Đồ án máy quấn dây CN Điện

Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa, nền kinh tế ngày càng phát triển theo hướng công nghiệp. Trong sự phát triển chung đó, ngành sản xuất điện năng nói chung và ngành điện công nghiệp nói riêng đóng vai trò quan trọng trong đời sống và sản xuất. Nó là một trong những nguồn lực để thúc đẩy các ngành kinh tế khác phát triển. Đối với những sinh viên ngành Điện ngoài việc học tập, tham khảo sách báo cần phải có sự va chạm với thực tế cộng với tinh thần say mê học hỏi rèn luyện, yêu nghề thì mới phát huy tính sáng tạo trong công việc. Như chúng ta đã biết, đối với sự phát triển nền kinh tế hiện nay, có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp được xây dựng với những yêu cầu ngày càng cao. Động cơ không đồng bộ thì không thể thiếu trong các nhà máy, xí nghiệp. Việc sữa chữa, bảo trì và quấn mới động cơ là công việc của những người thợ điện trong nhà máy, xí nghiệp hoặc của các cơ sở tư nhân. Trong quá trình quấn mới động cơ thì việc thi công bộ dây quấn là rất quan trọng vì khâu này sẽ quyết định có đặt các bối dây vào rãnh stator động cơ được không. Nếu chu vi bối dây quá lớn thì phần đầu nối bối dây sẽ chạm vào nắp động cơ, nếu quá nhỏ thì không vô dây được, đồng thời phải đảm bảo đủ số vòng dây mỗi bối.Việc quấn các bối dây thường chiếm nhiều thời gian nếu sử dụng máy quấn bằng tay và đếm số vòng dây kiểu thủ công. Trong thời đại ngày nay, sản xuất ra sản phẩm trong thời gian ngắn và đạt độ chính xác cao là ưu tiên hàng đầu. Vì vậy, Em chọn đề tài “Vận hành và sửa chữa máy quấn động cơ” để làm đồ án tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn của Thầy .

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

LỜI CẢM ƠN 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 5

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 6

Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ 7

1.1 Các bước quấn động cơ 7

1.2 Tham khảo các loại máy quấn dây trên thị trường 8

1.2.1 Máy quấn dây quạt trần QT – 03-04 8

1.2.2 Máy quấn dây stator-BA 600 - 900 – 01 9

Chương 2: GIỚI THIỆU MÁY QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ TRONG PTH QUẤN DÂY 9

2.1 Khảo sát sơ bộ máy quấn dây động cơ 10

2.2 Cấu tạo máy quấn dây 11

2.2.1 Tủ điều khiển 12

2.2.2 Yêu cầu của mạch 13

2.2.3 Giải thích nguyên lí hoạt động của mạch 19

2.2.4 Hộp điều chỉnh tốc độ động cơ (bộ VS: Variable Speed) 21

2.2.4 Khung máy quấn 22

2.2.5 Cơ cấu truyền động 22

2.2.6 Counter 22

2.3 Vận hành kiểm tra máy 23

2.4 Biện pháp khắc phục 24

Chương 3: CẢI TIẾN MÁY QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ 25

3.1 Thay động cơ VS bằng động cơ 3 KĐB ba pha sử dụng biến tần CT-2000ES 25

3.1.1 Sơ đồ đấu dây ngoại vi tiêu chuẩn 25

3.1.2 Mạch điều khiển 26

3.1.3 Những đặc tính kỹ thuật về các trạm nối 26

3.1.4 Hoạt động của bàn phím 30

3.1.5 Hiển thị tính năng kỹ thuật 30

3.1.6 Tính năng kỹ thuật bảng điều khiển 31

3.2 Thay công tắc hành trình bằng cảm biến tiệm cận (PROXIMITY SENSOR) 33

3.2.1 Đại cương về cảm biến 33

3.2.2 Đại cương về cảm biến tư 33

3.3 Sơ đồ mạch điện (Sau khi thay đổi động cơ và cảm biến) 37

3.4 Nguyên lý hoạt động 37

3.5 Thay thế mạch hãm ở động cơ không đồng bộ bằng mạch hãm cơ trên trục máy quấn 38

Chương 4: THI CÔNG (PHẦN CẢI TIẾN) MÁY QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ 39

4.1 Các yêu cầu khi thi công máy quấn dây quấn động cơ 39

4.2 Thi công Máy Quấn Dây Động 40

4.3 Vận hành máy 41

4.3.1 Trình tự vận hành: 41

4.3.2 Kết quả vận hành: 42

KẾT LUẬN 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa, nền kinh tếngày càng phát triển theo hướng công nghiệp Trong sự phát triển chung đó, ngànhsản xuất điện năng nói chung và ngành điện công nghiệp nói riêng đóng vai tròquan trọng trong đời sống và sản xuất Nó là một trong những nguồn lực để thúcđẩy các ngành kinh tế khác phát triển Đối với những sinh viên ngành Điện ngoàiviệc học tập, tham khảo sách báo cần phải có sự va chạm với thực tế cộng với tinhthần say mê học hỏi rèn luyện, yêu nghề thì mới phát huy tính sáng tạo trong côngviệc

Như chúng ta đã biết, đối với sự phát triển nền kinh tế hiện nay, có rất nhiềunhà máy, xí nghiệp được xây dựng với những yêu cầu ngày càng cao Động cơkhông đồng bộ thì không thể thiếu trong các nhà máy, xí nghiệp Việc sữa chữa, bảotrì và quấn mới động cơ là công việc của những người thợ điện trong nhà máy, xínghiệp hoặc của các cơ sở tư nhân Trong quá trình quấn mới động cơ thì việc thicông bộ dây quấn là rất quan trọng vì khâu này sẽ quyết định có đặt các bối dây vàorãnh stator động cơ được không Nếu chu vi bối dây quá lớn thì phần đầu nối bốidây sẽ chạm vào nắp động cơ, nếu quá nhỏ thì không vô dây được, đồng thời phảiđảm bảo đủ số vòng dây mỗi bối.Việc quấn các bối dây thường chiếm nhiều thờigian nếu sử dụng máy quấn bằng tay và đếm số vòng dây kiểu thủ công Trong thờiđại ngày nay, sản xuất ra sản phẩm trong thời gian ngắn và đạt độ chính xác cao là

ưu tiên hàng đầu Vì vậy, Em chọn đề tài “Vận hành và sửa chữa máy quấn động cơ” để làm đồ án tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn của Thầy

Sinh viên thực hiện

Trong quá trình tìm hiểu công nghệ mới và ứng dụng, em đã làm việc hết sứcnghiêm túc và nỗ lực hết mình Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều thiếu sót chúng em rấtmong nhận được những ý kiến đóng góp chân thành của quý Thầy Cô để em cóthêm kiến thức nhằm hoàn thiện tốt hơn với đề tài này

Sinh viên thực hiện

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên: MSSV: 2

Lớp: 05DHLDT1

Đề tài:

VẬN HÀNH VÀ SỬA CHỮA MÁY QUẤN ĐỘNG CƠ

TPHCM, Tháng06Năm 2016

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Lớp:

Đề tài:

VẬN HÀNH VÀ SỬA CHỮA MÁY QUẤN ĐỘNG CƠ

TPHCM, Tháng 06Năm 2016

Giáo viên phản biện

Chương1: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ

1.1 Các bước quấn động cơ

Để quấn một động cơ hồn chỉnh, thường ta tiến hành theo các bước sau:

Ta chuẩn bị các vật dụng và vật liệu liên quan đến việc quấn động cơ:

Vật dụng: stator động cơ, máy quấn dây, kềm, vít bake, kéo, mỏ hàn chì, lưỡicưa, VOM vạn năng, Ampe kềm…

Vật liệu: dây đồng cách điện, ống gen cách điện, giấy cách điện presspahhn,dây đơn mềm, chì, thanh tre…

Stator động cơ: Bao gồm các thao tác sau:

- Bước 1: Làm vệ sinh rãnh và lĩt cách điện rãnh

- Bước 2: Thi cơng bộ dây quấn của động cơ

Chú ý: Nếu bộ dây quấn 3 pha, ta sẽ cĩ 3 cuộn dây giống nhau quấn đồngkhuơn hoặc đồng tâm Trong các hình minh họa trên, bộ dây được quấn theo kiểuđồng khuơn Nếu quấn kiểu đồng tâm thì ta sử dụng tháp quấn như hình dưới đây

Nếu bộ dây quấn động cơ 1 pha khởi động bằng pha phụ, cĩ 2 cuộn dây(chính và phụ) được thi cơng tương tự nhau Nếu bộ dây quấn kiểu sin thì số vịngdây trong mỡi bối sẽ khác nhau

-Bước 3: Qui trình lồng dây vào rãnh stator

-Bước 4:Qui trình lót cách điện đầu nối, hàn dây ravà đai dây đầu nối

+ Lót cách điện đầu nối bối dây

+Hàn dây ra

+ Đai dây đầu nối

Chú ý: sau khi đai xong, ta tiến hành tẩm vecni (sơn cách điện) vào bộ dây

quấn Sau đĩ tiến hành sấy động cơ Mục đích của việc sấy dây quấn nhằm tăng tínhchịu nhiệt của bộ dây quấn đồng thời tăng khả năng cách điện của bộ dây Ta cĩ thểsấy theo phương pháp thủ cơng (dùng bong đèn trịn) hoặc sấy bằng dịng điện

-Bước 5:Tiến hành lắp ráp hoàn chỉnh động cơ

Saukhi sấy xong, ta tiến hành lắp ráp rotor và nắp động cơ theo qui trìnhngược với khi tháo động cơ Kết thúc qui trình quấn động cơ.

1.2 Tham khảo các loại máy quấn dây trên thị trường

Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại máy quấn dây động cơ động, bán tựđộng sản xuất trong nước hoặc nhập tư nước ngoài.Ưu điểm của các loại máy này làtính tự động rất cao, thi công nhanh, đa dạng các kiểu dây quấn, phù hợp trang bịcho các cơ sở sản xuất qui mô lớn

1.2.1 Máy quấn dây quạt trầnQT – 03-04

trần QT – 03-04 là thiết bị quấn dây tự động chuyên dùng theo chương trình,chuyên quấn dây các loại Stator quạt trần Máy có 2 phần riêng biệt gồm phần quấncuộn dây khởi động(cuộn nằm trong) và phần quấn cuộn dây chạy (cuộn nằmngoài)

Chương trình điều khiển dùng vi xử lý có thể cài đặt được số vòng cần quấn,

số vòng chuyển sang tốc độ chậm trước khi dưng, có thể cài đặt được số rãnh Stator

là 12 - 14 - 16 – 18 - 20 Cho phép tự động dưng quấn khi đứt dây hoặc hết dâyquấn (có đèn báo) Dây quấn đường kính tư 0,1 – 0,5mm Động cơ quấn 2 x 0,5 HP– 3pha – 220V/380V

Điện cung cấp: 220V/50Hz - 1pha Tốc độ quấn điều chỉnh vô cấp tư 0 đến3.000 vòng/phút, điều khiển bằng Inverter Các thông số đã cài đặt và đang thựchiện (khi đang quấn) được lưu trữ vào bộ nhớ của máy (kể cả lúc có sự cố mấtđiện) Các chi tiết: càng, mỏ cặp, mâm quay đều được chế tạo bằng vật liệu Inox và

được gia công độ bóng cao Kích thước bao thùng: dài 1.150mm x rộng 1.550mm xcao 900mm; trọng lượng: 170kg

1.2.2 Máy quấn dây stator-BA 600 - 900 – 01

Tốc độ quấn điều chỉnh vô cấp tư 0 – 1.000 vòng/phút, tự động quấn - rảitheo nguyên tắc truyền động bám Có chế độ rải đảo chiều liên tục hoặc tự độngdưng ở mỗi lớp để lót giấy (bằng tay)

Bước rải điều chỉnh được vô cấp tư 0 - 10mm Hành trình rải (chiều rộngkhuôn quấn) tư 0 - 900mm Dây quấn đường kính tư 0,2 -5mm (dây tròn) và tư 2 -20mm (dây dẹt) Đường kính bối dây lớn nhất 600mm Chương trình điều khiểndùng vi xử lý, có 450 chương trình

Các thông số đã cài đặt và đang thực hiện (khi đang quấn) được lưu trữ vào

bộ nhớ của máy (kể cả lúc có sự cố mất điện)

Chương2: GIỚI THIỆU MÁY QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ

Máy quấn dây bán tự động (có trong Phòng thực hành quấn dây động cơthuộc Khoa Điện-Điện tử) do các sinh viên khóa 06CĐĐCN thiết kế và thi công.Kết quả khảo sát chi tiết như sau:

2.1 Khảo sát sơ bộ máy quấn dây động cơ

- Đây là máy thi công bộ dây quấn của động cơ (3 pha hoặc 1 pha) bán tựđộng: thay vì người thợ quấn dây phải dùng tay để quay tay quay của máy thì việcquay trục quay của máy sẽ được thực hiện bằng một động cơ không đồng bộ đãgiảm tốc, điều chỉnh được tốc độ quay

- Bằng cách thay thế các loại khuôn và dây quấn khác nhau, gắn trên trục củamáy quấn mà ta có thể thi công các bộ dây quấn khác nhau (đường kính dây, sốvòng dây, chu vi khuôn, dây quấn kiểu đồng khuôn, đồng tâm, dây quấn sin…)

- Ngoài ra, chúng ta có thể đặt trước tốc độ quay cho máy, khi máy quay đủ

số vòng dây của bối dây đã được đặt trước thì máy sẽ tự động dưng lại

- Vì khối lượng của trục máy quấn, ma sát của cơ cấu truyền động, khốilượng của khuôn quấn nên khi ngắt nguồn cấp vào động cơ thì theo quán tính trụccủa máy quấn vẫn tiếp tục quay Để đảm bảo chính xác số vòng dây của bối dây thìkhi ngắt nguồn cấp vào động cơ, trục của máy quấn dưng lại Để làm được điều đóthì động cơ không đồng bộ ba pha được thực hiện hãm động năng

- Vật liệu chế tạo máy, các thiết bị đi kèm phải phổ biến và có giá thành hạ.

2.2Cấu tạo máy quấn dây

Máy quấn dây có cấu tạo gồm các bộ phận chính sau:

Các thiết bị điện được sử dụng bên trong tủ:

Sau khi khảo sát sơ đồ mạch điện của máy quấn dây động cơ, nhóm Học sinhthực hiện đề tài đã phân tích sơ đồ mạch điện:

2.2.2 Yêu cầu của mạch

- Mạch điện của máy bao gồm 2 phần: mạch điều khiển và mạch động lực

- Mạch động lực:

+ Dùng nguồn 3 pha 4 dây (3L + 1N) có cấp điện áp Ud/Up - 380V/220V, cótrong phòng Thực hành quấn dây Máy điện Một dây L và một dây N sẽ dùng

để cấp nguồn mạch điều khiển máy Việc cấp nguồn cho máy được thực hiệnthông qua 1 CB 3 pha (3 cực)-đóng cắt 3 dây Line và 1 CB 1 pha (2 cực)-đóng cắt 1 dây Line (dùng chung) và 1 dây N.

+ Để cấp nguồn cho động cơ không đồng bộ 3 pha, sử dụng một contactor 3cực có tích hợp Relay nhiệt để bảo vệ quá tải cho động cơ Việc sử dụngcontactor nhằm mục đích ngắt nguồn cấp vào động cơ khi counter đếm đủ sốvòng quay của trục máy quấn

- Mạch điều khiển được sử dụng để khởi động và dưng máy (có hãm), điềukhiển quá trình quấn của máy bằng các nút nhấn ON/OFF và các tiếp điểmcủa các thiết bị như counter (bộ đếm), contactor, sử dụng 1 CB 2 cực để cấpnguồn cho mạch điều khiển cũng như bảo vệ mạch

- Mạch đ ông lực:

+ CB 3 pha cấp nguồn 3 pha cho contactor 1K: đây là MCCB (Moulded CaseCircuit Breaker) có dòng định mức 75A

+ Contactor 1Kđược điều khiển bởi các nút nhấn cấp nguồn 3 pha cho động

cơ VS

+ Relay nhiệt RN được tích hợp trên contactor bảo vệ động cơ chống sự cốquá tải bằng tiếp điểm thường đóng trong mạch điều khiển

+ Động cơ VS là động cơ không đồng bộ 3 pha có tích hợp bộ ly hợp điện tư(khớp tư) để điều khiển tốc độ động cơ.

- Mạch đ iều khiển :

+ Các nút nhấn ON/OFF để khởi động hoặc dưng máy Nút nhấn OFF kiểunút nhấn kép để kích hoạt mạch hãm động cơ khi dưng

+ Nút nhấn ON được duy trì (tự giữ) bởi tiếp điểm thường hở 1K1 củacontactor 1K.

+ Contactor 2K dùng để hãm động cơ khi động cơ dưng

+ T: Timer (Relay thời gian) để khống chế thời gian hãm động cơ và ResetCounter

+ CTR: bộ đếm (Counter), dùng để đếm số vòng quay của trục máy quấn, tínhiệu kích Counter được lấy tư tiếp điểm công tác hành trình (limit switch)LM

+ LM: công tắc hành trình được gắn gần trục của máy quấn Sau 1 vòngquay, trục của máy quấn sẽ tác động vào cần gạt của công tác hành trành,tiếp điểm thường hở của LM chuyển trạng thái làm tín hiệu kích cho CTR.

+ RL: Relay trung gian

+ VS: bộ điều khiển tốc độ quay của động cơ VS.

+ Các đèn báo: Đ1 báo máy đang hoạt động và Đ2 báo dưng

2.2.3 Giải thích nguyên lí hoạt động của mạch

- Đóng CB 3 pha cấp nguồn 3 pha cho Contactor 1K, đóng CB 1 pha cấpnguồn cho mạch điều khiển, Counter có điện, ta cài đặt giá trị cho counter(số vòng dây của bối dây cần quấn), nhấn ON

- Cuộn dây Contactor 1K có điện, tiếp điểm thường hở 1K1 đóng tự giữ (duytrì) cho nút nhấn ON, đóng tiếp điểm động lực cấp nguồn cho động cơ VS,đèn Đ1 sáng, báo có nguồn cấp vào động cơ (máy ở trạng thái hoạt động)

- Bộ VS có điện, điều chỉnh dòng một chiều đi vào bộ ly hợp điện tư tích hợptrên động cơ KĐB 3 pha để điều chỉnh tốc độ quay của động cơ VS, cũngchính là điều chỉnh tốc độ quay của trục máy quấn Sau mỗi vòng quay, trụccủa máy quấn sẽ tác động vào công tắc hành trình làm tiếp điểm thường hởcủa công tắc hành trình tác động, lấy tín hiệu kích vào bộ counter đếm sốvòng quay của máy

- Khi Counter đếm đến giá trị đã được cài đặt trước, tiếp điểm thường đóng

CT2 hở, ngắt nguồn cấp cho contactor 1K, cuộn dây của contactor 1K mấtđiện hở tiếp điểm động lực ngắt nguồn 3 pha cấp cho động cơ Tuy nhiên do

quán tính, trục của động cơ vẫn quay Để trục động cơ dưng ngay lập tức, taphải sử dụng mạch hãm động cơ như sau:

- Mạch hãm động cơ được kích hoạt bởi tiếp điểm thường hở CT1 của Counter.Khi Counter tác động, tiếp đểm này đóng lại cấp nguồn cho contactor 2K,đóng tiếp điểm động lực của Contactor 2K, cấp nguồn vào biến áp chỉnh lưulấy nguồn DC đưa vào 2 pha của động cơ (Contactor 1K đã hở) Như vậy ta

đã hãm động cơ theo phương pháp hãm động năng

- Khi vưa bắt đầu hãm thì Timer T có điện Khi đếm xong thời gian hãm, tiếpđiểm thường đóng mở chậm T hở, ngắt nguồn cấp cho Counter đồng thờiReset Counter về trạng thái ban đầu, ngắt điện của Timer

- Trong quá trình máy đang hoạt động mà ta nhấn OFF để dưng máy hoặc tadưng máy khi gặp sự cố thì Relay trung gian RL có điện, đèn Đ2 sáng, vàkích hoạt mạch hãm động cơ

Núm điều chỉnh tốc độ

Hiển thị tốc độ của động cơ

Công tắc On-Off

2.2.4Hộp điều chỉnh tốc độ động cơ (bộ VS: Variable Speed)

- Chức năng của bộ VS là điều chỉnh cường độ tư trường (thông qua cuộn dây)của bộ ly hợp điện tư bên trong động cơ VS Sự thay đổi cường độ tư trường

sẽ làm độ trượt giữa trục của động cơ không đồng bộ (quay với tốc độ khôngđổi) với trục động cơ VS Hay nói cách khác sự thay đổi cường độ tư trường

sẽ làm cho hai trục (của động cơ không đồng bộ và của động cơ VS) liên kếtvới nhau chặt hay không chặt Tư đó tốc độ quay của trục động cơ VS sẽthay đổi theo sự điều chỉnh bộ VS này

- Ngoài ra, trên bộ VS còn có màn hình hiển thị tốc độ quay của động cơ Đây

là tốc độ thực của động cơ được hồi tiếp về tư máy phát tốc (encoder) đặtbên trong động cơ VS

- Tư hộp điều chỉnh này sẽ có 4 dây đi đến động cơ VS (2 dây điều chỉnhcường độ tư trường và 2 dây hồi tiếp tốc độ tư encoder)

2.2.4 Khung máy quấn

- Khung máy: dựa trên bộ khung có sẵn trong Phòng thực hành Trang bị điện,

có gia công thêm một số chi tiết, chủ yếu là các vật liệu nhẹ nhưng chắc chắn như Vlỗ liên kết bằng bulông (tiện tháo lắp)

2.2.5 Cơ cấu truyền động

- Cơ cấu truyền động: sử dụng cơ cấu truyền động bằng bánh răng và xích với

tỷ số truyền được tính toán trước

- Trục máy quấn được cố định trên khung bằng 2 bạc đạn

- Trên trục quay có bánh răng nối với bánh răng của trục động cơ bằng xích

2.2.6 Counter

Counter sử dụng trong máy quấn này là loại counter hiển thị số, có thể càiđặt giá trị ban đầu Khi số lượng tín hiệu kích cho counter (tư công tắc hành trìnhđặt gần trục máy quấn) bằng giá trị cài đặt thì counter tác động làm dưng động cơ

Công tắc hành trình được sử dụng kích cho counter:

Việc tác động của counter được đệm bằng relay trung gian (đặt trong tủ điều khiển)