Bai 1- Ky thuat quan day

• Thực hành đợc bất kể một bớc nào đó trong qui trình quấn dây của máy điện, theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật điện.. Nội dung chính: • Các khái niệm căn bản trong kỹ thuật quấn dây • Khảo s

Bài 1

Kỹ THUậT QUấN DÂY máy điện

Mã bài : CIE 01 18 01

Giới thiệu :

Động cơ điện là một loại động cơ đợc sử dụng phổ biến trong lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp và trong đời sống xã hội hiện nay Kỹ thuật quấn dây là mảng kiến thức không thể thiếu, nó là tiền đề cho việc tiếp thu, thực hiện các bài học tiếp theo

Mục tiêu thực hiện:

Học xong bài này, học viên có năng lực:

• Trình bày đợc các bớc để tiến hành quấn lại một máy điện bị hỏng theo số liệu có sẵn

• Thực hành đợc bất kể một bớc nào đó trong qui trình quấn dây của máy điện, theo

đúng tiêu chuẩn kỹ thuật điện

Nội dung chính:

• Các khái niệm căn bản trong kỹ thuật quấn dây

• Khảo sát và vẽ lại sơ đồ dây quấn động cơ

• Tháo dây cũ

• Ghi nhận số vòng dây, đờng kính dây và khối lợng dây

• Vệ sinh động cơ

• Cắt và lót giấy cách điện rãnh

• Làm khuôn quấn dây

• Quấn dây mới

• Lồng dây vào rãnh

• Đấu dây, hàn nối dây

• Cách điện pha

• Đo thông mạch, đo điện trở cách điện

• Đai dây

• Đo dòng không tải

• Tẩm sấy cách điện

• Lắp ráp, nghiệm thu

Hoạt động 1: nghe giảng trên lớp có thảo luận

Kỹ THUậT QUấN DÂY máy điện

1.1 Các khái niệm căn bản trong kỹ thuật quấn dây.

a Nhiệm vụ và yêu cầu:

Dây quấn ở stato có nhiệm vụ tạo ra từ trờng quay

Trong quá trình làm việc dây quấn đợc đấu vào nguồn, số vòng dây quấn sẽ do điện áp

định mức của động cơ quyết định; còn tiết diện dây sẽ đợc quyết định bởi dòng điện chạy qua

nó Nói cách khác, chính công suất quyết định tiết diện dây

b Bối dây:

Bối dây đợc biểu diễn trong hình 1.1 Là một hay nhiều vòng dây đợc quấn định hình theo một kích cỡ nào đó và đặt vào trong rãnh của lõi thép

Trên sơ đồ dây quấn, bối dây đợc thể hiện bằng hình vẽ một nét

Bối dây gồm có:

− Cạnh tác dụng: Là một hay nhiều vòng dây đợc quấn định hình theo kích cở 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

− Bớc bối dây (bớc dây quấn): Là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của cùng một bối dây

Để thuận tiện trong việc vẽ và đọc sơ đồ, ngời ta qui ớc trục của bối dây và đầu đầu (Đ),

đầu cuối (C) của bối dây nh hình 1.1b

c Nhóm bối dây:

Bao gồm một hoặc nhiều bối dây mắc nối tiếp nhau Mỗi nhóm bối có hai đầu dây ra (hình 1.2)

a Nhóm 3 bối dây đồng khuôn b Nhóm 2 bối dây đồng tâm

Hình 1.2: NHóM BốI DâY PHâN LOạI THEO HìNH DạNG

a Bối dây

Cạnh tác dụng

Phần đầu nối

Hình 1.1: CáC THàNH PHầN CủA BốI DâY Và CáC DạNG BIểU DIễN

b Các dạng biểu diễn bối dây

y Trục của bối dây

d Phân loại:

− 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 dới

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

đồng khuôn (hình 1.2)

♦Các biểu thức cơ bản:

a Bớc cực từ: τ = 2 Z p

Trong đó: Z: là số rãnh của stato;

2p: là số cực từ;

τ: là bớc cực từ, tính bằng rãnh

b Số rãnh phân bố cho mỗi pha dới mỗi cực từ:

q =

m

τ

Với: m: là số pha của bộ dây quấn, m = 3;

q: tính bằng rãnh/ pha/ cực;

c Góc lệch điện giữa 2 rãnh kề nhau:

αđ = τ

180 =

Z

p 360

αđ tính bằng độ điện (0điện)

d Khoảng cách giữa đầu đầu và đầu cuối các pha:

Z Y X

C B A

−

−

−

d

α

120

(tính bằng rãnh)

e Quan hệ giữa τ và y: Đối với dây quấn 1 lớp thì

y = τ

1.2 Khảo sát và vẽ lại sơ đồ dây quấn động cơ.

Tùy loại thiết bị mà sẽ có sơ đồ dây quấn khác nhau, vấn đề cơ bản nhất là phải xác định

đợc: số bối dây trong một pha, số pha, cách đấu liên kết các nhóm bối dây với nhau Trong hình 1.3 giới thiệu một dạng sơ đồ dây quấn tiêu biểu

•Trình tự vẽ lại sơ đồ:

- Xác định số nhóm bối dây trong 1 pha

- Tìm các đầu dây đấu liên kết giữa các nhóm

- Xác định kiểu dây quấn (tập trung hay phân tán)

- Vẽ lại sơ đồ hoàn chỉnh

- Kiểm tra lại số cực từ, tốc độ quay theo số liệu trên nhãn máy

1.3 Tháo dây cũ.

- Dùng kềm, ca hoặc đục cắt bỏ một đầu nối của bối dây nh hình 1.4 Chú ý là phải giữ lại vài đoạn để lấy số liệu

- Dùng vít dẹp (loại vít đóng) bẩy mạnh ở phần đầu nối kia để tháo bối dây ra ngoài Có thể chia thành nhiều tao nhỏ để giảm lực thao tác

2

HìNH 1.3 SƠ Đồ KIểU ĐồNG TÂM PHÂN TáN ĐKB 1 PHA Z = 24; 2p = 2

Hình 1.4: Tháo bỏ dây cũ bằng cách cắt bỏ phần đầu nối

Lõi thép stator

Bẩy mạnh để tháo bối dây

Giữ lại vài phần bối dây nguyên để lấy số liệu

•Trờng hợp cuộn dây đợc tẩm vecni quá cứng, không thực hiện nh trên đợc thì tiến hành

nh sau:

- Dùng vít dẹp (vít đóng) hoặc lỡi ca sắt phá bỏ nêm tre ở miệng rãnh nh hình 1.5

- Dùng kềm nhọn tháo từng tao dây ra ngoài

- Khi đã tháo đợc khoảng 1/3 thì có thể bẩy phần đầu nối để lấy toàn bộ phần còn lại ra ngoài

1.4 Ghi nhận số vòng dây, đờng kính dây và khối lợng dây.

- Đếm lại chính xác số vòng của mỗi bối dây

- Đo lại đờng kính dây quấn bằng panmer

- Ghi các số liệu vừa ghi nhận đợc lên sơ đồ đã vẽ

1.5 Vệ sinh động cơ.

- Dùng dao nhọn, lỡi ca sắt cạo sạch giấy cách điện, vecni … còn bám bên trong rãnh

- Dùng dao bén, dũa mịn, giấy nhám cắt bỏ phần bazớ nếu miệng rãnh, răng bị trầy xớt

- Cạo sạch lau khô bụi bẩn

1.6. Cắt và lót giấy cách điện rãnh.

1.6.1 Bảng kê vật liệu - dụng cụ học tập:

1 Động cơ một pha hoặc ba pha sau khi đã làm vệ sinh 1 cái

1.6.2 Các bớc tiến hành:

a Đo kích thớc rãnh stato:

Hình 1 5: Tháo bỏ phần nêm tre ở miệng rãnh

Đục bỏ nêm tre bằng vít

đóng

Cắt bỏ nêm tre bằng l ỡi c

a sắt

Nêm tre

Nêm tre

L ỡi c a sắt

Đầu vít đóng

l

Hình 1.6: Cách đo kích th ớc rãnh stato động cơ không đồng bộ

để cắt cách điện rãnh

b Xác định kích thớc giấy cách điện rãnh.

- Với động cơ 1 pha có P < 100W: L1 = (3 → 4)mm

- Với động cơ 1 pha có 100W < P < 500W: L1 = (4 → 5)mm

- Với động cơ 1 pha có 500W < P < 1000W: L1 = (5 → 6)mm

- Với động cơ 1 pha có P > 1000W: L1 = (6 → 10)mm

- Với động cơ 3 pha có P < 1000W: L1 = (5 → 6)mm

- Với động cơ 3 pha có 1000W < P < 5000W: L1 = (6 → 10)mm

- Với động cơ 3 pha có 5000W < P < 33000W: L1 = (10 → 20)mm

- Với động cơ 3 pha có P > 33000W: L1 = (20 → 30)mm

c Gấp giấy cách điện rãnh:

- Gấp bìa lần 1 theo kích thớc L1 (h.1.8)

Hình 1.7: xác định kích th ớc giấy cách điện rãnh

h: là chiều cao rãnh stato

a: là chiều rộng của đáy rãnh stato

L: là chiều dàI thực tế rãnh stato

L1: là phần bìa gấp bên ngoàI rãnh stato

Hình 1.8: cách gấp giấy cách điện rãnh

h: là chiều cao rãnh stato

a: là chiều rộng của đáy rãnh stato

L: là chiều dàI thực tế rãnh stato

L: là phần bìa gấp bên ngoàI rãnh stato

- Gấp bìa lần 2 theo kích thớc a và h (h1.9 )

- Lồng bìa cách điện (sau khi đã gấp theo kích thớc) vào rãnh stato

ấn tịnh tiến theo mũi tên (h1.10 )

- Định vị bìa cách điện trhong rãnh stato

ấn tịnh tiến nong rãnh theo chiều mũi tên (h1.11 )

h

a

Hình 1.9: cách gấp giấy cách điện rãnh

h: là chiều cao rãnh stato

a: là chiều rộng của đáy rãnh stato

Hình 1.10: lồng giấy cách điện vào rãnh

- Bìa cách điện đã đợc lót trong rãnh stato (h1.12)

Lu ý:

Cách điện rảnh nhằm mục đích cách điện giữa cuộn dây với stato để tránh chạm masse, mà còn phải có dạng của rảnh để ôm sát vào rảnh, tăng hệ số lắp đầy dây (Kiđ) Khi lót cách điện rảnh cho các động cơ có công suất nhỏ dới 1HP, có thể chọn giấy dày 0,2mm Nếu động cơ lớn hơn, cấp cách điện A, thì chọn bề dày giấy từ 0,35 – 0,40mm Đối với động cơ có công suất lớn, nên tăng cờng thêm 1 lớp giấy phim, hoặc mica tùy theo cấp cách điện

Để tăng cờng độ bền về cơ, nên gấp mí ở đầu miêng rảnh, tránh giấy cách điện bị rách trong lúc uốn nắn dây

Kiểm Tra

• Phần bài tập:

1 Thực hành đo kích thớc rãnh stato động cơ có công suất là P để gia công bìa cách

điện (P: Do giáo viên yên cầu)

2 Thực hành xác định các kích thớc đã đo đợc ở bàiI tập 1 trên mặt phẳng trải của tấm bìa các điện

3 Thực hành lót bìa cách điện vào rãnh

• Phần câu hỏi:

1 Nếu 1 trong những kích thớc (b; a; d1; d2) lớn hay nhỏ hơn kích thớc thực tế của rãnh thì bìa cách điện có dùng đợc không?

2 Nếu kích thớc của nong rãnh lớn hay nhỏ hơn rãnh stato đã lót bìa nong rãnh đó có

sử dụng đợc không?

1.7 Làm khuôn quấn dây.

Hình 1.11 : định vị giấy cách điện trong rãnh

Hình 1.12: giấy cách điện đã đ ợc lót trong rãnh

• Xác định chu vi khuôn quấn:

- CV1 = 2h + πd

- CV2 = 2h + π (d +2d1)

- CV3 = 2h + π (d +4d1)

Tổng quát:

CVn = 2h + π [d +2(n - 1)d1]

• Yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn quấn:

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

- Bề mặt khuôn quấn phải tơng đối nhẳn, các góc lợng cần phải bo tròn

- Lổ khoan phải đúng tâm, phù hợp với trục bàn quấn (từ Φ10 ữ Φ12)

- Số lợng khuôn quấn:

 Số khuôn cuộn chạy bằng số bối dây có trong nhóm bối cuộn chạy

 Số khuôn cuộn đề bằng số bối dây có trong nhóm bối cuộn đề

- Số lợng má ốp: nmá ốp = nkhuôn + 1

1.8 Quấn dây mới.

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

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

- Đối với loại dây quấn đồng tâm: bắt đầu quấn từ khuôn nhỏ nhất, rải các vòng dây song song, xếp đều trên bề mặt khuôn

- 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

R =: Bán kính;

d: độ rộng khuôn nhỏ nhất.

đ1: Khoảng cách 1 rãnh.

HìNH 1.13 XáC ĐịNH KíCH THƯớC

KHUÔN QUấN

d 1 d

h R

HìNH 1.14 CáC DạNG KHUÔN QUấN

1.9 Lồng dây vào rãnh.

- Nắn định hình các bối dây theo độ dài của từng bớc dây quấn trên stator

- Dùng sáp bôi trơn hai cạnh tác dụng của bối dây

- Sắp xếp các nhóm bối dây theo đúng thứ tự

- Bắt đầu lồng bối nhỏ nhất vào rãnh:

 Dùng tay đa từng tao dây vào rãnh Dùng dao tre chải dây sâu xuống đáy rãnh Chú ý, đầu dây ra của từng bối phải đặt ở đáy rãnh

 Xong rãnh nào phải úp miệng rãnh ngay Bìa úp miệng rãnh phải che đợc từ 1/3

đến 2/3 chiều sâu đáy rãnh

 Nêm miệng rãnh bằng tre hoặc phíp cách điện

 Nắn sửa phần đầu nối tròn, gọn không cọ lõi thép, không chạm võ

- Tiếp tục lồng bối lớn hơn theo qui trình tơng tự cho đến hết

- Đấu sơ bộ các nhóm bối dây

1.10 Đấu dây, hàn nối dây.

- Đấu dây theo sơ đồ

- Cạo sạch đầu dây cần đấu, hàn chắc, cách điện bằng gen

- Đầu dây ra phải luồn gen khoảng 5cm sâu vào trong rãnh Hàn chắc với dây dẫn, cách điện bằng ống gen ra đến bên ngoài

HìNH 1.15 BUộC Cố ĐịNH CáC BốI DÂY ĐồNG TÂM

Hình 1.16: Các dạng bìa úp miệng rãnh

Hình 1.17: dạng nêm tre dùng để nêm miệng

rãnh

Hình 1.18: Cách lồng gen cách điện vào

mối nối ống gen cách

điện mối nối

Lu ý:

Việc hàn các kết nối là một bớc quan trọng và yêu một chút cẩn thận Các mối hàn tồi

sẽ dẫn tới các tiếp xúc tồi và kết quả là động cơ bị quá nhiệt Do đó các cuộn dây sẽ bị cháy Nếu bạn không có kinh nghiệm trong việc hàn, bạn sẽ làm thực tập các mối hàn với các mẩu dây nhỏ Nhìn các quy tắc sau khi hàn

Đầu cần hàn phải đợc làm sạch hoàn toàn với giấy ráp

Các dây phải đợc xoắn chặt với nhau để đảm bảo một kết nối cơ khí chắc chắn

Chỉ sử dụng kiểu dây hàn đợc cấp cho kit (60% thiếc và 40% chì)

Chú ý: bảo vệ sự mài mòn thủy tinh trong khi hàn

• Nối giắc mỏ hàn tới một nguồn ra 220 V xoay chiều

• Hãy tăng nhiệt độ mỏ hàn kép trong mỗi phút (tức là mỗi phút bấm hai lần, không bấm liên tục), và sẽ cho kết quả tốt, phần trên mối hàn thiếc đôi khi đợc bọc một lớp nhựa thông của thiết bị hàn và làm sạch nó với một miếng rẻ hoặc miếng xốp ẩm

• Trợt một ống thủy tinh qua một dây tới phần đợc hàn và khi đó xoắn các dây với nhau

• Đặt bên đầu dây thiếc trên mối nối và cấp nhiệt nó tới khi thiết bị hàn nấu chảy và thiếc chảy dễ dàng giữa các dây Tránh xa việc dùng nhiều thiết bị hàn một lúc Một mối hàn tốt là có một hình dạng tròn và bóng (mối hàn no)

• Hãy làm nguội các mối hàn và kiểm tra độ bền cơ khí của sự kết nối

• Trợt ống thủy tinh ngoài sự kết nối

• Lặp lại tiến trình này cho mỗi sự kết nối

• Khi công việc hoàn thành, tháo giắc nối nguồn mỏ hàn Hãy làm nguội nó và đừng siết chóp bởi vì nó sẽ không kẹp chặt

• Cất dây hàn

1.11.Cách điện pha.

- Cắt giấy cách điện pha đúng kích thớc Có thể dùng 2 hoặc 4 mẩu giấy cách điện cho mỗi đầu

- Đa giấy cách điện vào chổ giao nhau giữa cuộn đề và cuộn chạy (đối với động cơ một pha); giữa các nhóm bối của các pha (đối với động cơ ba pha) Chỉnh sửa, kiểm tra sự cách điện giữa chúng

1.12 Đo thông mạch, đo điện trở cách điện.

Mối nối giữa dây emay với dây điện đơn mềm

Sử dụng ôm kế kiểm tra thông mạch của từng cuộn dây, kiểm tra cách điện giữa các cuộn dây với nhau, giữa cuộn dây với lõi sắt Nếu các cuộn dây chạm nhau hoặc chạm lõi sắt phải sửa chữa khắc phục sự cố xong mới tiến hành đai dây

1.13 Đai dây.

Sau khi đã uốn nắn định hình bộ dây quấn theo dự tính Hàn đấu dây giữa các nhóm cuộn, hàn nối các đầu dây dẫn mềm bọc cách điện PVC hoặc cao su Rồi định vị nơi tập trung đa dây ra hộp nối Cuối cùng tiến hành đai bộ dây quấn và nắn định hình lần cuối để việc đai dây làm cho bộ dây quấn vững chắc Cụ thể:

- Dùng dây đai buộc mối gút đầu tiên

- Đai chặt từng nhóm bối dây, chỉnh sửa giấy cách điện Dùng búa nhựa chỉnh sửa phần đầu nối tròn đều: trong không cọ rotor, ngoài không chạm võ máy

- Tại vị trí các đầu dây ra phải có ít nhất là 2 mối buộc

- Tiếp tục cho đến hết

1.14 Đo dòng không tải.

Sau khi đai dây xong ta lại sử dụng ôm kế kiểm tra thông mạch của từng cuộn dây, kiểm tra cách điện giữa các cuộn dây với nhau, giữa cuộn dây với lõi sắt một lần nữa Nếu các cuộn dây chạm nhau hoặc chạm lõi sắt phải sửa chữa khắc phục sự cố xong mới tiến hành tiếp các phần việc sau:

- Lắp rotor, nắp máy

- Vận hành thử đo thông số dòng điện không tải:

 Đối với động cơ một pha: I0 = (0,3 ữ 0,5)Iđm

 Đối với động cơ ba pha: I0 = 1,3Iđm

Nếu dòng không tải quá cao hoặc quá thấp thì phải tìm hiểu nguyên nhân và xử lý sự

cố Sau đó mới tiến hành tẩm sấy cuộn dây

1.15 Tẩm sấy cách điện.

Trong công nghiệp sản xuất máy điện, việc sấy và tẩm chất cách điện cho động c rất quan trọng Còn trong trờng hợp sửa chữa nhỏ, đơn chiếc, điều kiện sấy tẩm và làm đúng

ph-ơng pháp thì vẫn đảm bảo chất lợng và tuổi thọ của máy

Việc tẩm chất cách điện cho dây quấn máy điện nhằm mục đích:

- Tránh bộ dây quấn bị ẩm

- Nâng cao độ chịu nhiệt

- Tăng đô bền cách điện

- Tăng cờng độ bền cơ học

- Chống đợc sự xâm thực của hóa chất

Công việc sấy tẩm máy điện gồm 3 giai đoạn:

- Sấy khô trớc khi tẩm

- Tẩm verni cách điện lên bộ dây quấn

- Sấy khô chất cách điện sau khi tẩm

Cách sấy máy điện có nhiều phơng pháp, tùy theo khối lợng máy nhiều, ít, kích thớc máy lớn hay nhỏ Với sửa chữa nhỏ, có thể dùng các phơng pháp:

a Phơng pháp sấy tẩm bằng tia hồng ngoại:

Cách sấy này khác với cách sấy nhiệt bằng điện trở Chủ yếu nhờ vào khả năng hấp thụ năng lợng bức xạ do tia hồng ngoại để biến thành niệt năng và bề mặt của vật đợc sấy

Nh thế chất cách điện đợc làm khô dần từ lớp bên trong ra phía ngoài

Tia hồng ngoại đợc sản xuất ra bởi bóng đèn có tim, khi đợc cho thắp sáng đỏ Vì vậy nguồn điện cung cấp cho đèn sấy nên giảm thấp 20 – 30% điện áp định mức của đèn Để tăng cờng sự phản xạ nhiệt và phân phối đều nhiệt lợng nên lót kim loại sáng bóng bên trong

tủ sấy

b.Phơng pháp sấy bằng dòng điện:

Phơng pháp này cho dòng điện vào bộ dây quấn và dùng dây quấn tỏa nhiệt để tự sấy khô chất cách điện đã tẩm Nh thế, nhiệt tỏa ra từ bên trong làm bay hơi dung môi, khô nhanh chất cách điện

Khi sấy động cơ, điện áp đa vào bộ dây quấn khoảng 15-20% điện áp định mức của

bộ dây quấn, các cuộn pha đợc mắc nối tiếp với nhau thành tam giác hở Dòng điện qua bộ dây quấn có thể bằng dòng điện định mức Cần trang bị 1 rờ le bảo vệ để tránh dòng điện sấy vợt quá định mức Thời gian sấy ít nhất 10 giờ

Sau khi sấy xong phải kiểm tra điện trở cách điện bằng Mê-gôm-kế (500V) ở nhiệt độ còn nóng 95-100%C điện trở cách điện trở cách điện của stato ít nhất phải lớn hơn 1MΩ

Lu ý:

- Khi sấy khô bộ dây bằng bóng đèn hoặc cho máy chạy không tải khoảng 10 phút (đối với máy bơm nớc thì không dùng cách này vì sẽ làm cháy phốt bơm)

Hình 1.19: Cấu tạo tủ sấy đơn giản

Bề mặt tôn sáng bóng

Bóng đèn có tim