xac dinh dau day dong co ba pha

 PHẦN LÝ THUYẾT Chương I: Khái niệm về động cơ 3 pha 6 đầu dây  Khái niệm về máy điện KĐB 3 Pha  Phân loại động cơ KĐB 3Pha  Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 3 pha KĐB  Ph

Đồ án Môn họcSinh viên thực hiện : 1 Hoàng Văn Thái

- Xởng thực tập, các thiết bị phục vụ chế tạo

- Tài liệu, giáo trình chuyên môn

 Nội dung cần hoàn thành:

1 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của động cơ KĐB 3 pha

2 Nghiên cứu các thiết bị, khí cụ điện sử dụng

3 Nghiên cứu quy trình chế tạo panel

4 Tính toán, chế tạo panel theo yêu cầu

5 Sản phẩm của đề tài đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và mỹ thuật

6 Quyển thuyết minh và các bản vẽ mô tả đầy đủ nội dung của đề tài

Giáo viên hớng dẫn:

Nguyễn Thị Thùy Dung

Ngày giao đề : Ngày hoàn thành :

***: CÁC PHẦN KHIấN CỨU VÀ TèM TÀI LIỆU

 PHẦN LÝ THUYẾT

 Chương I: Khái niệm về động cơ 3 pha 6 đầu dây

 Khái niệm về máy điện KĐB 3 Pha

 Phân loại động cơ KĐB 3Pha

 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 3 pha KĐB

 Phương pháp đấu dây hình Sao và Tam giác

 Chương II: Các thiết bị và linh kiện sử dụng

 Đồng hồ vạn năng

 ÁpTôMát 3 pha

 Máy biến áp xoay chiều

 Mạch chỉnh lưu 1 chiều, Tính toán và chọn diode

 Chương III: Chế Tạo Panel

 Khái niệm về panel

 Công dụng của panel

 Quy trình chế tạo panel

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của nhân loại ngành công nghệ kỹ thuật Điện- Điện Tửđang từng bước đến với tầm cao của tri thức và khoa học Tuy là một nước đi sau vềngành công nghệ kỹ thuật Điện- Điện tử và ứng dụng nó vào đời sống nhưng ViệtNam cũng đang từng bước hoà nhập để đi cùng với xu hướng chung của thời đại Máymóc sẽ thay thế con người thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế

Việc sử dụng động cơ điện trong sản xuất và đời sống là rất rộng rãi, đặc biệt làđộng cơ điện một chiều bởi vì động cơ điện một chiều có rất nhiều ưu điểm so vớiđộng cơ xoay chiều Nhưng gắn liền với việc sử dụng động cơ điện một chiều là quátrình điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho phù hợp với yêu cầu thực tế.Vì vậy để đáp

ứng yêu cầu đó nhóm chúng em thực hiện với đề tài: “Thiết kế, chế tạo panel thực

tập xác định đầu dây động cơ ba pha.”

Trong thời gian làm đồ án với sự cố gắng của cả nhóm cùng với sự giúp đỡ tận

tình của cô ……… và các thầy cô trong khoa Điện - Điện Tử đến nay

đồ án của chúng em đã hoàn thành

Tuy đồ án của chúng em đã được hoàn thành nhưng do kiến thức cũng như tàiliệu còn hạn chế cho nên bản đồ án của chúng em không tránh khỏi những sai sót Vậychúng em kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến xây dựng để đồ án củachúng em được hoàn thiện hơn và chúng em có kinh nghiệm bổ sung kiến thức đượctốt hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2016

Ký tên (GVHD)

CHƯƠNG I: TÔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 1.1 Khái niệm máy điện không đồng bộ.

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

từ trường n1 Cũng như các máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ có tínhthuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện, cũng có thể làm việc ởchế độ máy phát điện

Máy phát điện không đồng bộ có đặc tính làm việc không được tốt so với máyphát điện đồng bộ, nên nó ít được sử dụng

Động cơ điện không đồng bộ có cấu tạo và vận hành không phức tạp, giá thành

rẻ, làm việc tin cậy nên được sử dụng nhiều trong sản xuất và trong sinh hoạt

Trong công nghiệp thường dùng loại máy điện không đồng bộ làm nguồn độnglực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, cho các máy công cụ cho các nhà máy côngnghiệp nhẹ Trong hầm mỏ nó thường được dùng làm máy tời hay quạt gió Trongnông nghiệp thường dùng làm máy bơm nước hay các máy gia công nông sản Trongđời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũng chiếm một vị trí quan trọng nhưlàm: quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tụ lạnh

Với sự phát triển của nền sản xuất điện khí hóa, tự động hóa và các phươngtiện sinh hoạt hàng ngày phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càngrộng rãi

Tuy vậy, động cơ không đồng bộ cũng có những nhược điểm như hệ số coscủa máy không cao và đặc tính điều chỉnh động cơ không tốt nên ứng dụng của nótrong các lĩnh vực đòi hỏi cần có sự điều chỉnh tốc độ tốt thì hạn chế

Máy điện không đồng bộ cũng có thể dùng làm máy phát điện nhưng điện ápđầu ra không tốt so với máy phát điện đồng bộ do đó người ta hầu như không sử dụng

nó làm máy phát

Hình 1.1: Động cơ không đồng bộ

1.2 Phân loại.

1.2.1 Theo kết cấu của vỏ động cơ

Máy điện không đồng bộ có thể chia thành các loại chính sau: kiểu hở, kiểu bảo

vệ, kiểu kín, kiểu phòng nổ, v.v

a.Kiểu hở.

Không có trang bị bảo vệ sự tiếp xúc ngẫu nhiên các bộ phận quay và bộ phậnmang điện, đồng thời nó cũng không có trang bị bảo vệ tránh các vật bên ngoài rơivào máy

Theo cấp bảo vệ thì đây là loại IP00 Loại này được chế tạo theo kiểu tự làmnguội Loại này thường đặt trong nhà, có người trông coi và không để người khác đếngần

1.2.2 Theo kết cấu của rotor

Theo kết cấu của rotor, máy điện không đồng bộ được chia thành hai loại: rotorkiểu dây quấn và rotor kiểu lồng sóc

Động cơ rotor kiểu dây quấn chỉ áp dụng cho tải có công suất lớn và cần điềuchỉnh tốc độ (điều chỉnh tốc độ và mở máy bằng điện trở phụ) Còn đối với các loại tảitrung bình và nhỏ người ta sử dụng loại động cơ rotor lồng sóc và mở máy trực tiếp

a.Động cơ rotor lồng sóc

Đây là loại động cơ phổ biến nhất do giá thành rẻ, vận hành đơn giản hoạt động

ổn định Các động cơ này có đặc tính cơ khi tải thay đổi từ thông đến định mức thì tốc

độ quay của chúng giảm tất cả khoảng 2% - 5% Các động cơ rotor lồng sóc cómomen mở máy khá lớn

Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm nó cũng có các nhược điểm sau:

- Khó điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phẳng trong phạm vi rộng

- Dòng điện mở máy từ lưới lớn, bằng từ 5-7 lần Iđm

- Hệ số công suất thấp

Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo động cơ rotor lồng sócnhiều tốc độ và dùng rotor rãnh sâu lồng sóc kép để giảm dòng khởi động, đồng thờimomen khởi động cũng được tăng lên

b Động cơ rotor dây quấn

Với động cơ rotor dây quấn(hay động cơ vành trượt) thì loại trừ được nhữngnhược điểm trên nhưng làm cho kết cấu rotor trở lên phức tạp nên khó chế tạo và đắttiền hơn rotor lồng sóc, khoảng 1,5 lần Do đó, động cơ không đồng bộ rotor dây quấnchỉ được sử dụng trong điều kiện mở máy nặng nề, cũng như khi cần phải điều chỉnhbằng phẳng tốc độ quay Loại động cơ này đôi khi được dùng nối cấp các máy khóa.Nối cấp máy không đồng bộ cho phép điều chỉnh tốc độ quay một cách bằng phẳngtrong phạm vi rộng với hệ số công suất cao Xong giá thành cao nên nó không được sửdụng rộng rãi như loại còn lại Trong động cơ không đồng bộ rotor dây quấn các phadây quấn rotor nối hình sao và đầu ra của chúng được nối với ba vành trượt Nhờ cácchổi điện tiếp xúc với các vành trượt nên có thể đưa điện trở phụ vào rotor để thay đổiđặc tính làm việc của máy

1.2.3 Theo số pha trên dây quấn stator

Theo số pha trên dây quấn stator của máy điện không đồng bộ thì ta có thể chia

ra thành các loại: 1 pha và 3 pha

1.2.1 Cấu tạo chung

Máy điện không đồng bộ có cấu tạo chung gồm 2 phần chính:

- Phần tĩnh (stator)

- Phần quay (rotor)

Cấu tạo của máy điện không đồng bộ 3 pha được chỉ ra trên hình H1.1,a gồm

2 bộ phận chính là rotor(a) và stato(b) Ngoài ra còn có vỏ máy(e), nắp

máy(c) Hình H1.1,b là mặt cắt ngang của máy cho thấy rõ các lá thép củastator(a) và của rotor(b)

Hình 1.2: Cấu tạo máy điện không đồng bộ ba pha

Hình 1.3: Ký hiệu của động cơ không đồng bộ ba pha

a Kiểu lồng sóc b Kiểu dây quấn

1.3.1 Phần tĩnh (stator):

Trên stator có vỏ, lõi sắt và dây quấn

Hình 4 : Cấu tạo Stato

a Vỏ máy

Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn

từ Vỏ máy thường được làm bằng gang Tùy theo cách làm nguội mà vỏ máy cũngđược chế tạo ở những dạng khác nhau

Loại gang đúc được phân làm hai loại: loại có gân trong và loại không có gântrong

- Loại không có gân trong thường được dùng cho máy điện cỡ nhỏ hoặc kiểukín, lúc đó lưng lõi sắt áp sát vào mặt trong của vỏ và truyền nhiệt trực tiếp lên vỏmáy

- Loại có gân trong có đặc điểm là khi gia công, tốc độ cắt gọt chậm nhưngphôi liệu bỏ đi ít hơn loại không có gân trong

Đối với máy có công suất tương đối lớn, khoảng 1000KW, thường dùng théptấm hàn lại thành vỏ

b.Lõi sắt

Lõi sắt của máy điện không đồng bộ là phần dẫn từ Vì từ trường đi qua lõi sắt

là từ trường quay, nên để giảm tổn hao, lõi sắt phải được làm bằng các lá thép kỹ thuậtđiện dày 0,5mm ép lại Khi đường kính ngoài lõi sắt stator nhỏ hơn 990mm thì dùng

cả tấm tròn ép lại Khi đường kính ngoài lớn hơn 1000mm thì phải dùng những tấmhình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn

Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều được phủ một lớp sơn cách điện trên bề mặt đểlàm giảm tổn hao do dòn Fuco gây nên Nếu lõi sắt ngắn hơn 25cm đến 30cm thì cóthể ghép lại thành một khối Nếu lõi sắt dài hơn trị số trên thì thì thường ghép thànhtừng thếp ngắn, mỗi thếp dài từ 4cm đến 6cm, đặt cách nhau 1cm để thông gió cho tốt

c Dây quấn

Dây quấn stator được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõisắt Bối dây quấn có thể chỉ là một vòng dây (được gọi là dây quấn kiểu thanh dẫn, bốidây thường được chế tạo dạng ½ phần tử và thiết diện thường lớn), cũng có thể bốidây quấn gồm nhiều vòng dây (tiết diện nhỏ và được gọi là day quấn kiểu vòng dây)

Số vòng dây của mỗi bối, số bối của mỗi pha và cách nối lại phụ thuộc vào công suất,điện áp, tốc độ, điều kiện làm việc của máy và quá trình tính toán điện từ

Yêu cầu chính đối với dây quấn như sau:

- Điện áp của ba pha bằng nhau trong dây quấn ba pha, điện áp ba pha lệchnhau một góc 120 độ điện

- Điện trở và điện kháng của các mạch song song và của ba pha phải bằngnhau

- Có thể đấu thành các mạch song song dễ dàng khi cần thiết.

- Dùng vật liệu làm dây dân điện ít nhất Phần đầu nối càng ngắn càng tốt

để thu ngắn chiều dài của máy và đỡ tốn vật liệu

- Dễ chế tạo và sửa chữa

- Cách điện giữa các vòng dây, các pha và nối đất ít tốn kém và chắc chắn

- Kết cấu chắc chắn, có thể chịu được ứng lực cơ khi máy bị ngắn mạchhoặc khi khởi động

- Rotor kiểu dây quấn (Hình 5 b)

 Loại rotor kiểu lồng sóc:

Trong mỗi rãnh của lõi sắt rotor đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài rakhỏi lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch bằng đồng hoặcnhôm làm thành một cái lồng mà người ta gọi là lồng sóc

Để cải thiện tính năng mở máy của động cơ điện công suất lớn, rãnh rotor cóthể làm thành dạng rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc hay còn gọi là lồng sóckép Đối với động cơ nhỏ rãnh rotor được làm chéo đi một góc so với tâm trục

 Loại rotor kiểu dây quấn:

Trong động cơ cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn sóng hai lớp vì bớtđược những dây đầu nối, kết cấu trên rotor chặt chẽ Dây quấn đồng tâm một lớpthường dùng cho máy điện cỡ nhỏ Dây quấn ba pha của rotor thường đấu hình saocòn ba đầu kia được đấu vào vành trượt bằng đồng được đặt cố định ở một đầu trục vàthông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài.

Đặc điểm của động cơ kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than để đưa điệntrở phụ hay sức điện động phụ vào rotor để cải thiện tính năng mở máy, điều khiển tốc

độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy

a Khe hở

Khe hở trong động cơ không đồng bộ rất nhỏ(từ 0,2mm đến 1mm trong động

cơ vừa và nhỏ) để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào và để cho hệ số công suấtcủa máy cao hơn

Iđm (A), điện áp dây định mức Uđm (V), cách đấu dây (Y hay ), tốc độ quay định mức

nđm (vg/phút), hiệu suất định mức ηđm và hệ số công suất định mức cosđm

Các động cơ không đồng bộ do các nhà máy sản xuất phải làm việc trongnhững điều kiện nhất định với những số liệu xác định gọi là số liệu định mức (Sổ tay

kỹ thuật điện) Những số liệu định mức của động cơ không đồng bộ được ghi trênnhãn của nhà máy chế tạo và được gắn trên thân máy, đó là:

-Công suất do động cơ sinh ra: Pđm =P2đm

-Tần số lưới điện: f1

-Điện áp dây quấn stato: U1đm

-Dòng điện dây quấn stato: I1đm

W đến hàng chục nghìn KW Tốc độ quay đồng bộ định mức n1đm= 60f1/p vớitần số lưới Hz thì Mđm từ 300vg/phút đến 500vg/phút, trong những trường hợp đặc biệt

cũn lớn hơn nữa (tốc độ quay định mức của rotor thường nhỏ thỡ tốc độ quay đồng bộ2%-5% trong cỏc động cơ nhỏ thỡ từ 5%-20% Điện ỏp định mức từ 2,4V-10V), trị sốlớn ứng với cụng suất lớn.

Hiệu suất định mức của cỏc động cơ khụng đồng bộ tăng theo cụng suất và tốc

độ quay của chỳng Khi cụng suất lớn hơn 0,5 KW, hiệu suất nằm trong khoản từ 0,65đến 0,95

Hệ số cụng suất của động cơ khụng đồng bộ bằng tỉ số giữa cụng suất toànphần và cụng suất toàn phần nhận được từ lưới

cos ϕ= P1

√ P12+ Q12

Hệ số cụng suất cũng tăng lờn so với chiều tăng cụng suất và tốc độ quay củađộng cơ Khi cụng suất động cơ lớn hơn 1KW, hệ số cụng suất khoảng 0,7 đến 0,9,cũn cỏc động cơ nhỏ thỡ khoảng từ 0,3 đến 0,7

1.5.Nguyên lý làm việc của động cơ KĐB 3 pha.

Khi nối dõy quấn stato vào lưới điện xoay chiều ba pha, hệ thống dũng xoay chiều ba pha chạy vào dõy quấn sẽ sinh ra từ trường quay với tốc độ:

n1=60 f1

p

Trong đú:f1 là tần số của dũng điện nguồn

Plà số đụi cực của dõy quấn stato

Từ trường quay quột qua cỏc thanh dẫn của dõy quấn roto, làm xuất hiện sức điện động cảm ứng Vỡ dõy quấn roto nối ngắn mạch nờn sức điện động này tạo ra dũng điện trong cỏc thanh dẫn của roto Cỏc thanh dẫn cú dũng điện lại nằm trong từ trường nờn sẽ tương tỏc với nhau, tạo ra lực điện từ đặt vào cỏc thanh dẫn.

Tổng hợp cỏc lực này sẽ tạo ra momen quay đối với trục roto, làm cho roto quay theo chiều của từ trường với tốc độ n

Để minh họa, trờn hỡnh 1.6 vẽ từ trường quay với tốc độ n1, chiều sức điện động và dũng điện cảm ứng trong thanh dẫn roto, chiều cỏc lực điện từ F Hai vũng trũn phớa ngoài biểu diễn lừi thộp và dõy quấn stato,vũng trũn phớa trong thể hiện lừi thộp roto.

Hình 1.6

Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo quy tắc bàn tay phải, ta căn

cứ vào chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn với từ trường Nếu coi từ trường đứng yên, thì chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn ngược chiều

n1, từ đó áp dụng quy tắc bàn tay phải, xác định chiều sức điện động như hình vẽ (dấu (+) chỉ chiều đi từ ngoài vào trang giấy

hiều điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái, trùng với chiều quay n1 Khi động cơ làm việc, tốc độ của roto (n) luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường (n1) (

n<n1) Thực vậy, nếu n=n1 thì roto sẽ quay đồng bộ với từ trường, giữa từ trường

và thanh dẫn roto không còn chuyển động tương đối Lúc đó sức điện động cảm ứng không hình thành, sẽ không có dòng điện trong các thanh dẫn do đó lực điện từ cũng như momen quay đều bị triệt tiêu.

Độ sai lệch giữa tốc độ roto và tốc độ từ trường được gọi là hệ số trượt, ký hiệu là s và được tính bằng: s= n1−n

n1

Hoặc được tính theo phần trăm: s %= n1−n

n1 .100 %

Trên lý thuyết, s biến thiên từ đến , hoặc 0 % đến 100 % Thực tế thì trị

số của s ở tại định mức đối với động cơ không đồng bộ thông thường trong giới hạn 2 ÷3 % ; Với động cơ không đồng bộ có hệ số trượt nâng cao, s có thể đạt đến 10 % Vì tốc độ làm việc của động cơ không đồng bộ vẫn gần bằng tốc độ của từ trường, giả sử tốc độ của từ trường là 3000 v/ph thì tốc độ của roto khoảng 2850 ÷ 2950v/phút

1.6 Phơng pháp đấu hình sao và tam giác

UAB = UBC =UCA= Ud

- UAB , UBC ,UCA lệch nhau 1 góc 1200 và vợt trớc điện áp pha tơng ứng 1góc 300

b) Phơng pháp nối hình tam giác

*Cách nối: Muốn nối hình tam giác ta lấy đầu pha này nối với cuối pha kia

A nối với Z, B nối với X , C nối với Y

*Các quan hệ đại lợng dây và đại lơng pha trong cách nối hình tam giác đối xứng

- Quan hÖ ®iÖn ¸p d©y vµ ®iÖn ¸p pha

Ch¬ng ii :C¸C THIÕT BÞ Vµ LINH KIÖN Sö DôNG 2.1.Đồng hồ vạn năng.

2.1.1 Chức năng

- Dùng để đo điện trở R

- Đo điện áp một chiều, xoay chiều U (AC,DC)

- Đo dòng điện một chiều, xoay chiều I (AC,DC)

* Ứng dụng:

2.1.2.Cấu tạo

2 – Vít điều chỉnh điểm 0 tĩnh 8 – Mặt kính

3 – Đầu đo điện áp thuần xoay chiều 9 – Vỏ sau

4 – Đầu đo dương (+), hoặc P (Bán dẫn

5 – Đầu đo chung (Com), hoặc N (Bán

dẫn âm)

11 – Chuyển mạch chọn thang đo

a Một số kí hiệu sử dụng trên đồng hồ

Trên đồng hồ vạn năng kim hiển thị có một số kí hiệu như sau:

· Nội trở của đồng hồ: 20 KΩ /VDC 9KΩ/VDC

· Bảo vệ bằng cầu chì và diode

· DC.V (Direct Current Voltage): Thang đo điện áp một chiều.

· AC.V (Alternating Current Voltage): Thang đo điện áp xoay chiều.

· DC.A (Direct Current Ampe): Thang đo dòng điện một chiều.

· AC.A (Alternating Current Ampe): Thang đo dòng điện xoay chiều

· Ω: Thang đo điện trở

· 0Ω ADJ (0Ω Adjust): Chỉnh không ôm (chỉnh điểm không động)

· COM (Common): Đầu chung, cắm que đo màu đen

· + : Đầu đo dương

· OUTPUT cắm que đo màu đỏ trong trường hợp đo điện áp thuần xoay

chiều

· AC15A cắm que đo màu đỏ trong trường hợp đo dòng xoay chiều lớn cỡ

A

c Cung chia độ

- (A) Là cung chia thang đo điện trở Ω : Dùng để đọc giá trị khi sử dụng thang

đo điện trở Cung chia độ thang đo Ω có giá trị lớn nhất bên trái và nhỏ nhất bên phải

(ngược lại với tất cả các cung còn lại)

- (B) Là mặt gương: Dùng để giảm thiểu sai số khi đọc kết quả, khi đọc kết

quả hướng nhìn phải vuông góc với mặt gương – tức là kim chỉ thị phải che khuấtbóng của nó trong gương

- (C) Là cung chia độ thang đo điện áp: Dùng để đọc giá trị khi đo điện áp

một chiều và thang đo điện áp xoay chiều 50V trở lên Cung này có 3 vạch chia độ là:250V; 50V; 10V

Hình 1.17: Các cung chia độ trên mặt đồng hồ Kyoritsu KEW 1109S

- (D) Là cung chia độ điện áp xoay chiều dưới 10V: Trong trường hợp đo

điện áp xoay chiều thấp không đọc giá trị trong cung C Vì thang đo điện áp xoaychiều dùng diode bán dẫn chỉnh lưu nên có sụt áp trên diode sẽ gây ra sai số