CÔNG NGHỆ CHẾ tạo THIẾT bị điện tổng quan về công nghệ chế tạo thiết bị điện

Sau khi hoàn thành chương trình, học viên có thể:Hiểu được các loại hình công nghệ dùng để chế tạo máy điện đúc, dập, hàn, sơn phủ bảo vệ… Hiểu rõ các yêu cầu, quy trình và các phương ph

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỆN

Lê Khắc Lâm Khoa Kỹ thuật điện

0984 271 556 lamlk@epu.edu.vn

Trang 2

Sau khi hoàn thành chương trình, học viên có thể:

Hiểu được các loại hình công nghệ dùng để chế tạo máy điện (đúc, dập, hàn, sơn phủ bảo vệ…)

Hiểu rõ các yêu cầu, quy trình và các phương pháp để sản xuất mạch từ, cuộn dây, bộ tản nhiệt của máy điện quay và của máy biến áp.

Hiểu được cơ sở lý thuyết các phương pháp kiểm tra, thử nghiệm sau sản xuất của

việc chế tạo máy điện quay và máy biến áp.

Phân tích được các nguyên nhân gây rung, ồn trong máy điện quay, máy biến áp để tìm các phương pháp hạn chế nhằm nâng cao chất lượng của thiết bị.

Ứng dụng phần mềm Ansys Maxwell trong thiết kế máy điện.

Trang 3

Chương 1: Tổng quan về công nghệ chế tạo thiết

bị điện 1.1 Mục đích và yêu cầu của môn học

Quá trình sản xuất: Tất cả các hoạt

động của con người, trang thiết bị,

máy móc, công nghệ, năng lượng

nhằm biến nguyên vật liệu ban đầu

Trang 4

Quá trình công nghệ: Là một phần của quá trình sản xuất, tác động của con người và máy móc làm thay đổi kích thước, hình dạng, tính chất của chi tiết, sản phẩm nhằm thõa mãn yêu cầu công nghệ.

Trang 5

Nguyên công công nghệ: là phần cơ bản của quá trình công nghệ bao gồm các thao tác của người thợ và máy móc thiết bị tại một địa điểm vị trí làm việc Nguyên công công nghệ được đặc trưng bởi 3 yếu tố:

Hoàn thành.

Tính liên tục trên đối tượng sản xuất Vị trí làm việc

Nếu thay đổi một trong 3 điều kiện thì chuyển sang một nguyên công khác.

Bước công nghệ: là một phần nguyên công công nghệ được đặc trưng bởi sự không thay đổi dụng cụ và bề mặt gia công chi tiết.

Bước công tác: là một phần của bước công nghệ được đặc trưng bởi sự chuyển dịch của máy móc so với

bề mặt gia công chi tiết nhằm thay đổi tính chất hình dạng kích thước của bề mặt chi tiết gia công.

Trang 6

Chúng ta có thể phân ra ba dạng sản xuất: sản xuất khối, sản xuất dãy và sản xuất đơn chiếc Có hai

phương pháp làm việc: theo dây chuyền hoặc không theo dây chuyền.

Hệ số K = - Hệ số kẹp giữa nguyên công công nghệ

Trong đó:

C: Số nguyên công công nghệ (số nguyên công khác nhau trong một chu kỳ làm việc)

V: số vị trí làm việc thực hiện trên các nguyên công công nghệ (khác nhau).

Dựa vào giá trị của K để đưa ra các dạng sản xuất máy điện:

Sản xuất khối Sản xuất dãy Sản xuất đơn chiếc

Trang 7

Sản xuất khối (sản xuất hàng loạt):

Hệ thống này thường K = 1

Đặc trưng của sản xuất khối

là sản lượng các chi tiết cùng

loại lớn được thực hiện trong

một thời gian dài, mặt khác có

nhiều vị trí làm việc nhưng

chỉ trong một lần gá phôi.

Chương trình sản xuất trong sản

xuất khối cho khả năng chuyên

môn hóa vị trí làm việc và bố trí

theo trật tự của quá trình công

nghệ dưới dạng đường.

Trang 8

Sản xuất dãy:

Là dạng sản xuất theo từng loạt

sản phẩm tuân theo một tiêu

chuẩn nào đó (ở đây nói dãy là

thuần túy nói đến số lượng,

không phải theo gam máy với một

thang công suất nào đó) Tùy theo

số lượng chi tiết trong một loạt

Trang 9

Sản xuất đơn chiếc:

Là dạng sản xuất với số lượng

chi tiết nhỏ, và không được sản

xuất lặp lại, thường theo đơn đặt

hàng với những yêu cầu đặc biệt

hoặc sản xuất thử.

Trang 10

Trang 12

Chương 1: Tổng quan về công nghệ chế tạo thiết bị điện

1.2 Các công nghệ được dùng trong sản xuất máy điện

a) Đúc :

- Là loại hình công nghệ mà qua đó thu được sản phẩm có hình dạng kích thước được thiết kế trước <khuôn>

- Ưu điểm: có thể cho sản phầm có hình dạng mà rèn, hàn, dập khó hoặc không làm được.

-Đúc: gang , thép, nhôm, đồng, babit (chịu được ăn mòn)

Trang 13

b) Rèn Là loại hình công nghệ mà chi tiết bị biến dạng ở nhiệt độ cao và áp lực lớn Trong các máy lớn rèn và nhiệt luyện được sử dụng để làm tăng chất lượng chi tiết sau đúc.

Trang 14

c) Dập, cắt, uốn

Trang 15

d) Hàn Đặc điểm của công nghệ hàn là tạo ra các mối liên kết không tháo được.

Công nghệ chế tạo thiết bị điện - Kỹ thuật điện EPU 15

Trang 16

bị điện 1.3 Xu hướng công nghệ hiện nay

1 Giảm khối lượng gia công chi tiết Sử dụng vật liệu mới có đặc tính kỹ thuật cao, ngày càng hoàn thiện quá trình công nghệ cùng với việc đổi mới kết cấu các chi tiết của máy Nâng cao độ chính xác, giảm độ nhám bề mặt chi tiết, giảm khối lượng lao động gia công chi tiết, hiện đại hóa trang thiết bị công nghệ, cũng như thiết bị,

tổ chức hợp lý hơn qui trình sản xuất và lao động.

2 Tăng cường sử dụng máy công nghệ chuyên dụng thay cho các máy vạn năng

3 Tự động hóa quá trình sản xuất

4 Mềm hóa các quy trình sản xuất

5 Phân loại thiết bị điện về phương diện công nghệ

Trang 17

Chương 2: Công nghệ chế tạo máy điện quay

Cấu trúc động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc

Trang 18

Trang 19

Trang 20

Bộ tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6627 (IEC 60034) hiện đã có các tiêu chuẩn sau:

1) TCVN 6627-1:2008 (IEC 60034-1:2004), Máy điện quay – Phần 1: Thông số và tính năng

2) TCVN 6627-2-1:2010 (IEC 60034-2-1:2007), Máy điện quay – Phần 2-1: Phương pháp tiêu chuẩn để xác định tổn hao và hiệu suất của máy điện quay (không kể máy điện dùng cho phương tiện kéo).

3) TCVN 6627-2A:2001 (IEC 60034-2A:1974), Máy điện quay – Phần 2A: Phương pháp thử nghiệm để xác định tổn hao và hiệu suất của máy điện quay (không kể máy điện dùng cho xe kéo) – Đo tổn hao bằng phương pháp nhiệt lượng.

4) TCVN 6627-3:2010 (IEC 60034-3:2007), Máy điện quay – Phần 3: Yêu cầu cụ thể đối với máy phát đồng bộ được truyền động bằng tuabin hơi hoặc tubin khí.

5) TCVN 6627-5:2008 (IEC 60034-5:2000 and amendment 1: 2006), Máy điện quay – phần 5: Cấp bảo vệ bằng

vỏ ngoài nhờ thiết kế tích hợp (mã IP) – Phân loại

6) TCVN 6627-6:2011 (IEC 60034-6:1991), Máy điện quay – Phần 6: Phương pháp làm mát (mã IC)

7) TCVN 6627-7:2008 (IEC 60034-7:2004), Máy điện quay – phần 7: Phân loại và các kiểu kết cấu, bố trí lắp đặt

và vị trí hộp đầu nối.

8) TCVN 6627-8:2010 (IEC 60034-8:2007), Máy điện quay – Phần 8: Ghi nhãn đầu nối và chiều quay

9) TCVN 6627-9:2011 (IEC 60034-9:2007), máy điện quay – Phần 9: Giới hạn mức ồn

10) TCVN 6627-11:2008 (IEC 60034-11:2004), Máy điện quay – Phần 11: Bảo vệ nhiệt

Trang 21

Trang 22

Động cơ điện 1 chiều

Trang 23

Chương 2:Công nghệ chế tạo máy điện quay

Trang 24

2.1 Chế tạo mạch từ

Vai trò của mạch từ:

1 Dẫn từ

2 Tham gia kết cấu máy về mặt cơ khí

Yêu cầu đối với mạch từ:

1 Hao phí ít,

.

Trang 25

Trang 26

Các công đoạn chế tạo mạch từ:

1 Dập Có dập nóng và dập nguội Đối với chế tạo máy điện thì chỉ dùng dập nguội Trong dập nguội có dập thể tích và dập lá mỏng Trong dập thể tích có: đột nguội, tán nguội, ép nguội.

2 Tẩy bavia Bavia ảnh hưởng đến hệ số ép chặt thực tế và tăng hao phí do dòng Fucô Tẩy bavia có thể bằng cách cán hoặc mài.

3 Sơn cách điện Nếu lá thép đã sơn trước đó thì bước này không cần Độ dày lớp sơn phủ ảnh hưởng đến hệ số ép chặt thực tế.

4 Ủ các lá tôn Nhằm khôi phục lại cấu trúc tinh thể lá thép tại những chỗ cán hoặc mài bavia Nhiệt độ lò ủ: 700-800 0 C, thời gian 4-8h trong lò hiếm ôxy để hạn chế ôxy hoá.

5 Lắp ráp các lá tôn thành mạch từ hoàn chỉnh Khi lắp ráp cần cân nhắc lực ép mạch từ phù hợp Lực

ép quá nhỏ sẽ làm hệ số ép chặt không đạt yêu cầu Lực ép quá lớn làm biến tính các lá thép từ.

Trang 27

Trang 28

Trang 29

Trang 30

Chương 2:Công nghệ chế tạo máy điện

quay 2.2 Chế tạo dây quấn

Vai trò của dây quấn:

Yêu cầu đối với dây quấn:

1 Quấn đủ số vòng,

2 Đảm bảo dòng điện làm việc đi

qua trong thời gian dài mà không gây quá

nhiệt,

3 Chịu được lực cơ học

4 Có độ tin cậy cao trong vận hành, đảm bảo

tuổi thọ theo thiết kế: Cách điện tốt

Vật liệu chế tạo dây quấn: dây đồng,

dây nhôm tiết diện tròn, hình chữ nhật

Trang 31

Công nghệ chế tạo thiết bị điện - Kỹ thuật điện EPU 30

Trang 32

2.2 Chế tạo dây quấn

cách điện cách điện bằng sơn bằng sơn bằng các chúng dùng

hoặc nhựa hoặc nhựa chất dính trực tiếp, hữu cơ hữu cơ, gốc silic và không có

nhựa tổng chất tổng chất liên

Trang 33

Các công đoạn chế tạo cuộn dây:

Quấn cuộn dây phẳng, cách điện các vòng dây Bỏ băng tạm thời, bọc bang mới có bột keo

Bọc tạm bối dây bằng bang Ép gia nhiệt trên máy ép lần 2

Kéo tạo hình cuộn dây Kiểm tra và sửa lại hình dạng cuộn dây

Ép cuộn dây lần 1 trong khuôn ép thuỷ lực Nắn lại cuộn dây trong khuôn

Chuẩn bị tổ hợp epoxy lần 1 Bọc thêm lớp cách điện bảo vệ bên ngoài

Sơn và sấy cuộn dây lần 1 Sơn và sấy trong chân không

Kiểm tra lại cuộn dây bằng calip, làm sạch 2 đầu cuộn dây.

Trang 34

Kiểm tra cuộn dây:

Đo điện trở dây quấn.

Đo cách điện giữa các vòng dây,

cách điện giữa các bối dây trong

nhóm, cách điện giữa các pha và

cách điện giữa các pha với lõi sắt.

Trong quá trình lồng dây: sau khi lồng dây

xong, sau khí đấu dây và đai phần đầu nối,

sau khi tẩm sấy, khi xuất xưởng, trước khi

lắp đặt và trước khi đóng điện vận hành.

Trang 35

Kiểm tra cuộn dây

Thử phân tích xem sẽ kết luận

như thế nào nếu trên đồng hồ

đo hiện lên kết quả là:

• Thông mạch

• Không thông mạch

Sơ đồ đấu dây để kiểm tra cuộn dây

Trang 36

Cuộn dây bị ngắn mạch giữa các pha Cuộn dây đấu sao (Y) bị cháy do đứt 1 pha

Trang 37

2.3 Công nghệ gia công cơ khí (trục quay, vỏ máy, nắp máy, cổ góp)

Gia công vỏ máy

Vỏ máy điện quay thường được đúc từ gang thép hoặc nhôm,

sau khi đúc cần phải gia công để đạt được độ chính xác cao khi

lắp thêm các bộ phận khác của máy trong đó có: lõi từ stato, nắp

máy.Vị trí của lõi từ stato và nắp máy quan trọng trong viêc xác

định kích thước hình dạng khe hở không khí:

Gia công mặt trong của vỏ

Gia công các lỗ để lắp nắp máy.

Mặt trong của vỏ phải có dạng mặt trục có trục song

song với mặt chân đế các lỗ để lắp nắp máy bằng

bulông ốc vít phải đối xứng nhau qua trục roto.

Trang 38

Gia công nắp máy, gối đỡ:

Trong các máy điện quay công suất bé và vừa nắp máy thường bao gồm cả gối đỡ trục.

Đối với máy điện quay công suất lớn thì 2 phần này phải tách rời nhau.

Lý do: đối với các máy công suất nhỏ và vừa, trọng lượng của roto nằm trong giới hạn cho phép của vật liệu chế tạo nắp máy.

Khi chế tạo kiểu kết hợp dao động của roto sẽ là kiểu kết hợp, dao động của roto sẽ là tổng hợp của cả dao động của thân máy và nắp máy biên độ có thể lớn.

Tuy nhiên kiểu nắp máy kết hợp gối trục làm đơn giản hóa thiết kế máy phù hợp với sản xuất số lượng lớn với kiểu nắp máy và gối đỡ riêng biệt làm phúc tạp hơn kết cấu nhưng

bù lại có thể hạ thấp trọng tâm của roto tăng độ ổn định và bền vững

Gia công nắp máy bao gồm gối đỡ quan trọng nhất là gia công mặt trong gối đỡ và các lỗ để lắp ráp máy vào vỏ Do các bề mặt này có ảnh hưởng lớn tới hình dạng khe hở không khí.

Trang 39

Trang 40

Gia công mặt chân đế:

Mặt chân đế có vai trò giữ cho máy

nằm ở vị trí ngang và tọa mối liên

kết với nền lắp máy.

Do đó yêu cầu đối với mặt chân đế là phải

phẳng Mặt chân đế có thể dùng để làm mặt

chuẩn để từ đó gia công các bề mặt khác của

vỏ máy nên bản thân nó phải được gia công

để đặt được chính xác sau đúc.

Trang 41

Gia công trục quay roto:

Trục quay rôto chịu tác dụng của trọng lượng lõi từ về cuộn dây roto cũng như các bộ

phận khác nên phải đảm bảo về độ bền cơ học sau khi đúc, trục quay được rèn để tăng

độ bền bà được cân trục cũng như xử lí bề mặt nhưng có khối lượng lớn nên khi động

cơ quay ở tốc độ cao, moment ly tâm vẫn đạt giá trị lớn phải cân trục.

Bề mặt trục quay roto phải là hình trụ tuy rằng tiết diện của các vị trí

khác nhau dọc trục có thể khác nhau (thường là khác nhau)

Các bề mặt tại vị trí khác nhau phải đồng trục và trục đối xứng của

trục roto chính là trục đối xứng của mặt ngoài roto và mặt trong của

lõi từ stato cũng như mặt trong của vỏ máy.

Trường hợp trục roto sau khi rèn không cân bằng về mặt khối lượng, có thể giảm

khối lượng ở phần dư bằng cách khoan lấy đi phần khối lượng chênh lệch.

Trang 42

Động cơ có rôto bị lệch sẽ tăng dòng và hao phí Đường sức từ trở nên méo mó, làm cho dòng

từ hóa tăng lên Các cuộn dây stato sẽ bị cháy và dẫn đến hiện tượng giống như quá tải.

Các nguyên nhân việc lệch trục rôto có thể do:

Vị trí đặt miếng đệm ổ trục sai

Vòng bi không được lắp đúng cách trên trục Chiều rộng ổ trục sai

Vòng bi cố định không được giữ như được đặt ban đầu Nắp máy bị thay đổi

Lõi stato dịch chuyển trên vỏ của nó Rôto chuyển động trên trục của nó Trục rotor bị thay bằng cái dài hơn khiến hiệu suất bị thay đổi.

Trang 43

Nếu rotor ma sát với bề mặt trong của stato thì dẫn đến hậu quả gì? Cách khắc phục trong trường hợp này là bào bớt bề mặt của rotor để nó không ma sát nữa Nhưng việc này cũng sẽ dẫn đến một số hệ luỵ, hãy suy nghĩ xem những hệ luỵ đó là gì?

Trang 44

Thanh rôto hở thường do:

Quá tải làm cháy,

Phóng điện trong rãnh từ

một cuộn dây bị ngắn mạch,

Rung thanh do lỏng lẻo,

Nhiệt độ tăng cao (từ khi

Trang 45

Các nguyên nhân dẫn đến vòng ngắn

mạch hở hoặc bị nứt bao gồm:

Đúc dở;

Động cơ bị cháy do quá tải;

Động cơ được thiết kế lại để

có tốc độ cao hơn (không tăng

Tiêu đề	Tổng Quan Về Công Nghệ Chế Tạo Thiết Bị Điện
Tác giả	Lê Khắc Lâm
Trường học	Trường Đại Học Điện Lực
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện
Thể loại	bài giảng
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	17,65 MB

CÔNG NGHỆ CHẾ tạo THIẾT bị điện tổng quan về công nghệ chế tạo thiết bị điện

Nguyên nhân gây rung, ồn máy biến áp