GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Bảo dưỡng, sửa chữa động cơ điện không đồng bộ

SỞ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Bảo dưỡng, sửa chữa động cơ điện không đồng bộ NGHỀ Cơ điện nông thôn TRÌNH ĐỘ Cao đẳng Trung cấp Ban hành.giáo trình học tập, tài liệu cao đẳng đại học, luận văn tiến sỹ, thạc sỹ

SỞ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỈNH HÀ NAM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM

GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN: Bảo dưỡng, sửa chữa động cơ điện không đồng bộ

NGHỀ: Cơ điện nông thôn TRÌNH ĐỘ: Cao đẳng/ Trung cấp

Ban hành kèm theo Quyết định số 285/QĐ-CĐN ngày 21 tháng 7 năm 2017

của Trường Cao đẳng nghề Hà Nam

Hà Nam, năm 2017

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

Dựa theo giáo trình này, có thể sử dụng để giảng dạy cho các trình độ hoặc nghề ngành/ nghề khác của nhà trường

LỜI GIỚI THIỆU

Để thực hiện biên soạn giáo trình phục vụ cho công tác đào tạo nghề Cơ điện nông thôn trình độ trung cấp nghề, giáo trình mô đun SỬA CHỮA, BẢO DƯỠNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ là một trong những giáo trình mô đun đào tạo của nghề Cơ điện nông thôn được biên soạn dựa theo nội dung chương trình

khung đã được phê duyệt

Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc, nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao

Nội dung của mô đun gồm có 5 bài:

Bài 1: Một số khái niệm về động cơ không đồng bộ

Bài 2: Đấu dây vận hành động cơ

Bài 3: Dây quấn động cơ không đồng bộ

Bài 4: Quấn dây động cơ ba pha

Bài 5: Quấn dây động cơ một pha

Do thời gian biên soạn có hạn nên nội dung giáo trình không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của người sử dụng, người đọc để tôi biên soạn, hiệu chỉnh hoàn thiện hơn sau thời gian sử dụng

Hà Nam, ngày 20 tháng 5 năm 2017

Tham gia biên Chủ biên: Trần Nhữ Mạnh

MỤC LỤC

Trang

LỜI GIỚI THIỆU 1

MỤC LỤC 3

BÀI 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 5

Mã bài: 26-01 5

1 Giới thiệu về động cơ không đồng bộ 5

2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc 6

3 Các chế độ làm việc của động cơ 11

BÀI 2: ĐẤU DÂY, VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ 17

Mã bài 26-02 17

1 Phương pháp kiểm tra xác định cực tính động cơ 17

2 Vận hành động cơ 21

BÀI 3: DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 24

Mã bài: 26-03 24

1 Khái niệm chung về dây quấn 24

2 Các kiểu sơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha (q là số nguyên) 27

3 Dây quấn động cơ không đồng bộ một pha 30

BÀI 4: QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ BA PHA 36

Mã bài: 26-04 36

1 Quy trình quấn lại động cơ không đồng bộ ba pha 36

2 Thực hành quấn các kiểu dây quấn động cơ 44

BÀI 5: QUẤN DÂY ĐỌNG CƠ MỘT PHA 56

Mã bài:26-05 56

1 Quấn dây động cơ một pha kiểu vòng ngắn mạch 56

2 Quấn dây động cơ một pha khởi động bằng tụ 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN

Tên mô đun: Bảo dưỡng, sửa chữa động cơ không đồng bộ

Mã mô đun: MĐ27

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:

- Vị trí: mô đun này được thực hiện sau các môn học/mô đun kỹ thuật cơ sở

- Tính chất: là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc

- Ý nghĩa và vai trò của mô đun: có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo nghề điện công nghiệp

Mục tiêu của mô đun:

- Về kiến thức:

+ Cấu tạo, nguyên lý làm việc các sơ đồ dây quấn động cơ

+ Xác định được các hư hỏng và đưa ra được phương pháp sửa chữa động cơ trong từng trường hợp cụ thể

+ Tính toán lại một số thông số cơ bản của động cơ (tần số, điện áp)

+ Vẽ sơ đồ dây quấn động cơ theo yêu cầu từng loại động cơ

- Về kỹ năng:

+ Quấn lại được bộ dây phần ứng và phần cảm động cơ không đồng bộ

+ Đấu dây vận hành động cơ theo các cấp điện áp khác nhau

+ Sửa chữa được các hư hỏng thường gặp của các loại động cơ không đồng

BÀI 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

- Giải thích được các đại lượng định mức ghi trên nhãn động cơ;

- Nhận dạng được các loại động cơ không đồng bộ một pha và ba pha;

- Rèn luyện tác phong công nghiệp

Nội dung chính:

1 Giới thiệu về động cơ không đồng bộ

1.1 Mở đầu

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên

lý cảm ứng điện từ có tốc độ quay của rôto n khác với tốc độ quay của từ trường n1 Máy điện không đồng bộ có 2 dây quấn: dây quấn stato (sơ cấp), với lưới điện tần số không đổi f1, dây quấn rôto (thứ cấp) được n1 tắt lại hoặc khép kín trên điện trở Dòng điện trong dây quấn rôto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần

số phụ f2 phụ thuộc vào rôto; nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy

Cũng như các máy điện quay khác, máy điện không đồng có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện cũng như chế độ máy phát điện 1.2 Phân loại

- Động cơ không đồng bộ được chia làm 2 loại:

- Động cơ KĐB 3 pha: ro to lồng sóc và roto dây quấn

- Động cơ KĐB 1 pha

1.3 Các đại lượng định mức

Động cơ không đồng bộ ba pha có các đại lượng định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy ứng với tải định mức Các trị số này do nhà máy thiết kế, chế tạo qui định và được ghi trên nhãn máy

Công suất định mức ở đầu trục (công suất đầu ra) Pđm (kW, W) hoặc Hp, 1Cv

= 736 W (theo tiêu chuẩn Pháp); 1kW = 1,358 Cv 1Hp = 746 W

Dòng điện dây định mức Iđm (A)

Điện áp dây định mức Uđm (V)

Kiểu đấu sao Y hay tam giác A

Tốc độ quay định mức nđm

Hiệu suất định mức Hđm

Hệ số công suất định mức cos

Công suất định mức mà động cơ điện tiêu thụ:

Mô men định mức ở đầu trục

Ví dụ

Hình 1.1: Nhãn động cơ

∆ / Y 220 / 380 V: Động cơ có thể hoạt động với điện áp nguồn là 220V khi động cơ đấu ∆ và 380 V khi động cơ đấu Y

Isol - KL.B: Cấp cách điện của động cơ

42 / 24 A: Dòng điện định mức tương ứng với mỗi cách đấu A / Y

11 Kw: Công suất định mức của động cơ

1455 r/min: Tốc độ quay định mức của động cơ

50 Hz: Tần số định mức của nguồn

Lfr Y 250V: Dây quấn rotor đấu hình sao, điện áp rotor 250V

25A: Dòng điện định mức của rotor Là dòng điện chạy trong rotor khi nối ngắn mạch K, L, M và tải của động cơ định mức

IP 44: Loại và kiểu bảo vệ được ghi bằng kí hiệu ngắn, số thứ nhất chỉ cấp bảo vệ chống vật lạ bên ngoài (cấp 4 bảo vệ chống vật lạ bên ngoài ộ > 1mm), số thứ hai chỉ cấp bảo vệ chống nước (cấp 4 chống tia nước từ mọi hướng)

2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha

2.1.1 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha

Máy điện không đồng bộ gồm các bộ phận chính sau:

Hình 1.2: Cấu tạo động cơ KĐB 3 pha

a Stato

- Stato là phần tĩnh gồm 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn Ngoài ra còn

có vỏ máy, nắp máy

Hình 1.3: Cấu tạo stato động cơ KĐB 3 pha

- Lõi thép: Lõi thép được ép trong vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ Lõi thép

stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục Vì từ trường đi qua lõi thép lá, từ trường quay lên để giảm tổn hao lõi thép được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5mm ép lại Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để

giảm hao tổn do dòng xoáy gây nên

- Dây quấn:

Dây quấn stato làm bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) và được đặt trong các rãnh của lõi thép Kiểu dây quấn, hình dạng và cách bố trí dây quấn sẽ được trình bày chi tiết trong bài sau:

- Vỏ máy:

Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc gang dùng để cố định lõi thép và dây quấn cũng như cố định máy trên bệ Không dùng để làm mạch dẫn từ Đối với máy có công suất tương đối lớn (1000kw) thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau: Kiểu vỏ hở, vỏ bảo vệ, vỏ kín hay vỏ phòng nổ… Hai đầu vỏ có nắp máy và ổ đỡ trục Vỏ máy và nắp máy còn dùng để bảo vệ máy

b Rôto

Rôto là phần quay gồm lõi thép, dây quấn (Thanh dẫn) và trục máy

Lõi thép:

Nói chung người ta sử dụng lá thép kỹ thuật điện như ở stato Lõi thép được

ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy Phía ngoài của lá thép có

xẻ rãnh để đặt dây quấn

Dây quấn rôto:

Có 2 loại chính: Rôto lồng sóc và rôto dây quấn

- Loại rôto kiểu dây quấn: Rôto có dây quấn giống như dây quấn stato Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng 2 lớp vì bớt được những đầu dây nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm 1 lớp Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao, còn ba đầu kia được nối vào ba rãnh trượt thường làm bằng đồng đặt cố định

ở 1 đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài

Đặc điểm của loại động cơ điện rôto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện roto để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy Khi máy làm việc bình thường, dây quấn rôto được nối ngắn mạch

- Loại roto kiểu lồng sóc: Kết cấu của loại dây quấn này rất khác so với dây quấn stato Trong mỗi rãnh của lõi thép rôto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi thép và được nối tắt lại 2 đầu bằng 2 vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành 1 cái lồng mà người ta quen gọi là lồng sóc Ở các máy công suất nhỏ, lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép roto tạo thành thanh nhôm 2 đầu đúc vòng ngắn mạch và cánh quạt làm mát Dây quấn roto lồng sóc không cần cách điện với lá thép Để cải thiện tính năng mở máy, trong máy công suất tương đối lớn, rãnh roto có thể làm thành rãnh sâu hoặc làm thành 2 rãnh lồng sóc (rãnh lồng sóc kép) Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh roto thường được làm chéo đi một góc so với tâm trục Động cơ lồng sóc là loại rất phổ biến do giá thành rẻ và làm việc bảo đảm

Động cơ roto dây quấn có ưu điểm về mở máy và điều chỉnh tốc độ, song giá thành cao và vận hành kém, tin cậy hơn roto lồng sóc nên chỉ được dùng khi động

cơ roto lồng sóc không đáp ứng các yêu cầu về truyền động

c Khe hở

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

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

và như vậy mới có thể làm cho hệ số công suất của máy cao hơn

Hình 1.5: Khe hở 2.1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha;

Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào 3 dây quấn stato, sẽ tạo ra từ trường quay p đôi cực, quay với tốc độ là:

(vòng/phút) (1.1)

Từ trường quay cắt các thanh dẫn của dây quấn rôto, cảm ứng các sdd, vì dây quấn rôto nối ngắn mạch, nên các sdd sẽ sinh ra dòng điện trong các thanh dẫn rôto, lực tác dụng tương hỗ giữa rôto của máy vời từ trường thanh dẫn rôto, kéo rôto quay cùng chiều từ trường với tốc độ n

Nếu rôto quay với tốc độ n, từ trường quay với tốc độ n1 thì tốc độ quay của rôto sẽ nhỏ hơn từ trường quay là n2 Vì nếu có tốc độ bằng nhau thì không có sự chuyển động tương đối, trong dây quấn rôto không có sdd và dòng điện cảm ứng, lực điện từ bằng không

Độ trênh lệch tốc độ quay của rôto và từ trường quay gọi là n2

n2=n1-n (1.2)

Hệ số trượt:

(1.3) Khi rôto đứng yên n=0,hệ số trượt s=1, khi rôto quay tốc độ động cơ là

(vong / phut) (1.4)

2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ một pha

2.2.1 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ một pha

Động cơ KĐB một pha là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng lực điện từ cho nên cấu tạo cơ bản của nó gồm có bộ phận điện là cuộn dây và bộ phận dẫn từ

là lõi thép Theo kết cấu, động cơ điện bao giờ cũng có hai phần chính là phần tĩnh (stato) và phần quay (rôto) được ngăn cách nhau bằng khe hở không khí

Stato là một khối thép hình vành khăn được đặt vừa khít trong một vỏ kim loại Vỏ này có hai nắp ở hai đầu, chính giữa hai nắp có hai ổ bạc hoặc hai ổ bi Vỏ

và nắp có nhiệm vụ định vị cho rôto và stato được đồng tâm để khi quay, chúng không bị va chạm vào nhau Trong lòng stato người ta khoét các rãnh để đặt các cuộn dây, các cuộn dây này được gọi là các cuộn dây stato, nó có nhiệm vụ tạo ra

từ trường quay Tuỳ theo cấu tạo của các cuộn dây stato mà các rãnh này có thể bằng nhau hoặc có thể rộng, hẹp khác nhau Để chống dòng fucô sinh nóng động

cơ stato không phải được đúc liền một khối mà được ghép bằng lá thép kỹ thuật điện mỏng, bên ngoài của các lá thép được phủ một lớp sơn cách điện

Đa số các stato đều nằm bên ngoài chỉ trong một số trường hợp đặc biệt stato mới được nằm bên trong (các loại quạt trần) Hình 3.15 mô tả một lá thép stato trong những động cơ thông dụng

Rôto là một khối thép hình trụ cũng được ghép bằng thép lá kỹ thuật điện mỏng với rãnh ở mặt ngoài Trong các rãnh có đặt các cuộn dây, gọi là cuộn dây rôto

Các cuộn dây này có nhiệm vụ sinh ra dòng điện cảm ứng để tác dụng tương

hỗ với từ trường quay, tạo thành mômen quay làm quay rôto Chính giữa tâm của rôto có một trục tròn và thẳng Trục này sẽ được xuyên qua hai nắp của động cơ ở chỗ ổ bạc hoặc ở bi để truyền chuyển động quay của rôto ra phía ngoài Rôto này được gọi là rôto quấn dây nó có nhược điểm phải sử dụng bộ góp bằng chổi quét

và vành khuyên nên hay hỏng và sinh nhiễu điện từ Hình 3.16 mô tả một lá thép rôto quấn dây của động cơ điện thông dụng

Đa số các động cơ không đồng bộ đang sử dụng trong kỹ thuật và đời sống hiện nay đều sử dụng rôto có cuộn dây thường xuyên ngắn mạch Loại rôto này có mặt ngoài được xẻ thành những rãnh, bên trong các rãnh có các thanh đồng , nhôm hoặc nhôm pha chì được nối với nhau ở hai đầu tạo thành một cái lồng Loại rôto này được gọi là rôto ngắn mạch hay rôto lồng sóc Mỗi một đôi thanh nhôm có tác dụng như một khung dây khép kín, cả cái lồng hình thành một cuộn dây ngắn mạch 2.2.2 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ một pha

Động cơ điện xoay chiều một pha là loại động cơ có công suất nhỏ (cỡ 600W trở lại) nó được sử dụng rộng rãi nhất trong kỹ thuật cũng như trong đời sống bởi vì

nó dùng được ở mạng điện một pha 110V hay 220V thông dụng (một dây nóng và

một dây nguội) Các động cơ điện xoay chiều một pha có rôto lồng sóc và cuộn dây một pha đặt trong rãnh stato Bây giờ ta hãy nghiên cứu các cách tạo ra từ trường quay trong động cơ điện xoay chiều một pha

Nếu trong rãnh lõi thép stato ta chỉ đặt một cuộn dây thì khi cho dòng điện xoay chiều một pha chạy qua trong động cơ chỉ sinh ra từ trường đập mạch (tức là không có từ trường quay) Từ trường này có thể phân tích thành hai loại từ trường quay trong không gian với vận tốc và độ lớn bằng nhau nhưng ngược chiều nhau

Do vậy mụmen quay tổng hợp ở trên rôto bằng không Kết quả động cơ không thể quay được

Lúc này, nếu ta dùng tay mồi cho động cơ quay theo chiều nào đó thì nó sẽ quay theo chiều ấy nhưng do có mômen khởi động rất nhỏ nên động cơ quay lờ đờ

và gần như không kéo được tải

3 Các chế độ làm việc của động cơ

3.1 Chế độ làm việc non tải

Dây quấn stato của động cơ điện tương tụ như dây quấn sơ cấp của máy biến

R1 là điện trở dây quấn stato

X1 = 2πfL là điện kháng tản dây quấn stato, đặc trưng cho từ thông tản stato f- tần số dòng điện stato

L1- điện cảm tản stato

E1- sức điện động pha stato do từ thông của từ trương quay sinh ra có trị số là:

E1 = 4,44fw1kdq1Фmax (1.5)

w1, kdq1 theo thứ tự là số vòng dây quấn và hệ số dây quấn của một pha stato

Hệ số dây quấn kdq1 < 1, nói nên sự giảm sức điện động của dây quấn do quấn rải trên các rãnh và bước rút ngắn, so với quấn tập trung như máy biến áp

Фmax Biên độ từ thông của trường quay

Sơ đồ thay thế rôto

Hình 1.7: sơ đồ thay thế roto

Từ trường chính quay với tốc độ n1, rôto quay với tộc độ n vậy từ trường chính quay đối với dây quấn rôto tốc độ trượt n2 = n1 – n Như vậy sức điện động

và dòng điện trong dây quấn rôto có tần số là:

stato f Lúc rôto đứng yên tần số dòng điện rôto là f

Sức điện động pha dây quấn rôto lúc quay là:

E2s = 4,44f2w2kdq2Фmax = 4,44f.s.W2.kdq2Фmax (1.7)

w2, kdq2 thứ tự là số vòng dây, hệ số dây quấn của roto Hệ số kdq2 < 1 nói nên

sự giảm sức điện động do dây quấn rôto dải trên các rãnh và bước rút ngắn

Khi rôto đứng yên s = 1; tần số f2 = f Sức điện động dây quấn rôto lúc đứng yên là: E2 = 4,44f.W2.kdq2Фmax (1.8)

Từ đó ta có tỉ số sđđ pha rôto là: Ke = E1/E2 = w1kdq1 / w2kdq2 (1.11) Ke gọi là

hệ số quy đổi sđđ rôto

3.2 Chế độ làm việc quá tải

Khi động cơ làm việc, từ trường quay trong máy do dòng điện của cả hai dây quấn sinh ra

Dòng điện trong dây quấn stato sinh ra từ trường quay stato quay tốc độ n1 đối với stato Dòng điện trong dây quấn rôto sinh ra từ trường quay rôto, quay đối với rôto tốc độ:

m1w1kdq1I1 – m2w2kdq2I2 = m1w1kdq1I0 (1.14) Trong đó: I0 là dịng điện stato lúc không tải

I1, I2 là dịng điện stato và rôto khi động cơ kéo tải m1, m2 là số pha của dây quấn stato và roto

Các hệ số m1w1kdq, m2w2kdq2 nói lên từ trường quay quanh do động thời m1

pha stato và m2 pha rôto sinh ra và có xét đến số vòng dây và cấu tạo các dây quấn Dấu trừ trước I2 vì ta chọn chiều I2 khơng phù hợp với chiều từ thông theo quy tắc vặn nút chai

Chia hai vế cho m1w1kdq1 và đặt:

I2 / (m1w1kdq1 / m2w2kdq2) = I2 / ki = I′2 (1.15)

Ta có:

I 1  I 0 I '2 (1.16) I′2 là dòng điện rôto quy đổi về stato, hệ số

đổi dòng điện rôto

Ví dụ 2 Động cơ không đồng bộ ba pha, tần số 50Hz, quay với tốc độ

gần bằng 1000vg/ph lúc không tải và 970vg/ph lúc đầy tải

1 Động cơ có bao nhiêu cực từ ?

2 Tính hệ số trượt lúc đầy tải ?

3 Tìm tần số điện áp trong dây quấn rotor lúc đầy tải ?

4 Tính tốc độ của :

a Từ trường quay của rotor so với rotor ?

b Từ trường quay của rotor so với stator ?

c Từ trường quay của rotor so với từ trường quay stator ?

Giải

Số đôi cực từ của động cơ

Hệ số trượt khi đầy tải:

Tần số dòng điện trong rôto khi đầy tải:

f2  sf1  0.03  50  1.5Hz Tốc độ từ trường quay của roto so với roto:

n2  n1 n  1000  970  30vg / ph Tốc độ từ trường quay của roto so với stato:

n1 1000vg / ph

Ví dụ 3 Một động cơ không đồng bộ ba pha rotor dây quấn, tần số 50Hz, 6

cực từ 220V có stator đấu  và rotor đấu Y Số vòng dây hiệu dụng rotor bằng một nửa số vòng dây hiệu dụng stator Hãy tính điện áp và tần số giữa các vành trượt nếu :

a Rotor đứng yên ?

b Hệ số trượt rotor bằng 0,04 ?

U2s  sU2  0.04190.52  7.621V

f2 sf1  0.04  50  2Hz

Ví dụ 4 Tốc độ khi đầy tải của động cơ không đồng bộ tần số 50Hz là

460vg/ph Tìm số cực từ và hệ số trượt lúc đầy tải ?

Giải

Số đôi cực từ của động cơ:

Hệ số trượt khi đầy tải:

3.3 Chế độ đủ tải

Để thuận tiện cho việc nghiên cứu và tính toán ta thành lập một sơ đồ điện, gọi là sơ đồ thay thế động cơ điện

Quy đổi roto về stato

E′2 = keE2 = E1 là sđđ pha rôto quy đổi về stato

I′2 = I2 / k1 là dòng điện rôto quy đổi về stato

ke, ki là hệ số quy đổi sức điện động và hệ số quy đổi dòng điện

R′2 = R2keki là điện trở kháng dây quấn rôto quy đổi về stato

X2′ = X2keki là điện trở kháng dây quấn rôto quy đổi về stato Keki = k là hệ số quy đổi tổng trở

Sơ đồ thay thế chính xác động cơ

Hình 1.8a: Sơ đồ thay thế máy điện KĐB3 pha

Hình 1.9: sơ đồ thay thế máy điện KDB3 pha Cũng tương tự như đã nghiên cứu ở máy biến áp hệ phương trình trên là hệ phương trình Kiếcshop cho mạch điện Mạch điện trên là sơ đồ thay thế động cơ điện không đồng bộ

Để thuận tiện cho việc tính toán, sơ đồ đó được xem gần đúng tương đương được sử dụng nhiều trong tính toán động cơ điện không đồng bộ, trong đó:

BÀI TẬP:

Bài 1: Giải thích các kí hiệu trên nhãn động cơ KĐB 3 pha có ghi như sau:

Pđm = 15kW; 2p=4; n=1550 vòng/phút; µ = 85%; cos phi-0.8; f=50Hz; 220/380V- ∆/Y-15.5/5.8A

PHIẾU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH

MĐ23 Bước

công

việc

CÔNG VIỆC: Quan sát và nhận dạng được các động cơ một pha và ba pha 2/B1/

MĐ23 Bước

- ĐC Y/∆; ĐC 1pha chạy tụ…

năng VOM

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Cấu tạo nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ một pha, ba pha?

2 Phân biệt được các chế độ làm việc của động cơ 3 pha?

BÀI 2: ĐẤU DÂY, VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ

Mã bài MĐ 27-02

Giới thiệu

Việc đấu dây cho động cơ là một bước quan trọng trước khi vận hành động

cơ Khi vận hành cần tuân thủ các bước như thế nào

Mục tiêu

Vận dụng được các phương pháp kiểm tra để xác định đúng cực tính của động

cơ không đồng bộ ba pha;

Giải thích được quy trình vận hành động cơ;

Vận hành được động cơ không đồng bộ đúng yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo

an toàn;

Rèn luyện tác phong công nghiệp

Nội dung chính

1 Phương pháp kiểm tra xác định cực tính động cơ

1.1 Giới thiệu các phương pháp

Trong trường hợp các đầu dây ra của động cơ không còn kí hiệu thì phải tiến hành xác định đầu đầu, đầu cuối của các pha (còn gọi là xác định cực tính của cuộn dây), sau đó mới có the tiến hành đấu dây vận hành động cơ

Bộ dây quấn stato động cơ xoay chiều ba pha gồm ba cuộn dây giống nhau và được đặt lệch nhau 120 độ điện trên các rãnh của stato

Các cuộn dây này thường được kí hiệu là :

- Cuộn dây A-X tương ứng với pha A

- Cuộn dây B-Y tương ứng với pha B

- Cuộn dây B-C tương ứng với pha C

Theo qui luật lồng dây, các đấu dây ra có trật tự đầu đầu, đầu cuối (hay còn gọi là cực tính) Thường kí hiệu các đầu đấu là A, B, C còn các đầu cuối là X, Y,

Z Động cơ chỉ có thể hoạt động bình thường khi cực tính các đấu dây được xác định đúng Nhưng trong thực tế ta gặp một số động cơ bị mất ký hiệu cực tính ở các đầu dây như đã quy ước Do đó ta phải xác định lại

Xác định cực tính là xác định đầu các cuộn dây theo chiều quấn để đấu nối các cuộn tạo ra từ trường có chiều thích hợp

- Xác định cực tính chỉ thực hiện khi máy điện có nhiều cuộn dây cần đấu

nối với nhau hoặc đấu nối với nguồn để làm việc

Để tìm ra cuộn dây cùng chiều quấn (đầu đầu, đầu cuối) ta thực hiện theo các phương pháp sau đây:

Có nhiều phương pháp xác định cực tính của cuộn dây, sau đây chỉ giới thiệu một phương pháp đơn giản, dễ thực hiện Thứ tự tiến hành như sau :

- Phương pháp Xác định đầu dây dùng nguồn 1 chiều

- Phương pháp Xác định đầu dây dùng nguồn xoay chiều

* Xác định đầu dây dùng nguồn xoay chiều:

Giả sử một động cơ ba pha có ba cuộn dây đã được xác định cực tính Ta

sẽ biến động cơ thành một máy biến áp cảm ứng như hình 2.2

- Xét trường hợp hình 2.2a cuộn sơ cấp được tạo bởi hai cuộn dây pha nối

tiếp cùng chiều (cuối cuộn nọ nối đầu cuộn kia) Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp thì trên cuộn AX và BY nhận được 2 từ thông tương ứng là

Oa và ®b (chiều từ thông xác định nhờ quy tắc vặn nút chai)

Ta nhận thấy 2 từ thông này biến thiên, cùng móc vòng qua cuộn thứ cấp CZ, chúng lại cùng chiều nên từ thông tổng "móc" qua cuộn thứ cấp lớn nhất Theo luật cảm ứng điện từ trong cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện một sức điện động cảm ứng Ta có the kiểm tra sức điện động cảm ứng này bằng vôn mét hay bóng đèn mắc như hình 2.2

Tương tự, xét trường hợp hình 2.2b: Do 2 cuộn dây pha đấu ngược chiều nên

từ thông móc vòng qua cuộn thứ cấp CZ bị triệt tiêu Trong cuộn thứ cấp không có sức điện động cảm ứng, đèn sẽ không sáng và vôn mét không hiển thị

Qua phân tích trên ta có the tìm được các xác định cực tính của động cơ bằng nguồn xoay chiều, nhưng có một số lưu ý sau:

Nguồn xoay chiều đưa vào thử chỉ nên lấy từ (20% - 50%) Uđm cuộn dây

Nếu động cơ công suất lớn càng lớn thì giá trị này lấy càng nhỏ

Với một số động cơ công suất nhỏ (Số vòng cuộn dây nhiều, tiết diện dây nhỏ - trở kháng cuộn dây lớn), công suất bóng đèn lớn (điện trở bóng đèn nhỏ) nên

bóng đèn có thể không sáng do phần lớn điện áp cảm ứng sụt trên cuộn dây

Trường hợp này ta phải dùng vôn mét thay thế đèn

Thời gian thử phải tiến hành nhanh chóng để khỏi ảnh hưởng đến cuộn dây do

bị phát nóng

Về mặt lí thuyết thì điện áp cảm ứng Ucư = 1

2Unguồn (do số vòng cuộn sơ gấp

2 đội cuộn thứ) Nhưng thực tế Ucư < 1

2 Unguồn do các cuộn dây stato trong thực tế không đạt "tách rời" như hình vẽ đã mô phỏng ở trên, nên từ thông a và

b không hoàn toàn "chui hết" qua cuộn thứ cấp CZ tức là c < a + b Do đó

ta nên chọn:

Uđm đèn < 1

2 Unguồn

* Xác định đầu dây dùng nguồn 1 chiều

Nếu K đang ở trạng thái đóng, chiều từ thông Oa do pha A sinh được xác định

như hình 2.3 Nếu ta đột ngột chuyển K sang trạng thái ngắt sẽ làm cho từ thông Oa

qua cuộn BY giảm

Theo định luật cảm điện từ thì trong cuộn BY sẽ sinh ra sức điện động Ecư

Do từ thông a đang giảm, nên từ thôngb của dòng điện do Ecư sinh ra phải

cùng chiều với a (để chống lại sự giảm) Vậy chiều của Ecư ở trạng thái K

chuyển từ đóng  ngắt được xác định như hình Kết luận: Nếu K chuyển từ trạng

thái đóng  ngắt mà điện áp cảm ứng có giá trị dương (kim vôn mét quay theo

chiều dương của thang chia) thì đầu nối với cực (+) của vôn mét có cùng cực tính

với đầu dây nối vào cực (+) của nguồn một chiều

1.2 Thực hành kiểm tra xác định cực tính động cơ

1.2.1 Xác định cực tính bằng nguồn xoay chiều

Bước 1: Xác định 2 đầu dây của từng cuộn dây pha của động cơ bằng ôm mét

Bước 2: Chọn một pha bất kì làm pha A Trong pha A ta lại chọn một đầu dây

bất kì làm đầu đầu (đầu A), đầu còn lại sẽ là đầu cuối (đầu X)

Bước 3: Đấu nói tiếp pha A với một trong 2 pha còn lại (giả sử đó là pha B),

pha thứ ba đấu với đèn hoặc vôn mét Xem hình 2.4a,b

Bước 4: Đóng điện, quan sát hoạt động của vôn mét Nếu :

- Kim vôn mét nhích lên thì đầu nối với X là đầu đầu của pha B (đầu B), đầu còn lại của pha B là đầu Y hình 4.3a

- Kim vôn mét đứng yên thì đầu nối với X là đầu cuối của pha B (đầu Y), đầu còn lại của pha B là đầu đầu hình 4.3b

Bước 5: Đổi vị trí của pha C cho pha B hình 4.3c, lặp lại các bước 3, 4 để tìm đầu C và Z

Bước 6: Hoạt động thử theo các bước sau :

- Nối các cuộn dây động cơ theo hình sao hoặc tam giác tuỳ theo kí hiệu ghi trên nhãn động cơ

- Đóng điện nguồn

- Quan sát dòng điện không tải các pha Ia, Ib, Ic, Ghi kết quả vào bảng Đổi thứ

tự đầu dây một pha bất kì (đoi đầu đầu cho đầu cuối) Lặp lại bước 6

1.2.2 Xác định cực tính bằng nguồn một chiều

Có thể xác định cực tính bằng nguồn một chiều như sơ đồ hình 2.6

Bước 1: Xác định 2 đầu dây của từng pha: Nối 6 đầu dây vào cọc nối

Xác định 2 đầu dây của 1 pha:

* Dùng đồng hồ vạn năng đo thông mạch

* Xắp xếp 2 đầu dây của 1 pha ở vị trí cọc nối gần nhau và đặt tên pha (Pha A

- Pha B - Pha C)

Bước 2: Gán đầu đầu - Đầu cuối cho Pha A (Đầu đầu A - Đầu cuối X)

Bước 3: Xác định Đầu đầu - Đầu cuối cho 2 Pha còn lại

Pha B: - Mắc nguồn 1 chiều và đồng hồ vạn năng: Công tắc K mở, đồng hồ vạn năng thang đo (0-50) A 1 chiều

- Bật công tắc K quan sát đồng hồ, kim dịch sang phải

=> Kết luận: Đầu nối với que đen là đầu B, đầu nối với que đỏ là đầu Y (Ngược lại đổi đầu que đo)

Pha C: Làm tương tự như pha B

1.2 Đấu dây động cơ

Để thuận tiện cho việc đấu dây, các đầu dây ra của dây quấn stato được bố trí trên hộp nối (trên vỏ động cơ như hình vẽ) Sau khi xác định cách đấu dây phù hợp với điện áp nguồn, tiến hành đấu sao hay tam giác như hình vẽ b, c

2 Vận hành động cơ

2.1 Kiểm tra động cơ trước khi vận hành

- Kiểm tra động cơ: Sử dụng đồng hồ VOM để kiểm tra chạm vỏ, xác định các đầu đầu, đầu cuối A_X; B_Y; C_Z và đo thông mạch 3 cuộn dây pha

- Kiểm tra cách điện giữa dây quấn stato và lõi thép (kiểm tra cách điện từng cuộn dây một) - Kim Mêgôm mét chỉ 0.5MΩ trở lên thì đạt yêu cầu kỹ thuật - Kim Mêgôm mét chỉ nhỏ hơn 0,5 M Ω thì không đạt yêu cầu kỹ thuật

- Kiểm tra cách điện giữa các pha:

+ Mê gôm mét chỉ 2 M Ω - đạt yêu cầu kỹ thuật

+ Mê gôm met chỉ 0,3M Ω - không đạt yêu cầu kỹ thuật

2.2 Vận hành động cơ

Cho động cơ quay không tải với điện áp định mức, nếu động cơ quay nhanh,

êm, không phát ra tiếng ù, thì dây quấn đã được đấu đúng Dùng ampe kìm để

đo dòng điện đi vào các pha của động cơ và so sánh với dòng điện định mức ghi trên nhãn máy Tỉ số giữa dòng không tải và dòng điện định mức (I0/Iđm) tuỳ

thuộc vào công suất và tốc độ quay và cả công nghệ chế tạo động cơ, thường đựợc cho trong lí lịch máy Nếu tỉ số I0/Iđm lớn hơn trị số cho trong lí lịch thì nguyên nhân có thể do: trở kháng của dây quấn bé do quấn thiếu vòng dây, do ma sát cơ lớn vì vòng bi hỏng hoặc khô mỡ bôi trơn, hoặc do lắp ráp các nắp máy vào thân máy không tốt, hoặc do khe hở giữa rôto và stato lớn, cần phải xem xét lại toàn

bộ động cơ, nếu không khi làm việc động cơ sẽ bị quá nhiệt

* Trường hợp dòng điện đo được ở ba pha không đều thì nguyên nhân có thể do: điện áp ba pha không cân bằng, dây quấn ba pha không đối xứng (số vòng không bằng nhau, ngắn mạch một số vòng ở một pha nào đó)

ĐC 3 pha Pin 1.5V; đồng hồ VOM; công tắc; dây giắc cắm

2 Xác định 2 đầu dây

của từng pha

- Đúng, chính xác - Dùng đồng hồ vạn

năng VOM

cho Pha A (Đầu đầu A -

PHIẾU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH

CÔNG VIỆC: Xác định cực tính động cơ KĐB 3 pha bằng nguồn một

chiều

2/B2/ MĐ23 Bước

4 Đấu nối tiếp pha A với

một trong 2 pha còn lại

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Ý nghĩa của việc xác định cực tính động cơ ?

2 Phương pháp xác định cực tính ở trên dựa trên nguyên lý nào ?

3 Trong trường hợp không có ôm mét, chỉ có đèn thử và các phụ kiện khác, ta

có thể xác định được cực tính của động cơ không ? Nếu được, hãy trình bày phương pháp xác định

BÀI 3: DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

Mã bài: MĐ 27 - 03 Mục tiêu

Trình bày được một số khái niệm chung về dây quấn động cơ không đồng bộ;

Vẽ được các kiểu sơ đồ dây quấn thông dụng trên stato động cơ không đồng

bộ một pha và ba pha;

Rèn luyện tác phong công nghiệp

Nội dung chính

1 Khái niệm chung về dây quấn

Dây quấn của động cơ KĐB 3 pha là các cuộn dây riêng biệt được đặt trong các rãnh của stato; có thể gồm một hoặc nhiều vòng dây quấn nối tiếp nhau một lớp hoặc nhiều lớp

Dây quấn có một vòng dây thường gọi là dây quấn thanh thường dùng cho roto dây quấn

Dây quấn stato có 2 loại 1 lớp và 2 lớp quấn kiểu đồng tâm hoặc đồng khuân, dây quấn xếp kép hoặc xếp đơn

1.1 Nhiệm vụ và các yêu cầu cơ bản

1.1.1 Nhiệm vụ của dây quấn

Tạo nên từ trường quay cho máy, từ trường này quét lên dây quấn roto trên dây quấn sẽ sinh ra sức điện động cảm ứng và một dòng điện, dòng điện trong dây quấn roto tác dụng lên từ trường dây quấn stato tạo nên momen quay trên trục động cơ thực hiện biến đổi điện năng thành cơ năng

Nếu từ trường tạo nên bởi dây quấn stato phân bố theo hình sin trên lõi thép thì động cơ chạy êm

1.1.2 Các yêu cầu cơ bản

- Trị số điện áp giữ các pha bằng nhau

- Các pha phải đặt lệch nhau 1200 hoặc 2400.

- Điện trở và điện kháng các pha phải bằng nhau(động cơ 3 pha)

- Các số nhánh song song đảm bảo đấu đúng

- Dây quấn phải có cách điện giữa các pha, các vòng dây, cách điện với vỏ đảm bảo ứng suất cơ khi ngắn mạch bên ngoài

- Khi động cơ mang tải bình thường động cơ không được phát nóng quá trị số cho phép

1.1.3 Phân loại dây quấn

- Căn cứ vào số cạnh tác dụng trong mỗi rãnh chia ra: Dây quấn 1 lớp và dây quấn 2 lớp

+ Dây quấn 1 lớp: Trong mỗi rãnh có 1 cạnh tác dụng

+ Dây quấn 2 lớp: Trong mỗi rãnh có 2 cạnh tác dụng; 1 cạnh ở lớp trên, 1 cạnh ở lớp dưới

- Căn cứ vào hình dạng của nhóm bối dây ta có:

+ Dây quấn đồng tâm:

Dây quấn đồng tâm 3 mặt phẳng

Dây quấn đồng tâm 2 mặt phẳng

Dây quấn đồng tâm xếp lớp

+ Dây quấn đồng khuôn

Dây quấn đồng khuôn 1 lớp

Dây quấn đồng khuôn 2 lớp

Dây quấn đồng khuôn móc xích

- Căn cứ vào giá tri của q:

+ Dây quấn q nguyên

+ Dây quấn q phân số

1.2 Các thông số cơ bản của sơ đồ dây quấn stato động cơ

1.2.1 Cực từ

* Định nghĩa: Cực từ là được hình thành bởi một bối dây hay nhóm bối dây sao cho khi dòng điện đi qua sẽ tạo được các từ cực N, S xen kẽ kế tiếp nhau trong cùng các nhóm bối dây của 1 pha, số lượng từ cực N, S luôn là số chẳn

Quy ước: Khi nhìn đối diện cực từ nếu chiều dòng điện đi tư trên xuống dưới thì nó là cực nam (S), ngược lại là cực bắc (N) *

Bước cực từ: Là bề rộng của một cực từ hay là khoảng cách giữa hai tâm cực

từ kế cận nhau

Hình 3.1: Sự hình thành cực từ 1.2.2 Bối dây:

* Bối dây được biểu diễn trong hình 3.2 Là một hay nhiều vòng dây được quấn định hình theo một kích cỡ nào đó và đặt vào trong rãnh của lõi thép Trên sơ

đồ dây quấn, bối dây được thể hiện bằng hình vẽ một nét

* Bối dây gồm có:

- Cạnh tác dụng: Là một hay nhiều vòng dây được quấn định hình theo kích cỡ

nào đó và đặt vào trong rãnh của lõi thép, mỗi bối dây có 2 cạnh tác dụng

- Phần đầu nối: Là phần dây quấn không nằm trong lõi thép mà dùng để nối liên kết 2 cạnh tác dung lại với nhau

- Bước bối dây (bước dây quấn y): Là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của cùng một bối dây y = 7-1 = 6 rãnh

Ký hiệu là Y ,bước quấn Y tuỳ theo các hình thức quấn dây có thể là bước đủ, bước dài hay bước ngắn Để thuận tiện trong việc vẽ và đọc sơ đồ, người ta qui ước trục của bối dây và đầu đầu (Đ), đầu cuối (C) của bối dây như hình 13.2b

Hình 3.2 1.2.3 Nhóm bối dây:

Bao gồm một hoặc nhiều bối dây mắc nối tiếp nhau Mỗi nhóm bối có hai đầu dây ra (hình 3.3)

Hình 3.3:Nhóm bối dây phân loại theo hình dạng

1.2.4 Cuộn dây pha:

Là bao gồm các nhóm bối dây của một pha được nối với nhau theo nguyên tắc đấu dây tạo thành cuộn dây pha

1.2.5 Nguyên tắc đấu cực của bộ dây Stato

- Số nhóm bối dây trong 1 pha bằng số cực từ (2p) (đấu dây cực từ thật): đấu cuối cuộn dây này với cuối cuộn dây kia và đầu cuộn dây này với đầu cuộn dây kia (Đấu đầu- đầu, cuối - cuối) - Số nhóm cuộn dây trong 1 pha bằng số đôi cực (p) (đấu dây cực từ giả): đấu cuối cuộn dây này với đầu cuộn kia (đấu đầu -cuối và cuối - đầu)

Hình 3.4 1.2.6 Số rãnh của một pha phân bố dưới một cực từ

2.1.1 Dây quấn đồng tâm một lớp

* Đặc điểm: các cuộn dây có hình dạng giống nhau nhưng kích thước khác nhau được nối với nhau thành một cuộn dây mỗi cuộn dây có hai cạnh tác dụng nằm trong các rãnh khác nhau được tính khoảng cách bằng bước dây quấn y

Số cuộn dây trong một pha phụ thuộc vào số rãnh dưới 1 cực của một pha Ví

dụ Z=24; 2p=4; m=3 thì q=2 rãnh

Sơ đồ trải dây quấn đồng tâm một lớp

Hình 3.4: Sơ đồ trải dây quấn động cơ 3 pha kiểu đồng tâm một lớp có Z=24;

2p=4; m=3

Hình 3.5: Sơ đồ trải dây quấn động cơ 3 pha kiểu đồng tâm một lớp có Z=36;

2p=4; m=3

Hình 3.6: Sơ đồ trải dây quấn động cơ 3 pha kiểu đồng tâm bổ đôi có Z=24;

2p=2; m=3 2.1.2 Dây quấn đồng khuân một lớp

- Đặc điểm: các bối dây có hình dạng và kích thước giống nhau, mỗi rãnh chỉ đặt một cạnh tác dụng cuộn dây nên có ưu điểm là khi quấn chỉ cần 1 kích thước khuôn, bộ dây đẹp

- Sơ đồ trải:

Hình 3.7: Sơ đồ trải dây quấn động cơ 3 pha kiểu đồng khuân một lớp có

Z=24; 2p=4; m=3

Hình 3.8: Sơ đồ trải dây quấn động cơ 3 pha kiểu đồng khuôn một lớp có

Z=36; 2p=4; m=3

Hình 3.9: Sơ đồ trải dây quấn động cơ 3 pha kiểu đồng khuôn một lớp có

Z=36; 2p=6; m=3 2.2 Dây quấn 2 lớp kiểu xếp

2.2.1 Dây quấn xếp kép bước đủ

Dùng với nhiều động cơ cỡ trung bình do có những đặc tính ưu việt mà dây quấn xếp đơn không có như:

- Chọn được bước dây quấn thích hợp nhất để cải thiện đường cong sức điện động từ trường quay

- Chọn được số rãnh dưới 1 cực của 1 pha là phân số

- Tiết kiệm vật liệu, có thể quấn nhiều bối dây trên 1 máy

- Tuy nhiên do nhiều bối dây chồng chéo nhua nên khó cách điện các pha

Hình 3.10: Sơ đồ trải dây quấn động cơ 3 pha kiểu đồng khuôn hai lớp bước

đủ có Z=36; 2p=4; m=3

Hình 3.11: Sơ đồ trải dây quấn động cơ 3 pha kiểu đồng khuôn hai lớp bước

ngắn có Z=36; 2p=4; m=3

3 Dây quấn động cơ không đồng bộ một pha

3.1 Một số khái niệm cơ bản

* Nhiệm vụ và yêu cầu:

Dây quấn ở stato có nhiệm vụ tạo ra từ trường quay Trong quá trình làm việc dây quấn được đấu vào nguồn, số vòng dây quấn sẽ do điện áp định mức của động

cơ quyết định; còn tiết diện dây sẽ được quyết định bởi dòng điện chạy qua nó Nói

cách khác, chính công suất quyết định tiết diện dây

- Cạnh tác dụng: Là một hay nhiều vòng dây đƣợc quấn định hình theo kích

cỡ nào đó và đặt vào trong rãnh của lõi thép, mỗi bối dây có 2 cạnh tác dụng

- Phần đầu nối: Là phần dây quấn không nằm trong lõi thép mà dùng để nối liên kết 2 cạnh tác dung lại với nhau

- Bước bối dây (bước dây quấn y): Là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của cùng một bối dây y = 7-1 = 6 rãnh

Để thuận tiện trong việc vẽ và đọc sơ đồ, người ta qui ước trục của bối dây và đầu đầu (Đ), đầu cuối (C) của bối dây như hình 3.12b

+ Dây quấn 2 lớp: Trong mỗi rãnh có 2 cạnh tác dụng; 1 cạnh ở lớp trên, 1 cạnh ở lớp dưới

- Căn cứ vào hình dạng của nhóm bối dây ta có dây quấn đồng tâm hoặc dây quấn đồng khuôn

- Căn cứ vào giá tri của q:

+ Dây quấn q nguyên

+ Dây quấn q phân số

* Cực từ:

Hình 3.14: Sự hình thành cực từ

* Định nghĩa: Cực từ là được hình thành bởi một bối dây hay nhóm bối dây sao cho khi dòng điện đi qua sẽ tạo được các từ cực N, S xen kẽ kế tiếp nhau trong cùng các nhóm bối dây của 1 pha, số lượng từ cực N, S luôn là số chẳn

Quy ước: Khi nhìn đối diện cực từ nếu chiều dòng điện đi từ trên xuống dưới thì nó là cực nam (S), ngược lại là cực bắc (N) *

Bước cực từ: Là bề rộng của một cực từ hay là khoảng cách giữa hai tâm cực

từ kế cận nhau

* Các biểu thức cơ bản:

- Bước cực từ:

- Số rãnh phân bố cho mỗi pha dưới mỗi cực từ:

Gọi: qA là số rãnh của dây quấn chính, qB là số rãnh của dây quấn phụ

ZA : Số rãnh dây quấn chính ZB: Số rãnh dây quấn phụ Z: Tổng số rãnh của Stator

* Đối với động cơ điện dung (ZA = ZB = Z/2)

* Đối với động cơ dây quấn mở máy (ZA=2ZB=2/3Z)

- Góc lệch pha (Khoảng cách giữa đầu đầu và đầu cuối các pha):

3.2 Dây quấn 1 lớp

a Sơ đồ dây quấn đồng tâm phân tán một lớp ZA = 2ZB, Z = 24 rãnh, 2P = 2

b Sơ đồ dây quấn đồng khuôn phân tán một lớp ZA = ZB, Z = 24 rãnh, 2P =2

c Sơ đồ dây quấn đồng khuôn phân tán một lớp ZA=ZB, Z=24 rãnh, 2P=4

3.3 Dây quấn 2 lớp

a Sơ đồ dây quấn đồng khuôn hai lớp ZA=ZB, Z=24 rãnh, 2P=4

b Sơ đồ dây quấn đồng khuôn hai lớp ZA = ZB, Z = 24 rãnh, 2P = 2

Thực hành

Bài 1: Tính toán và vẽ sơ đồ trải động cơ 3 pha kiểu đồng tâm 1 lớp biết Z = 24; 2P = 2; m = 3

PHIẾU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH

CÔNG VIỆC: Tính toán và vẽ sơ đồ trải động cơ 3 pha kiểu đồng tâm

1 lớp biết Z=24; 2P=2; m=3

1/B3/ MĐ23

- giấy bút

2 Vẽ sơ đồ trải theo

tuần tự các bước

- Đúng, chính xác - bút, giấy, thước

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Phân loại các sơ đồ dây quấn động cơ 3 pha ?

2 Nêu ưu nhược điểm của dây quấn một lớp và hai lớp ?

BÀI 4: QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ BA PHA

Mã bài: MĐ 27-04 Mục tiêu

- Phân tích được quy trình quấn lại động cơ ba pha đảm bảo động cơ hoạt động tốt với các thông số kỹ thuật, theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện;

- Vận dụng các bước quy trình để quấn lại được động cơ với các kiểu quấn thông dụng đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật;

- Đảm bảo tính chính xác, an toàn trong công việc

Nội dung

1 Quy trình quấn lại động cơ không đồng bộ ba pha

1.1 Lấy mẫu bộ dây

- Dùng 1 dây đồng đặt vào rãnh đầu tiên đến rãnh số n tùy thuộc bước dây quấn y bằng bao nhiêu (với động cơ không có dây quấn cũ)

- Đo kích thước đúng bằng kích thước của dây quấn cũ tháo khỏi máy

1.2 Vệ sinh động cơ

- Khi đã tháo toàn bộ dây quấn, lót, nêm tre khỏi rãnh stato, ta dùng rẻ lau sạch trong các rãnh

Hình 4.1 1.3 Tính toán và làm khuôn quấn động cơ

* Tính toán: tùy thuộc yêu cầu của bài quấn dây kiểu gì ta áp dụng công thức của kiểu dây quấn đó để xác định được các thông số cơ bản

* Làm khuôn quấn dây:

1: Hình dạng khuôn gỗ và miếng nẹp (má ốp)

- Hình dạng khuôn gỗ

Hình 4.2

- Hình dạng miếng nẹp:

Hình 4.3

Miếng nẹp là hai miếng gỗ kẹp 2 bên cái khuôn căn cứ vào khuôn để định kích thước cho miếng nẹp, điều kiện bắt buộc miếng nẹp phải lớn hơn các khuôn tối thiểu mỗi chiều 1cm Hai đầu miếng nẹp (ứng với hai đầu khuôn) phải cắt trống

để làm chỗ sang nối dây, bề dày miếng nẹp khoảng từ (0,3 -1 cm)

2 Các bước tiến hành

Phương pháp 1: Dựa vào bước quấn dây (y) của bối dây cần làm khuôn, lấy 1 sợi dây đồng đặt vào hai rãnh stato động cơ đã lót giấy cách điện (khoảng cách hai rãnh bằng bước dây y) Khoảng cách hai đầu khuôn cách lõi thép khoảng (1- 1,2)

cm Lấy dây đồng ra uốn theo hình dạng khuôn gỗ đã chọn (hình chữ nhật, hình thoi, hình bầu dục), đo các kích thước trên hình dạng dây đồng để làm kích thước khuôn gỗ và bề dày khuôn gỗ bằng chiều cao rãnh stato

Sau khi lấy kích thước và lấy dấu kích thước lấy cưa cắt ra thành hình dạng khuôn, lấy thước gạch chéo 4 góc để tìm trung tâm của cái khuôn để khoan 1 lỗ tròn đường kính (1-1,2 cm) sau này cắt lên bàn quay dùng dũa hoặc đá mài làm láng xung quanh khuôn gỗ, để sau này lấy giấy cách ra khỏi khuôn gỗ được dễ dàng

b Phương pháp 2: Áp dụng cho loại khuôn bầu dục

* Kích thước khuôn gỗ

Hình 4.4: Kích thước khuôn gỗ

* Cách xác định kích thước của khuôn quấn dây

- Stato để lót cách điện rãnh

- Rãnh X và Y là hai rãnh lắp cuộn dây (khoảng cách bước dây)

- Khoảng cáh hai rãnh (X, Y) chính là chiều rộng khuôn

- d: là độ dài bìa cách điện trong rãnh Stato

- h: chiều cao rãnh stato

- hR: khoảng cách lớn nhất từ đường nối hai rãnh tới đáy stato

3 Làm khuôn quấn dây

Hình 4.5: Các dạng khuôn quấn

Xác định chu vi khuôn quấn: CV = 2h + d Yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn quấn:

- Khuôn quấn phải đúng kích thước, có độ dày vừa phải

- Bề mặt khuôn quấn phải tương đối nhẳn, các góc lượng cần phải bo tròn

- Lổ khoan phải đúng tâm, phù hợp với trục bàn quấn (từ 10 12)

1.4 Guồng dây trên khuôn

- Gá khuôn và má ốp lên bàn quấn theo thứ tự tăng dần kích thước Chú ý các rãnh xẻ ở má ốp phải đặt cùng một phía

- Chỉnh kim bàn quấn về 0, chuẩn bị quấn dây

- Đủ số vòng của một bối thì kéo qua bối tiếp theo tại chỗ xẻ rãnh trên má ốp

- Quấn xong, tháo các bối dây ra khỏi bàn quấn

- Buộc cố định các bối dây ở hai cạnh của từng bối, sắp xếp theo đúng thứ tự 1.5 Lồng dây

Xem lại sơ đồ khai triển dây quấn của động cơ sắp lắp dây

Đếm lại số bối dây và nhóm bối dây theo sơ đồ

Lấy ra bối dây của nhóm bối dây sắp lắp vào rãnh rồi tháo bỏ dây cột phụ cột bối dây

Vuốt thẳng hai cạnh tác dụng của bối dây rồi trải song song các cạnh tác dụng trong bối dây sắp lắp Bóp cong phần hai đầu bối dây rồi lồng dây vào rãnh Stator,

đầu nối chừa sẵn về một phía để sau cùng nối dây dễ dàng

Xem chiều dây quấn trong các bối dây rồi chọn khe rãnh đúng sơ đồ để lắp các cạnh tác dụng

Bóp dẹp cạnh tác dụng bằng hai tay theo phương thẳng đứng với rãnh rồi đưa lần lượt từng thanh dẫn qua khe rãnh vào gọn trong lớp giấy cách điện đã lót

Giữ các cạnh tác dụng thẳng và sóng bằng các ngón tay bàn tay trái sát một đầu khe rãnh, rồi dùng đũa tre đã chuốt dẹp bằng tay phải chải dọc theo khe rãnh

để đẩy từ từ từng thanh dẫn vào rãnh (chú ý không đè ấn làm cong, gấp khúc cạnh tác dụng)

Hình 4.6: Thao tác lồng dây vào rãnh stato Quan sát tình trạng các thanh dẫn đã được đặt gọn trong lớp cách điện rãnh Đặt lớp giấy cách điện phủ lên trên các cạnh tác dụng nhưng nằm trong lớp cách điện đã lót rồi đẩy từ từ giấy lót miệng khe vào dọc theo khe rãnh

Hình 4.7: Chải dây và đặt miếng lót Vuốt lại hai đầu dây của bối dây và cạnh tác dụng còn lại rồi đưa cạnh tác dụng còn lại vào đúng vị trí rãnh cần lắp theo sơ đồ Tiếp tục các thao tác lắp dây như trên Sửa lại hai đầu bối dây vừa lắp xong cho gọn và không gây ảnh hưởng đến việc lắp các bối dây còn lại Lắp tiếp theo lần lượt các bối dây và nhóm bối dây như thứ tự ở sơ đồ khai triển

Lót giấy cách điện phần đầu nối bối dây ngoài rãnh để phân cách lớp các nhóm bối dây Sửa lại các nhóm bối dây cho gọn và thẩm mỹ, chú ý không để phần đầu các nhóm bối dây cản đường lắp vào của rotor và không chạm nắp hay thân động cơ