Sửa chữa và vận hành máy điện

QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP 1 Tính toán số liệu dây quấn máy biến áp một pha 1.1. Sơ lược về cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp 1.2. Thiết kế dây quấn máy biến áp công suất nhỏ 2. Những dạng hư hỏng thường gặp trong máy biến áp 3. Đo thông số thí nghiệm của máy biến áp BÀI 2: VẼ SƠ ĐỒ DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ 1.1. Khái niệm chung về bộ dây máy điện xoay chiều 2. Những cơ sở để vẽ sơ đồ dây quấn SỬA CHỮA MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Bảo quản, bảo dưỡng động cơ điện 2. Những hư hỏng thường gặp trong sử dụng động cơ điện xoay chiều 3 pha 3. Qui trình tháo lắp động cơ điện xoay chiều 4. Xác định 6 đầu dây ra của động cơ điện xoay chiều 3 pha 5. Qui trình quấn lại động cơ không đồng bộ ba pha

quấn dây máy biến áp

1 Tính toán số liệu dây quấn máy biến áp một pha

1.1 Sơ lợc về cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp

Trụ Gông

Hình 1.2 Lõi thép của máy biến áp

1.1.1.3 Dây quấn

Là bộ phận dẫn điện của máy biến áp làm nhiệm vụ thu năng lợng vào và truyền năng lợng

ra Thờng chế tạo từ dây đồng hoặc nhôm tiết diện tròn hoặc dẹt, quấn cách điện hoàn toàn vớilõi thép

Máy biến áp một pha gồm hai cuộn dây, cuộn nối với lới điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn nốivới phụ tải gọi là cuộn thứ cấp Các cuộn sơ cấp và thứ cấp đều đợc quấn thành từng lớp, giữa cáclớp có cách điện với nhau Giữa hai cuộn sơ cấp và thứ cấp đợc cách điện bằng một lớp bìa.Máy biến áp 3 pha có 3 cuộn sơ cấp và 3 cuộn thứ cấp Các cuộn này đợc nối với nhau theokiểu  hoặc Y

1.1.2 Nguyên lý làm việc

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý của máy biến áp 1 pha

Khi đặt điện áp xoay chiều hình sin u1 vào cuộn sơ cấp, trong cuộn sơ cấp có dòng i1 xoaychiều hình sin chạy qua Dòng i1 sinh ra từ thông  cũng biến thiên hình sin khép kín trong lõithép và móc vòng qua cả hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp làm cảm ứng ra các suất điện động e1 và

e2 Nếu phía thứ cấp hở mạch thì e2 = u20 Nếu phía thứ cấp nối với phụ tải thì sẽ có dòng i2 chạyqua phụ tải

Ngời ta chứng minh đợc rằng

kW

Wu

u

2 1 2

1





Trong đó:

u1 là điện áp sơ cấp của máy biến áp

u2 là điện áp thứ cấp của máy biến áp

k gọi là hệ số biến áp

k > 1 ta có máy biến áp hạ áp

k < 1 ta có máy biến áp tăng áp

1.2 Thiết kế dây quấn máy biến áp công suất nhỏ

1.2.1 Quấn lại máy biến áp nguồn, biến áp điều khiển

Biến áp nguồn, biến áp điều khiển ở độ bền điện và điện tử thờng là loại có công suất nhỏ,lõi từ dạng chữ E hoặc U Cuộn sơ cấp quấn dây nhỏ, nhiều vòng để sử dụng điện áp 100V hoặc220V Cuộn thứ cấp quấn bằng dây cỡ lớn hơn nhng ít vòng

Một yêu cầu quan trọng của loại biến áp này là phải quấn sao cho điện áp ra đúng nh trị số

cũ, công suất tải đủ yêu cầu mà không kêu, không nóng nhiều Nếu là biến áp sử dụng vào Rađio,cát sét, tivi thì sự phân cách giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp phải đủ mức để giảm tiếng ù ở loa.Khi quấn lại biến áp hỏng, công việc đầu tiên là phải biết các tham số nh: Công suất P, điện

áp vào cuộn sơ cấp u1, điện áp ra phía cuộn thứ cấp u2, số vòng và cỡ dây của 2 cuộn sơ cấp vàthứ cấp Khi thực hành cần tháo lõi từ từ nhẹ nhàng để khỏi vỡ khuôn cũ Gỡ dây ở cuộn sơ cấp

và thứ cấp đốt hết men rồi đo bằng pan me Riêng số vòng ở cuộn sơ cấp quá nhiều lại nhỏ, sơncách điện bó cứng nên khó đếm đúng, trờng hợp này chỉ cần đếm số vòng W2 rồi dùng công thức

2

1W

W

k  để suy ra W1

1.2.2 Tính toán quấn lại máy biến áp cảm ứng cỡ nhỏ một pha

* Bớc 1: Tính công suất của máy

Nếu biết dòng điện và điện áp định mức thứ cấp  công suất thứ cấp P2

P2 = U2.I2 ; P1 = (1,1 - 1,2)P2Nếu máy biến áp có công suất < 100 VA lấy P1 = 1,2P2

Nếu máy biến áp có công suất > 100 VA lấy P1 = 1,1P2

Dòng sơ cấp

1

1 1U

P

I 

* Bớc 2: Tính tiết diện lõi thép

S: Tiết diện thực tế của lõi thép Chọn a, b phù hợp để tính ra số lá thép cần thiết; Thờngchọn b = 2a 

b 

Số lá thép =

thép

á l dày Chiều

b

* Bớc 3: Tính số vòng/vôn nv

nv =

S B

45

(vòng) Trong đó:

B là cờng độ từ cảm, tuỳ thuộc chất lợng lõi thép Nếu lõi thép tốt B = (1,6  1,8)T Nếu lõi)T Nếu lõithép trung bình B = (1  1,2)T

* Bớc 4: Tính đờng kính dây

d1 là đờng kính dây sơ cấp, d1 = 0 , 72 l1 (mm)

d2 là đờng kính dây thứ cấp, d2 = 0 , 72 l2 (mm)

I1, I2 là dòng điện sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp (A)

* Bớc 5: Chọn chiều cao cửa sổ quấn dây

Sau khi chọn chiều rộng a và chiều dày b, chiều rộng cửa sổ (thờng chọn c = a/2) thì phảichọn chiều cao của cửa sổ sao cho với chiều rộng cửa sổ đã chọn thì cuộn dây phải nằm vừa khíttrong khung cửa sổ

Số lớp (sơ cấp) =

)CDd(2

)CDCD

(C

L 1 1

ST L

(2

CDC

L 1 2

CDN là cách điện bên ngoài cuộn dây, CDN = 0,5 mm

CDST là cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp

CĐ1L là cách điện giữa các lớp

Số vòng trong một lớp (sơ cấp) =

SC

1SLW

SLSC: Số lớp sơ cấp

Số vòng trong một lớp (thứ cấp) =

TC

1SLW

SLTC: Số lớp thứ cấp

Chiều cao lõi thép

L bằng số vòng trong một lớp nhân d1  (1 - 2)mm Chiều cao của lõi thép có ảnh hởng tớichất lợng của máy vì vậy khi chọn không nên chọn cao quá hoặc thấp quá vì nếu chọn cao quá thìcờng độ từ trờng sẽ giảm, nếu chọn thấp quá thì độ chênh lệch giữa lớp trong và ngoài cùng sẽlớn, sẽ ảnh hởng đến tỉ số của máy biến áp

- Tiết diện lõi thép:

45 S

B

P.72,0I.72,0

)CDCD

(C

L 1 1

ST L

) 3 , 0 5 , 0 ( 25

W1



L = (32.1,23) + 2 = 41 mm = 4,1 cm

Vậy chiều cao của cửa sổ quấn dây là 4,1 cm

1.2.3 Tính toán thiết kế chế tạo máy biến áp tự ngẫu một pha

Hầu hết các máy biến áp sử dụng để tăng giảm điện áp trong gia đình đều là máy biến áp tựngẫu vì nó có hiệu suất cao, tổn hao điện ít mà vật t quí nh: dây quấn lõi từ cũng giảm nhiều sovới biến áp thông thờng (trung bình giảm đợc 50% vật t)

Đây là một kiểu biến áp đặc biệt chỉ có một cuộn dây vừa là sơ cấp vừa là thứ cấp, sơ đồnguyên lý nh hình 6.4

I

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý máy biến áp tự ngẫu một pha

Khi cho vào hai đầu cuộn AX (W1) điện áp U1 ta sẽ có điện áp thứ cấp U2 ở AB (W2) có thểthay đổi trị số u2 bằng cách thay đổi con trợt để điều chỉnh số vòng dây giữa hai đầu AX

Theo công thức:

U2 = U1

1

2WW

4.1 Tính toán máy biến áp

I.UI

* Bớc 9: Tính tiết diện dây dẫn

= 6,8)T Nếu lõi (A)

- Dòng điện trong đoạn AX: I12 = IAX = I1 -I2 = 6,8)T Nếu lõi -5 = 1,8)T Nếu lõi (A)

- Công suất định loại

2

8)T Nếu lõi , 1 160 5 60





(VA); lấy tròn Pt = 300 (VA)

- Tiết diện lõi dẫn từ

S = 0,8)T Nếu lõi 300 = 14 (cm)

- Số vôn / vòng

U1V = 4,44.50.1.14.10-4 = 0,3 vôn/vòng

Số vòng dây quấn của biến áp là

3 , 0

220

= 733 (vòng)Trong đó số vòng dây đoạn AX là

3 , 0

160

= 533 (vòng)

Số vòng đoạn BX là

3 , 0

Xem xét bên ngoài khi rút ruột máy lên Đo thổn thất không tải, điện áp giữa các lá thép,

điện trở môt chiều của cách điện giữa các lá thép

2.2 Cháy trong lõi thép

Hiện tợng

Bảo vệ rơle hơi làm việc phát tín hiệu, nhiệt độ chớp cháy của dầu giảm, mùi khó ngửi, màusắc dầu thâm lại

Nguyên nhân

+ H hỏng cách điện của chốt ép tạo ra mạch vòng ngắn mạch

+ H hỏng cục bộ cách điện giữa các lá thép gây ra ngắn mạch các lá thép

Xem xét bên ngoài khi rút phần tác dụng lên

2.4 Mạch từ loại ghép xen kẽ bị kêu và độ rung tăng cao

Nguyên nhân

+ Lực ép mạch từ yếu, chi tiết bắt chặt bị lỏng ra và rung động dễ dàng

+ Rung động ở các lá thép ngoài cùng bị tụt ở trụ hoặc gông từ Điện áp sơ cấp cao quá

2.6 Đứt dây nối đất

+ Cuộn dây bị hở khỏi dầu do mức dầu giảm thấp

+ H hỏng cơ giới của cách điện, vòng dây khi bị ngắn mạch hoặc các sự cố khác

Kiểm tra phát hiện

Đo điện trở một chiều, đốt nóng cuộn dây để phát hiện chỗ chập vòng bằng cách đa vàocuộn dây điện áp giảm thấp (10 - 20%Uđm) ở chỗ h hỏng phát sinh khói

Kiểm tra bằng mêgômmét, xem xét bên ngoài

2.10 H hỏng ở thanh cái chuyển mạch

2.10.1 Mặt tiếp xúc bị yếu hoặc bị cháy

Xem xét bên ngoài khi rút phần tác dụng lên, kiểm tra bằng mêgômmét

2.10.2 Phóng điện giữa các pha hoặc giữa các nhánh riêng

Có h hỏng ở phần gắn, h hỏng ở chỗ làm mũ chụp với đinh chốt.

Kiểm tra: Bằng cách xem xét bên ngoài.

2.12 Nhiệt độ dầu và sự phát nóng tăng không bình thờng

Nguyên nhân

Hệ thống làm mát không tốt, quá tải, h hỏng bên trong máy biến áp

Phơng pháp phát hiện

Kiểm tra sự làm việc của hệ thống làm mát, kiểm tra phụ tải.

3 Đo thông số thí nghiệm của máy biến áp

6.1 Đo điện trở cách điện giữa cuộn dây và lõi thép

Sau khi quấn xong hoặc sau khi sửa chữa xong một bộ phận nào đó của máy biến áp, taphải kiểm tra lại cách điện giữa các cuộn dây và lõi thép bằng đồng hồ mêgômmét hoặc bằngbóng đèn

6.1.1 Dùng đồng hồ mêgômmét

Một đầu mêgômmét nối với một dầu cuộn sơ hoặc cuộn thứ cấp, đầu còn lại nối với lõi théptheo sơ đồ nh hình 6.6

2W

W1

120 V/ph

Hình 6.6 Đo điện trở cách điện giữa cuộn dây và lõi thép bằng đồng hồ mêgômmét

Dùng tay quay đều mêgômmét với tốc độ 120 vòng/phút Nếu số chỉ trên đồng hồ 0,5M thì cách điện là đảm bảo, nếu số chỉ < 0,5 M là cách điện không đạt yêu cầu

6.1.2 Dùng bóng đèn

Một đầu bóng đèn nối với một đầu cuộn dây, đầu còn lại nối với nguồn và đầu kia củanguồn nối vào lõi Nếu bóng đèn có hiện tợng sáng lờ mờ hoặc hiện tợng đánh lửa chứng tỏ cách

điện giữa cuộn dây và lõi thép không đảm bảo và phải tìm cách sửa chữa

Ngoài ra ngời ta còn dùng đồng hồ vạn năng để kiểm tra

6.2 Đo điện trở cách điện giữa cuộn sơ và cuộn thứ ở máy biến áp cảm ứng

Cách đo tơng tự nh trên Nối một đầu mêgômmét với cuộn sơ cấp, một đầu nối với cuộn thứsau đó quay mêgômmét với tốc độ 120 vòng/phút Nếu Rcđ  0,5 M là đảm bảo, còn nếu Rcđ <0,5M là cha đảm bảo

6.3 Đo dòng điện và điện áp không tải

120 v/ph

Đặt điện áp hình sin vào dây quấn sơ cấp với U1 = U1đm, hở mạch dây quấn thứ cấp Nhờcác vôn mét và các ampe mét sẽ đo đợc điện áp sơ cấp U1, dòng điện sơ cấp không tải I0 và điện

Hình 6.7 Sơ đồ đo dòng và áp không tải của máy biến áp một pha

6.4 Đo dòng điện có tải

Hình 6.8 Sơ đồ đo dòng điện có tải

Đo dòng điện có tải để đánh giá đầy đủ chất lợng của máy Nếu phía sơ cấp đặt điện áp

U1=U1đm, phía thứ cấp nối với phụ tải định mức, đồng hồ ampe mét mắc ở mạch thứ cấp chỉ I =

Iđm mà máy không bị nóng, không kêu, điện áp thứ cấp không bị sụt quá phạm vi cho phép là máybiến áp đạt chất lợng tốt (thời gian chạy có tải khoảng 1 giờ)

Bài 2: Vẽ sơ đồ dây quấn động cơ

1.1 Khái niệm chung về bộ dây máy điện xoay chiều

1.1 Công dụng và cấu tạo chung của bộ dây Stato máy điện xoay chiều

1.1.1 Công dụng

Tạo ra từ trờng quay khi có hệ thống dòng điện xoay chiều 3 pha đối xứng chạy vào (đốivới máy điện xoay chiều 3 pha)

Đối với động cơ xoay chiều 1 pha thì đa dòng điện 1 pha vào dây quấn stato nhờ các thiết

bị khởi động nh tụ điện, vòng ngắn mạch để tạo nên từ trờng quay

Nếu cuộn dây chế tạo hoặc sửa chữa đúng thì từ trờng quay của cuộn dây stato phân bốtrong đờng kính lõi thép stato và khe hở giữa stato và rôto sẽ có dạng hình sin và máy sẽ làm việctốt và ổn định

Nếu cuộn dây chế tạo hoặc sửa chữa không đúng thì từ trờng quay của stato không có dạnghình sin do đó làm méo và hạ thấp đặc tính mô men quay lúc khởi động làm cho máy làm việckhông tốt (tăng tổn thất năng lợng, gây phát nóng động cơ và giảm hiệu suất làm việc)

1.1.2 Cấu tạo chung

Cuộn dây stato máy điện xoay chiều gồm nhiều bối dây đặt trong các rãnh stato và đợc nốivới nhau theo một quy luật nào đó Số vòng dây của mỗi bối, số bối của một pha và cách nối phụ

thuộc vào công suất, điện áp, tốc độ, các điền kiện làm việc của máy và quá trình tính toán điệntừ.

1.2 Các yêu cầu cơ bản đối với cuộn dây

Cuộn dây stato máy điện xoay chiều cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Điện áp lới 3 pha đặt vào cuộn dây phải đối xứng (cùng trị số và lệch pha 1200 hoặc 2400

về thời gian)

- Các cuộn dây pha phải đợc đặt trong lõi thép stato cách nhau 1200 hoặc 2400 về khônggian

- Điện trở và điện kháng của các mạch nhánh song song và của 3 pha giống nhau

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

- Dễ chế tạo và sửa chữa

- Cách điện đảm bảo giữa các vòng dây, giữa các pha và với đất

- Không đợc nóng quá nhiệt độ cho phép khi có phụ tải định mức, phần đầu nối có hìnhdạng thích hợp cho thông gió và tản nhiệt

- Kết cấu chắc chắn có thể chịu đợc ứng lực cơ khí khi mở máy

1.3 Phân loại dây quấn

Theo cách bố trí các cạnh của dây quấn trong rãnh, dây quấn phân thành 1 lớp và 2 lớp

- Dây quấn 1 lớp: Trong rãnh chỉ có một cạnh của một bối dây

- Dây quấn 2 lớp: Trong rãnh có 2 cạnh của 2 bối dây

2 Những cơ sở để vẽ sơ đồ dây quấn

2.1 Bối dây

Gồm một hoặc một số vòng dây quấn nối tiếp tạo thành, 1 bối dây có 2 cạnh hạ vào 2 rãnhcủa lõi thép stato

- Phần của bối dây nằm trong rãnh gọi là cạnh tác dụng của bối dây cảm ứng ra suất điện

động dới tác dụng của từ trờng quay

- Phần đầu nối nối liền giữa 2 cạnh tác dụng nằm ngoài rãnh không tham gia vào quá trìnhbiến đổi năng lợng do đó càng rút ngắn càng kinh tế miễn sao vẫn thuận lợi cho công nghệ lồng

và quá trình làm mát cuộn dây, phần đầu nối chỉ có tác dụng nối các dây dẫn trong các rãnh

2.2 Bớc bối dây (y)

Bớc bối dây (bớc cuộn dây hay bớc lồng dây) có thể bằng bớc cực (bớc đủ) hoặc lớn hơn(bớc dài) hoặc nhỏ hơn bớc cực (bớc ngắn)

Bớc cực

p 2

Z1



 Trong đó:

Z1: Số rãnh stato2p: Số cực từNếu y =

p 2

Cuộn dây bớc ngắn có u điểm hơn cuộn dây bớc đủ ở chỗ:

- Tiết kiệm đồng (vì phần đầu nối ngắn hơn) do đó kinh tế hơn

- Cải thiện đợc đặc tính của máy vì dây quấn bớc ngắn đợc ứng dụng rộng rãi trong cuộndây 2 lớp, tuy nhiên nếu y rút ngắn quá (y < 0,67 ) dẫn đến giảm suất điện động vòng dây vì dodiện tích vòng dây bị bé đi, từ thông móc vòng qua nó ít đi nên làm xấu hiệu suất sử dụng đồngcủa dây quấn (tức làm giảm hệ số dây quấn)

Mỗi pha gồm 1 hay nhiều tổ bối.

Mỗi tổ bối gồm một hay nhiều bối dây

Mỗi bối gồm 1 hay nhiều vòng dây

Trong cuộn dây 3 pha các rãnh nằm trong 1 cực đợc chia làm 3 phần, mỗi phần tơng ứngvới một pha tạo thành nhóm cực pha dới một cực Vậy dới mỗi cực có 3 nhóm cực pha Ngợc lại,ứng với một pha dới 1 cực chỉ có 1 nhóm cực pha (còn gọi là nhóm bối dây hoặc tổ bối dây).Khoảng cách giữa 2 cạnh của bối dây gọi là bớc bối dây kí hiệu là y (tính bằng số rãnh t-

ơng ứng)

Sơ đồ cuộn dây stato đợc thành lập dựa trên những số liệu sau:

- Số rãnh của lõi thép stato: Z1

- Số pha m, số đôi cực 2p

- Số mạch nhánh song song: a

- Số vòng của một pha: w

- Số rãnh của một pha dới một cực: q

- Cách nối dây Y hoặc 

- Bớc quấn dây: y

3.2 Các kiểu tổ bối dây

Dựa theo cách đặt các cạnh của bối dây vào trong một rãnh stato mà ngời ta chia dây quấn

động cơ ra làm 2 kiểu:

- Dây quấn 1 lớp

- Dây quấn 2 lớp

Tuỳ theo hình dạng bối dây ngời ta còn chia làm:

- Cuộn dây 1 lớp kiểu đồng tâm (mẹ con)

- Cuộn dây 1 lớp kiểu đồng khuôn

- Cuộn dây 2 lớp kiểu đồng tâm

- Cuộn dây 2 lớp kiểu đồng khuôn (Dây quấn xếp, vành dế, hình nhái)

Trong cuộn dây một lớp kiểu đồng khuôn ngời ta còn phân thành kiểu 1 mặt phẳng, 2 mặtphẳng hoặc 3 mặt phẳng tuỳ theo cách uốn phần đầu bối dây của các tổ bối

Kiểu đồng tâm đơn Kiểu xếp đơn

Hình 8.1 Các kiểu tổ bối dây

4 Cách đấu các tổ bối dây trong một pha

4.1 Điều kiện để thực hiện cách đấu

Trong nhiều trờng hợp cuộn dây máy điện xoay chiều đợc chế tạo có một vài mạch nhánhsong song trong mỗi pha Nó thờng đợc thực hiện nhiều nhất ở cuộn dây 2 lớp với q là số nguyên.Cách đấu hỗn hợp thờng gặp là trong một mạch nhánh song song lại có các tổ bối dây đấu nốitiếp Nh vậy trong thực tế ta có 3 cách đấu các tổ bối dây trong một pha là nối tiếp, song song vàhỗn hợp

Điều kiện chung để thực hiện bất kỳ cách đấu các tổ bối dây:

- Là phải thiết lập đợc số cực theo yêu cầu và thoả mãn yêu cầu đối xứng của dây quấn.Ngoài ra khi có dòng điện xoay chiều chạy qua chiều dòng điện trong tất cả các bối dâycủa tổ bối phải giống nhau Trong trờng hợp cuộn dây 2 lớp chiều dòng điện ở lớp trên và lớp dớiphải phù hợp nhau (cùng chiều) ở mọi thời điểm (trừ trờng hợp cuộn dây bớc ngắn có một vàirãnh không cùng chiều)

Điều kiện riêng của cách đấu song song là phải thoả mãn:

- Suất điện động trong các mạch rẽ phải bằng nhau về trị số và đồng pha

- Điện trở một chiều và cảm kháng của các mạch rẽ phải nh nhau

4.2 Chiều dòng điện trong các tổ bối dây

4.2.1 Chiều dòng điện trong tổ bối dây với dây quấn một lớp

Chiều dòng điện tại một thời điểm trong các kiểu vành dế, đồng tâm và đồng tâm bổ đôi códạng nh hình vẽ:

Kiểu xếp đơn Kiểu đồng tâm đơn Kiểu đồng tâm bổ đôi Hình 8.2 Chiều dòng điện trong tổ bối dây với dây quấn một lớp

4.2.2 Chiều dòng điện trong tổ bối dây với dây quấn 2 lớp

Ký hiệu lớp trên là nét liền, lớp dới là nét khuất trong cùng một rãnh Chiều cờng độ dòng

điện ở mọi thời điểm của các bối trong cùng 1 tổ bối và trong cùng một rãnh là nh nhau

Kiểu xếp kép Kiểu đồng tâm kép Hình 8.3 Chiều dòng điện trong tổ bối dây với dây quấn hai lớp

4.3 Cách xác định số tổ bối dây trong một pha

Sau khi đã biết số bối dây trong một tổ bối (q) ta cần biết một pha có bao nhiêu tổ bối và cả

ba pha có bao nhiêu tổ bối dây

4.3.1 Đối với dây quấn hai lớp

Mỗi rãnh có 2 cạnh của 2 bối dây tức là tơng ứng với một tổ bối Máy có Z1 rãnh tức là sẽ

có Z1 bối Số bối dây trong một tổ bối bằng q Vậy số tổ bối trong một pha đợc tính nh sau:

p2mm.pZ

Zm

.q

Zn

1

1 1







Số bối dây trong một pha của dây quấn 2 lớp là n = 2p

Từ đó ta dễ dàng biết số tổ bối của cả 3 pha (tức cả máy) là 3n = 3.2p = 6p

4.3.2 Đối với dây quấn một lớp (lớp đơn)

Mỗi rãnh chỉ có một cạnh của bối, tức là 2 rãnh mới tơng ứng với một tổ bối Vậy máy có

Z1 rãnh sẽ có Z1/2 bối Số bối dây của 1 tổ bối bằng q Vậy số tổ bối trong một pha sẽ đợc tính

nh sau:

pmm.p2

Z2

Zpm

.2

Zn

1

1 1

4.4 Cách đấu các tổ bối trong một pha

Các tổ bối dây trong một pha có thể hoặc đợc đấu nối tiếp tất cả, hoặc đấu song song tất cảhoặc chỉ có một vài mạch nhánh song song, trong mỗi nhánh các tổ bối dây đợc đấu nối tiếp Tuynhiên dù đấu theo cách nào cũng phải đảm bảo sao cho khi có dòng điện pha chạy qua sẽ hìnhthành đủ số cực yêu cầu

4.4.1 Cách đấu nối tiếp

4.4.1.1 Đấu nối tiếp các tổ bối dây của một pha trong cuộn dây lớp kép

1 2 3 4 5 6 7 8)T Nếu lõi 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8)T Nếu lõi 9 0 1 2 3 4

-4.4.1.2 Đấu nối tiếp các tổ bối dây trong một pha của cuộn dây lớp đơn

* Đấu nối tiếp thuận: Trờng hợp một tổ bối ứng với đủ hai cực của một pha thì đấu đầu cuốicủa tổ bối một với đầu của tổ bối tiếp theo… và cứ nh hai đầu còn lại là các đầu của pha

1 2 3 4

1 2 3 4 5 6 7 8)T Nếu lõi 9 00

98)T Nếu lõi7654321

X A

Hình 8.5 Đấu nối tiếp các tổ bối dây trong một pha của dây

quấn đồng tâm đơn có Z 1 =24; 2p = 4; a=1

* Đấu nối tiếp ngợc: Trờng hợp hai tổ bối mới ứng với đủ hai cực của một pha thì khi đấunối tiếp ta đấu đầu cuối của tổ bối một với đầu cuối của tổ bối hai, đầu của tổ bối hai đấu với đầucủa tổ bối ba và tiếp tục cho đến hết

1 2 3 4

1 2 3 4 5 6 7 8)T Nếu lõi 9 0 0

9 8)T Nếu lõi 7 6 5 4 3 2 1

X A

Hình 8.6 Đấu nối tiếp các tổ bối dây trong một pha dây

quấn đồng tâm bổ đôi có 2p = 4

4.4.2 Cách đấu song song

Yêu cầu: Phải đấu sao cho chiều dòng điện trong các mạch rẽ tại một thời điểm tạo nên

đúng số cực theo yêu cầu, đồng thời các tổ ở các mạch rẽ của pha phải đối xứng nghĩa là trải đềutheo chu vi của lõi thép stato

Cách đấu song song có thể thực hiện đợc ở cuộn dây 2 lớp với bất kì số đôi cực Các tổ bốicạnh nhau của cùng pha đấu nh hình 8)T Nếu lõi.7, nghĩa là thực hiện cách đấu ngợc “trên - dới” hoặc

“trong - ngoài” Khi đó đầu đầu của tổ thứ nhất, đầu cuối của tổ thứ t, đầu đầu của tổ bối thứ bavới đầu cuối tổ bối thứ hai đa ra một nhánh Đầu đầu của tổ bối thứ hai với đầu cuối của tổ bốithứ nhất đợc đấu chụm với đầu cuối của tổ bối thứ t và đầu cuối của tổ bối ba, ta đợc mạch nhánhthứ hai Kết quả ta có số mạch nhánh song song a bằng số tổ bối của một pha a = 2p

1 2 3 4 5 6 7 8)T Nếu lõi 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8)T Nếu lõi 9 0 1 2 3 4

Hình 8.7 Đấu song song các tổ bối dây trong một pha cuộn dây lớp kép

có Z 1 =24; 2p = 4; a = 1

ở cuộn dây một lớp chỉ có thể thực hiện đợc cách đấu song song tất cả các tổ bối dây trongmột pha khi p  2 tức là động cơ bốn cực trở nên Các tổ bối cạnh nhau của cùng một pha đ ợc

đấu nh hình 8)T Nếu lõi.8)T Nếu lõi tức là theo cách đấu thuận “trên - trên, dới - dới” tức là tất cả các đầu đầu của các

tổ bối đấu chụm lại thành một nhánh, tất cả các đầu cuối của các tổ bối cũng đấu chụm lại thànhnhánh khác Trờng hợp này ta có a = p nghĩa là đợc số mạch nhánh song song lớn nhất có thểbằng số đôi cực

1 2 3 4 5 6 7 8)T Nếu lõi 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8)T Nếu lõi 9 0 1 2 3 4

Hình 8.8 Đấu nối tiếp các tổ bối dây trong một pha dây quấn đồng tâm đơn có Z 1 =24

4.4.3 Cách đấu hỗn hợp

Đấu hỗn hợp là cách đấu vừa song song, vừa nối tiếp Cách này thông dụng nhất, trong mộtmạch nhánh song song lại có cả các tổ bối đấu nối tiếp Thờng gặp cách đấu có số mạch nhánhsong song a = 2 Cách đấu hai mạch nhánh song song trong một pha bao giờ cũng có thể thực

hiện đợc ở cuộn dây 2 lớp ở bất kì tốc độ nào (vì khi đó số tổ bối của một pha bằng 2p nên chiahết cho 2 ở bất kỳ trị số nào của p) Trờng hợp này không thể thực hiện ở cuộn dây một lớp có p

4 3 2 1

1 2 3 4 5 6 7 8)T Nếu lõi 9 0 0

9 8)T Nếu lõi 7 6 5 4 3 2

1

Hình 8.9 Đấu hỗn hợp các tổ bối dây trong một pha của

cuộn dây lớp kép có Z 1 =24; 2p=4, a=2

5 Cách thành lập sơ đồ trải bộ dây stato

5.1 Khái niệm về góc độ điện và các yêu cầu cơ bản đối với dây quấn

Nh trên ta đã biết nhiệm vụ chủ yếu của dây quấn stato trong động cơ ba pha là tạo ra từ ờng quay khi có hệ thống dòng điện xoay chiều ba pha chạy qua

tr-Trờng hợp động cơ có 2p = 2 ba cuộn dây đặt cách nhau 1200 về không gian tạo ra từ trờngquay, hai cực quay đợc một vòng bằng 3600 về thời gian (còn gọi là độ điện) vậy trờng hợp này

độ điện bằng độ hình học, do đó ta nói ba cuộn dây đặt cách nhau 1200 về không gian cũng cónghĩa là đặt cách nhau 1200 về thời gian

A

X

B

Z Y

B X

X

B

Z Y

C

.

.

+ + +

.

.

+

+ +

+ +

+

+

+ +

.

C

B X

A A

X

B

Z Y

C C

B X

A

+ +

+

+

+ +

Hình 8.10 Vị trí từ trờng cuộn dây stato ở các thời điểm khác nhau

của một chu kì, Z 1 =6 ; p=1

Vị trí từ trờng cuộn dây stato ở các thời điểm khác nhau của một chu kì (p = 1)

Nếu máy có 4 cực (p = 2), từ trờng quay đợc một vòng bằng 360 về không gian bằng2x3600 Vậy trờng hợp này độ điện bằng hai lần độ hình học do đó nói các cuộn dây đặt cáchnhau 600 hình học cũng tức là đặt cách nhau 1200.

Tổng quát nếu máy có p đôi cực thì độ điện bằng p nhân với độ hình học và bao giờ cuộndây của các pha cũng đặt cách nhau 1200 tức là trong thực tế đặt cách nhau 120/p độ hình họctheo chu vi stato

Nếu một động cơ có số rãnh stato là Z1 thì góc độ hình học giữa các rãnh là:

1

0 hh

nZ =



0120

Vậy: Nếu đầu A ở rãnh 1 thì đầu B ở rãnh nZ + 1 và đầu C ở rãnh 2nZ + 1

Ví dụ: Một ĐCKĐB 3 pha có Z1 = 48)T Nếu lõi; p = 2 Tính góc độ hình học của một rãnh và góc độ

điện của một rãnh Tính khoảng cách giữa các pha A, B, C theo độ hình học và số rãnh

Giải:

Ta có:

hh 0 1

0 hh

0

5 , 7 48)T Nếu lõi

360 Z

1200

 (khoảng cách)Vậy:

Đầu A ở rãnh 1

Đầu B ở rãnh nZ +1 = 8)T Nếu lõi + 1 = 9

Đầu C ở rãnh 2nZ +1 = 2.8)T Nếu lõi + 1 = 17

Tóm lại cuộn dây 3 pha máy điện xoay chiều đợc chế tạo thành 3 phần giống nhau, mỗiphần đợc gọi là một pha, mỗi pha chiếm 1/3 tổng số dây dẫn và 1/3 số rãnh của lõi thép dẫn từ.Các pha dây quấn phải thoả mãn các yêu cầu cơ bản sau:

+ Các đầu đầu (hoặc các đầu cuối) của các pha phải đợc đặt lệch nhau 1 góc 1200∍

+ Cả ba pha dây quấn cần phải đối xứng, sức điện động hoặc sức từ động của chúng phảibằng nhau về trị số và lệch nhau 1200 

+ Mỗi pha phải có cùng một số tổ bối dây và đợc đấu nh nhau, số vòng dây hữu hiệu của

1 pha phải bằng nhau

+ Số tổ bối dây và số vòng dây của một mạch nhánh song song của từng pha phải giốngnhau

5.2 Cách xác định các đầu đầu của các pha

5.2.1 Trờng hợp q là số nguyên

Nh trên ta đã biết 1200 là tơng ứng với một chu kì tức là 2 bớc cực (bằng khoảng cách một

đôi cực) vì vậy nếu các tổ bối dây đầu của các pha phải lệch nhau 1200 thì thực tế trong khônggian stato chúng phải lệch nhau 1/3 khoảng cách một đôi cực khoảng cách này tính theo rãnhbằng:

p2mm.p2Z

Zm

.q

q: Là số bối dây trong một tổ bối

Do đó nếu tính theo số tổ bối, khoảng cách này bằng hai tổ bối từ đó ta có cách chọn các tổbối dây đầu các pha nh sau:

Chọn đầu đầu của pha thứ nhất ở rãnh số 1 thì đầu đầu của pha thứ hai ở rãnh thứ (2q + 1)

và đầu đầu của pha thứ ba sẽ cách đầu đầu của pha thứ hai (2q + 1) rãnh

Nh vậy khoảng cách A/B/C bằng (2q + 1) rãnh

Giả sử đầu A vào rãnh 1 mà q = 2 thì đầu B vào rãnh số 5 và đầu C vào rãnh số 9

5.2.2 Trờng hợp khi q là phân số

Khi q là phân số thì việc tính khoảng giữa các pha A/B/C phải tính theo góc độ điện:

p Z

360

1

0 0

360

0 0 z 0

5.3 Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ 3 pha

Nếu bổ dọc cuộn dây cả lõi thép và trải ra mặt phẳng ta sẽ thấy rõ hình dạng bối dây và các

số liệu kỹ thuật của cuộn dây nh số bối dây trong một tổ bối, số tổ bối dây của một pha , số cực2p, bớc bối dây y, số mạch nhánh song song a, số đầu dây dẫn ra… và cứ nh Vẽ đợc sơ đồ trải có thể coi

là đã hiểu cách chế tạo cuộn dây stato một lớp hay hai lớp Trình tự tính toán để vẽ sơ đồ trải nhsau:

*Bớc 1: Tính p (nếu cần):

n

f 60

p 

Trong đó:

f là tần số của lới điện

n là tốc độ quay của từ trờng

*Bớc 2: Tính q:

pm 2

Z

q  1

*Bớc 3: Tính bớc quấn y:

p 2

*Bớc 5: Tính khoảng cách giữa các pha A/B/C:

+ Nếu q là số nguyên: A/B/C = 2q + 1

+ Nếu q là phân số ta phải tính theo góc độ điện

Z1bốidây

- Các bối dây trong cùng một tổ bối giống nhau về hình dạng nhng khác nhau về kích thớc.

Do đó khi làm khuôn ta phải đo nhiều cỡ (Ví dụ: q = 3 phải làm 3 khuôn ) đó chính là một nhợc

điểm của dây quấn đồng tâm đơn

- Khi lồng dây chỉ việc chờ theo tổ bối (Ví dụ: q = 2 thì chờ 2 cạnh, p = 3 chờ 3 cạnh) ; nếulồng dây theo pha thì không phải chờ Do vậy khi sửa chữa rất thuận lợi

- Khi lót cách điện vai chỉ cần lót giữa các tổ bối với nhau mà không cần lót giữa các bốidây, trong mỗi rãnh chỉ có một cạnh nên khi lót rãnh chỉ cần lót 1 lần bìa cách điện là đủ

- Chỉ quấn đợc bớc đủ do đó không tiết kiệm đợc dây quấn, không cải thiện đợc dạng sóngsức điện động

6.2 Cách thành lập sơ đồ trải

6.2.1 Các bớc tổng quát

- Tính nhóm cực pha:

pm 2

24 pm 2

Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ ba pha có Z1 = 36; 2p = 4; a = 1, kiểu đồng tâm đơn

7 Dây quấn đồng tâm bổ đôi

7.1 Đặc điểm

Trong trờng hợp quấn đồng tâm đơn nếu tính ra q là số chẵn và lớn ngời ta quấn đồng tâm

bổ đôi Khi đó số khuôn cần làm giảm đi một nửa do đó tiết kiệm đợc thời gian và việc lồng dâycũng thuận lợi hơn

Z

q  1 

2

q '

q ' q 6 2 3

36 pm 2

B Z

A

1 2 3 4 5 60

98)T Nếu lõi765

C

Hình 8.12 Sơ đồ trải bộ dây stato động cơ ba pha Z 1 = 36; 2p = 2,

kiểu đồng tâm bổ đôi

Bài tập: Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ ba pha có:

Z1 = 24; 2p = 2 và Z1 = 48)T Nếu lõi; 2p = 4 Kiểu đồng tâm bổ đôi

8 Dây quấn đồng tâm kép

8.1 Đặc điểm

Dây quấn đồng tâm kép (2 lớp) cũng giống nh dây quấn đồng tâm đơn, các tổ bối dây gồmcác bối dây đồng tâm với nhau, bối dây nọ nằm trong bối dây kia Tuy nhiên có một đặc điểm

khác cơ bản là bối dây của dây quấn đồng tâm kép có một cạnh nằm ở lớp dới còn cạnh kia lạinằm ở lớp trên.

Dây quấn đồng tâm kép có phần đầu nối gọn, chắc chắn và ngắn hơn so với dây quấn đồngtâm đơn

Dây quấn đồng tâm kép có thể coi nh dây quấn hai lớp bình thờng với bớc dây quấn bằngbớc dây trung bình của các bối dây trong nhóm, chính vì vậy dây quấn đồng tâm hai lớp cũng cóthể thực hiện đợc bớc ngắn

24 pm 2



1

Hình 8.13 Sơ đồ trải bộ dây stato động cơ xoay chiều ba pha

có Z 1 = 24; 2p = 2; a = 1 quấn đồng tâm kép

* Bài tập: Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ xoay chiều ba pha có Z 1 = 36;

2p = 4; a = 1 và Z1 = 48)T Nếu lõi, 2p = 4, a = 1 Quấn đồng tâm kép

- Dễ lồng dây, khi lót cách điện chỉ cần lót giữa rãnh và cạnh bối dây, khi lót vai chỉ cần lótgiữa các tổ bối.

- Đầu dây của bộ dây quấn xếp đơn tròn và đẹp có thể đấu thành một số mạch nhánh songsong, một vài trờng hợp cũng có thể quấn bổ đôi

- Cũng nh dây quấn đồng tâm đơn, dây quấn xếp đơn chỉ quấn đợc bớc đủ

24 m p 2

ZA



432

2 3 4 5 6 7 8)T Nếu lõi 9 0 11

098)T Nếu lõi7654321

Hình 8.14 Sơ đồ trải bộ dây stato động cơ 3 pha có Z 1 = 24; 2p = 4; a = 1,

18)T Nếu lõi pm 2





YC

XB

ZA

2

0 9 8)T Nếu lõi 7 6 5 4 3

1 2

Hình 8.15 Sơ đồ trải bộ dây stato động cơ ba pha có Z 1 = 18; 2p = 2

kiểu xếp đơn hai đi một về (quấn giao thoa)

10 Dây quấn xếp kép với số rãnh của một pha dới một cực là số nguyên

10.1 Đặc điểm

- Trong mỗi rãnh có hai cạnh: Một cạnh của bối dây đặt ở trên rãnh (ký hiệu nét liền) còncạnh kia đặt ở phía dới rãnh (ký hiệu nét đứt) do đó số bối dây bằng số rãnh, số tổ bối dây trongmột pha bằng số cực của máy

- Rút ngắn đợc bớc quấn do đó tiết kiệm đợc dây quấn và cải thiện đợc dạng sóng sức điện

động

- Khó lồng dây, khi bị h hỏng khó sửa chữa

- Khi lót cách điện cần lót giữa rãnh và cạnh bối dây, lót giữa hai cạnh trong một rãnh, lótgiữa các bối dây

10.2 Cách thành lập sơ đồ trải

* Ví dụ 1: Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ ba pha có Z1 = 24; 2p = 4; a = 1,

y = 0,8)T Nếu lõi , quấn kiểu xếp kép

Giải:

4 3

24 pm 2