TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Trang: 7 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Lớp: ĐH ĐIỆN A_K3 SVTH: HỒ NGỌC THÍCH

đồ án động cơ điện đồng bộ
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Trang: 8 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Lớp: ĐH ĐIỆN A_K3 SVTH: HỒ NGỌC THÍCH
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................................... 9
PHẦN 1 .................................................................................................................................... 10
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ................................................................ 10
CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC,KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ......... 10
I. Đại Cương Về Động Cơ Điện Đồng bộ.................................................... 10
II. Phân Loại Và Kết Cấu Của Động Cơ Điện Đồng Bộ ............................ 11
III. Nguyên Lý Làm Việc Của Động Cơ Đồng Bộ..................................... 15
IV. Cấu Tạo Của Động Cơ Đồng Bộ........................................................... 17
V. Công Dụng Của Động Cơ Đồng Bộ........................................................ 20
CHƯƠNG 2. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỒNG .............. 20
I. Tiêu Chuẩn Sản Xuất Động Cơ ............................................................... 20
II. Phương Pháp Thiết Kế........................................................................... 21
IV. Các Tiêu Chuẩn Đối Với Động Cơ Đồng Bộ ........................................ 21
V. Vật Liệu Thường Dùng Trong Chế Tạo Động Cơ Điện Đồng Bộ......... 23
PHẦN 2.................................................................................................................................... 28
CHƯƠNG 1 _TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU .......................................... 28
I. Các Thông Số Cơ Bản .............................................................................. 28
CHƯƠNG 2 _TÍNH TOÁN THÔNG SỐ STATO VÀ ROTO........................................... 29
I. Các Thông Số Stato .................................................................................. 29
II. Khe Hở Không Khí Và Thông Số Roto................................................. 36
CHƯƠNG 3 _ TÍNH TOÁN MẠCH TỪ VÀ KÍCH TỪ.................................................... 40
I. TÍNH TOÁN MẠCH TỪ......................................................................... 40
II. Dây Quấn Kích Từ.................................................................................. 46
CHƯƠNG 4 _CÁC THÔNG SỐ Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC................................................ 48
I. CÁC THAM SỐ CỦA DÂY QUẤN STATO Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC. 48
II. Tham Số Và Hằng Số Thời Gian............................................................ 51
CHƯƠNG 5 _TỔN HAO VÀ HIỆU SUẤT ........................................................................ 53
I. Tổn Hao .................................................................................................... 53
II. Hiệu Suất................................................................................................. 54
CHƯƠNG 6 _CÁC ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ........................................... 54
I. Các Đặc Tính Cơ Bản Của Động Cơ Đồng Bộ........................................ 54
II. Đặc Tính Khởi Động Của Động Cơ ....................................................... 55
CHƯƠNG 7 _ TRỌNG LƯỢNG VẬT LIỆU TÁC DỤNG ............................................... 56
I. Trọng Lượng Đồng................................................................................... 56
II. Trọng Lượng Sắt..................................................................................... 57
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Trang: 9 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Lớp: ĐH ĐIỆN A_K3 SVTH: HỒ NGỌC THÍCH
LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước ngày càng phát triển cao hơn
trong mọi lĩnh vực, công nghiệp, giao thông và các dịch vụ trong cuộc sống hàng
ngày.Xã hội không ngừng phát triển,sinh hoạt của nhân dân không ngừng được nâng
cao nên cần phát triển nhiều loại máy điện mới.
Các động cơ điện xoay chiều dùng nhiều trong sản xuất thường là những động
cơ điện không đồng bộ,vì loại động cơ điện này có những đặc ưu điểm như cấu tạo
đơn giản,làm việc chắc chắn,bảo quản dễ dàng và giá thành hạ.Tuy nhiên các động cơ
điện đồng bộ do có những ưu điểm nhất định nên trong thời gian gần đây đã được sử
dụng rộng rãi hơn và có thể so sánh được với động cơ không đồng bộ trong lĩnh vực
truyền động điện.Về ưu điểm ,động cơ điện đồng bộ do được kích thích bằng dòng
điện một chiều nên có thể làm việc với cosφ=1 và không cần lấy công suất phản kháng
từ lưới điện,nên hệ số công suất của lưới điện được nâng cao và giảm được điện áp rơi
và tổn hao công suất trên đường dây.
Trong thời gian học môn máy điện em được giao nhiệm vụ thiết kế động cơ
đồng bộ ba pha với các số liệu cho sẵn.Bản thiết kế bao gồm các phần chính sau:
Phần 1. Giới thiệu chung về động cơ đồng bộ.
Phần 2. Thiết kế và tính toán động cơ đồng bộ.
Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân cùng với
sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết kế máy điện,
đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Anh Tuấn, em đã
hoàn thành xong bản thiết kế của mình. Trong quá trình thiết kế đồ án, với kiến thức
còn hạn chế nên bản đồ án khó có thể tránh khỏi các khiếm khuyết. Em mong nhận
được sự nhận xét, góp ý của các thầy cô giáo để bản thiết kế của em được hoàn chỉnh
hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Vinh, ngày 25 tháng 10 năm 2010
Sinh viên
HỒ NGỌC THÍCH
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Trang: 10 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Lớp: ĐH ĐIỆN A_K3 SVTH: HỒ NGỌC THÍCH
PHẦN 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ
CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC,KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ
I. Đại Cương Về Động Cơ Điện Đồng bộ
Các động cơ điện xoay chiều dùng nhiều trong sản xuất thường là những động cơ
điện không đồng bộ,vì loại động cơ điện này có những đặc điểm như cấu tạo đơn
giản,làm việc chắc chắn,bảo quản dễ dàng và giá thành hạ.Tuy nhiên các động cơ điện
đồng bộ do có những ưu điểm nhất định nên trong thời gian gần đây đã dược sử dụng
rộng rãi hơn và có thể so sánh được với động cơ không đồng bộ trong lĩnh vực truyền
động điện.Về ưu điểm ,động cơ điện đồng bộ do được kích thích bằng dòng điện một
chiều nên có thể làm việc với cosφ=1 và không cần lấy công suất phản kháng từ lưới
điện,kết quả là hệ số công suất của lưới điện được nâng cao bên cạnh đó còn giảm
được điện áp rơi và tổn hao công suất trên đường dây.Ngoài những ưu điểm chính đó
động cơ điện đồng bộ còn ít chịu ảnh hưởng đối với sự thay đổi điện áp của lưới điện
do momen của động cơ điện đồng bộ chỉ tỷ lệ với U trong khi momen của động cơ
không đồng bộ tỷ lệ với U2.Vì vậy khi điện áp của lưới điện sụt thấp khi có sự cố thì
khả năng giữ tải của động cơ đồng bộ lớn hơn;trong trường hợp đó nếu tăng kích
thích,động cơ điện đồng bộ có thể làm việc an toàn và cải thiện được điều kiện làm
việc của cả lưới điện.Củng phải nói thêm rằng,hiệu suất của dộng cơ điện đồng bộ
thường cao hơn hiệu suất của động cơ điện không đồng bộ vì động cơ đồng bộ có khe
hở tương đối lớn nên tổn hao sắt phụ nhỏ hơn.
Khác với các động cơ không đồng bộ,động cơ đồng bộ có khả năng phát ra công
suất phản kháng,nhờ vậy động cơ đồng bộ được dùng trong các thiết bị loại lớn.Các
động cơ đồng bộ công suất nhỏ (đặc biệt là các động cơ kích từ bằng nam châm vĩnh
cữu ) cũng được dùng rộng rãi trong các thiết bị điều khiển
Nhược điểm của động cơ đồng bộ so với động không đồng bộ ở chổ cấu tạo phức
tạp,đòi hỏi phải có máy kích từ hoặc nguồn cung cấp dòng điện một chiều khiến cho
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Trang: 11 ĐỒ ÁN MÁY ĐIỆN
Lớp: ĐH ĐIỆN A_K3 SVTH: HỒ NGỌC THÍCH
giá thành cao.Hơn nữa việc mở máy động cơ đồng bộ cũng phức tạp hơn và việc điều
chỉnh tốc độ của nó chỉ có thể thực hiện được bằng cách thay đổi tần số của nguồn
điện.
Việc so sánh động cơ đồng bộ với động cơ không đồng có phối hợp với tụ điện
cải thiện cosφ về giá thành và tổn hao năng lượng đẫn đến kết luận là khi Pđm
<200÷300 kW,nên dùng động cơ đồng bộ ở những nơi nào không cần thường xuyên
mở máy và điều chỉnh tốc độ.Khi Pđm> 300 kW dùng động cơ đồng bộ với cosφđm
=0,9 và khi Pđm>1000 kW dùng động cơ đồng bộ với cosφđm=0,8 là có lợi hơn dùng
động cơ không đồng bộ.
II. Phân Loại Và Kết Cấu Của Động Cơ Điện Đồng Bộ
1. Phân loại
Theo kết cấu có thể chia động cơ điện đồng bộ thành hai loại:Động cơ đồng bộ
cực ẩn thích hợp với tốc quay cao (số cực 2p=2) và động cơ đồng bộ cực lồi thích hợp
với tốc độ quay thấp (2p≥4). Động cơ điện đồng bộ thường được chế tạo theo kiểu cực
lồi và được dùng để kéo cá tải không đòi hỏi phải thay đổi tốc độ,với công suất chủ
yếu từ 200kW trở lên.
Ngoài ra,còn có động cơ điện đồng bộ công suất nhỏ dùng trong tự động như
động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cữu,động cơ đồng bộ phản kháng,động cơ đồng bộ từ
trễ,dộng cơ bước,…
2. Kết cấu
Để thấy rõ đặc điểm về kết cấu của máy điện đồng bộ,ta xét riêng rẽ cấu tạo của
máy cực ẩn và máy cự lồi
a. Kết cấu của động cơ điện đồng bộ cực ẩn. Roto của động cơ điện đồng bộ cực ẩn
làm bằng thép hợp kim chất lượng cao,được rèn thành khối hình trụ,sau đó gia công và
phay rãnh để đặt dây quấn kích từ.Phần không phay rãnh của roto hình thành mặt cực
từ.Mặt cắt ngang trục lõi thép roto như hình dưới đây: