Thử nghiệm động cơ điện chìm và lập đường tính chế độ kông tải và có tải của động cơ điện chìm lắp với máy bơm chìm potx

BO KHOA HOC VA CONG NGHE - BO NONG NGHIEP VA PTNT TONG CONG TY CƠ ĐIỆN - XÂY DỰNG NÔNG NGHIỆP VÀ THỦY LỢI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TƯ VẤN CƠ ĐIỆN VÀ XÂY DỰNG Số 6, Nguyễn Công Trứ, Quận H

BO KHOA HOC VA CONG NGHE - BO NONG NGHIEP VA PTNT

TONG CONG TY CƠ ĐIỆN - XÂY DỰNG NÔNG NGHIỆP VÀ THỦY LỢI

TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TƯ VẤN CƠ ĐIỆN VÀ XÂY DỰNG

Số 6, Nguyễn Công Trứ, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội

Báo cáo chuyên đề của Đề tài:

“HỢP TÁC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHÌM LẮP VỚI MÁY BƠM CHÌM

CÔNG SUẤT N = 37KW PHỤC VỤ NÔNG NGHIỆP”

Nội dung chuyên đề:

“Thử nghiệm động cơ điện chìm và lập đường đặc tính chế độ

không tải và có tải của động cơ điện chìm lắp với máy bơm chìm ”

PGS.TS Nguyễn Văn Bày

56

BỘ NÔNG NGIIIỆP VÀ FTNT CỘNG HIÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TONG CONG TY CO DICN - XD NN & TL Độc lập - Tự đo - Hạnh: phúc

TRUNG TÂM NGHIÊNCỨU TƯVẤN -g0o-— -

CƠ DIỆN VÀ XÂY DỰNG

Trung tâm nghiên cứu, tư vấn cơ điện v a x4y dung (REMECO)

(Tên cũ: Trung \âm tư vấn đâu tư, thiết kế, công nghệ cơ điện nông nghiệp và thủy lợi)

5_ |KS Nguyễn Văn Việt —`—._

6 |KS Nguyễn Đăng Công ““——

7 | TS Pham Gia Tho V2

8 |KS Trấn Xuân Lựu ete

Ke Tuo TRƯỜNG CƠ QUAN CHỦ TRÌ DỰ ÁN

ý và đồng đấu)

- Phó giám đốc

ˆ Nguyễn Văn Anh

Thử nghiệm động cơ điện chìm do Công ty ABS (Đức)

~ Extren (Hungary) cung cấp

Đặc tính kỹ thuật của động cơ điện chìm của hãng ABS

Nghiên cứu thử nghiệm động cơ điện chìm cua hang ABS — Extren

lắp với máy bơm chìm của Trung tâm REMECO

Thử nghiệm kiểm tra các chỉ tiết và tổng thể động cơ

điện chìm 1KC37/4 và IKC37/6

Thử nghiệm từng chỉ tiết của vỏ động cơ

Thử nghiệm độ kín chung của phần vỏ động cơ điện chìm

Thử nghiệm độ kín của động cơ điện chìm

Thử nghiệm nghiệm thu sản phẩm

Thử nghiệm động cơ điện chìm ở chế độ có tải

Thử nghiệm động cơ điện chìm do Trung tâm REMECO

thiết kế và chế tạo

HIH.1 Thử nghiệm động cơ điện chìm ở chế độ không tải

HI.2 Thử nghiệm và xác định đặc tính làm việc của động cơ điện chìm

IH.3 Thử nghiệm tổ máy động cơ điện chìm - máy bơm chìm

tại hiện trường

IV Hệ thống thử nghiệm động cơ điện chìm - máy bơm chìm

trong phòng thí nghiệm và ở hiện trường

I Thu nghiém déng co dién chim do Céng ty ABS (Difc) — Extren

(Hungary) cung cấp

L1 Đặc tính kỹ thuật của động cơ điện chìm của hãng ABS

Động cơ điện chìm do Hãng ABS (Đức) liên doanh với Công ty Extren

(Hungary) thiết kế và chế tạo có ký hiệu M370/4-44-VU (hình I.1)

6371

sé (oN 82101)

0L-Y plug screw

Vite-aUe Treo de CREIFC Beuttor, Jour Pyle

ayte

Seiladafearniture mecanique

1.2 Nghiên cứu thử nghiệm động cơ điện chìm của hãng ABS — Extren lắp

với máy bom chim ctia Trung tim REMECO

Trung tâm nghiên cứu tư vấn cơ điện và xây dựng (REMECO) đã mua 02

động cơ điện chìm M370/4-44-VŨ (do hãng ABS (Đức) — Extren (Hungary) chế

tạo) và lắp với máy bơm chìm AGREX 285/4 (do Trung tâm REMECO thiết kế

và chế tạo) với các thông số kỹ thuật:

Công suất động cơ điện chìm: N=37KW

Lưu lượng máy bơm: Q=700 - 1.200 m?/⁄h

Thực hiện nội dung của đề tài, Trung tâm REMECO đã hợp tác với Công

ty chế tạo điện cơ Hà Nội (CMATA) tháo các bộ phận của động cơ điện M370/4-44-VU để nghiên cứu kỹ từng chỉ tiết Đã tiến hành chạy thử không tải Sau khi lắp động cơ điện chìm với máy bơm chìm kiểu hễn lưu trục đứng AGREX 285/4 do Trung tâm thiết kế và chế tạo, Trung tâm đã tiến hành thử nghiệm có tải đối với động cơ điện chìm tại phòng thí nghiệm máy thủy khí của

Trung tâm Kết quả đạt được tương đối phù hợp với các thống số kỹ thuật mà nhà cung cấp thiết bị ABS -Extren công bố (hình I.2, bảng I.1) cũng như kết quả thử nghiệm của máy bơm chìm AGREX 285/4 được trình bày trong bảng I.2 và đặc tính năng lượng của bơm được biểu diễn trên hình I.3

Trung tâm khảo nghiệm và giám định máy nông nghiệp là cơ quan trực

tiếp đo đạc và xác định các thống số kỹ thuật của động cơ điện chìm và máy bơm chìm của đề tài ở phòng thí nghiệm và tại hiện trường

Các thiết bị đo của Trung tâm khảo nghiệm và giám định máy nông nghiệp đều hiện đại và đã được kiểm nghiệm tại Trung tâm đo lường chất lượng

khu vực I.

ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHIM MU370/4-44-VU

Bang 1.2 Két quả thử nghiệm máy bơm chìm AGREX 285/4 lắp với động cơ điện chìm M370/4-44-VU(Đức — Hungary)

L HẠ cosy | Ne [| Ne V |aœi2g| AZ | Hạ | H | Nụ | my

_WWIph ¡ (J) | hạ | hạ | bạ | lạ ° | (kw) | (Kw) [min Toms | (mvs) | (m) | (m | (m | (m) | ( | ®%) ; ' i) | Ø j0 |6 6 | @ ]Ơ) () | @ | 09 | 00 | (2 | 092) | (2 | d3} (9 | (Œ? | (9 | (9 _ 1 | 1460 | 384 | 682 | 678 | 680 | 6743 | 0£2 | 3717 | 330 | 1230 |0347] 484 | 120 | 127 | 360 | 607 | 20,35 | 61867 | 2 1460 , 384 | 659 668 | 66.2 | 66,30 | O€¢ | 37,04 | 32,97 | 1180 | 0,3277| 4.64 | 140 127] 480 | 717 | 2305 | 6991 -

a 3 ` 1460 382 | 674 ! 668 | 63,2 | 65,80 | 0,84 | 3657 | 3255 | 1130 | 03139] 444 | 100 127 {| 5.80 | 807 | 24.85 | 76,31 | _ 4, 1460, 382 | 698 ° 684 | 657 | 67,87 | 084 | 37,72 | 3357) 1070 |0/2972| 4436 | 097 | 127 | 680 | 9,04 | 26,36 | 7851 |

" 5 1460 382 ¡ 674 698 - 678 | 6833 | O€4 | 37,98 | 33,80 | 1020 | 0,2833| 4,01 | 082 | 127 | 760 | 969 | 2693 | 7968 ' ' _ 6 1460 382 , 698 686 683 | 6890 | 084 | 38.25 | 34,08 | 980 | 02722] 3,85 | 076 | 1.27 | 820 | 10,23 | 27,32 | 80,16 | : _ 7, 1460 382 699 , 688 | 686 | 69,10 | 0.84 | 3840 | 3418 | 905 |0,/2514| 356 | 065 | 1.27 | 850 | 1042 | 2570 | 73435 ! -

M Thử nghiệm kiểm tra các chỉ tiết và tổng thể động cơ điện chìm

1KC37/4 va 1KC37/6

II.I Thử nghiệm từng chỉ tiết của vỏ động cơ

Trong quá trình gia công chế tạo động cơ điện chìm phải tiến hành thử kiểm tra chất lượng đâm bảo độ kín và độ bền từng chỉ tiết riêng biệt và tổng thể máy

Phải kiểm tra chất lượng vật liệu, khả năng đảm bảo độ kín Ví dụ, khi gia công xong thân hình trụ của động cơ (5), phải lắp hai tấm chặn (3) với hai đầu

thân Trên hai tấm chặn có hàn với ống dẫn vào (2) và ống dẫn ra (9) Các ống dẫn này có lấp kèm theo các van (1) và (8) để điều chỉnh lượng khí vào và ra Trị

số áp suất khí thử nghiệm cần đạt tới p„„„ = 3atm

Hình II.I Thử nghiệm kiểm tra độ kín của thân động cơ điện chìm

Thời gian giữ khí trong khoang thân động cơ t = 30 phút (thân động cơ để

trong môi trường khí bình thường)

Tiếp đó, đặt toàn bộ thân động cơ ngập vào trong bể nước và bơm khí vào khoang, giữ áp suất p„„„ = 3atm trong thời gian t = 30°+

Trong cả hai trường hợp thử nghiệm cần chú ý đảm bảo:

- Áp suất khí trong khoang thân động cơ không bị sụt giảm trong suốt thời gian

Trong khi chế tạo vỏ động cơ dién chim1KC37/4 va 1KC37/6 đã thử nghiệm thêm với chế độ áp suất p„„„ = 5atm Nếu không đảm bảo các yêu cầu trên thì phải loại bỏ ngay thân động cơ đó (mặc dù đã gia công tốn kém)

Tương tự, kiểm tra độ bền các chỉ tiết nấp trên, nắp dưới, nắp trung gian và các chi tiết khác của động cơ điện chìm

11.2 Thử nghiệm độ kín chung của phần vỏ động cơ điện chùm

Sau khi gia công chế tạo hoàn chỉnh và thử nghiệm kiểm tra chất lượng

bền và độ kín của từng chỉ tiết, phải tiến hành lấp ráp tổng thể phần vỏ bao của động cơ điện chìm kể cả các gioăng làm kín tĩnh (chưa lắp vòng làm kín cơ khí)

Dùng các tấm chắn để làm kín các lỗ hở của phần vỏ và đưa khí với áp

suất p = 3atm vào các khoang động cơ điện chìm Gĩư áp suất thử nghiệm trong thời gian 30 ở môi trường khí và 30 ở môi trường nước (đạt cả cụm vỏ động cơ điện ngập chìm trong bể nước)

Nếu không có hiện tượng giảm áp suất, không có hiện tượng sủi bọt khí trong bể nước cũng như không có hiện tượng nứt, khuyết tật của vỏ động cơ thì

coi như đạt yêu cầu

Nếu có bất kỳ hiện tượng nào xảy ra thì phải kiểm tra kỹ lại từng bộ phận,

từng chỉ tiết Nếu cần phải hủy bỏ từng chỉ tiết hoặc hủy bỏ toàn bộ vỏ động cơ

điện chìm

H3 Thử nghiệm độ kín của động cơ điện chim

Dùng vở động cơ điện chìm đã vượt qua các đợt kiểm tra chặt chế như đã

nêu ở mục HI.1 và II.2 để lắp các cuộn dây của stato và phần rôto cũng như các thiết bị giám sát bảo vệ động cơ (thiết bị chống rò nước, chống rò điện và chống

nhiệt độ cao ở ổ bị)

Sau khi lắp ráp hoàn chỉnh phần điện, phần cơ của động cơ điện chìm phải

đưa khí với áp suất = 1-2atm vào trong các khoang động cơ Thời gian giữ ổn

định áp suất khí trong động cơ đảm bảo t = 30° với môi trường khí và 30 với môi

trường nước (đặc biệt chú ý chọn chi tiết vòng làm kín cơ khí)

Nếu có sự cố xảy ra phải xử lý ngay.

Nếu các yêu cầu kỹ thuật được đảm bảo thì chuyển sang bước thử nghiệm tiếp theo

Đổ dầu kỹ thuật vào khoang chứa dầu làm mát ổ bị và vòng làm kín cơ khí chịu dầu đến mức quy định

Bơm khí với áp suất p = 1-2atm vào các khoang của động cơ điện chìm Gĩư áp suất khí trong động cơ ở môi trường nước và môi trường đặt động cơ ngập chìm trong nước với thời gian t = 30,

Nếu không có hiện tượng sụt giảm áp suất khí, không có sủi bọt khí trong

bể nước, không rò ri dầu theo chiều trục, vỏ không bị nứt thì nghiệm thu chất lượng sản phẩm ở giai đoạn ban đầu

Nếu có bất kỳ hiện tượng gì xảy ra phải xem xét và xử lý ngay

IIL4 Thử nghiệm nghiệm thu sẵn phẩm

Công đoạn cuối cùng là đặt động cơ điện chìm ở vị trí nằm ngang và đóng điện cho máy chạy ở chế độ không tải trong thời gian t = 2-3 phút Đo đạc các thông

số kỹ thuật cơ bản của động cơ điện chìm ở chế độ chạy không tải trong môi trường không khí (điện áp U, dòng điện I, hệ số cos @, số vòng quay n, độ cách điện R, độ ồn, độ rung động) Nếu các thông số kỹ thuật đảm bảo trong phạm vi cho phép theo tính toán thì chuyển sang thử nghiệm động cơ điện trong môi trường nước

Chú ý: Không được phép cho động cơ làm việc ở trường hợp này quá thời gian 3'

1ñ

Nếu các thông số kỹ thuật đảm bảo yêu cầu theothiết kế và không có hiện

tượng gì xảy ra thì có thể nghiệm thu sơ bộ sản phẩm động cơ điện chìm về mặt

kỹ thuật (độ cách điện phải luôn luôn đảm bảo R > 2MÔ)

IIL5 Thử nghiệm động cơ điện chùm ở chế độ có tải

Ở các nước công nghiệp phát triển, khi chế tạo động cơ điện chìm xong thường thử nghiệm động cơ điện chìm ở chế độ không tải và chế độ có tải Thử nghiệm động cơ điện chìm ở chế độ không tải thường được thực hiện đơn giản và

dễ dàng Ở Việt Nam cũng hoàn thành tốt công đoạn này (kể cả ở môi trường

không khí v a môi trường nước)

Thử nghiệm động cơ điện chìm ở chế độ có tải được thực hiện với các

thiết bị tạo phụ tải đặc biệt trong môi trường nước Các hãng sản xuất động cơ điện chìm thường không cho phép người nước ngoài vào khảo sát cách thử có tải

của hãng mình Các thiết bị tạo phụ tải trong môi trường nước không được quảng

bá trên sách hay tạp chí nghiên cứu khoa học

Ở Việt Nam, nhóm thực hiện đẻ tài đã thực hiện việc đo đạc các thông số

kỹ thuật của động cơ điện chìm thông qua các phụ tải là các máy bơm nước phục

Vụ tưới tiêu trong nông nghiệp

Trong điều kiện trình độ công nghệ hiện nay của nước ta cũng như vốn

hiểu biết còn hạn chế về động cơ điện chìm của các nhà khoa học Việt Nam, có

lẽ đây là giải pháp hợp lý và khả thi nhất để xác định các thông số kỹ thuật của động cơ điện chìm ở chế độ có tải trong môi trường nước Đề tài đã liên hệ với các hãng sản xuất động cơ điện chìm- máy bơm chìm của Hungary, Đức, Hàn

Quốc tìm hiểu về vấn đề nêu trên nhưng kết quả đạt được chưa đáp ứng những mong muốn của mình Đây là vấn để phức tạp, rất khó giải quyết do nhiều

nguyên nhân (trình độ hiểu biết, thiết bị đo, kinh nghiệm, kinh phí đầu tư, thời gian thực hiện ) Những người thực hiện đẻ tài đang tiếp tục hoàn thiện công việc đã nêu trong thời gian tới

Điều đặc biệt cần lưu ý là đề tài đã sử dụng phương pháp điều chỉnh độ

mở cửa van trên đường ống xả của hệ thống máy bơm chìm — ống hút —- ống xả trong trạm bơm (trong phòng thí nghiệm hoặc ở hiện trường), để làm thay đổi cột

áp, lưu lượng máy bơm, từ đó tạo phụ tải thep yêu cầu Dựa vào các số liệu đo sẽ

11

xây dung được các đường đặc tính làm việc của động cơ điện chìm và của máy

bơm chìm

Il Thử nghiệm động cơ điện chim do Trung tâm REMECO thiết kế và

chế tạo

III.1 Thử nghiệm động cơ điện chìm ở chế độ không tải

Xuất phát từ yêu cầu thực tế, dé tài đã triển khai thiết kế và chế tạo động

cơ điện chìm kiểu đị bộ trục đứng với công suất n = 37KW và hai trị số vòng quay n= 1450 v/ph và n = 980 v/ph

a Động cơ điện chìm 1KC 37/4 kiểu dị bộ trục đứng được thiết kế và gia công

chế tạo phần cơ tại Tổng Công ty cơ điện - xây dựng nông nghiệp và thủy lợi,

phần điện và lắp đặt tổng thể động cơ tại Công ty cổ phần chế tạo điện cơ Hà

Nội (CTAMAT) thuộc Tổng Công ty thiết bị điện

Phần rôto đã được thực hiện cân bằng tĩnh tại nhà máy Sau khi lắp dat, động

cơ điện đã được chạy thử không tải và kiểm tra độ kín nước nhờ thiết bị máy nén khí đạt áp suất p„ụ = 3atm và thùng chứa nước chứa động cơ điện chìm

Động cơ đã làm việc tại chế độ không tải và các thông số kỹ thuật được xác định:

- _ Công suất động cơ điện: Np = 3,998 KW

- Số vòng quay định mức: Ny = 1493 v/ph

- Tan sé dong dién: f = 50Hz

- _ Điện áp định mức: U, = 380V

- _ Hệ số công suất: cos =0,33

- Dòng điện không tải: I=18A

- _ Điện trở 1 chiều: Rag = 0,1763 Q

Rgc = 0,1763 Q Rac = 0,1763 Q

- Dién tro cach dién: Rey = 200 MQ

Rep = 200 MQ 19

b Động cơ điện chìm LKC 37/6 kiểu dị bộ trục đứng được thiết kế và gia công

cơ khí tại Tổng Công ty cơ điện - xây dựng nông nghiệp và thủy lợi, phần điện và lắp ráp chung được thực hiện tại Công ty TNHH chế tạo ynay Men Viet Nam - Hungary Sau khi lap dat, dong cơ được thử độ kín với áp suất khí

p =3atm và chạy không tải tại nhà máy Đã chạy không tải trong môi trường nước tại phòng thí nghiệm của REMECO - LILAMA 69/3

Động cơ đã đạt các thông số kỹ thuật cơ bản ở chế độ không tải:

Công suất động cơ điện: N =3,772 KW

Số vòng quay định mức: nạ, = 992 v/ph

Tần số đồng điện: f = 50Hz

Điện áp định mức: Ủạ = 380V

Hệ số công suất: cos @ = 0,282

Dong điện không tải: I=18A

Điện trở 1 chiều: Rap= 0,1432

Rgc = 0,1432 Q

Rac = 0,1432 Q

Điện trở cách điện: Rey = 250 MQ

Rep = 250 MQ

III.2 Thit nghiém va xdc dinh dac tinh làm việc của động cơ điện chìm

Động cơ điện chìm 1KC 37/4 đã được lắp với máy bơm chìm kiểu hỗn lưu AGREX 285/4 với các thông số kỹ thuật cơ bản:

03 tổ máy động cơ điện chìm - bơm chìm trục đứng được lắp ráp tổng thể

và thử nghiệm có tải tại Phòng thử nghiệm liên doanh Công ty xây lắp 69/3

(LILAMA 69/3) - và Trung tâm nghiên cứu, tư vấn cơ điện và xây dựng (REMECO) được xây dựng tại thị xã Hải Dương

Các số liệu đo đạc và tính toán của các tổ máy động cơ điện chìm - máy bơm chìm được trình bày trong (bảng III.1 và hình HH.1) cho động cơ điện chim

1KC 37/4 với phụ tải là máy bơm chìm AGREX 285/4 (bảng III.2 và hình HI.2), cho động cơ điện chìm 1KC 37/6 với phụ tải là máy bơm chìm LTC 470-16

XHI.3 Thử nghiệm tổ máy động cơ điện chùm - máy bơm chùm tại hiện trường

Tổ máy động cơ điện chìm 1KC 374 lắp với máy bơm chìm AGREX 285/4 đã được ứng dụng vào thực tế tại trạm bơm Cống Bún, huyện Yên Dũng, tỉnh Bắc Giang Các thông số kỹ thuật của máy bơm chìm AGREX 285/4 - động

cơ điện chìm 1KC37/4 đo được tại trạm bơm Cống Bún phù hợp với kết quả đo ở phòng thí nghiệm (bảng HII.1 và hình II.1)

1A