Bài giảng Công nghệ chế tạo thiết bị điện

Phương pháp hoàn thiện công nghệ chế tạo máy điện a, Giảm khối lượng gia công chi tiết Sử dụng vật liệu mới có đặc tính kỹ thuật cao, ngày càng hoàn thiện quá trình công nghệ với việc đ

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỆN

Chương 1 Đôi nét về ngành công nghệ chế tạo thiết bị điện 2

1 Các khái niệm cơ bản 2

2 Đặc điểm của ngành chế tạo máy điện 2

3 Các dạng sản xuất máy điện 3

4 Những loại hình dùng trong sản xuất máy điện 4

4 Phương pháp hoàn thiện công nghệ chế tạo máy điện 5

Chương 2 Công nghệ chế tạo máy điện quay 5

Bài 1 Công nghệ chế tạo mạch từ 5

1 Đặc điểm của mạch từ máy điện quay 5

2 Vật liệu chế tạo mạch từ 6

3 Tầm quan trọng của lựa chọn công nghệ 6

4 Yêu cầu đối với lõi từ 6

5 Các công đoạn chế tạo lõi từ 7

6 Kiểm tra lõi từ 8

7 Ghép lõi thép vào máy điện 8

Bài 2 Chế tạo dây quấn 9

1 Vai trò của dây quấn máy điện quay 9

2 Yêu cầu đối với cuộn dây 9

3 Vật liệu chế tạo dây quấn 10

Bài 3 Gia công cơ khí trong chế tạo 12

1 Gia công vỏ máy 12

2 Gia công nắp gối đỡ 13

3 Gia công mặt chân đế 14

4 Gia công trục quay rôto 14

5 Chế tạo vành trượt, cổ góp 15

Bài 4: Lắp ráp và thử nghiệm máy điện quay 15

1 Lắp ráp 15

2 Thử nghiệm máy điện quay 16

Chương 3 Công nghệ chế tọa máy biến áp 17

Bài 1 Chế tạo mạch từ MBA 17

1 Vai trò mạch từ trong MBA 17

2 Yêu cầu đối với mạch từ 17

3 Vật liệu chế tạo mạch từ 18

4 Kết cấu mạch từ MBA 19

Bài 2 Công nghệ chế tạo cuộn dây MBA 21

1.Giới thiệu về vật liệu cách điện và dẫn điện 21

2 Vai trò của cuộn dây trong MBA 21

3 Yêu cầu đối với cuộn dây MBA 22

4 Vật liệu chế tạo cuộn dây 22

5 Phân loại dây quấn về phương diện công nghệ 23

6 Các công đoạn chế tạo cuộn dây MBA 24

Bài 3 Chế tạo vỏ MBA 24

1 Vai trò của vỏ MBA 24

2 Yêu cầu đối với vỏ MBA 24

3 Các công đoạn chế tạo vỏ MBA 25

4.1 MBA kiểu thùng vuông 25

5 Các kiểu tản nhiệt 28

Bài 4 Lắp ráp MBA 29

1 Lắp ráp bước 1 ( lắp ráp ruột máy ) 29

2 Lắp ráp bước hai 30

Bài 5 Quy trình thử nghiệm MBA 31

Chương 4 Nguyên nhân gây rung ồn máy điện và biện pháp hạn chế 32

Bài 1 Nguyên nhân gây rung ồn máy điện quay 32

và biện pháp hạn chế 32

1 Nguyên nhân gây ồn rung máy điện quay 32

2 Các biện pháp hạn chế rung & ồn 33

Bài 2 Nguyên nhân gây rung ồn máy BA 34

và biện pháp hạn chế 34

1 Nguyên nhân gây rung ồn 34

2 Các biện pháp hạn chế 34

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỆN

Chương 1 Đôi nét về ngành công nghệ chế tạo thiết bị

điện

1 Các khái niệm cơ bản

- Quá trình sản xuất: là tất cả các hoạt động của con người, trang thiết bị, máy móc, công nghệ năng lượng nhằm biến nguyên vật liệu ban đầu thành một sản phẩn đầu ra + Quá trình sản xuất gồm:

 Quá trình sản xuất chính: trực tiếp sản xuất ra sản phẩn

 Quá trình sản suất phụ: sản xuất các máy móc, phụ trợ cho sản xuất

- Quá trình công nghệ: là 1 phần của qt sx, tác động của con người và máy móc làm thay đổi kích thước, hình dạng, tính chất của chi tiết, sản phẩn nhằm thỏa mãn yêu cầu công nghệ

- Nguyên công công nghệ: là phần cơ bản của quá trình công nghệ bao gồm các thao tác của người thợ và máy móc thiết bị tại một địa điểm vị trí làm việc

Nguyên công nghệ được đặc trưng bởi 3 yếu tố:

• Hoàn thành

• Tính liên tục trên đối tượng sản xuất

• Vị trí làm việc

Nếu tháy đổi 1 trong 3 điều kiện trên thì chuyển sang một nguyên công khác

- Bước công nghệ: là 1 phần nguyên công công nghệ được đặc trưng bởi sự thay đổi dụng cụ và bề mặt gia công chi tiết

- Bước công tác: là 1 phần của bước công nghệ đặc trưng bởi sử chuyển dịch của máy móc so với bề mặt gia công chi tiết nhằm thay đổi tính chất hình dạng kích thước của bề mặt chi tiết gia công

2 Đặc điểm của ngành chế tạo máy điện

a tính đa dạng về nguyên vật liệu trong sản xuất:

- Vật liệu rắn

- Vật liệu lỏng

- Vật liệu điện (Al,Cu,Ag…)

- Vật liệu kết cấu ( gang, thép…)

- Vật liệu cách điện ( sơn, dầu, nhựa…)

- Vật liệu từ ( thép kĩ thuật, nam châm vĩnh cửu…)

b Tính đa dạng về chi tiết trong đó có kích thước:

Chi tiết có thể có kích thước từ vài mm đến hàng chục mét tương ứng với các dải công suất từ vài W đến hàng trăm MW

c Tính đa dạng về yêu cầu kỹ thuật:

- Máy móc sử dụng trên không, dưới đất, dưới nước

- Trong các ngành: y tế, quân sự, dân dụng

3 Các dạng sản xuất máy điện

Chúng ta có thể phân ra 3 dạng sản xuất: sx khối, dãy và đơn chiếc Có 2 phương pháp làm việc: theo dây chuyền hoặc không theo dây chuyền

Ký hiệu: C là số nguyên công công nghệ ( số C khác nhau trong 1 ch.kỳ lv ) và V là

số vị trí làm việc thực hiện trên trên các nguyên công công nghệ ( khác nhau )

= là hệ số kẹp giữa nguyên công công nghệ

Dựa vào giá trị K để đưa ra các dạng sx máy điện

a) Sản xuất khối ( Massive Prod – sx hàng loạt ): hệ thống này thường K=1 Đặc trưng của sản xuất khối là sản lượng các chi tiết cùng loại lớn được thực hiện trong một thời gian dài, mặt khác có nhiều vị trí làm việc nhưng chỉ trong một lần gá phôi

Sản xuất khối cho khả năng chuyên môn hóa vị trí làm việc và bố trí trật tự của quá trình công nghệ theo dạng đường

b) Sản xuất dãy: là dạng sx theo từng loại sản phẩn tuân theo một tiêu chuẩn nào đó ( dãy là thuần túy nói đến số lượng, không phải theo gam máy với một thang công suất nào đó ) Tùy theo số lượng chi tiết trong một loạt sản phẩn và hệ số kẹp k người

4 Những loại hình dùng trong sản xuất máy điện

a) Đúc

- Là loại hình công nghệ qua đó thu được sản phẩn có hình đạng kích thước được thiết kế trước ( khuôn )

- Trong máy điện khối lượng chi tiết đúc chiến 35-65% khối lượng máy

- Ưu điểm: cho ra sản phẩn có hình dạng mà rèn, hàn, dập khó hoặc không làm đc

- Đúc: gang, thép, nhôm, đồng, babit ( chịu ăn mòn )

 Đúc gang: vỏ, nắp hộp đấu dây

Ưu điểm: giá thành rẻ, tính đúc tốt, nhiệt độ nóng chảy thấp, độ cứng cao

 Đúc thép: trục roto, ổ bi, gối đỡ

Đặc điểm: giá thành đắt hơn gang, độ bền dẻo cao hơn

 Đúc nhôm: thường đúc vỏ máy có công suất bé, đúc thanh dẫn trong roto lồng sóc của ĐC KĐB

Đặc điểm: nhiệt độ nóng chảy thấp, mền dễ gia công

 Đúc đồng: đế chổi than, vành khuyên, cổ góp, trục đệm

Đặc điểm: cứng chịu mài mòn, giá thành đắt, nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhôm

 Đúc babit: bề mặt gối đỡ roto các máy phát thủy điện, cổ góp 1 chiều

Đặc điểm: cứng chịu mài mòn tốt, babit là hợp kim của thiếc

b) Rèn: là loại hình công nghệ mà chi tiết bị biến dạng ở nhiệt độ cao và áp lực lớn Trong các máy lớn rèn và nhiệt luyện đc sd để làm tăng chất lượng chi tiết sau đúc c) Dập, cắt, uốn

d) Hàn: có đặc điểm là tạo ra các mối liên kết không tháo đc

Một điểm hai mặt

Hai điểm một mặt

e) Các loại hình gia công cơ khí

f) Các loại hình sơn ,phủ bảo vệ, bọc nhựa nhằm bảo vệ các chi tiết khỏi ôxi hóa hoặc cách điện

g) Nâng – Hạ, vận chuyển:

 Vận chuyể trong nhà máy

 Vận chuyển giữa các nhà máy

 Từ nhà máy → xí nghiệp ( nơi lắp đặt )

h) Kiểm tra giám sát sản phẩn

4 Phương pháp hoàn thiện công nghệ chế tạo máy điện

a, Giảm khối lượng gia công chi tiết

Sử dụng vật liệu mới có đặc tính kỹ thuật cao, ngày càng hoàn thiện quá trình công nghệ với việc đổi mới kết cấu các chi tiết của máy Nâng cao độ chính xác, giảm độ nhám bề mặt chi tiết, giảm khối lượng lao động gia công chi tiết, hiện đại hóa trang thiết bị công nghệ, cũng như thiết bị, tổ chức hợp lý hơn quy trình sx và lao động

b, Tăng cường sử dụng máy công nghệ chuyên dụng thay cho các máy vạn năng

c, Tự động hóa quá trình sản xuất

d, Mền hóa các quy trình sản xuất

e, Phân loại các thiết bị điện về phương diện công nghệ

Chương 2 Công nghệ chế tạo máy điện quay

Bài 1 Công nghệ chế tạo mạch từ

1 Đặc điểm của mạch từ máy điện quay

- Mạch từ dùng để dẫn từ nên trong quá trình gia công cần phải ít ảnh hưởng đến tính dẫn từ của vật liệu

- Giữa mạch từ phần quay ( roto ) và mạch từ tĩnh có khe hở Khe hở phải đều vì vậy cần có sự đồng tâm giữa hai phần

- Dễ biến dạng trong quá trình lắp ghép và vận hành

+ Thép non dùng chế tạo mạch dẫn từ thông một chiều : Roto máy đồng bộ, Stato máy điện một chiều,…

 Độ dày của thép 0.3, 0.35, 0.5,… (mm)

 Tùy theo tần số từ trường biến thiên mà chọn độ dày của lá thép

 Tuy nhiên không phải lá thép càng mỏng càng tốt

3 Tầm quan trọng của lựa chọn công nghệ

- Công nghệ phù hợp cho phép tiết kiệm nguyên liệu, thời gian, nhân công

- Sử dụng thiết bị hợp lý giảm chi phí đầu tư

- Phù hợp với hệ thống quản lý sẽ cho ra sản phẩn giá thành cạnh tranh

- Công nghệ cao cho phép đưa ra sản phẩn có sự khác biệt

- Chọn công nghệ phù hợp sẽ có lãi

4 Yêu cầu đối với lõi từ

a) Hao phí công suất do từ trở

Trong đó: là từ trở; từ trở suất; độ dài đường sức từ; tiết diện lõi từ

Để nhỏ:

 Chọn vật liệu từ trở suất nhỏ

 Thiết kế máy có đường kính bé để giảm

 Thiết kế máy có phần tiết diện lõi từ lớn nhất có thể ( tăng )

b) Hao phí do dòng Fucô nhỏ ( dòng điện xoáy )

Theo định luật Jun-Lenxo: Trên mỗi vòng dây kim loại sẽ xuất hiện suất điện động

và dòng cảm ứng → đó chính là dòng fucô, hao phí này được tính theo công thức:

Do đó để hạn chế dòng fucô này người ta ghép lõi từ từ các tấm tôn mỏng có sơn cách điện

Ở nơi có tần số từ thông biến thên càng lớn thì độ dày của tấm tôm càng mỏng và ngược lại

c) Lõi từ phải chắc chắn, chịu được lực tác động Lực tác động lên lõi từ thực chất

là lực tác đông giữa các vòng dây, giữa các cuộn dây với nhau ( do các vòng dây và cuộn dây quấn quanh lõi từ )

Lực tác động giữa các vòng dây: lực điện từ, lực điện động Các lực này lớn nhất khi máy khởi động, ngắn mạch, quá tải Nên mạch từ phải được thiết kế và chế tạo để đủ sức vượt qua những thời điểm đó

5 Các công đoạn chế tạo lõi từ

a Dập, cắt các lá thép theo hình dạng thiết kế

b Tẩy bavia

 Bavia sinh ra trong công đoạn dập khi chày cối không sắc, làm ảnh hưởng đến lõi từ

 Khi lắp ráp các lá tôn sẽ gây sai lệch lệch kích thước

 Làm hỏng cách điện giữa các lá tôn làm tăng dòng fucô

 Làm cho bề mặt của lõi từ phía khe hở không khí không đều

⇒ do đó phải tẩy bavia ( mài bavia )

c Sơn cách điện giữa các lá tôn nhằm hạn chế dòng fucô, lớp sơn phải mỏng và đều

Sơn cách điện gồm 2 cách:

 Sản xuất sản phẩn sau đó tiến hành sơn

 Mua tôn đã sơn rồi mới tiến hành dập cắt ( áp dụng cho máy bé )

Nếu sơn 1 mặt thì mặt có bavia ở phía trục thép

Nếu sơn hai mặt thì độ bavia rất nhỏ

- Chiều dày sơn phụ thuộc vào hai yếu tố: Lực ép khi sơn; Độ nhớt của sơn

- Sấy khô ở t℃ 500℃ sẽ có quá trình nhựa hóa do đó cần ép lại với nhau

d Ủ các lá tôn

 Lá tôn rất nhạy cảm với các tác động cơ học, khi bị tác động thì từ trở suất lá tôn tăng lên ( tôn bị biến tính )

 Sau khi dập, mài bavia thì lá tôn bị biến tính

⇒ Phải đưa vào lò ủ từ 700-800℃ trong vài giờ để cải thiện độ bền

Công đoạn ủ: - Cho tôn vào thùng kín

- Nung đến 750℃ rồi cán nóng, đến 800℃ thì cán nguội

6 Kiểm tra lõi từ

 Sau khi lắp ráp lõi từ đc kiểm tra bằng cách:

+ Cân định lượng

+ Đo kích thước

+ Kết hợp cả hai

 Đo kích thước lõi từ và so sánh với kích thước trong bản thiết kế

 Nếu kích thước lõi từ lớn hơn thiết kế → gây khó khăn khi lắp ráp với các bộ phận khác thận chí không lắp được nếu lõi từ lớn hơn thiết kế

 Nếu kích thước lõi từ bé hơn thiết kế → mật độ từ trường trong lõi từ sẽ lớn hơn thiết kế

 Khi > thì máy điện sẽ làm việc tại điểm nằm sâu trong vùng bão hòa từ Khi đó → hao phí trong lõi từ tăng mạnh → hiệu suất máy giảm

 Cân định lượng

 Nếu khối lượng lõi từ nhỏ hơn thiết kế → số lượng các lá thép nhỏ hơn thiết kế → mật độ từ trường trong lõi sẽ lớn hơn thiết kế

 Khi máy làm việc → hao phí tăng → giảm

 Nếu khối lượng lõi từ lớn hơn thiết kế → số lượng các lá thép nhiều hơn thiết kế

 Nếu kích thước = Kích thước thiết kế thì chứng tỏ lực ép lõi từ sau khi ghép các lá thép lớn hơn mà lá tôn thì rất nhạy cảm với lực cơ học → chất lượng lá thép kém đi

7 Ghép lõi thép vào máy điện

 Trên các lá tôn sau khi dập đều có một ký hiệu đánh dấu mặt trên dưới hay trái phải để ta ghép các lá tôn với nhau

 Các lá tôn có thể được ghép bằng tay hoặc bằng máy trên các giá cố định hay giá xoay

Ghép lá thép Stato gồm 5 bước: Làm sạch; Xếp lá tôn vào gá; Ép chặt; Ép gông giữ; Hàn gông giữ và vành ép Với các máy công suất lớn, lá tôn không được xếp và ép ngay trong vỏ máy

Bài 2 Chế tạo dây quấn

1 Vai trò của dây quấn máy điện quay

 Cuộn dây phần cảm: sinh ra từ trường

 Cuộn dây phần ứng: cảm ứng từ trường sinh ra sđđ cảm ứng

2 Yêu cầu đối với cuộn dây

 Quấn đủ số vòng → sinh ra từ trường đủ lớn ( đối với cuộn phần cảm ) và cảm ứng từ trong từ trường sinh ra sđđ đủ lớn ( với cuộn phần ứng )

= ế < → ∅ < ∅ ( TK-Thiết kế ) Với ∅ = ; ~ → ∅~

 Với cuộn dây phần ứng:

∑ = 2 ớ = ∅ : suất điện động trên mỗi vòng dây; 2 số vòng dây của cuộn dây;

 Các cấp chịu nhiệt của cách điện ( thường gặp F )

 Khi nhiệt độ làm việc của máy lớn hơn nhiệt độ của cách điện từ 8-10℃ thì độ bền cách điện sẽ giảm 2 lần

 Đảm bảo cho cuộn dây không bị quá nhiệt thì tiết diện dây dẫn phải đủ lớn

 Cuộn dây có độ bền , chắc chắn , chịu được tác động cơ học:

Tác động cơ học : + Lực điện động

+ Lực điện từ

+ Lực điện động : giữa các vòng dây trên cùng lõi từ

+ Lực điện từ : giữa các vòng dây trên các lõi từ khác

 Các lực này đặc biệt lớn khi máy điện: Khỏi động, hãm ngược, ngắn mạch, quá tải → cuộn dây phải được thiết kế với độ bền cao để máy vượt qua được các trạng thái này mà cuộn dây không bị biến dạng

 Khi cuộn dây méo mó biến dạng sẽ kéo theo lớp cách điện bị rạn nứt là giảm

độ tin cậy trong vận hành

⇒ Đảm bảo hoạt động tin cậy trong vòng đời của máy -> phụ thuộc nhiều vào

độ tin cậy của các thiết bị cấu thành máy

3 Vật liệu chế tạo dây quấn

+ Dây đồng: được sử dụng để chế tạo cuộn dây phần cảm và phần ứng ở đa số máy điện quay

+ Dây nhôm : (thực chất là thanh nhôm) được sử dụng ở roto lồng sóc động cơ không đồng bộ

 Dây đồng có 2 loại ( phân loại theo hình dạng và tiết diện) là: Tiết diện tròn

và hình chữ nhật:

+ Dây tròn có tiết diện bé nên mềm và chỉ dẫn được dòng bé do đó dây tròn được sử dụng trong chế tạo các máy công suất nhỏ và siêu nhỏ , dây tròn mềm nên dễ uốn nắn định hình cuộn dây tuy nhiên do dây mềm nên cuộn dây kém độ bền chắc chịu lực tác động kém Dây dẫn tròn được đặt trong các rãnh kín hoặc nửa kín

+ Dây có tiết diện hình chữ nhật do có tiết diện lớn → cứng và dẫn được dòng lớn thường được sử dụng trong chế tạo các máy có công suất lớn và vừa Cũng do dây cứng chịu được lực tác động lớn → được dùng trong các máy có chế độ làm việc thường xuyên thay đổi Dây dẫn hình chữ nhật được đặt trong các rãnh hở hoặc nửa hở

 Đồng cứng (MT):

- Có đặc tính độ bền cao khi kéo và độ giãn dài nhỏ

- Có tính cứng và tính đàn hồi khi uốn

- Ứng dụng: thường sản xuất làm dây tiếp xúc

 Đồng mềm (MM):

- Có đặc tính tương đối dẻo

- Độ cứng nhỏ và độ bền không cao

- Độ dãn dài khi đứt rất lớn

- Điện dẫn suất cao

- Ứng dụng: thường dùng để sản xuất cáp, dây dẫn, dây quấn máy điện

 Dây Nhôm (Al):

- Nhôm có điện trở suất nhỏ, điện dẫn suất cao, trọng lượng riêng nhỏ:

p = 0,02941 (Ωmm2/m), = 34 (m/Ωmm2), D = 2.7kg/dm3

- Mềm, dễ dát mỏng và gia công

- Có hệ số giãn nở dài, nhiệt dung riêng và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn đồng

- Ngày nay, một số công ty đang tiến hành dùng nhôm làm vật liệu quấn MBA để thay thế đồng

 Đối với rãnh kín : phải đưa dây dẫn dọc trục (do ko thể đưa từ trên xuống

 Ảnh hưửng của miệng rãnh lên từ trường trong khe hở không khí

 Miệng rãnh càng lớn → ảnh hưởng càng xấu từ trong khe hở không khí xuất hiện nhiều các dao động cao tần

 Hệ số sử dụng tiết diện rãnh của dây hình chữ nhật lớn hơn dây tròn

 =

ã Với là tổng tiết diện đồng trong rãnh và ã tiết diện rãnh Giả sử ta có 2 rãnh tiết diện như nhau:

- Rãnh kín là loại rãnh không có miệng rãnh hoặc miệng rãnh rất nhỏ (không dùng để đưa đây qua miệng rãnh Loại rãnh này dùng cho rôto ngắn mạch (đúc nhôm) hoặc dây quấn kiểu thanh dẫn Dạng rãnh có thề là hình chữ nhật, ôvan hoặc quả lê Các thanh dẫn dược đưa vào từ hai đầu

- Rãnh nửa kín có miệng rãnh đủ rộng để có thể cho dây dẫn tròn có đường kính nhỏ hơn 2,1mm qua miệng rãnh Dạng rãnh có hình quả lê, ôvan hoệc hình thang Loại rãnh này thường đùng cho các động cơ cộng suất dưới 100kW, các máy phát điện công suất đến 700kW, điện áp làm việc đến 660V hoặc phần ứng máy một chiều công suất dưới 15kW

- Rãnh nửa hở dành cho dây quấn kiểu phẩn tử cứng, trong mỗi lớp đặt thành hai dãy Loại rãnh này dùng cho các máy điện công suất 100-400kW, điện áp đến 660V

- Rãnh hở được dùng cho các động cơ một chiều công suất lớn ( >200kW ), rôto của máy KĐB công suất từ 15-100kW, dây quấn stato của máy điện xoay chiều công suất lớn hơn 400kW, các máy phát tua-bin hơi về tua-bin nước, các máy có điện áp cao hoặc có yêu cầu đặc biệt về độ tin cậy ( như động cơ chống nổ) Để giữ dây quấn trong các rãnh này người ta dùng nêm, đai kim loại hoặc đai sợi thủy tinh

 Nhận xét : Tổng tiết diện phần lõi Cu của dây dẫn tròn bé hơn tổng tiết diện lõi đồng của dây hình chữ nhật Do đó nếu cùng 1 tiết diện rãnh thì dùng dây hình chữ nhật sẽ cho phép dẫn dòng cường độ lớn hơn → công suất máy lớn hơn

 Để dẫn dòng điện cường độ lớn phải dùng dây dẫn tiết diện lớn hơn , để tản nhiệt cho cuộn dây người ta chế tạo dây dẫn có ruột rỗng để dẫn nước vào tản nhiệt

 Khi một dây dẫn không khả thi để dẫn dòng điện lớn phải dùng nhiều dây dẫn song song Tuy nhiên khi sử dụng nhiều dây dẫn thì phải thực hiện việc đảo vị trí

 Các dây dẫn phần từ này nhằm tạo sự đồng nhất về điện dọc theo dây dẫn

 Đối với các máy công suất lớn dây dẫn có tiết diện lớn không thể uốn thành vòng dây hoặc không thể đặt vào rãnh vòng dây liên tục được người ta phải ghép các vòng dây từ 2 nửa vòng dây nhôm được đúc trên lõi từ roto động cơ không đồng bộ thành dạng các thanh dẫn

 Công nghệ đúc nhôm phải giải quyết được bài toán chất lượng thanh nhôm và

sự đồng đều ở các thanh

 Trong các thanh nhôm phải không chứa bọt khí mật độ đều để roto không bị mất cân đối gây ra lực li tâm lệch nhau làm roto rung lắc khi quay ở tốc độ cao ( Roto lồng sóc )

Bài 3 Gia công cơ khí trong chế tạo

 Các yêu cầu kỹ thuật cơ bản - Yêu cầu :

+ Đảm bảo sự phù hợp tốt giữa mạch điện và mạch từ Ống không đều → lực

từ không đều → giảm hay giảm

+ Đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu của gia công cơ khí Hạn chế tối thiểu ảnh hưởng của quá trình gia công tới mạch từ và mạch điện

1 Gia công vỏ máy

+ Thân (hay vỏ) là chi tiết cơ sở trên đó lắp ráp tất cả các chi tiết hoặc cụm chi tiết của máy điện

 Yêu cầu chung: đảm bảo độ cứng vững cao nhất có thể, có bề mặt làm mát lớn

 Vỏ máy điện quay thường được đúc từ gang thép hoặc nhôm, sau khi đúc cần phải gia công để đạt được độ chính xác cao khi lắp thêm các bộ phận khác của máy trong đó có: lõi từ stato, nắp máy Vị trí của lõi từ stato và nắp máy quan trọng trong việc xác định kích thước hình dạng khe hở không khí

 Thân máy thường có hai loại (theo phương pháp làm mát)

- Thân máy kiểu kín, áp dụng cho động cơ không đồng bộ công suất đến 100kW Làm mát bằng thổi gió ngoài, thân máy loại này thương có cánh tản nhiệt bố trí dọc hoặc vuông góc với thân

- Thân máy kiểu bảo vệ, do làm mát theo kiểu thổi gió trong nên mặt ngoài không cần cánh tản nhiệt mà để nhẵn phẳng, giữa stato và vỏ phải tạo ra những rãnh thong gió dọc trục

 Cụ thể : + Gia công mặt trong của vỏ

+ Gia công các lỗ để lắp nắp máy

Mặt trong của vỏ phải có dạng mặt trục có trục song song với mặt chân đế các lỗ để lắp nắp máy bằng bulong ốc vít phải đối xứng nhau qua trục roto

2 Gia công nắp gối đỡ

 Trong các máy điện quay công suất bé và vừa nắp máy thường bao gồm cả gối đỡ trục: nắp máy và thân được nối cứng vào nhau thông qua gờ lắp ráp và các bulong

 Đối với máy điện quay công suất lớn thì 2 phần này phải tách rời nhau

 Nắp là một trong những chi tiết quan trọng của máy điện, nó xác định vị trí của roto trong stato, do đó xác định hình dạng và kích thước khe hở không khí, độ lệch trục ra khỏi vị trí bình thường và lắp ráp ổ bi

 Nắp thường được đúc từ gang, hợp kim nhôm, (hàn từ thép- ít dung và khó gia công)

 Gia công nắp máy bao gồm gối đỡ quan trọng nhất là gia công mặt trong gối đỡ và các lỗ để lắp ráp máy vào vỏ

 Do các bề mặt này có ảnh hưởng lớn tới hình dạng khe hở không khí

 Theo yêu cầu về độ đồng trục của hai mặt buồng ổ và gờ lắp thân, hai mặt này cần phải được gia công trên một lần gá

 Gia công nắp đảm bảo các tham số:

 Kích thước và hình dạng buồng ổ bi: Doa lại buồng ổ bi, độ nhám đạt 2,5ụm ( máy mới <1,25 ), độ chính xác cấp 8 Sau

đó nghiền về mặt trong bằng thiết bị nghiền đũa

 Kích thước và hình dạng gờ lắp thân: cần phải có đầu dao tùy động để tiện tinh và nghiền lại mặt trong

 Đảm bảo độ đồng trục giữa gờ lắp thân và ổ bi: cũng cần phải có đầu dao tùy động để tiện tinh

 Đối với nắp nhôm, để đảm bảo độ cứng sử dụng ống lót bằng thép

 Lý do : đối với các máy nhỏ và vừa trọng lượng của roto nằm trong giới hạn cho phép của vật liệu chế tạo nắp máy

 Khi chế tạo kiểu kết hợp dao động của roto sẽ là kiểu kết hợp, dao động của roto sẽ là tổng hợp của cả dao động của thân máy

và nắp máy → biên độ có thể lớn

 Tuy nhiên kiểu nắp máy kết hợp gối trục làm đơn giản hóa thiết

kế máy→ phù hợp với sản xuất số lượng lớn với kiểu nắp máy và gối đỡ riêng biệt làm phức tạp hơn kết cấu nhưng bù lại có thể hạ thấp trọng tâm của roto → tăng độ ổn định và bền vững

 Gối đỡ: bạc, babit, đồng

- Với máy P lớn → thường làm ổ đỡ Sử dụng ô bàn: độ bền cao, giảm tiếng ồn, tải trọng lớn ( thường dùng ở nhà máy thủy điện)

Gồm 2 nửa: ghép lại với nhau để gia công lỗ bên

- Với máy trọng lượng lớn :

→ Biện pháp :nâng trục

→ Toàn bộ máy được nâng lên để tạo mang dầu đều , nếu không sẽ cháy máy

3 Gia công mặt chân đế

 Mặt chân đế có vai trò giữ cho máy nằm ở vị trí ngang và tạo mối liên kết với nền lắp máy

 Do đó yêu cầu đối với mặt chân đế là phải phẳng Mặt chân đế có thể dùng

để làm mặt chuẩn để từ đó gia công các bề mặt khác của vỏ máy nên bản thân nó phải được gia công để đặt được chính xác sau đúc

4 Gia công trục quay rôto

 Trục của máy điện là một chi tiết quay, mang trên nó toàn bộ trọng lượng của rôto, nên phải đảm bảo về độ bền cơ học sau khi đúc

 Trục thường được chế tạo từ thép cacbon, máy công suất nhỏ thông thường dung các loại thép cán tròn, thép cán định hình bậc và thép cán xoắn phân đoạn Trục máy không cần qua nhiệt luyện

 Trục quay được rèn để tăng độ bền và được cân trục cũng như xử lí bề mặt (nhưng có khối lượng lớn nên khi động cơ quay ở tốc độ cao, moment ly tâm vẫn đạt giá trị lớn → phải cân trục)

 Bề mặt trục quay roto phải là hình trụ tuy rằng tiết diện của các vị trí khác nhau dọc trục có thể khác nhau ( thông thường là khác nhau)

 Các bề mặt tại vị trí khác nhau phải đồng trục và trục đối xứng của trục roto chính là trục đối xứng của mặt ngoài roto và mặt trong của lõi từ stato cũng như mặt trong của vỏ máy

 Yêu cầu:

 đảm bảo cấp chích xác

 độ võng của trục phụ thuộc vào giới hạn cho phép

 đảm bảo mối ghép giữa trục và roto để có thể truyền được momen xoắn

 khi tính toán thiết kế phải quân tâm đến độ di trục, độ giãn dài

 vật liệu cứng

 Quá trình công nghệ gia công đối với mỗi trục theo các bước: Xén mặt mút (phay) - khoan lỗ tâm - tiện ngoài các bậc theo bản vẽ - lăn hoa hoặc phay rãnh then - mài các đoạn trục chỗ lắp ổ bi

+ Phay rãnh then bằng dao phay đĩa hoặc dao phay có chuôi

+ Mài trên các máy mài thong thường hoặc trên các máy mài vô tâm (kiểu mài cắt)

 Cường độ lực tác động lên các phần của trục không đều nhau

 Ở nơi kích thước hướng kính trục bé nhất yếu nhất hiện nay có thể gặp kiểu truyền moment từ roto qua trục quay bằng cách sử dụng ma sát do độ nhám

bề mặt trục roto

 Trong trường hợp trục roto sau khi rèn không cân khối lượng có thể giảm khối lượng ở phần dư bằn cách khoan lấy đi phần khối lượng chênh lệch

vì chất lượng của nó quyết định chất lượng và thời gian phục vụ của máy điện

- Lắp ráp không tốt máy hỏng rất nhanh đo một chi tiết hoặc một số chi tiết bị phá hủy

- Ví dụ máy lớn chạy bạc (ỗ trượt), ổ bạc có thể bị hỏng sau vài giờ làm việc, và phát hiện không kịp thời có thể gây sai cốt giữa stato và roto, làm hỏng dây quấn

- Trong công đoạn lắp ráp lõi từ stato vào vỏ máy có thể sử dụng các phương pháo khác nhau như :

+ Hàn trực tiếp

+ Dùng bulong ốc vít

 Phương pháp hàn trực tiếp có hạn chế là làm ngắn mạch các lá thép và là thép không thể tháo ra được Nhưng có ưu điểm là nhanh đơn giản thích hợp để tự động hóa trong các dây chuyền sản xuất dãy và khối (sản xuất hàng loạt)

 Phương pháp dùng bulong, ốc vít có ưu điểm là không làm ngắn mạch các lá thép có thể tháo ra sửa chữa nhưng khó tự động hóa → thích hợp cho sản xuất các máy công suất lớn (sản xuất số lượng ít nhỏ lẻ)

 Việc lắp ráp phải đảm bảo qui định:

+ Đóng gõ bằng búa phải có đệm, tránh tạo vết trên chi tiết, gõ đều theo vòng tròn

+ Gờ nắp và thân phải đều, không được lệch để tránh biến dạng

+ Kiểm tra tình trạng làm việc của vòng bi hoặc bạc

+ Đầu trục mang tải nằm đúng phía quy định

+ Tất cả các đầu dây ra trên bảng cực phải đúng quy định và đúng với chữ hoặc chỉ số đã đánh dấu

2 Thử nghiệm máy điện quay

 Thử nghiệm máy điện quay có 2 loại:

+ Thử nghiệm nghiên cứu

+ Thử nghiệm xuất xưởng

A) Thử nghiệm nghiên cứu

 Là thử nghiệm được tiến hành trên mẫu máy mới khi có sự thay đổi về thiết kế cấu trúc ứng dụng vật liệu mới công nghệ sản xuất chế tạo mới làm thay đổi đặc tính của máy

 Việc thử nghiệm nghiên cứu đôi khi chỉ quan tâm đến một số đặc tính nhất định, dùng để đánh giá và so sánh với các tiêu chuẩn đề ra

B) Thử nghiệm xuất xưởng :

 Được thực hiện đối với máy điên trước khi đến tay khách hàng

 Thử nghiệm được tiến hành để đánh giá chất lượng động cơ ở mọi tiêu chí

 Thử nghiệm xuất xưởng bao gồm:

 Sau khi chế tạo các bối dây: Kiểm tra số vòng dây, kiểm tra và thử nghiệm cách điện vòng dây

 Trong quá trình đặt dây vào rãnh: Kiểm tra cách điện giữa các bối dây với vỏ, kiểm tra chập vòng do quá trình lồng dây

 Sau khi đấu và đai dây quấn: Kiểm tra cách điện giữa các pha, giữa các pha với vỏ, kiểm tra đấu dây đúng chưa

 Kiểm tra độ bền điện

 Kiểm tra độ bền cơ học khi quá tải

 Điện trở cách điện được đo bằng cách sử dụng Megomet cơ điện hoặc điện tử hoặc dùng Vôn kế và Ampe kế sau đó tính toán =

 Lưu ý khi đo điện trở cách điện của một cuộn dây pha và vỏ thì các cuộn dây pha khác được nối ngắn mạch với vỏ

 Đo thử nghiệm độ bền điện:

 Mục đích: Xác định độ bền của động cơ khi làm việc ở điện thế cao => kiểm tra độ bền cách điện

 Đo độ bền cách điện có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của máy

 Điện áp được tăng dần từ 0-50% điện áp h Sau đó, mỗi mức tăng điện

áp là 5% ( 50-55-60-65) ở mỗi mức, thì độ bền cuộn dây trong 10s

 Tăng dần điện áp cho đến 100% điện áp thì tại ử duy trì trạng thái

đó trong 1 phút

 Sau đó điện áp được phóng vào 1 quả cầu đặc nên trong quá trình thử không xảy ra thủng cách điện thì cuộn dây đạt chất lượng

Chương 3 Công nghệ chế tạo máy biến áp

Bài 1 Chế tạo mạch từ MBA

1 Vai trò mạch từ trong MBA

Trong cấu tạo MBA, mạch từ đóng một nhiệm vụ quan trọng Công dụng của mạch

từ đối với MBA gồm 2 công dụng chính:

+ Dẫn từ

+ Đóng vai trò khung làm chỗ dựa cho các cuộn dây (sơ cấp và thứ cấp)

Do đó mà mạch từ cần phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật tương ứng là:

+ Dẫn từ tốt

+ Có tổn hao do dòng điện xoáy nhỏ nhất

+ Kết cấu chắc chắn, đảm bảo khi nâng hạ, vận chuyển mà không làm xê dịch vị trí các cuộn dây

2 Yêu cầu đối với mạch từ

 Mạch từ có chất lượng cao được đánh giá dựa trên sự thỏa mãn các yêu cầu về

 Hao phí công suất trên mạch từ

 Độ chắc chắn về mặt kết cấu chịu được lực tác động cơ học

 Hao phí công suất trên mạch từ có 2 loại:

 Hao phí do bản chất vật liệu sắt từ dùng để chế tạo mạch từ

 Hao phí do công nghệ chế tạo và do thiết kế

 Hao phí do bản chất vật liệu sắt từ được tính theo công thức: