giáo trình sữa chữa động cơ điện không đồng bộ

Dòng điện trong dây quấn rôto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số f2 phụ thuộc vào tốc độ rôto nghĩa là phụ thuộc vào tải trên trục của máy.. Khi cho một dòng điện ba pha đi

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ ĐIỆN HÀ NỘI

TUYÊN BỐ BẢN QUYÊN

-Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình, cho 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 có ý đồ lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

Địa chỉ liên hệ :

Trường Cao đẳng nghề Cơ điện Hà Nội – ố 160 Mai Dịch – Cầu Giấy – Hà Nội

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay trên đất nước ta đang hỗ trợ và mở rộng dạy nghề và đào tạo nghề cho các khu vưc nông thôn, việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào quá trình sản xuất đang được nhà nước và các ban nghành chú trọng thực hiện

Để người học có được kiến thức kỹ năng về quản lý và sửa chữa bơm điện lĩnh vực tự động hoá trong sản xuất nông nghiệp và công nghiệp thì việc tiếp cận lý thuyết cơ bản, kỹ năng thực hành đối với người học là điều cần thiết

Chính vì vậy Giáo trình

được viết với mục đích phục vụ cho đào tạo kỹ thuật viên nghề sửa chữa bơm điện, cũng như làm tài liệu cho sinh viên chuyên ngành tham khảo rên cơ sở chương trình khung c a ộ ông ghiệp và , nhóm tác giả t chức biên soạn chương trình này một cách khoa học, hệ thống và cập nhật những kiến thức thực ti n với đối tượng học sinh iáo trình được viết g m các bài: 1: Đ

2: Vẽ dây q ấ

3: T áo lắp

4: Đấ dây vậ

6: S ba pha.

Tài liệu này được thiết kế theo từng mô đun thuộc hệ thống mô đun c a một chương trình, để đào tạo hoàn chỉnh

Được dùng làm giáo trình cho người học ở các khóa đào tạo ngắn hạn hoặc cho các công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và người sử dụng nhân lực tham khảo

iáo trình được viết đơn giản, d hiểu phù hợp với đối tượng đào tạo rong quá trình viết giáo trình, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp c a bạn đọc để giáo trình tái bản lần sau tốt hơn

Mọi ý kiến xin gửi về Khoa Điện trường Cao đẳng nghề Cơ điện Hà nội,

số 160 Mai dịch, Cầu iấy, Hà ội

Xin chân thành cảm ơn

CÁC TÁC GIẢ

Mục Lục

TUYÊN Ố ẢN QUYÊN 2

LỜI NÓI ĐẦU 3

Mụ Lụ 4

Vị trí, ý ĩ , v trò 7

MÔ ĐUN: S A CH Đ N Ơ ĐI N ÔN Đ N 8

1: Đ 8

1.1 á về 8

1.2 ấ tạo p 8

1.2.1 Cấu tạo 8

1.3 N yê lý l v ả ủ 9

1.4 Mở áy p 11

1.4.1 Quá trình mở máy động cơ điện không đồng bộ: 11

1.4.2 Các phương pháp mở máy 11

1.4.2.2 Mở máy gián tiếp động cơ rotor l ng sóc: 12

1.5 Đ t p 14

1.5.1 Đại cương 14

1.5.2.Nguyên lý làm việc 14

1.5.3 Phương pháp mở máy và các loại động cơ điện một pha 16

1.5.3.1 Các phương pháp mở máy: 16

1.5.3.2 hân loại: 17

1.5.3.3 Sử dụng động cơ điện 3 pha vào lưới điện 1 pha: 17

1.6.S dây q ấ 18

1.6.1 Sơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha 18

1.6.2 Sơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ một pha 20

B 2: Vẽ dây q ấ 21

1 á về dây q ấ 21

1.1 Nhiệm vụ 21

1.2 Các yêu cầu kỹ thuật 21

1.3 Phân loại dây quấn 21

2 N ở ể vẽ dây q ấ 21

2.1 Bối dây 21

2.2 Cạnh tác dụng 22

2.3 Đầu nối bối dây 22

2.4 Bước dây quấn 23

2.5 Nhóm bối dây (nhóm phần tử) 23

2.6 Bước cực 24

2.7 Góc lệch pha giữa hai rãnh liên tiếp 24

2.8 Dây quấn một lớp, dây quấn hai lớp 24

2.9 Sự phân chia nhóm bối dây của một pha 24

3 Phư p áp vẽ dây q ấ ( trả ) t to

ba pha; 25

3.1 Dây quấn một lớp 25

3.2 Dây quấn hai lớp 28

4 Dây q ấ t to t p 29

4.1 Dây quấn một lớp 29

4.2 Dây quấn hai lớp 35

3: T áo lắp 40

1 Trì tự t áo 40

2 L ạ ng c 43

3 ể tr tổ q át tì trạ ; 43

3.1 Xem xét vỏ máy 43

3.2 Kiểm tra rôto 43

3.3 Kiểm tra vòng bi (bạc đỡ) 44

3.4 Kiểm tra stato 44

4 Lắp 45

5 ể tr o tất 45

4: Đấ dây vậ 46

1 Ý ĩ á ố l trê ể áy 46

2 á ố trí á ố dây r trê p ố 48

2.1 Quy ước ký hiệu Đầu – Cuối 48

2.2 Quy cách bố trí các mối dây ra trên hộp nối 51

3 Đấ dây vậ 52

3.1 Kiểm tra động cơ trước khi vận hành 52

3.2 Vận hành động cơ 53

4 ể tr dò tả 54

5: S t p 55

1 Q ấ dây t p (Máy m nướ , áy …) 55

1.1 T áo v v 55

1.2 Sơ đồ trải bộ dây quấn 55

1.3 Thu thập các số liệu cần thiết 55

1.4 Thi công quấn dây 56

1.4.1 Lót cách điện rãnh stato động cơ 56

1.4.2 Quấn (hay đánh) các bối dây cho một pha dây quấn 59

1.4.3 L ng dây vào rãnh stato 61

1.4.4 Lót cách điện đầu nối, hàn dây ra và đai giữ đầu nối 66

1.5 Thử nghiệm 69

2 Các pan hư ỏ v p áp ắ p ụ 69

6: S p 72

1 T áo v v 72

2 ảo át v vẽ lạ dây q ấ 73

2.1 Xác định các số liệu ban đầu 73

2.2 Tính toán số liệu 73

3 Thi q ấ dây 78

3.1 Lót cách điện rãnh stato động cơ 78

3.2 Quấn (hay đánh) các bối dây cho một pha dây quấn 81

3.3 Lồng dây vào rãnh stato 83

3.4 Lót cách điện đầu nối, hàn dây ra và đai giữ đầu nối 89

4 Lắp ráp v vậ t 92

5 Các pan hư ỏ v p áp ắ p ụ 93

Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun

Với mục tiêu phục vụ cho quá trình sản xuấtt, kinh doanh, mọi sinh hoạt cho con người và xã hội Động cơ điện là một thiết bị điện không thể thiếu trong sinh hoạt cũng như sản xuất rong quá trình làm việc không thể tránh được những hư hỏng không đáng có, chính vì vậy công việc bảo dư ng và sửa chữa là một việc hết sức quan trọng đối với động cơ điện

Công việc sửa chữa động cơ điện đ i hỏi người lao động phải có kiến thức cơ bản về động cơ điện, có những kỹ năng quấn, l ng dây và đấu nối thành thạo, chính xác Công việc sửa chữa gắn liên với sự tư duy và nhận định chính xác các hư hỏng từ đó có được các phương pháp nhanh nhất và hữu ích cho việc sửa chữa

Mục tiêu:

- rình bày được cấu tạo, nguyên lý c a các loại động cơ không đ ng bộ thông dụng

- hân loại được các loại động cơ không đ ng bộ 1 pha, 3 pha

- háo lắp, đấu nối thành thạo động cơ 1 pha, 3 pha thông dụng

- Lấy mẫu các bộ dây động cơ không đ ng bộ chính xác

- Vẽ được sơ đ trải các bộ dây theo mẫu

- Quấn được các bộ dây động cơ không đ ng bộ

- Sửa chữa được các hư hỏng c a động cơ không đ ng bộ

- Rèn luyện tác phong công nghiệp, an toàn cho người và thiết bị

Để học mô đun này được hiều quả giáo viên nên cho học sinh học tập theo từng nhóm hoặc độc lập từ đó hình thành nên kỹ năng cho học sinh

hương pháp đánh giá kết quả c a học sinh được đánh giá tích hợp giữa lý

thuyết và thực hành

MÔ ĐUN A CH A ĐỘNG CƠ ĐIỆN

HÔNG Đ NG BỘ

Bài 1: Động cơ không đồng bộ

1.1 hái niệm chung về động cơ không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lí cảm ứng điện từ, có tốc độ quay rotor n (tốc độ quay của máy) khác với tốc độ quay của từ trường n1

Máy điện không đồng bộ có hai dây quấn stator (sơ cấp) nối với lưới điện tần số f = const, dây quấn rotor (thứ cấp) được nối tắt lại hoặc khép kín qua điện trở Dòng điện trong dây quấn rôto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số f2 phụ thuộc vào tốc độ rôto nghĩa là phụ thuộc vào tải trên trục của máy Máy điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là làm việc ở 2 chế độ động cơ và máy phát

Hình 1.1 Stator c a máy điện không đ ng bộ

P ầ tĩ ( t tor): Gồm có vỏ máy lõi sắt và dây quấn

- Vỏ máy: Để cố định lõi sắt và dây quấn không dùng làm mạch dẫn từ Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại

- Lõi thép từ: Là phần dẫn từ, làm bằng thép lá kỹ thuật điện dày 0,35 mm hay 0,5mm ép lại Khi đường kính ngoài lõi thép Dn < 990 mm thì dùng những tấm tròn ép lại Khi Dn > 990 mm thì dùng những tấm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn Mặt trong của thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn

- Dây quấn: Dây quấn của stator được đặt vào các rãnh của lõi thép và cách điện tốt đối với rãnh

P ầ q y ( rotor): lõ t ép v dây q ấ

- Lõi thép: Dùng thép kỹ thuật điện như stator, lõi sắt được ép lên trục quay, phía ngoài có xẻ rãnh để đặt dây quấn

- Dây quấn: Có hai loại:

Loại rotor kiểu lồng sóc: Cấu tạo của loại dây quấn này khác với dây quấn stator Trong mỗi rãnh của stator đặt vào thanh dẫn bằng đồng hoặc bằng nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối tắt ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng

hoặc bằng nhôm mà người ta thường quen gọi là lồng sóc hình 1.2

e ở: Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (từ 0,2 đến 1 mm

trong máy điện cỡ nhỏ và vừa), càng nhỏ càng tốt để hạn chế dòng từ hóa lấy từ lưới điện vào

Hình 1.2 Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ

1.3 Nguyên lý làm việc cơ bản của động cơ không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ Khi cho một dòng điện ba pha đi vào dây quấn ba pha đặt trong lõi sắt stator thì trong máy sinh ra một từ trường quay với tốc độ đồng bộ n1 = 60f/p, f là tần số lưới điện đưa vào f = 50 Hz, p là số đôi cực của máy Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi sắt rotor và cảm ứng trong đó sức điện động và dòng điện Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với

từ thông của stator tạo thành từ trường tổng ở khe hở Dòng điện trong dây quấn của rotor tác dụng với từ thông này sinh ra mômen Tác dụng của nó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của rotor, với những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau Để chỉ phạm vi tốc độ của mỗi máy, người ta dùng hệ số trượt s Theo định nghĩa hệ số trượt bằng:

100 1

1

%

n

n n

s  

Như vậy thì: n = n1  s = 0; n = 0  s = 1

n > n1  s < 0; n < 0 s > 1 (rotor quay ngược chiều từ trường quay)

Trườ ợp rotor q y t ậ vớ từ trườ q y ư < 1 (0 < s < 1

Giả sử chiều quay n1 của  và chiều quay n của rotor như hình 1.6 Do

n < n1 nên chiều chuyển động của thanh dẫn suy ra chiều Eư, Iư được xác định bằng qui tắc bàn tay phải Iư tác dụng với  sinh ra F, M có chiều xác định bằng qui tắc bàn tay trái, M làm rotor quay theo chiều của từ trừơng với n<n1 Máy làm việc ở chế độ động cơ điện (biến điện năng thành cơ năng)

Trườ ợp rotor q y t ậ vớ từ trườ q y ư < 1 hay s<0

Dùng một động cơ sơ cấp quay rotor của máy điện không đồng bộ vượt tốc độ đồng bộ n > n1 Chiều của từ trường quay quét qua thanh dẫn ngược lại, chiều Eư, Iư đổi chiều nên chiều của M ngược với chiều quay của rotor nên nó

là mômen hãm Máy biến cơ năng thành điện năng Máy làm việc ở chế độ máy phát (hình 1.3)

Hình 1.3 Chế độ động cơ điện của

máy điện không đồng bộ

Hình 1.4 Chế độ máy phát điện

của máy điện không đồng bộ

c Trườ ợp rotor q y ượ ề từ trườ q y ( <0 y <1)

Hình 1.5 Chế độ hãm điện từ của máy điện không đồng bộ

Vì một lý do nào đó rotor quay ngựơc chiều với từ trường quay thì lúc đó chiều của Eư, Iư, máy giống như ở chế độ động cơ điện Vì M sinh ra ngược chiều với n nên có tác dụng hãm rotor lại (Hình 1.8.) Trong trường hợp này máy vừa lấy điện năng ở lưới điện vừa lấy cơ năng ở động cơ sơ cấp Chế độ là việc như vậy gọi là chế độ hãm điện từ Ta biểu thị các chế độ làm việc theo s và

1.4 Mở máy động cơ không đồng bộ ba pha

1.4.1 Quá trình mở máy động cơ điện không đồng bộ

Quá trình mở máy của động cơ là quá trình đưa tốc độ động cơ từ khi n tăng thì phương trình cân bằng động về moment như sau:

dt

d J j M c M Ñ

Khi bắt đầu mở máy s = 1:

R R  xn Iñm

pha

U mm

2 2 2 1

Các yêu cầu khi mở máy:

- Mmm phải đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải

a hương pháp hạ điện áp mở

máy: Chỉ áp dụng với các thiết bị yêu

cầu moment mở máy nhỏ

Dòng điện mở máy lớn, chỉ dùng cho

các máy có công suất nhỏ Nếu máy có

công suất lớn thì dùng trong lưới điện

có công suất lớn Phương pháp này mở

máy nhanh, đơn giản

4 5

6

L2 L3 N

1

/ 2

R

ñm U mmk

2 1

x R I

I

k n n

n n mm

mmk

2

2 2

k k n x n R

n x n R mm

Theo phương pháp này Imm giảm k lần thì Mmm giảm k2 lần Phương pháp chỉ được dùng trong các trường hợp mà vấn đề trị số Mmm không có ý nghĩa quan trọng

c Dùng biến áp tự ngẫu hạ U mở máy

Khi mở máy đóng D1 và D3, khi n = nđm đóng D2, ngắt D3

Gọi:

- U1, I1: là điện áp và dòng điện của lưới

- U mm/ , I mm/ : điện áp trên cực động cơ và dòng điện stator động cơ

- KT: là tỉ số biến áp (KT < 1)

- Zn: là tổng trở một pha

1

U n

Zmm

U mm

I /  /  1

mm T T n T

Z

U k I

1   

vì

/ 1

/ mm I

I U mm U T

k 

T k U mm

T k

l mm

Như vậy, khi mở máy bằng biến áp tự ngẫu dòng điện trong lưới giảm đi k2 lần

so với Imm khi nối trực tiếp

1.5 Động cơ không đồng bộ một pha

1.5.1 Đạ ư

Hình 1.7 Động cơ không đồng bộ 1 pha Động cơ không đồng bộ một pha thường được dùng trong các dụng cụ sinh hoạt và công nghiệp, công suất từ vài watt đến khoảng vài nghìn watt và nối vào lưới điện xoay chiều một pha Do nguyên lý mở máy khác nhau và yêu cầu tính năng khác nhau mà xuất hiện những kết cấu khác nhau, nhưng nói cho cùng vẫn có kết cấu cơ bản giống như động cơ điện ba pha, chỉ khác là trên stator có hai dây quấn: Dây quấn chính hay dây quấn làm việc và dây quấn phụ hay dây quấn mở máy Rotor thường là lồng sóc Dây quấn chính được nối vào lưới điện trong suốt quá trình làm việc, còn dây quấn phụ thường chỉ nối vào khi mở máy Trong quá trình mở máy, khi tốc độ đạt đến 75 đến 80% tốc độ đồng bộ thì dùng ngắt điện kiểu ly tâm cắt dây quấn phụ ra khỏi lưới Có loại động cơ sau khi mở máy, dây quấn phụ vẫn nối vào lưới Đó là động cơ điện một pha kiểu điện dung (hay còn gọi là động cơ điện một pha chạy tụ)

1.5.2.N yê lý l v

Đầu tiện, ta xét chế độ làm việc của động cơ điện một pha khi dây quấn

mở máy đã ngắt ra khỏi lưới Dây quấn làm việc nối với điện áp một pha, dòng điện trong dây quấn sẽ sinh ra từ trường đập mạch  Từ trường này có thể phân tích thành hai từ trường quay A và B có chiều ngược nhau, có nA = nB và

biên độ bằng 1/2 biên độ từ trường đập mạch (hình 1.8 a)

Hình 1.8 Nguyên lý làm việc của động cơ điện không đồng bộ một pha Như vậy, có thể xem động cơ điện một pha tương đương như 2 động cơ điện ba pha giống nhau có rotor đặt trên cùng một trục và dây quấn stator nối nối tiếp nhau sao cho từ trường của chúng sinh ra trong không gian theo chiều ngược nhau (hình1.8 b) Đến lượt chúng lại tương đương một động cơ điện ba pha có hai dây quấn nối nối tiếp nhau tạo ra A và B (hình 1.8 c) Trong động cơ điện một pha cùng như trong hai mô hình của chúng, từ trường quay thuận và nghịch tác dụng với dòng điện rotor do chúng sinh ra tạo thành hai moment MA

và MB Khi động cơ đứng yên (s = 1) thì MA = MB và ngược chiều nhau, do đó moment tổng M = MA + MB = 0 Động cơ không quay được ngay cả khi không

có MC trên trục

Nếu quay rotor của động cơ điện theo một chiều nào đó (ví dụ quay theo chiều

quay của từ trường dây quấn A như hình 1.8 b) với tốc độ n thì tần số của s.đ.đ,

dòng điện cảm ứng ở rotor do từ trường quay thuận A sinh ra sẽ là:

1 1

60

) 1 ( 1 60

) 1 (

n

n n pn n n p A

Còn đối với từ trường quay ngược B thì tần số ấy là:

Hình 1.9 Đặc tính M = f(s) cùa động cơ điện không đồng bộ 1 pha

1 ) 2 ( 1

) 1 ( 1 2 60

1 60

) 1 (

n

n n n pn n n p B

Khi s = 1 thì M = 0, động cơ không thể bắt đầu quay được khi trên stator chỉ có một dây quấn và điều kiện làm việc của động cơ khi rotor quay theo chiều này hoặc chiều kia với tốc độ n đều giống nhau (vì đường đặc tính moment có tính chất đối xứng qua góc tọa độ)

1.5.3 hương pháp mở máy và các loại động cơ điện một pha

1.5.3.1 Các phương pháp mở máy:

a Dùng dây quấn phụ:

Như chúng ta đã biết, nếu chỉ có dây quấn chính nối vào lưới điện thì từ

trường trong dây quấn một pha là từ trường đập mạch, nên động cơ điện không đồng bộ một pha không thể tự mở máy được vì khi s = 1 thì M = 0

Muốn động cơ tự mở máy (khởi động) thì từ trường trong máy phải là từ trường quay hoặc ít nhất từ trường quay ngược phải yếu hơn so với từ trường quay thuận A, để tạo ra từ trường quay có thể dùng vòng ngắn mạch hoặc dây quấn phụ và phần tử mở máy Dây quấn phụ đặt lệch pha so với dây quấn chính một góc 900 trong không gian trên mạch từ stator; phần tử mở máy dùng dùng để tạo

sự lệch pha về thời gian giữa dòng điện trong dây quấn chính và dây quấn phụ

có thể là điện trở, cuộn dây hoặc tụ điện, tụ điện được dùng phổ biến vì dùng tụ động cơ có mô men mở máy lớn, hệ số công suất cos cao và dòng điện mở máy tương đối nhỏ

- Dùng điện trở để mở máy:

Để làm cho Imm lệch pha so với Ilv người ta nối thêm một điện trở hay điện cảm vào cuộn dây mở máy Mmm của loại động cơ này tương đối nhỏ Trong thực tế chỉ cần tính toán sao cho bản thân dây quấn phụ có điện trở tương đối lớn là được (dùng bối dây chập ngược) không cần nối thêm điện trở ngoài

- Dùng tụ điện mở máy:

Nối tụ điện vào dây quấn mở máy ta được kết quả tốt hơn Có thể chọn trị

số tụ điện sao cho khi s = 1 thì Imm lệch pha so với Ilv 900 và dòng điện của các dây quấn đó có trị số sao cho từ trường do chúng sinh ra bằng nhau Như vậy khi

khởi động động cơ sẽ cho một từ trường quay tròn

Động cơ điện một pha kiểu điện dung:

Ta có thể để nguyên dây quấn mở máy có tụ điện nối vào lưới điện khi động cơ đã làm việc Nhờ vậy động cơ điện được coi như động cơ điện hai pha Loại này có đặc tính làm việc tốt, năng lực quá tải lớn, hệ số công suất của máy được cải thiện Nhưng trị số điện dung có lợi nhất cho

mở máy lại thường quá lớn đối với chế độ làm việc, vì thế trong một số trường hợp khi mở máy kết thúc phải cắt bớt trị số của tụ điện ra bằng công tắc ly tâm

b Dùng v ng ngắn mạch:

Vòng ngắn mạch F đóng vai trò cuộn dây phụ F quãng 1/3 cực từ Khi đặt một điện áp vào cuộn dây chính để mở máy, dây quấn sẽ sinh ra một từ trường đập mạch c Một phần của c là  ' c sẽ đi qua F và sinh ra In trong F (Inn), nếu bỏ qua tổn hao trong vòng ngắn mạch thì n sẽ trùng phương với

In.ntác dụng với  'c sinh ra ¨f=¨n+¨’c lệch pha so với phần từ thông còn lại c  'c Do đó, sẽ sinh ra một từ trường gần giống từ trường quay và cho một moment mở máy đáng kể

Hình1.10 Động cơ điện một pha có vòng ngắn mạch

1.5.3.2 P â loạ :

Động cơ điện một pha có thể phân làm các loại sau:

- Động cơ điện một pha có vòng ngắn mạch

- Động cơ điện một pha mở máy bằng điện trở

- Động cơ điện một pha mở máy bằng điện dung

- Động cơ điện một pha kiểu điện dung:

+ Có điện dung làm việc

+ Có điện dung làm việc và mở máy

1.5.3.3 S dụ 3 p v o lướ 1 p :

a Điện áp ngu n bằng điện áp pha c a động cơ

- Sơ đồ hình 1.11 a

+ Điện áp nguồn bằng điện áp pha của động cơ U = Uf

+ Điện dung làm việc của tụ điện F

UfILV

C  4800 

+ Điện áp làm việc của tụ: Uc  U Nếu đòng điện pha định mức của động cơ ba pha, đơn vị là ampe

- Sơ đồ hình 1.11 b

+ Điện áp nguồn bằng điện áp pha của động cơ U = Uf

+ Điện dung làm việc của tụ điện F

UfILV

C  1600 

+ Điện áp làm việc của tụ điện:

Cách đấu dây theo sơ đồ hình 1.11b có ưu điểm hơn sơ đồ hình 1.11a:

Mômen mở máy lớn hơn, lợi dụng công suất khá, điện dung của tụ nhỏ hơn,

nhưng điện áp trên tụ lớn hơn

b Khi điện áp ngu n điện 1 pha bằng điện áp dây c a động cơ 3 pha

Có thể đấu dây theo sơ đồ sau:

Hình 1.11- Động cơ điện một pha kiểu điện dung

- Sơ đồ hình 1.11a + U = Ud + CLV 2800UfI F +Uc  U

- Sơ đồ hình 1.11b +U = Ud + F

UfILV

C  2740  +Uc  1 , 15 U

1.6 ơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ

1.6.1 ơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha

Q á trì ể d ễ trả ượ tả ư :

N

L1

U1 U2 W2

W1

V1

V2 C1

a ) a)

b)

S trả dây q ấ St to Đ , dây q ấ lớp (Xếp ép):

2 ơ đồ trải bộ dây quấn tato kiểu Xếp ép ướ ắ :

1.6.2 ơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ một pha

Bài 2 Vẽ sơ đồ dây quấn động cơ

1 hái niệm chung về dây quấn

- Sức bền của các pha phải bằng nhau về trị số và lệch pha nhau 1 góc nhất định (ba pha góc lệch góc 2π/3, hai pha góc lệch π/2)

- Trở và kháng các pha phải bằng nhau

- Bền về cơ, về nhiệt, về điện

- Tiết kiệm được kim lợi màu, nhất là phần đầu nối của dây quấn

- Chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và bảo dưỡng được dễ dàng

1.3 Phâ loạ dây q ấ

Theo chức năng:

+ dây quấn làm việc

+ dây quấn mở máy

+ Dây quấn cản

Theo số rãnh của 1 pha dưới 1 cực q: nguyên và phân số

Theo số pha: 3 pha, 2 pha, 1 pha

Theo cách thực hiện dây quấn:

+ 1 lớp: dây quấn đồng khuôn, dây quấn đồng tâm, và dây quấn zizac

+ 2 lớp: dây quấn xếp và dây quấn sóng

2 Những cơ sở để vẽ sơ đồ dây quấn

2.1 ố dây

Mỗi ố dây trên sơ đồ trải (hình 2.1) được tạo bởi hai cạnh nằm trong hai

rãnh cách nhau một bước quấn dây y; Phần của bối dây nằm trong các rãnh được

gọi là các Cạnh tác dụng, phần còn lại của bối dây-nối liền hai cạnh tác dụng

được gọi là phần đầu nối Dây quấn một lớp thì cả hai cạnh của bối dây và phần đầu nối được biểu diễn bằng nét liền; Với cuộn dây quấn hai lớp thì cạnh tác dụng và phần đầu nối nằm ở lớp trên cũng được biểu diễn bằng nét liền, cạnh tác dụng thứ hai của bối dây sẽ nằm ở lớp dưới của rãnh khác nên che khuất – Ta biểu diễn bằng đường nét đứt Phần đầu nối bị các bối dây khác che khuất cũng được biểu diễn bằng nét đứt

Hình 2.1 Bối dây và tổ bối dây

2.2 ạ tá dụ

Các phần dây được đặt trong các rãnh của lõi thép và quét từ trường của các cực từ ở khe hở gọi là các cạnh tác dụng

2.3 Đầ ố ố dây

Nối tiếp cùng tên: Nghĩa là

nối các đầu cùng tên của hai bối dây

liên tiếp với nhau Ví dụ: đầu tổ bối

thứ nhất với đầu tổ bối thứ hai, cuối

tổ bối thứ nhất với cuối tổ bối thứ

Nối tiếp khác tên: Các đầu khác tên

của hai bối dây liên tiếp được nối

với nhau Ví dụ: đầu tổ bối thứ nhất

với cuối tổ bối thứ hai hoặc cuối tổ

bối thứ nhất với đầu tổ bối thứ hai

Khi đấu nối tiếp khác tên:

ố cực = 2 x ố bối dây Hinh2.3 Đấu khác tên

Qua hai ví dụ trên ta thấy rằng: Cùng với hai bối dây nhưng với hai cách nối cùng tên và khác tên ta sẽ được số cực khác nhau Quy luật về mối quan hệ giữa

số bối dây và số cực ở các cách nối sẽ được sử dụng rất nhiều trong quá trình thực hành vẽ sơ đồ trải, đấu nối các bộ dây quấn Stato sau này

Ngoài cách đấu nối tiếp, các Bối dây, Tổ bối dây còn được thực hiện cách nối song song; Trong trường hợp này, tùy theo cách nối song song các bối dây mà ta

có quan hệ giữa số cực và số bối dây khác nhau:

 Khi nối song song các đầu cùng tên: ố cực = 2 x ố bối dây

Hình 2.4 Đấu song song cùng tên

 Nối song song các đầu khác tên: ố cực = ố bối dây

Hinh 2.5 Đấu song song khác tên

Tổ bối dây được tạo bởi một hoặc nhiều bối dây đấu nối tiếp nằm trong

cùng một hóm cực-pha, các ối dây trong mỗi bối dây được đấu nối tiếp ngay trong quá trình quấn Hình vẽ trên biểu diễn ối dây, bối dây trong hai

trường hợp dây quấn một lớp và hai lớp, với số bối dây trong một tổ bối dây là q

= 2

Tổ bối dây trong trường hợp này được tạo bởi các bối dây có kích thước

giống nhau – Ta gọi là Tổ ố dây ể Nếu các bối dây trong một

tổ bối dây có kích thước khác nhau, bối dây nhỏ nằm trong lòng của bối lớn, ta

có Tổ ố dây ể tâ Tương ứng ta có bộ dây quấn kiểu đồng khuôn,

đồng tâm

Hình 2.6 Kiểu dây quấn Việc đấu nối tiếp các tổ bối dây của các pha sẽ quyết định số cực của động cơ, vậy là sẽ quyết định tốc độ quay của động cơ Các bối dây sẽ được đấu nối tiếp nhau theo một trong hai cách: Nối tiếp cùng tên hoặc nối tiếp khác tên

2.6 ướ ự

Bước cực là khoảng cách giữa hai cực từ liên tiếp Nếu số rãnh lõi sắt là

Z, số đôi cực là p thì bước cực được tính theo số rãnh là

* Là kiểu quấn trong một rãnh chứa hai cạnh tác dụng (hai cạnh của hai bối dây) của hai bối dây thuộc cùng một pha toàn tộ q nếu y =  và có một số cạnh chứa hai cạnh tác dụng của hai bối dây khác nhau nếu y <  hoặc y > 

trong toàn bộ số rãnh của máy điện (kiểu quấn hai lớp)

Được áp dụng cả trong kiểu quấn đồng tâm, đồng khuôn và sóng kép ở những máy điện hoặc động cơ điện yêu cầu Mômen khỏe và ổn định

= 2p



2

z q

+ Mỗi pha gồm một hay nhiều tổ bối dây

+ Mỗi tổ bối dây gồm một hay nhiều bối dây

+ Mỗi bối dây gồm gồm một hay nhiều vòng dây

3 Phương pháp vẽ sơ đồ dây quấn (sơ đồ trải) stato động cơ không đồng bộ

ba pha;

3.1 Dây q ấ t lớp

Là kiểu quấn trong một rãnh chỉ chứa một tác dụng (một cạnh của một bối dây gồm nhiều sợi) trong toàn bộ số rãnh của máy điện (kiểu quấn một lớp) Được áp dụng quấn cả trong điều kiện quấn đồng tâm, đồng khuôn và quấn sóng

ính toán thành lập số đ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha :

+ Tính toán các thông số và cách vẽ

- Bước cực:()

Trong đó: z là số rãnh 2p là số cực

trong đó  có góc độ điện của một rãnh chiếm

- Tính số bối dây toàn máy (n)

Gọi số tổ bối dây của một pha là u thì u = p (trong đó p là số đôi cực) Thì số

tổ bối dây toàn máy là n = u.m = 3.m = 3u = 3p

- Cách vẽ

Sau khi tính toán các thông số dùng 3 mẫu biểu thị 3 pha hoặc 3 nét khác nhau Tiến hành lần lượt vẽ 3q mầu khác nhau cho đến hết số rãnh Z Sau đó đánh lần lượt cho đến hết rồi nối các q của cùng một pha theo bước quấn ta được

z q

p Z

0 0 0

120 120

6 20

Ví dụ 1: Lập sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha theo kiểu đồng

tâm một lớp bước đủ với các số liệu:

Hình 2.6 Sơ đồ đồng tâm 1 lớp bước đủ

Ví dụ 2 Lập sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha theo kiểu đồng khuôn

một lớp bước đủ với các số liệu:

Z = 36 rãnh, 2p = 4, m =3, a = 1

Giải:

* Tính toán các thông số:

z q

p Z

0 0 0

120 120

6 20

z q

p Z

0 0 0

120 120

6 20

Hình 2.7 Kiểu đồng khuôn 1 lớp bước đủ tập trung

Ví dụ 3 Lập sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha theo kiểu đồng khuôn

một lớp bước đủ đặt móc xích với các số liệu:

36 9

Z y

p



36 3

Z q pm

+ Kiểu quân hai cạnh tác dụng trong một rãnh có q là số nguyên

Là kiểu quấn trong một rãnh chứa hai cạnh tác dụng (hai cạnh của hai bối dây) của hai bối dây thuộc cùng một pha toàn tộ q nếu y =  và có một số cạnh chứa hai cạnh tác dụng của hai bối dây khác nhau nếu y <  hoặc y >  trong toàn bộ số rãnh của máy điện (kiểu quấn hai lớp)

Được áp dụng cả trong kiểu quấn đồng tâm, đồng khuôn và sóng kép ở những máy điện hoặc động cơ điện yêu cầu Mômen khỏe và ổn định

Kiểu quấn hai cạnh tác dụng trong một rãnh q là số nguyên

* Tính toán các thông số:

Phần tính toán các thông số cơ bản như phần bộ dây một lớp chỉ khác là

số tổ bối dây sẽ tăng lên gấp đôi vì số bối dây của bộ dây bằng số rãnh song số vòng dây trong một bối ít hơn kiểu một lớp

* Ví dụ 1: Lập sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều theo kiểu đồng khuôn hai lớp bước đủ với các số liệu:

Z = 36, 2p = 4, m = 3, a = 1

+ Tính toán các thông số:

0

360 2.360

20 36

p Z

0

120 120

6 20

Z p

36 3

Z q pm

p Z

0

120 120

6 20

Số tổ bối trong toàn bộ bộ dây quấn S = n = 3u = 3p = 6

Sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha:

Z=36, 2P=4, a=1, m=3

Hình 2.9 Kiểu đồng khuôn 2lớp bước đủ

* Ví dụ 2: Lập sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều theo kiểu đồng khuôn hai lớp bước ngắn với các số liệu: Z = 36, 2p = 4, m = 3, a = 1, =0.90

+ Tính toán các thông số:

Vì quấn bước ngắn nên y = . = 0,90x9 =8,18

Tính yp

Nên

Số tổ bối trong toàn bộ bộ dây quấn S = n = 3u = 3p = 6

4 Dây quấn stato động cơ không đồng bộ một pha

4.1 Dây q ấ t lớp

Việc tính toán các thông số để lập sơ đồ trải bộ dây một pha được thực hiện theo các bước sau :

.

2 ( m = 1 vì một pha ) qkđ =

2 vẽ sơ đ trải ( dựa vào các thông số tính toán và vẽ như ở bộ dây 3 pha )

Đối với bộ dây quấn stato động cơ một pha tụ điện thì cách vẽ theo các bước dưới đây:

ước 4: Xác định dấu cực từ bằng cách ghi chiều mũi tên lên các cạnh tác dụng,

sao cho các cực từ liên tiếp phải trái dấu nhau

ước 5: Căn cứ vào số các tổ bối dây trong một cuộn dây và cách đấu các đầu

nối ta kẻ các đường nối liền các cạnh tác dụng để hình thành các tổ bối dây của cuộn dây chính Đấu dây giữa các tổ bối dây cuộn dây chính sao cho khi có dòng điện chạy vào sẽ không làm thay đổi chiều mũi tên mà ta đã vạch

ước 6: Căn cứ vào số rãnh tương ứng được xác định bởi sự lệch nhau 900

(độ điện) giữa cuộn dây chính và cuộn dây phụ để xác định rãnh khởi đầu của cuộn dây phụ, xác định như sau:

Z p

p. hh  360



Cách vẽ cuộn dây phụ giống như cuộn dây chính

Chú ý: ước bối dây c a cuộn dây chính y c và bước bối dây c a cuộn dây phụ

có thể không bằng nhau, nên để xác định rãnh khởi đầu c a cuộn dây phụ ta

phải xác định góc lệch giữa tâm c a t bối dây đầu tiên c a cuộn dây chính với tâm c a t bối dây đầu tiên c a cuộn dây phụ

ước 7: Kiểm tra lại toàn bộ cuộn dây chính và cuộn dây phụ với cách đấu từng

cuộn sao cho các cực từ liên tiếp phải trái dấu nhau

3 hận xét về sơ đ , về dây quấn

Ví dụ

Một động cơ điên xoay chiều không đ ng bộ một pha rôto l ng sóc dùng dây quấn mở máy có Z = 24, 2p = 4, Zlv = 2/3Z Hãy vẽ sơ đ trải một lớp bộ dây quấn

a rước tiên ta tính toán một vài thông số:

24



m p

Z q

c- Bước quấn dây:y c  y p    6 ( 1  7 )

d- Vì động cơ dùng dây quấn mở máy nên dưới mỗi cực từ cuộn dây chính chiếm 2/3 số rãnh (4 rãnh), cuộn dây phụ chiếm 1/3 số rãnh (2 rãnh)

Vẽ sơ đồ kiểu đồng khuôn đơn giản (kiểu hoa sen hay dốc lồng tôm):

ước 1: Kẻ 24 đoạn thẳng song song cách đều nhau và đánh số từ 1  24 (hình 2.10)

ước 2: Chia 24 rãnh làm bốn bước cực , nỗi bước chiếm 6 rãnh (hình 2.10)

ước 3: Trong vùng mỗi cực từ , cuộn dây chính chiếm 4 rãnh, tiếp theo cuộn dây phụ chiếm 2 rãnh: ta thực hiện lần lượt theo quy tắc: qc - qp – qc - qp– qc -

2



Hình 2.10.Trình tự thực hiên vẽ sơ đồ theo dạng đồng khuôn

ước 4: Xác định dấu cực từ: ghi chiều mũi tên lên sao cho các cực từ liên

tiếp trái dấu xen kẽ nhau (hình 2.11)

ước 5: Trong toàn bộ 24 rãnh, cuộn chính chiếm 2 tổ bối là 2x4x2 = 16

rãnh, cuộn dây phụ chiếm 2x2x2 = 8 rãnh Ta kẻ các đường nối liền với các cạnh tác dụng để hình thành các tổ bối dây cuộn dây chính: tổ bối đầu tiên chiếm các rãnh: 1 – 7, 2 – 8, 3 – 9, 4 – 9 với yc = 6 Tổ bối dây thứ hai chiếm các rãnh: 13 – 19, 14 – 20, 15 – 21, 16 – 22 với yc = 6 Đấu dây giữa hai tổ bối sao cho không làm thay đổi chiều mũi tên đã vạch (hình 2.11)

ước 6: Căn cứ vào Z/4p = 3 rãnh, ta xác định rãnh khởi đầu cuộn dây phụ

sao cho giữa tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây chính cách tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây phụ là 3 rãnh hoặc rãnh đầu tiên của cuộn dây phụ cách rãnh đầu tiên của cuộn dây chính 1/2 = 3 rãnh (1 ) (hình 2.11)

 Vẽ sơ đồ dạng đồng khuôn phân tán

Đối với những sơ đồ dây quấn khi tổ bối dây có số bối dây nhiều (2, 4, 6, 8…bối), kích thước phần đầu nối của các bối dây sẽ khá dài Để giảm bớt kích thước phần đầu nối của các tổ bối dây như trên người ta thực hiện phân tán tổ bối dây ra làm hai phần bằng nhau Cách vẽ: Ta cũng thực hiện các bước tương

tự như ở trên, ở đây mỗi tổ bối dây cuộn dây chính có hai bối dây (hình 2.11)

ykđ = kđ. = 0,83.6 = 4,98 = 5 ( khoảng )

Ta thấy rằng, cuộn dây quấn đồng khuôn đơn giản có bước bối dây là bước

đủ (yc = yp =  = 6), trong khi đó ở cuộn dây quấn đồng khuôn phân tán có bước bối dây bé hơn (yc = yp = 5) Chính vì vậy, nên dạng đồng khuôn phân tán được

yB = 5

 Vẽ dạ tâ :

Cách vẽ cũng tương tự, nhưng tổ bối dây ở đây là những tổ bối dây kiểu đồng tâm (mẹ con) (hình 2.4)

Ở bộ dây này để cuộn dây khởi động rải đều trên hai nửa chu vi lõi thép Stator , một cuộn dây khởi động sẽ chia đôi số vòng và phân đều về 2 phía, chính vì vậy tại rãnh 5 và rãnh 14 ta thấy có 2 lớp ( nhưng ở cùng một pha dây khởi động )

4.2 Dây q ấ lớp

* á lập dây q ấ lớp

Từ bước 1 đến bước 6 làm tương tự như lập sơ đồ dây quấn một lớp, cái khác

ở đây là cách đặt các cuộn dây và cách chọn hệ số dây quấn (hệ số bước ngắn)

Cách chọn hệ số bước ngắn như bảng dưới:

Đầu cuộn phụ tính theo rãnh giữa tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây chính với tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây phụ (Z/4p) Cách đặt các bối dây cũng tương tự cuộn dây chính

Chú ý, ở đây chữ số có dấu phảy ở trên biểu thị cạnh của bối dây nằm ở lớp dưới rãnh, còn chữ số không có dấu phảy ở trên biểu thị cạnh của bối dây nằm ở lớp trên của rãnh

Ví dụ: Vẽ sơ đồ bộ dây quấn hai lớp của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ một pha, dùng tụ điện mở máy, có Z = 24, 2p = 2, bối dây bước ngắn với hệ số bước ngắn  = 9/12

16 24 3

2 3

1 3

16



m p

8



m p

e Góc lệch tính theo rãnh giữa tâm của tổ bối dây đầu tiện cuộn dây chính với tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây phụ là: 6

1 4

24 4

Số tổ bối dây của cuộn dây chính và cuộn dây phụ là n = 2p = 2 tổ

Số bối dây của cuộn dây chính trong một tổ là 8 bối (bằng qc)

Số bối dây của cuộn dây phụ trong một tổ là 4 bối (bằng qp)

Ta lập được bảng như sau:

21

Hình 2.14 Sơ đồ dây quấn hai lớp của động cơ điện xoay chiều không đồng

bộ một pha dùng tụ điện mở máy với các thông số Z = 24, 2p = 2,  = 9/12 Bài tập

1) Lấy mẫu bộ dây quấn stato động cơ một pha vòng chập và động cơ một pha

9) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 16, 2p = 4

10) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 16, 2p = 4, 3

số (2 cuộn số) lồng chung rãnh với cuộn khởi động

11) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 16, 2p = 4, 3

số (1 cuộn số – sử dụng từng cặp dây số đối xứng), cuộn lồng chung rãnh với cuộn khởi động

12) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 16, 2p = 4, 3

số (2 cuộn số) lồng chung rãnh với cả hai cuộn dây

13) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 24, 2p = 4 14) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 24, 2p = 6 15) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 36, 2p = 6 16) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 48, 2p = 12

17) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 48, 2p = 16 18) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 36, 2p = 18 19) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 28, 2p = 14 20) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 18, 2p = 18 21) Vẽ sơ đồ đấu dây trong động cơ một pha tụ điện có Z = 24, 2p = 2, năm tổ bối năm kiểu mẹ con

22) Vẽ sơ đồ đấu dây trong động cơ một pha tụ điện có Z = 36, 2p = 4, mỗi cuộn gồm hai tổ bối bốn và hai tổ bối năm đồng khuôn

Bài 3 Tháo lắp động cơ điện

Trình tự tháo động cơ gồm các bước như sau:

ướ 1: Tháo động cơ ra khỏi máy sản xuất và các bộ phận truyền động