này hiệu điện thế ba pha đưa
vào động cơ không đổi.
b2- Phương pháp đấu giữa các pha để đảm bảo công suất không thay đổi khi
thay đổi tốc độ:
Sơ đồ đấu dây tương tự như phương pháp trên nhưng chú ý cực tính của các nhóm
bối dây khi thực hiện đấu đổi cực. (Sơ đồ được dùng cho máy công cụ vì nó cần
ngẫu lực lớn khi sử dụng ở tốc độ thấp)

Hình 4: Sơ đồ đấu đổi cực

Theo phương pháp này thì như sơ đồ trên kết quả nhận được như sau:
Pđmtdt
η . cos ϕ th
= 1,15. th
= 1,15.0,7 = 0,8
Pđmtdc
η c . cos ϕ c

Trong thực hành tỉ số công suất tại hai tốc độ trong trường hợp này xem như
không đổi (Pđm tốc độ thấp= 0,8 Pđm tốc độ cao)
ctdt
η . cos ϕ th

= 2,3. th
= 2,3.0,7 = 1,5
ctdc
η c . cos ϕ c

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

-6-


b3- Phương pháp đấu giữa các pha vừa thay đổi ngẫ lực vừa thay đổi công
suất. (Áp dụng cho các quật gió hay trong các phụ tải có yêu cầu ngẫu lực giảm
khi công suất giảm)
Phương pháp này được thực hiện với sơ đồ như sau:
A’
Tốc độ thấp
X2

A1

A1
A

B

C

A’


B’

C’

Tốc độ cao

X2
A

C
C2

X1

Z1

A2

A

x1

Y1
B2

Z1
B1

B’


C’

Y1
B2

Z2
B1

B
Y2

C

A2

C2

Z2
C1

A’

B

C’

C1

Y2


B’

Hình 5: Sơ đồ đổi cực

Theo phương pháp này thì như sơ đồ trên kết quả nhận được như sau:
Pđmtdt
η . cos ϕth
= 0,5. th
= 0,5.0,7 = 0,35
Pđmtdc
η c . cos ϕc
ctdt ηth . cos ϕth
=
= 0,7
ctdc η c . cos ϕc

Hiệu điện thế cung cấp cho hai sơ đồ đảm bảo cho cuộn dây vận hành được có
khác nhau. Tại sơ đồ tốc độ cao hiệu điện thế bé hơn nhiều tốc độ thấp
3 = 1,73 lần.

1.1.3 Phương pháp dựng sơ đồ quấn dây cho động cơ có hai tốc độ.
Khi động cơ dùng hai cấp tốc độ theo tỉ lệ 2/1, để dựng sơ đồ dây quấn cho bộ
dây, ta áp dụng theo nguyên tắc sau:
Bước 1:Xác định tổng số rãnh Z của Stato. Số cực từ 2p1 (ở tốc độ cao), và số cực
từ 2p2 ở tốc độ thấp.
Bước 2: Xác định số rãnh của một pha dưới 1 cực từ (xác định q). Công thức tính
có khác biệt so với trường hợp động cơ thông thường chỉ dùng một loại tốc độ.
Ta sử dụng Z và số cực từ bé 2p1.
-7-



q=

Z
2 p1 .m

- m: số pha
Bước 3: Xác định bước dây quấn y.
Khi xác định y và số cực từ 2p2 (số cực lớn).
y=

Z
±k
2 p2

k: là số hiệu chỉnh để làm y trở thành bước đủ, bước ngắn hoặc dài.
Bước 4: Xác định từng nhóm bước dây quấn và đánh số cho mỗi nhóm bối dây.
a, Khi dùng dây quấn 2 lớp.
Phương pháp xác định bối dây trong từng nhóm bối dây được thực hiện như sau:
+Lập các nhóm bối dây, với lượng bối dây trong nhóm xác định như sau:
Số nhóm bối dây trong cả bộ dây:

Z
= 2mp1 số bối dây trong mỗi nhóm bối là q.
q

+Ta ghi số thứ tự cho mỗi nhóm bối dây, quy tắc đánh số thứ tự như trong động
cơ 3 pha loại bộ tốc độ khoảng các giữa dầu vào hai nhóm bối mang số thứ tự liên
tiếp nhau là q rãnh. Để thống nhất ký hiệu khi dựng sơ đồ, đầu vào (đầu đầu) của
nhóm bối được ghi thêm ký hiệu V cạnh số thứ tự của nhóm và đầu ra của nhóm

được ghi thêm ký hiệu R cạnh số thứ tự của nhóm. Thí dụ như nhóm bối dây 2 có
đầu vào là 2V và đầu ra là 2R.
b, Khi dùng dây quấn 1 lớp:
Ta tiến hành lập các nhóm bối dây, tuy nhiên ta chú ý các điểm sau dây.
Số bối dây trong nhóm bối:

q
2

Số nhóm bối dây trong cả nhóm bối dây: 2mp1
Cách thành lập nhóm bối dây và đánh số tương tự như đã trình bày ở mục a cho
loại dây quấn 2 lớp.
Bước 5: Áp dụng các quy tắc vẽ sơ đồ khai triển của dây quấn để xây dựng sơ đồ
dây quấn dây cho toàn bộ các nhóm bối dây trong ba pha.

-8-


Bước 6: Đấu các đầu ra dây của các nhóm để tổng kết các đầu ra của bộ dây. Với
sơ đồ thông thường thì tốc độ thấp người ta đấu các pha thành Δ (trong các pha 2
nhóm bối dây chính đấu liên tiếp nhau theo lối đấu cực giải). Tại tốc độ cao các
pha đấu thành hình YY song song.
Ngoài ra tùy theo yêu cầu riêng ta có thể đấu để đổi tốc độ các sơ đồ nêu trong
hình 1 đến hình 3 lúc đó ta quy nhóm bối của 1 pha thanh hai nhóm chính và áp
dụng theo sơ đồ trên.
Bước 7: Phương pháp kiểm tra cực tính của bộ dây khi đã bố trí xong sơ đồ khai
triển.
a. Nếu trường hợp kiểm tra ở lối đấu Δ ,
ta tách ly rời 3 nhánh của Δ , và cho dòng


6

1

điện ba pha qua từng nhánh của Δ , cho
dòng điện vào các đầu A, B trong ba đầu
A, B, C (có thể chọn hai đầu bất kỳ trong

4

3
2

5

ba đầu A, B, C) cho dòng điện ra ở đầu C
còn lại. Kiểm tra cách thành lập cực từ
của stato có phù hợp với yêu cầu thực
hiện hay không.
b. Trong trường hợp dùng lối
đấu Y hay YY song song ta tách
ly theo phương pháp như sau rồi
áp dụng cách kiểm tra lại số cực
từ hình thành trong stato tương
tự như trên.
CHÚ Ý:
Khi một động cơ dùng một bộ dây quấn có hai tốc độ bằng cách đấu đổi cực, bộ
dây sẽ tạo phân bố cực từ tốt ở mỗi tốc độ, và tại tốc độ còn lại sự phân bố cực từ
không tốt lắm vì sẽ xuất hiện tại vùng trung tính cực từ một số rãnh chứa các cạnh
-9-



tác dụng có dòng điện chạy ngược chiều khử từ với nhau (kiểm tra lại một số thời
điểm).
Thí dụ: Dựng sơ đồ dây quấn ba pha cho động cơ không đồng bộ, roto lồng sóc có
24 rãnh ở stato, số cực từ thay đổi từ 2 đến 4 cực.
a. Thực hiện với dây quấn là loại 1 lớp.
b. Thực hiện với dây quấn là loại 2 lớp.
-Giảia. Với loại dây quấn 1 lớp.
Bước 1: Z=24, 2p1=2, 2p2=4
Bước 2: q =

Z
24
=
=4
2 p1.m 3.2

Bước 3: y =

Z
24
±k =
±k =6±k
2 p2
4

Chọn y=6 bước đủ
Bước 4: Số bối trong 1 nhóm bối:


q 4
= =2
2 2

Số nhóm bối cho cả bộ dây 2mp1=3.2=6
Bảng số xác định các nhóm bối dây:
Nhóm 1

q=4

Nhóm 2

Nhóm 3

1

2

5

6

9

10

7

8


11

12

15

16

Nhóm 4 q=4

Nhóm 5 q=4

Nhóm 6

13

14

17

12

21

22

19

20


23

24

3

4

Bước 5: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn.

- 10 -


4

3

2

1

0

9

8

7

6


5

4

3

2

1

0

9

8

7

6

5

4

3

2

1


Bước 6:
Bộ dây có 6 nhóm bối độc lập nhau và trong mỗi pha có hai nhóm bối. Khi nhóm
được đấu theo cấp độ thấp(2p2=4), ta có sơ đồ dạng sau, và đấu YY song song tại
tốc độ cao.

Bước 7: Cho dòng điện chạy qua từng sơ đồ khai triển theo từng lố đấu tại mỗi
tốc độ để kiểm tra lại cực tính.
b. Loại 2 lớp.
Các bước thực hiện từ bước 1 đêế bước 3 như dây quấn 1 lớp.
Bước 8: Số bối dây trong mỗi nhóm bối. q=4.
Số nhóm bối dây trong cả bộ dây y=2mp1=6
Bảng số quy định cách thành lập các nhóm bối dây quấn hai lớp như sau:

- 11 -


Bước 9: Sơ đồ khai triển có dạng:
1

2

3

4

5

6


1

2

3

1

4

5

6

7

8

9

10

1

2

3

4


5

6

7

8

9

0

1

2

2

3

3

4

5

6

4


a

b

a

c

d

1V

b

5R

2V

A

1

2

3

4

5


6

1

2

3

6R

3V

Z

C

1R

2R

4V

5V

Y

6V

3R


5

6

7

8

9

10

1

2

3

4

5

6

6

X

B


1

4

c

4R

7

8

9

0

1

2

2

3

3

4

5


6

4

a

b

a

c

1V

d
5R

b
2V

6R

3V

1R

2R

4V


5V

3R

6V

4R

I

I

X’

C’

Y’

A’

- 12 -

B’

c

6


Phn II

tính toán sửa chữa cuộn dây
Động cơ điện không đồng bộ ba pha không còn số liệu
1. Khái quát:
Hiện nay thờng dùng loại động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc, một số ít
với rôto dây quấn. Song hầu hết các h hỏng động cơ là do cuộn dây bị chập và
cháy cần phải quấn lại.
Chúng ta thờng gặp các trờng hợp sau:
1- động cơ điện còn cuộn dâynhng cháy hỏng, ta có thể căn cứ vào tình trạng
cụ thể để xác định số liệu kỹ thuật cuộn dây và vẽ sơ đồ đấu dây.
2- động cơ điện còn nhãn hiệu động cơ când đổi sang điện áp hoặc tốc độ quay
khác.trờng hợp này nếu còn bối dây cũ, ta tính toán thay đổi đơn giản hơn,
nếu chỉ còn lõi thép thì việc tiónh toán lại có khi phức tạp hơn song vãn
thuận lợi vì có thể kiểm tra dễ dàng số liệu cũ với yêu cầu mới dựa vào các
thông số ghi trên nhãn
3- Động cơ điện không còn dây quấn stato(chỉ còn lõi thép) nhng còn nhãn
hiệu với yêu cầu sửa chữa khôi phục lại nh trớc. Trờng hợp này ta biết
các thông số là điện áp, công suất, tốc độ quay của động cơ.
4- Động cơ điện không còn dây quấn, lại mát cả nhãn hiệu, lúc này ta có hai
trờng hợp thờng gặp:
a) Cần khôi phục lại động cơ nh cũ, ta căn cứ vào lõi thép có sẵn
xác định tốc độ quay và công suất của động cơ để tính toán xác định lại
cuộn dây Stato cần quấn lại.
b) Cần sửa chữa động cơ theo điện áp và tốc độ quay yêu càu cần thiết.
2. Các thông số kĩ thuật cơ bản và kích thớc kết cấu lõi thép phục vụ cho tính
toán:
2.1 Thông số kĩ thuật:
U1

là điện áp định mức của lới đa vào Stato, [V].


U2

là điện áp giữa các vành trợt Rôto, [V].
- 13 -


i1
i2
P1
P2=Pđm

là dòng điện trong bối dây Stato, [A],
là dòng điện Rôto, [A].
là công suất của động cơ tiêu thụ láy từ lới điện đến, [Kw].
là trên trục cơ hi trên nhãn hiệu, đó là công suất định mức của
động cơ.
tốc đọ quay đồng bộ của Stato, [v/ph], chính là tốc độ quay của
n1
từ trờng quay
m1
là số pha của Stato.
q1
số phần tử dới một cực của một pha.
f=f1
là tần số dòng điện của lới [Hz], tần số dòng điện đua vào
Stato

là hiệu suất động cơ, [%].
P
là số đôi cực của cuộn day Stato.

là hệ số công suất của động cơ.
Cos
B
là cảm ứng từ , [gốt hay Wb/m2].
Bgl
là cuộn từ đối với gông Stato.
Bz
là cảm ứng từ đối với răng.
cảm ứng từ đối với khe hở giữa Rôto và Stato.
B
là từ thông.[Mx] hay [Wb].

F
sức từ động [A, vòng].
H
cờng độ từ trờng, [A vòng/cm].
dòng điện từ hoá,[A].
i
2.2. Các kích thớc kết cấu:
D1

là đờng kính trong của Stato.

Dng1, Dng2

là đờng kính ngoài của Stato và Roto.

hg

chiều cao của gông(đối với Stato hg1 rôto hg2)


br

là chiều rộng răng.

L

chiều dài lõi thép.

L0

chiều dài lõi thép stato không kể rãnh thông gió.

St

là tiết diện rãnh: dùng lấy kẻ ô ly vuông để miết vào một rãnh
đếm số ly trong rãnh ta đc diện tích rãnh, St1 là của stato, St2 là
của roto, St hữu ích là diện tích có rãnh.

Z1

là số rãnh stato

Z2

là số rãnh rôto

hz1

là chiều cao răng stato; hz2 là chiều cao răng roto.


nv

là số rãnh thông gió ; hv là chiều rộng của rãnh thông gió.



là khe hở không khí giữa roto và stato.
- 14 -


l

là chiều dày lá thép.

s

là diện tích dây dẫn tác dụng kể cả lớp sơn cách điện.

q

là tiết diện của dây trần, q, la tiết diện của dây dãn kể cả sơn
cách điện

d

là đờng kính dây dẫn trần d, là đờng kính dây kể cả cách
điện

A


phụ tải đờng

Wif

là số vòng dây có tác dụng trong 1 pha.

S

là diện tích bớc cực.

Sz1

là tiết diện răng stato.



là bớc cực (tính bằng cm).

bzf1
hg1

brf1

bzH1
Dng1

br1

hz1


bzr1

hg1

brv1
bzr2
D1

hz2

bzf2
hg2

Hình 1.

- 15 -

brf2


3. Số liệu khi đo lõi thép Stato thực tế động cơ hai cấp tốc độ trên xưởng.
• Đường kính ngoài của Stato: Dng1=11,156(cm)
• Đường kính trong của Stato : D1 =7(cm)
• Chiều cao gông: hg1=1(cm)
• Chiều dài lõi thép: L= 6,355(cm)
• Chiều rộng Răng: dl=0,412(cm);db=0,354(cm)
• Số rãnh Z1=36
• Độ dầy là thép Stato: 0,5(mm)
• Chiều sâu rãnh hz1=1,1

3.1 Các bước tính toán mất mẫu.
Tính toán theo phương pháp Mômen không đổi.
Bước 1: Tính 2pmin:
2 pmin = (0,4 ÷ 0,5)

D1
7
= (0,4 ÷ 0,5) = 2,8 ÷ 3,5
hg
1

Bước 2: Xác định mối quan hệ giữa φ và Bδ
+ Với tốc độ cao: 2p1=2:
τC =

πD1
2 p1

=

7π
= 10,996(cm)
2

φC = α1.τ C .L.BδC = 0,637.10,996.6,355.10 −4.BδC = 44,513.10 −4.BδC

Trong đó hệ số bước cực
α1 = 0,637

+Với tốc độ thấp 2p2=4:

τ th =

πD1
2 p2

=

7π
= 5,498(cm)
4

φth = α1.τ th .L.Bδth = 0,637.5,498.6,355.10 −4.Bδth = 22,257.10 −4.Bδth

Bước 3:
Xác định quan hệ giữa Bg và Bδ ;
Với tốc độ cao 2p1=2:
- 16 -


BgC =

44,513.10 −4.BδC 44,513.10 −4.BδC
=
= 3,502 BδC
2.hg .L
2.1.6,355.10 −4

Với tốc độ thấp 2p2=4:
Bgth =


22,257.10 −4.Bδth 22,257.10 −4.Bδth
=
= 1,751Bδth
2.hg .L
2.1.6,355.10 −4

Bước 4: Xác định quan hệ giữa Br và Bδ :
Br =

πD1.Bδ
Z .d b

=

7.π .Bδ
= 1,7256.Bδ
36.0,354

Vì quan hệ giữa Br và Bδ độc lập nhau nên:
BrC = 1,7256 BδC Và Brth = 1,7256 Bδth

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

Z
36
=
=9

2 p2
4

+ Số rãnh phân bố trong 1 pha:
q=

Z
36
=
= 6 (rãnh)
2.m. p1 6

+Hệ số dây quấn tại tốc độ cao 2p1=2:
τC =

Z
36
=
= 18 (rãnh/bước)
2 p1 2

αc =

k dqC

180
18

o


= 10

0E

⎛ α ⎞
⎛ 10 ⎞
Sin⎜ q. c ⎟
Sin⎜ 6. ⎟
⎝ 2 ⎠ .Sin⎛⎜ y .90 o ⎞⎟ =
⎝ 2 ⎠ .Sin⎛ 9 .90 o ⎞ = 0,478
=
⎜
⎟
⎜
⎟
18
τC
⎛ αc ⎞
⎛ 10 ⎞
⎝
⎠
⎝
⎠
6.Sin⎜ ⎟
q.Sin⎜ ⎟
⎝2⎠
⎝ 2 ⎠

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


Z
36
=
= 9 (rãnh/bước)
2 p2
4

- 17 -


α th =

k dqth

⇒

180o
= 200 E
9

⎛ α ⎞
⎛ 20 ⎞
Sin⎜ q. th ⎟
Sin⎜ 6. ⎟
⎝ 2 ⎠ .Sin⎛ 6 .90o ⎞ = 0,7198
⎝ 2 ⎠ .Sin⎛⎜ y .90o ⎞⎟ =
=
⎜
⎟

⎜
⎟
⎛α ⎞
⎝9
⎠
⎝ τ th
⎠ 6.Sin⎛⎜ 20 ⎞⎟
q.Sin⎜ th ⎟
⎝ 2 ⎠
⎝ 2 ⎠

k dqC
k dqth

=

0,478
= 0,664
0,7198

Bước 6: Xác định: BδC ; Bδth ;φC ;φth
Bgth
BgC

=

3 k dqC
3
=
.0,664 = 0,575

2 k dqth
2

Bgth = 0,575.BgC
k
Brth Bδth
=
= 3. dqC = 3.0,664 = 1,15
BrC BδC
k dqth
Brth = 1,15.BrC

Nếu lấy BrthMax=1,5(T)
1,5
= 1,304T
1,15
Brth
1,5
=
= 0,869T
B δth =
1,7256 1,7256
B
B δC = δth = 0,756T
1,15
Suy ra: BgC = 3,502.BδC = 2,648T
BrC =

Bgth = 1,751.B δth = 1,522T


φth = 22,257.10 −4.B δth = 22,257.10 −4.0,869 = 19,34.10 −4 (Wb)
φC = 44,513.10 −4.B δC = 44,513.10 −4.0,756 = 33,652.10 −4 (Wb)

Bước 7: Xác định số vòng trên một pha khi vận hành.
+ Tốc độ thấp: Sơ đồ đấu dây là ba pha tam giác là 380(V) một nhánh // .
N fth =

k Eth .U dmf
4.k s . f .φth .k dqth

=

0,75.380
= 956(vòng )
4.1,07.50.19,34.10 −4.0,7198

Vì τ th .L = 5,498.6,355 = 34,939 nên ta chọn kE= 0,75
Ks=1,07

- 18 -


Vậy một bối dây có N b =

N fth
12

=

956

= 79,66 ≈ 80 (vòng)
12

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

k EC .U dmf
4.k s . f .φC .k dqC

0,86.220
= 549,6(vòng )
4.1,07.50.33,652.10 −4.0,478

=

chọn kEC=0,86
Vì một pha có hai nhánh mỗi nhánh có 6 bối nên:
Nb =

N fC
6

=

549,6
= 91,6 ≈ 90(vòng )
6

chọn Nb=85(vg/bối) vì ở trường hợp tốc độ cao các giá trị mật độ từ thông còn
tháp nên cố thể giảm Nb để nâng các giá trị này lên cao hơn.

Bước 8:tính tiết diện rãnh và đường kính dây:
d
⎛ d + d l ⎞⎛
Ss = ⎜ b
⎟⎜ h − l
2
⎝ 2 ⎠⎝

0,412 ⎞ π .0,412
⎞ πd l ⎛ 0,354 + 0,412 ⎞⎛
=⎜
= 40,906(mm)
⎟+
⎟⎜1,1 +
⎟+
8
2
2 ⎠
8
⎠
⎝
⎠⎝
2

2

chọn klđ=0,46
⇒ S cd =

kld .S r 0,46.40

=
= 0,11(mm 2 )
u r .N b
2.85

với ur=2 cạnh tác dụng trên 1 rãnh.
đường kính dây kể cả cách điện:
d cd = 1,128 S cd = 1,13. 0,11 = 0,375(mm )

đường kính trần không có cách điện:
d = d cd − Δcd = 0,375 − 0,05 = 0,325(mm) ,quy chuẩn chọn d=0,35mm

Bước 9: Tính toán dòng điện:
chọn mật độ dòng điện J=5,5A/mm2
⎛ π .d 2 ⎞
⎛ π .0,35 ⎞
⎟⎟.J = ⎜
⎟.5,5 = 0,529 A
⎝ 4 ⎠
⎝ 4 ⎠

suy ra, I dm = ⎜⎜

Bước 10 :lượng gần đúng công suất động cơ:
+ công suất khi vận hành ở tốc độ cao, đấu YY:
PC = 3.220.I dmc .ηc . cos ϕc = 3.220.(2.0.529).0,85.0,85 = 504,5073( w)

với Idmc=2.0,529 =1,058A
- 19 -



c =0,85- hiu sut ca ng c khi chy tc cao
cos c =0,85 - h s cụng sut khi chy tc d cao.

+ cụng sut ca dng c khi vn hnh tc d thp, u tam giỏc:
Ta cú,

th . cos th
0,7
c . cos c

Pth= 3.380.0,529.(0,85.0,85).0,7=304,998(w)
Bc 11:dũng in dõy nh mc (qua mi dõy ngun vo ng c):
Idmth=0,529 3 = 0,916A
Túm li
Ta cú cỏc thụng s c bn nh sau:
+ ng kớnh dõy: d = 0,35mm
+tc cao: Pdmc=504w
Idmc = 1,058A
+ tc thp: Pdmt = 305w
Idmth = 0,916A
4. Cỏc phng phỏp tớnh toỏn khỏc.
Ngoi phng phỏp tớnh toỏn vi ng c 2 cp tc nh trờn ,i vi ng c
khụng ng b 3 pha thụng thng ta cũn hai phng phỏp tớnh toỏn mt mu
nh sau:
4.1- phng phỏp tớnh toỏn mt mu 12 bc:
Bc1. Xác định tốc độ quay (số cực)và ớc tính gần đúng công suất của động
cơ. Trong trờng hợp này việc xác định công suất định mức của động cơ phải căn
cứ vào hình dáng và kích thớc của lõi thép.Những số liệu ban đầu để ớc tính
công suất là chiều dài lõi thép l, đờng kính trong stato D1 và tốc đọ quay n hoặc

số đôi cự p.Sau đây là các phơng pháp xác định công suất của động cơ theo kích
thớc:
a)Dùng sơ đồ: Sơ đồ cho sau đây (hình 1) thích hợp với các loại động cơ cũ, với
một tỉ lệ thiết kế giữa đờng kính trong và chiều dài lõi thép stato biến đổi trong
một giới hạn nhất định.
- 20 -


Cách dùng sơ đồ: Đầu tiên trong sơ đồ hình a và c để kiểm tra, quan hệ giữa
đờng kính trong D1, chiều dài l của lõi thép và số đôi cực p. Kẻ một đờng thẳng
nối liền số mã chỉ số đôi cực p và chiều dài l. Những trị số của D tra đựơc không
khác trị số đo đợc trong thực tếmấy thì có thể tra tiếp sơ đồ hình b hoặc d để tìm
ra công suất động cơ. Kẻ đờng thẳng nối hai điểm có số mã là số đôi cực p và
đờng kính trong D1 trên h thang p và D, giao điểm của đờng thẳng với thang p
chỉ công suất của động cơ cần tìm.
Ưu điểm của phơng pháp này là không cần phải tính toán, nhng chỉ áp dụng
đợc cho các động cơ có một tỉ lệ thiết kế thích hợp với sơ đồ.

p
10
9
8
7
6
5

D (cm )

P (k w )
10

9
8

50
46
38
34

7
6

30
28
24

4

18

5
4 .5

3

15
14

4

22


12

2

1

3 .5
3

10
8

2 .5

7
6 .2 7
6

2
1 .5
1

5

0 .7 5
0 .5
Hình 1 .a Sơ đồ để tìm ddờng kính trong D1 khi biết số đôi cực p và chiều dài stato

- 21 -



10
9
8
7

10
9
8

50
46
38
34

7
6

30
28

6
5

24

4

18


5
4.5

3

15
14

4

22

12

2

3.5
3

10

1

8

2.5

7
6.27

6

2
1.5
1

5

0.75
0.5
Hình 1.b Sơ đồ đẻ tìm đờng kính trong D1 khi biết số đôi cực và đờng kính trong stato.

b)Tính công suất động cơ theo công thức:
P=

0,723.D 2,4 .l1,2
.103
p

Ưu điểm của phơng pháp này là chỉ cần dùng một công thức, không phải tra các
số liệu khác. Trong công thức có sự liên hệ giữa công suất với đờng kính trong,
chiều dài lõi thép và số đôi cực. Công thức này cho kết quả lớn hơn phơng pháp
dùng sơ đồ, nên có thể áp dụng cho các loại động cơ thiết kế mới, cách điện cấp
A, thông gió bình thờng. Khuyết điểm của phơng pháp này là phải dùng bảng
lôgarit hoặc thớc tính.

- 22 -


c. Tính công suất động cơ theo công thc:

P=C.D2.l.n (kw)
Trong đó : C là hằng số công suất trên hình 2.

x10-6
C
4

p=12
p=3

3

p=2
p=6

2

p=1

p=4

1
45

10 15 20

30 40 50 6070
buoc cuc
(cm)


Hình 2. Hằng số công suất của động cơ không đồng bộ.

Muốn tính đợc hằng số C, cần tính chiều dài bớc cực.
Bc 2. tính bớc cực.
=

D
(cm)
2p

Phơng pháp này cho kết quả tơng đối chính xác đối với các loại động cơ thiết kế
mới, cách điện cấp A hoặc E, thông gió bình thờng.
Bc 3. tính từ thông mỗi cực :
= 0,637. .B .lt .10 4 ( wb)
B là cảm ứng từ trong khe hở không khí tra theo bảng 1 và tính bằng tesla(T)

- 23 -


Bảng 1: trị số cảm ứng từ cho đông cơ không dồng bộ loại phổ thông:
Đoạn mạch từ

Cảm ứng từ (T)
(với 2p=2) 0,60 ữ 0,70

Khe hở không khí( B )

(vớ 2p>2) 0,65 ữ 0,85
(với 2p=2) 1,20 ữ 1,70


Gông stato ( B g1 )

(với 2p>2) 1,00 ữ 1,50
Răng stato ở đoạn hẹp nhất(rãnh chữ nhật)

1,60 ữ 2,10

Răng stato trung bình(rãnh quả lê hoặc hình

1.30 ữ 1,70

thang)
1,00 ữ 1,10

Gông rôto (Bg2)
Bc 4. Nghiệm lại cảm ứng từ gông stato:
Bg =


2hg .l 0 .0,95

10 4 (T )

Bc 5. Nghiệm lại cảm ứng từ răng stato:
Br =

1,57
10 4 (T )
Z
.br .l 0 .0,95

2p

Các trị số của Br và bg phỉ phù hợp với bảng 1. Nếu kết quả chênh lệch ít , có thể
điều chỉnh lại cảm ứng từ khe hở không khí B . Nếu chênh lệch nhiều, cần điều
lại số cực và tính lại.
Bc 6. Số vòng dây nối tiếp cho 1 pha w1 :
w1 =

U l .10 2
(vg / pha )
2,22

- 24 -


Nếu là dây quấn bớc ngắn, số vòng thực tế sẽ bằng số vòng tính toán chia cho hệ
số bớc ngắn. Hệ số bớc ngắn bằng hệ số dây quấn khi hệ số quấn rải bằng 1
( q= 1), ứng với các tỉ số bớc ngắn khác nhau(bảng 2 dòng 1).
Bảng 2: hệ số dây quấn k dq của dây quấn ba pha:
Số
bối
trong
một
tổ
bối

Hệ số
phân
bố rải
kph


Hệ số bớc ngắn ky

0,95

O,90

O,85

0,80

0,75

1

1.000

0.997

0.988

0.972

0.951

2

0.968

0.963


0.954

0.939

3

0.960

0.957

0.948

4

0.958

0.955

5ữ7

0.957

9

0.70

0.65

0,60


0,55

0,50

0.924

0.891

0.853

0.809

0.760

0.700

0.919

0.893

0.861

0.824

0.781

0.734

0.676


0.933

0.913

0.887

0.855

0.819

0.777

0.730

0.672

0.947

0.931

0.911

0.885

0.854

0.817

0.775


0.728

0.671

0.954

0.946

0.930

0.910

0.854

0.853

0.816

0.774

0.727

0.670

0.956

0.953

0.945


0.929

0.909

0.853

0.852

0.815

0.773

0.727

0.669

0.955

0.952

0.944

0.928

0.908

0.852

0.851


0.814

0.773

0.726

0.668

Bc 7. số dây dẫn tác dụng trong một rnh Nz1:
N z1 =

6w1
Z

Nz1 phải là số nguyên. Nếu dây quấn hai lớp thì Nz1 phải là số chẵn.
Bc 8. tiêt diện dây dẫn S1:
S1 =

f r .S r
(mm 2 )
N z1

Sr là tiết diện của rãnh.
Fr là hệ số lợi dụng rãnh theo bảng 3.
Bảng 3. hệ số lộ dụng rãnh fr:
Loại dây dùng

fr


Dây đồng tròn bọc hai lợt sợi

0,28 ữ 0,30

Dây đồng tròn bọc lợt sợi

0,30 ữ 0,33

Dây đòng tròn tráng men

0,34 ữ 0,36

- 25 -