Bài giảng Thực hành máy điện, truyền động điện với nội dung chủ yếu là hướng dẫn chi tiết cách quấn các loại máy điện tĩnh và quay thông dụng, cách xây dựng các đặc tính cơ của máy điện quay cũng như cách điều chỉnh tốc độ của chúng. Được trình bày cụ thể như sau: Quấn máy biến áp 1 pha; Quấn bộ dây stator động cơ không đồng bộ ba pha kiểu đồng tâm; Quấn bộ dây quạt bàn chạy tụ kiểu xếp đơn; Xác định các tham số của máy biến áp; Xây dựng đặc tính tải tĩnh, tải động và bù công suất phản kháng động cơ không đồng bộ.
Quấn máy biến áp 1 pha
- Kiến thức: Nhận biết được máy biến áp 1 pha cảm ứng và tự ngẫu, ưu nhược điểm của chúng
+ Tính toán các thông số quấn máy biến áp 1 pha cảm ứng và tự ngẫu
+ Quấn hoàn thiện máy biến áp 1 pha, vận hành và kiểm tra các thông số kỹ thuật
Rèn luyện tính cẩn thận trong việc tính toán thông số và quấn dây biến áp là rất quan trọng Thái độ học tập nghiêm túc cùng với sự sáng tạo trong thực hành sẽ giúp nâng cao hiệu quả công việc Ngoài ra, việc tổ chức nơi thực hành gọn gàng, sạch sẽ và đảm bảo an toàn cho cả người và thiết bị cũng là yếu tố không thể thiếu.
II Lý thuyết liên quan
1 Máy biến áp cảm ứng
Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng từ, có chức năng biến đổi điện áp trong hệ thống điện xoay chiều mà không làm thay đổi tần số.
Hình 1.1 Ký hiệu máy biến áp và hình dáng máy biến áp
Máy biến áp (MBA) đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện, là thiết bị thiết yếu để truyền tải và phân phối điện năng Để dẫn điện từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ, cần có đường dây truyền tải điện.
Máy biến áp không chỉ được sử dụng trong các thiết bị lò nung và hàn điện mà còn cung cấp nguồn cho các thiết bị điện, điện tử với nhiều cấp điện áp khác nhau Ngoài ra, nó còn đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực đo lường thông qua các thiết bị như máy biến điện áp và máy biến dòng.
Hình 1.2 Sơ đồ mạng truyền tải điện đơn giản
Máy biến áp cảm ứng bao gồm hai cuộn dây: cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, hoàn toàn cách ly về điện, mang lại mức độ an toàn cao Năng lượng điện được truyền từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp thông qua mạch từ Thiết bị này thường được sử dụng trong hệ thống điện để truyền tải và phân phối điện năng, được gọi là máy biến áp điện lực Ngoài ra, máy biến áp cảm ứng còn có ứng dụng làm nguồn điện cho các mạch điện, máy hàn điện và máy biến áp đo lường.
Cấu tạo của MBA gồm hai phần cơ bản là mạch từ và dây quấn
+ Mạch từ: Được ghép bởi các lá thép kỹ thuật điện, có chứa hàm lượng silic từ 1% đến 4% và có bề dày từ 0,35 đến 0,5 mm
Có hai dạng mạch từ chính là mạch từ kiểu bọc có dạng E, I và mạch từ kiểu trụ có dạng U, I
- Trụ: Là phần để quấn cuộn dây
- Gông: Là phần mạch từ nối liền các trụ quấn dây với nhau
Hình 1.3 Cấu tạo máy biến áp Hình 1.4 Lõi thép kiểu bọc 1 pha + Dây quấn:
Dây quấn đóng vai trò quan trọng trong việc nhận và truyền năng lượng điện từ nguồn đến tải Chúng được làm từ dây điện từ bằng đồng hoặc nhôm, được bọc lớp cách điện bằng e-may hoặc coton Thông thường, dây quấn bao gồm hai cuộn dây.
- Cuộn sơ cấp: Nối song song với nguồn
- Cuộn thứ cấp: Nối song song với tải
Máy biến áp hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, trong đó cuộn sơ cấp được kết nối với nguồn điện để lấy điện áp từ cuộn thứ cấp Khi áp dụng điện áp xoay chiều u1 vào cuộn sơ cấp, dòng điện i1 sẽ chạy qua cuộn sơ cấp N1 Dòng điện này tạo ra từ thông biến thiên , khép mạch trong lõi thép và ảnh hưởng đồng thời đến cả hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp, được gọi là từ thông chính.
Vì từ thông qua dây quấn sơ cấp có số vòng N1, dây quấn thứ cấp có số vòng
N2 biến thiên nên theo định luật cảm ứng điện từ trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp xuất hiện sức điện động cảm ứng: e1 = -N1 dt d= 2E1sin(t-
Nhìn vào công thức e1 và e2, ta thấy e1 và e2 có cùng tần số nhưng có trị hiệu dụng khác nhau
E N kE N gọi là hệ số máy biến áp (1-4) k > 1 => N1 > N2 gọi là máy giảm áp k < 1 => N1 < N2 gọi là máy tăng áp
2 Máy biến áp tự ngẫu
Máy biến áp tự ngẫu (MBA TN) có cấu tạo đặc biệt với một số vòng chung giữa dây quấn sơ cấp và thứ cấp So với máy biến áp cảm ứng (MBA cách ly) cùng công suất, MBA TN sở hữu những đặc điểm nổi bật riêng.
- Lõi thép MBA TN nhỏ hơn, số vòng dây MBA TN ít hơn MBA cảm ứng
- Đường kính dây quấn nhỏ hơn
- Từ tản và ∆U% nhỏ hớn
- Dễ chế tạo, giá thành hạ
- Không an toàn bằng MBA cảm ứng
* So sánh máy biến áp tự ngẫu và máy biến áp cảm ứng:
+ MBA tự ngẫu chế tạo rẻ hơn MBA cảm ứng có cùng công suất
+ MBA tự ngẫu tổn hao khi vận hành nhỏ hơn MBA cảm ứng
Máy biến áp tự ngẫu có nhược điểm là cần phải nối đất khi vận hành với lưới điện trung tính để đảm bảo an toàn Ngoài ra, thiết bị này cũng yêu cầu cách điện cao hơn so với máy biến áp cảm ứng.
Ký hiệu: a) b) a) Máy giảm áp; b) Máy tăng áp
2.2 Các dạng sơ đồ thông dụng
Hình 1.6 MBA TN một cấp điện áp vào, một cấp điện áp ra
Hình 1.7 MBA TN hai cấp điện áp vào, hai cấp điện áp ra (thường U 1 `÷110V hay U 1 0÷220V và U 2 0/220V) u2 u1 2 u1 u2
Hình 1.5 Ký hiệu MBA tự ngẫu
Hình 1.8 MBA TN bốn cấp điện áp vào và hai cấp điện áp ra
3 Tính toán thông số quấn máy biến áp 1 pha cảm ứng
• Bước 1: Xác định các số liệu ban đầu
- Điện áp định mức phía sơ cấp (U 1 ) và phía thứ cấp (U 2 )
- Dòng điện định mức phía thứ cấp I 2
- Nếu không biết rõ I 2 cần xác định công suất biểu kiến phía thứ cấp S2
- Chế độ làm việc: ngắn hạn hay dài hạn
• Bước 2: Xác định tiết diện tính toán At cần dùng cho lõi thép m t B
A t - Tiết diện tính toán của lõi thép [cm 2 ]
S 2 - Công suất biểu kiến tại thứ cấp MBA [VA]
K- Hệ số hình dạng lõi thép
B m - Mật độ từ thông trong lõi thép [T]
- Với lõi thép dẫn từ không định hướng B m = 0,8 ÷ 1,2T
- Với lõi thép dẫn từ có định hướng B m = 1,2 ÷ 1,6T
• Bước 3: Chọn kích thước cho lõi thép, tính khối lượng lõi thép
Gọi Ag là Tiết diện thực của lõi thép ta có
Trong đó At ≠ Ag do:
- Bề dày lớp cách điện của lá thép
Độ ba via trên biên lá thép được tạo ra nhờ công nghệ dập định hình Để xác định độ chênh lệch giữa At và Ag, ta sử dụng hệ số ép chặt Kf t g f.
Bảng 1.1 Xác định hệ số ép chặt Kf
Lá thép ít ba via Lá thép nhiều ba via
Khi xác định được At và chọn Kf, ta có thể suy ra Ag và từ đó xác định kích thước lõi thép a, b Để thuận tiện cho việc thi công quấn dây, kích thước giữa a và b thường được thiết lập theo tỷ lệ b = a ÷ 1,5a Điều này dẫn đến hai trường hợp: Ag = a² khi a = b, hoặc Ag = 1,5a² khi b = 1,5a Từ đó, ta có thể xác định dãy giá trị cho a, với điều kiện a_min ≤ a ≤ a_max, trong đó a_min được tính dựa trên Ag.
Trong đó: a- Chiều rộng trụ quấn dây b- Chiều dầy của lõi thép
Phối hợp các giá trị cho sẵn của a trong thực tế, chọn a thích hợp cho lõi thép, từ đó tính lại giá trị chính
Khi định được a và b áp dụng các phép tính hình học ta suy ra khối lượng cần dùng cho lõi thép a) Trường hợp lõi thép dạng E, I:
Gọi c : bề rộng cửa sổ lõi thép; h : bề cao cửa sổ lõi thép
Thể tích lõi thép (trừ đi khoảng không gian ở 2 cửa sổ) được tính như sau:
Khối lượng riêng của lá thép kỹ thuật điện = 7,8 Kg/dm3
- Khối lượng lõi thép là:
W th = .V= 7,8 x 2a.b(a + c + h) = 15,6a.b(a + c + h) (1-11) với Wth [kg]; a,b,c [dm]
- Trường hợp lõi thép E, I đúng dạng tiêu chuẩn (c = a/2, h = 3a/2) ta có:
Hình 1.9 Các kích thước cơ bản của lõi thép b) Trường hợp lõi thép dạng UI :
Hình 1.10 Các kích thước cơ bản của lõi thép dạng U,I Tương tự: c, h là chiều rộng và chiều cao cửa sổ lõi thép
- Thể tích lõi thép đã trừ đi cửa sổ là
- Khối lượng lõi thép là :
• Bước 4: Xác định số vòng dây tạo ra 1 volt sức điện động trong mỗi bối dây sơ và thứ cấp t m v f B A n 4,44 .
Với f = 50Hz và At [cm 2 ] thì: t m v B A n
• Bước 5: Xác định độ sụt áp phía thứ cấp lúc mang tải định mức
Gọi U20, U2 ; là điện áp phía thứ cấp lúc chưa mang tải và có tải Độ sụt áp phần trăm:
Hoặc U 20 = Ch*U2 với Ch = U20/U2 có thể tra từ bảng 1.2 như sau :
Bảng 1.2 Bảng quan hệ C h theo S 2
S 2 (VA) Ch S 2 (VA) C h S 2 (VA) C h S 2 (VA) C h
• Bước 6: Xác định số vòng dây quấn tại sơ và thứ cấp
Căn cứ vào nv, U1, U 20 , gọi N 1 và N2 lần lượt là số vòng dây quấn phía sơ và thứ cấp, ta có :
• Bước 7: Ước lượng hiệu suất η của máy biến áp, tính dòng điện phía sơ cấp
Tra hiệu suất η theo các bảng sau:
Bảng 1.3 Quan hệ S2 với theo Robert Kuhn S2 (VA) 3 10 25 50 100 1000 η% 60 70 80 85 90 > 90 Bảng 1.4 Quan hệ S2 với theo Anten Hopp S2 (VA) 3 50 100 150 200 300 500 750 1000 η% 86,4 87,6 89,6 90,9 91,3 93 93 95,3 94
Chọn được η% từ đó tính dòng điện phía sơ cấp:
• Bước 8: Chọn mật độ dòng điện J suy ra tiết diện và đường kính dây quấn phía sơ cấp và thứ cấp
Các căn cứ để chọn mật độ dòng điện J
- Cấp cách điện vật liệu;
- Điều kiện giải nhiệt dây quấn;
- Chế độ vận hành liên tục chạy ngắn hạn
Khi biến thế vận hành liên tục, điều kiện giải nhiệt kém chọn J theo bảng 1.5
Bảng 1.5 Mật độ dòng điện, khi biến thế vận hành liên tục
Với vật liệu cách điện cấp A (nhiệt độ tối đa cho phép 105 0 C) máy làm việc ngắn hạn, không liên tục (6 – 10 giờ liên tiếp) có thể chọn J theo bảng 1.6
Bảng 1.6 Mật độ dòng điện khi biến thế làm việc ngắn hạn
Ngoài ra ta cũng có thể chọn J theo nhiệt độ phát nóng cho phép theo bảng 1.7
Bảng 1.7 Mật độ dòng điện theo nhiệt độ phát nóng
Chọn được J suy ra đướng kính dây quấn sơ cấp và thứ cấp
Gọi d1, d2 là đường kính dây dẫn tròn, chưa kể lớp cách điện của sơ và thứ cấp ta có:
Bước 9: Chọn chiều dày cách điện làm khuôn quấn dây () và chiều cao hiệu dụng quấn dây H hd :
Hình 1.11 Kích thước lõi thép Để dễ thi công quấn dây thường ta chọn: a' = a + b’ = b + h’ = h – 2 Để đảm bảo độ bền cơ học, chọn theo cấp công suất của biến thế
Bảng 1.8 Công suất của biến thế theo độ bền cơ học
• Bước 10 : Xác định số vòng cho một lớp dây quấn sơ và thứ cấp
Gọi SV 1 và SV2 lần lượt số vòng 1 lớp dây quấn sơ và thứ cấp hd hd
Trong đó: d 1cđ và d2cđ là đường kính dây quấn của phía sơ và thứ cấp, có tính cả lớp cách điện
Kq: Hệ số quấn và sắp xếp dây quấn, với dây đồng bọc cô tông
Kq = 0,9 ÷ 0,93 ;dây đồng tráng men: Kq = 0,93 ÷ 0,95
• Bước 11: Số lớp cho mỗi phần dây quấn sơ và thứ cấp
Gọi SL1 và SL2 là số lớp của bối dây sơ và thứ cấp ta có:
Bề dày cách điện giữa các lớp của của dây quấn sơ và thứ cấp
(1-22) e cđ1 , e cđ2 [mm]; SV [vòng/lớp]; nv [vòng/vôn]
• Bước 12: Tính bề dày mỗi phần dây quấn
Gọi BD 1 và BD2 là bề dày cuộn dây quấn sơ và thứ cấp ta có :
BD 1 = SL1 ( e1cđ + e1cđ ); BD2 = SL2 ( e2cđ + ecđ2 ) (1-23)
Bề dày tổng cả bối dây quấn : BD
BD = BD1 + BD2 + + ecđ3 (1-24) ecđ3 : cách điện giữa dây quấn sơ và thứ cấp
Hệ số lấp đầy K lđ1 được kiểm tra dựa trên chiều dày chiếm chỗ của cuộn dây so với bề rộng cửa sổ lõi thép, cho thấy mối liên hệ giữa các yếu tố này.
K lđ1 lớn nhất cho phép bỏ lọt cuộn dây vào cửa sổ là Klđ1 = 0,7 – 0,8 Nếu
K lđ1 tính được không thỏa, thì phải điều chỉnh lại kết cấu để bỏ lọt cuộn dây
Để giảm thiểu các bước điều chỉnh, chúng ta có thể kiểm tra hệ số lấp đầy K lđ bảng bằng một cách tính khác ngay sau bước 8 Hệ số lấp đầy K lđ2 được định nghĩa là tỷ lệ giữa tiết diện chiếm chỗ của dây quấn và tiết diện cửa sổ mạch từ của lõi thép.
Kld2: Tổng diện tích chiếm chỗ của dây quấn/ diện tích của rãnh
Gọi S cđ1 và S cđ2 là tiết diện dây quấn sơ và thứ cấp kể cả lớp cách điện ta có:
Nếu K lđ2 = 0,4 ÷ 0,46 thì bối dây bỏ lọt vào cửa sổ, giá trị này tướng ứng với
• Bước 13: Xác định chiều dài trung bình cho một dòng dây quấn sơ và thứ cấp, suy ra tổng chiều dài cho bối dây sơ và thứ cấp
Chiều dài cuộn dây của máy biến áp (MBA) 2 cuộn dây được xác định dựa vào bối dây quấn sơ và thứ cấp Tùy thuộc vào cách lắp đặt của các cuộn dây, sẽ có những phương pháp tính toán khác nhau.
Hình 1.13 minh họa sơ đồ bố trí dây quấn của máy biến áp, trong đó dây quấn sơ cấp được đặt bên trong và dây quấn thứ cấp nằm bên ngoài Để tính toán Ltb1 và Ltb2, chúng ta áp dụng các công thức phù hợp với cấu trúc này.
- Chiều dài dây quấn sơ và thứ cấp
• Bước 14 : Tính khối lượng dây quấn cuộn sơ và thứ cấp d 2
Kdp : Hệ số dự phòng sai số do thi công thực tế so với tính toán, với dây ê may
Kdp= 1,1 ÷ 1,5, dây bọc cô tông Kdp = 1,2 ÷ 1,3
Hình 1.14 Các kích thước của bộ dây quấn MBA
Tính toán, thiết kế MBA một pha hai dây quấn biết các số liệu: U1 = 110V, U2 15V, I2 = 5A, f = 50Hz chế độ làm việc ngắn hạn, cách điện sử dụng cấp A
Giải Bước 1: Xác định các số liệu ban đầu
- Dòng điện định mức phía thứ cấp: I2 = 5A
- Tần số dòng điện f = 50Hz, chế độ làm việc ngắn hạn
- Công suất biểu kiến phía thứ cấp
Bước 2: Xác định tiết diện tính toán At cần dùng cho lõi thép
Chọn lõi thép E, I đúng tiêu chuẩn, mật độ từ của lõi thép B m = 1,2T
Tiết diện tính toán của lõi thép:
Bước 3: Chọn kích thước cho lõi thép, tính khối lượng lõi thép
- Chọn Hệ số ép chặt lõi sắt : Kf = 0,95 ( Bảng 3.1)
- Tiết diện thực của lõi thép là : t 2 g f
- Tính giá trị amin và amax theo A g = (10,81 ÷ 12,97) cm 2 g min
- Để thực hiện MBA có công suất 75VA ta chọn a từ 2,7 ÷ 3,6 cm và b=Ag/a
Ta xác định được một dãy giá trị cho phép đạt được công suất trên như sau : a (cm) 2,7 2,8 3 3,2 3,4 3,5 3,6
Căn cứ vào bảng tính toán trên ta chọn: a = 3,2cm ; W th = 1,63kg; A t = 10,336 cm 2 ; b = 3,4cm ; A g = 10,88cm 2 ; K f = 0,95
- Bề dày lá thép tiêu chuẩn là 0,5mm và b = 34mm Vậy tổng số lá thép chữ
E, I cần dùng là b*kf /0,54*0.95/0,5 = 65 lá thép
Hình 1.15 Kích thước lõi thép tính sơ bộ
Bước 4: Xác định số vòng tạo ra 1 volt sức điện động trong mỗi bối dây sơ và thứ cấp v t m
Bước 5: Xác định độ sụt áp phía thứ cấp lúc mang tải định mức
Với S2 = 75VA, từ bảng số 1.2 quan hệ C h theo S 2 ta chọn Ch=1,1 => U 20 U 2 C h = 15.1,1 = 16,5 V
Bước 6: Xác định số vòng dây quấn tại sơ và thứ cấp
Suy ra số vòng phía sơ và thứ cấp là: N1 = U1.nv = 110.3,632 = 399,52 vòng và N 2 = U 20 nv = 16,5.3,632 = 59,928 vòng
Lấy tròn số : N1 = 400 vòng; N 2 = 60 vòng
Bước 7: Ước lượng hiệu suất η của máy biến áp, tính dòng điện phía sơ cấp
Chọn η% = 88% ứng với S2 = 75VA (Bảng 1.3)
Dòng điện phía sơ cấp: 1 2
Bước 8: Chọn mật độ dòng điện J, suy ra tiết diện và đường kính dây quấn
MBA làm việc ngắn hạn cách điện sử dụng cấp A từ bảng 1.6 chọn mật độ dòng điện J = 5,5 A/mm 2
Suy ra đường kính dây quấn sơ và thứ cấp như sau :
Quấn bộ dây stator động cơ không đồng bộ ba pha kiểu đồng tâm
Sau khi học xong bài này, sinh viên có khả năng:
- Kiến thức: Tính toán và vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ không đồng bộ (ĐC
KĐB) xoay chiều 3 pha kiểu đồng tâm
+ Làm thành thạo khuôn quấn dây đúng kích thước, đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật; + Chọn, cắt và lót bìa cách điện vào rãnh stato động cơ;
+ Quấn bin dây, nhóm bin dây đúng số vòng, đảm bảo kỹ thuật và mỹ thuật;
+ Lồng thành thạo bộ dây vào rãnh Stato động cơ KĐB xoay chiều 3 pha kiểu đồng tâm đúng theo sơ đồ trải, đảm bảo kỹ thuật và mỹ thuật;
+ Vận hành và kiểm tra thông số kỹ thuật động cơ điện theo yêu cầu
Rèn luyện thái độ cẩn thận và nghiêm túc trong học tập là rất quan trọng, đồng thời cần phát huy trí sáng tạo trong quá trình thực hành Việc tổ chức không gian thực hành gọn gàng, sạch sẽ không chỉ giúp nâng cao hiệu quả học tập mà còn đảm bảo an toàn cho cả người học và thiết bị.
II Lý thuyết liên quan
1 Tính toán vẽ sơ đồ trải
1.1 Đặc điểm của bộ dây quấn kiểu đồng tâm:
Cuộn dây một lớp kiểu đồng tâm bao gồm các bối dây được sắp xếp sao cho bối dây này nằm trong bối dây kia, tạo thành một nhóm bối dây đồng nhất về hình dáng nhưng khác nhau về chiều dài.
- Mỗi bối dây có hai cạnh tác dụng nằm ở hai rãnh khác nhau, cách nhau một bước quấn y
Dây quấn có nhiều ưu điểm như giảm thiểu nguy cơ chạm chập giữa các pha nhờ vào thiết kế bối dây với các cạnh ít chồng chéo Việc lồng dây trở nên dễ dàng hơn, đồng thời việc đấu nối và lót cách điện giữa các pha cũng thuận tiện Khi xảy ra sự cố, quá trình sửa chữa cũng trở nên đơn giản hơn.
- Nhược điểm: Khi quấn phải làm nhiều khuôn; về mỹ thuật không đẹp, tốn kim loại vì bối dây này nằm trong lòng bối dây kia
1.2 Phương pháp tính toán thông số vẽ sơ đồ trải bộ dây
Các số liệu ban đầu gồm: Số rãnh Stato Z; số pha m; số cực 2p; dây quấn kiểu đồng tâm
Các thông số cần tính toán:
+ Số rãnh của một pha dưới một cực q: q Z
Bước quấn nhỏ nhất y1 = 2q+1(rãnh)
Bước quấn tiếp theo: y2 = y1+2(rãnh) (2-3) Bước quấn lớn nhất: yn = yn-1 +2(rãnh)
+ Khoảng cách giữa các đầu vào và đầu ra của các pha A-B-C
2 Phương pháp vẽ sơ đồ trải bộ dây với Z = 24 rãnh, 2p = 4, a = 1
- Dùng bút ba màu để vẽ phân biệt ba pha:
- Vẽ q lần pha A bằng nét liền theo bước cực
- Vẽ nối các đầu dây theo từng nhóm cuộn dây theo các bước quấn dây;
- Nối các nhóm bin dây của một pha theo số liệu tính toán Vẽ và đánh dấu các đầu dây của pha A
- Xác định đầu đầu pha B và C theo khoảng cách A-B-C rồi vẽ tương tự như pha A (hình 2.1)
Hình 2.1 Sơ đồ trải dây động cơ 3 pha Z = 24 rãnh, 2p=4 kiểu đồng tâm
Bài tập 1: Vẽ sơ đồ trải dây quấn stato động cơ 3 pha kiểu đồng tâm với Z = 36 rãnh, 2p = 4, a = 1
Bài tập 2: Vẽ sơ đồ trải dây quấn stato động cơ 3 pha kiểu đồng tâm với Z = 24 rãnh, 2p = 4, a = 2
III Dự trù vật tư, thiết bị
Thiết bị, vật tư cho một sinh viên thực tập
TT Tên thiết bị, dụng cụ Số lượng Đv tính Ghi chú
2 Bộ đồ nghề điện 01 Bộ
3 Đồng hồ vạn năng (VOM), Am pe kìm
Mê gôm mét, mỏ hàn, tốc độ kế
TT Vật tư Số lượng Đv tính Ghi chú
1 Phôi động cơ ba pha (Stato và rôto) 01 cái
5 Giấy bìa cách điện (0,2mm) 1 m 2
11 Gỗ, ván ép, tre già khô 1 mét
- Đồng hồ vạn năng (VOM), Am pe kìm Mê gôm mét, mỏ hàn, tốc độ kế
* Vật liệu dùng để quấn dây:
- Phôi động cơ (stato và rôto) - Dây điện từ - Dây điện
- Giấy cách điện (0,2mm) - Dây buộc, băng vải - Parafin
- Gỗ cây, ván ép, đoạn tre khô - Thiếc hàn, nhựa thông - Ống gen
Bước 2 Vệ sinh lõi thép, lót cách điện rãnh
- Dùng giẻ sạch, khô lau sạch các lớp rỉ sét, bụi trong các rãnh stato
Khi chọn bìa cách điện cho rãnh động cơ, cần xem xét công suất, cấp điện áp định mức và điều kiện làm việc Đối với động cơ có công suất nhỏ (P≤1 KW), sử dụng một lớp bìa cách điện dày 0,2mm Trong khi đó, với động cơ có công suất từ 1 đến 5 KW, nên chọn ba lớp: lớp trên và lớp dưới là bìa cách điện dày 0,2mm, còn lớp giữa sử dụng mica hoặc vải vàng để cách điện.
- Cắt bìa lót với kích thước như sau:
Với: R = Chu vi của rãnh - miệng rãnh
D = Chiều dài lõi thép + 4 lần cổ bìa
Cổ bìa là phần cách điện vượt ra khỏi miệng rãnh, bằng khoảng 5 7mm tuỳ theo công suất động cơ
Để lót bìa, sắp xếp các lớp giấy bìa bên trên và lớp mica bên dưới, gấp mép bìa ở hai đầu 4 6mm Sử dụng một thanh tre có mặt cắt giống với tiết diện đáy rãnh nhưng nhỏ hơn và cao bằng 1/3 chiều cao rãnh (gọi là cái nong tre) để tạo dáng cho bìa lót theo hình dáng của rãnh stato động cơ Đẩy bìa lót từ hai phía vào rãnh mà không nhét từ trên xuống để tránh gãy bìa, dùng nong tre để ép bìa chặt vào thành rãnh Sau khi lót toàn bộ cách điện rãnh, gỡ phần cài cổ bìa để cố định bìa lót không bị xộc xệch.
Hình 2.2 Dạng bìa lót rãnh Hình 2.3 Đẩy bìa lót vào rãnh
Hình 2.4 Ép bìa vào rãnh Hình 2.5 Hoàn chỉnh lót bìa rãnh
Bước 3 Đo lõi thép, chọn khuôn
Để xác định chu vi của khuôn quấn, bạn cần một đoạn dây emay 0,55 dài từ 10 cm đến 50 cm tùy thuộc vào kích thước động cơ Đặt một đầu dây vào rãnh thứ nhất, đầu kia vào rãnh cách rãnh đầu một khoảng bằng y1 Giữ phần đầu nối bằng tay phải, và dùng tay trái xoắn cố định hai đầu dây sao cho chúng lượn cong sát vào thành vỏ, cách 2 mép gờ khoảng 1 cm Đảm bảo dây luôn nằm ở giữa rãnh Đối với các khuôn cho các bin dây lớn hơn, quy trình thực hiện tương tự.
- Xác định chu vi khuôn quấn bằng tính toán, có thể tham khảo tài liệu số [2]
Sau khi xác định chu vi khuôn quấn, chọn khuôn gỗ có chu vi tương ứng Đối với khuôn quấn đa năng, cần điều chỉnh hai phần của khuôn để đạt kích thước mong muốn Chiều dày của khuôn phải bằng 2/3 chiều cao của rãnh.
Để bảo vệ khuôn, bạn nên dùng sáp parafin chà sát lên chiều dày của khuôn, sau đó quấn một lớp bìa cách điện 0,2mm quanh khuôn và dùng băng dính dán chặt lại Khi tháo dây ra khỏi khuôn, chỉ cần đẩy nhẹ khuôn và lớp giấy cách điện để tránh làm xước lớp ê may của dây.
Hình 2.6 Đo xác định kích thước khuôn quấn a) Khuôn quấn dây b) Ốp khuôn
Hình 2.7 Hình dáng khuôn và ốp khuôn
Bước 4 Quấn bộ dây động cơ KĐB a Chuẩn bị dụng cụ
- Bộ khuôn quấn dây, dây ê may
- Kéo, kìm cắt, mỏ lết b Trình tự quấn dây
TT Nội dung công việc Dụng cụ Thao tác thực hiện Yêu cầu đạt được
Tuốc nơ vít, khoan mồi
Dùng tô vít bắt vít gỗ gá chặt bàn quấn lên bàn thực tập
Bàn quấn phải được gá chắc chắn, không bị vênh, lỏng vít bắt khi quấn dây
Gá lắp khuôn quấn, ốp khuôn lên bàn quấn
Mỏ lết, kìm, nến, búa
- Gá theo thứ tự ốp khuôn-khuôn nhỏ-ốp khuôn- khuôn lớn-ốp khuôn … vào trục bàn quấn
- Bắt bulông xiết ép chặt khuôn với ốp khuôn lên bàn quấn
- Lồng đúng thứ tự khuôn (khuôn nhỏ nhất rồi đến khuôn nhỏ vừa cho đến khuôn lớn nhất);
- Ốp phải được ép sát vào khuôn (Không có khe hở giữa khuôn và ốp)
- Khuôn và ốp phải đặt song song đúng chiều
- Lồng ghen cách điện vào đầu dây
- Đưa đầu dây ra đủ kính thước bằng khoảng ẳ chu vi khuụn, bin dây gen - Gài cố định đầu dây vào ốp khuôn
- Gài đầu dây chắc chắn
4 Đặt dây buộc bin dây
Dây buộc, kéo Đặt, gài dây buộc ở cạnh ốp hoặc đỉnh ốp
Dây quấn, kéo cắt dây
- Hiệu chỉnh bộ đếm của máy quấn
- Đặt, vê, rải dây đều trên bề dầy của khuôn
- Số vòng dây 90 vòng/bin
- Quấn đủ số vòng dây của một bin dây, đủ bin trong một nhóm, đủ số nhóm dây của bộ dây động cơ
- Các sợi dây sóng, phẳng
Tháo dây ra khỏi khuôn quấn dây
- Tháo dây ra khỏi khuôn quấn
- Cắt dây kết thúc một nhóm bin dây
- Buộc dây để bin dây tháo ra khỏi khuôn không bị sổ, bung làm thay đổi chu vi bin dây
- Buộc các bin dây theo nhóm để chuẩn bị lồng dây vào rãnh
Bước 5 Lồng dây vào rãnh Stato a Chuẩn bị dung cụ, vật tư
- Stator động cơ ba pha đã lót bìa cách điện rãnh;
- Dao con, dao tre, nong tre, nêm tre, búa cao su, kéo cắt bìa, bìa úp
Bìa úp được cắt theo kích thước sau:
Với R = chu vi đáy rãnh và D = chiều dài lõi thép + 10mm
Có thể cắt chéo góc 45 0 một đoạn 2mm ở đầu bìa để dễ nhét bìa úp b Trình tự lồng dây
Trên bàn làm việc, lõi thép được đặt chính giữa, các cuộn dây được sắp xếp gọn gàng bên phải, trong khi vật liệu cách điện và dụng cụ lồng dây được để trong hộp bên trái Cần chú ý giữ dây và vật liệu cách điện luôn sạch sẽ, không bị nhàu nát.
Trình tự lồng bộ dây vào rãnh stato động cơ ba pha kiểu đồng tâm
Dụng cụ Thao tác thực hiện Yêu cầu đạt được
Dùng tay nắn tạo hình hai cạnh của một bin dây
Cạnh bin dây phải thẳng, các sợi dây phải sóng, không bị chồng chéo
Sát nến vào miệng rãnh Stator động cơ Dùng nong tre ép sát cách điện vào thành rãnh Stator động cơ
Các răng của rãnh phải đều , trơn, bìa lót rãnh nằm ép sát vào thành rãnh bảo đảm không gian rãnh để lồng dây
Nhóm bin dây, dao tre, kéo, bìa cách điện
Lồng bin nhỏ ở phía trước và lồng bin lớn ở phía sau, trong khi lồng cạnh phải được đặt trước lồng cạnh trái Các cạnh chờ cần được xếp lên một miếng bìa để tránh bị xước men cách điện hoặc rơi xuống rãnh, điều này áp dụng cho nhóm 1 Các nhóm tiếp theo không cần thiết phải để cạnh chờ.
Các cạnh của 1 bin cách nhau 1 bước quấn từ trái sang phải Đầu dây ra của bin dây phải đặt xuống đáy rãnh
Các sợi dây phải nằm song song trong rãnh
Hai cạnh của một bin dây phải cách nhau bước quấn y Bìa úp lót giữa dây và miệng rãnh phải đảm bảo ôm đều đầu dây cả hai
Tháo dây buộc cạch bin dây
Lật quay bin nhỏ góc 180 0 đưa vào Stator
Sử dụng hai tay nhẹ nhàng vê dây và đưa vào rãnh bên, đảm bảo bìa không bị vặn vỏ đỗ Chiều dài bìa cần vượt qua mỗi phía của bìa lót rãnh từ 0,5 cm đến 1,0 cm, tùy thuộc vào công suất của động cơ.
Để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho động cơ, phần đầu bin dây cần được đặt thấp hơn mặt rãnh Stator Cần chú ý sắp xếp các đầu dây ở vị trí gần hộp đấu dây, tránh tình trạng rối, chồng chéo hoặc xước cách điện Đồng thời, cần kiểm tra để đảm bảo đầu bin dây không chạm vào vỏ động cơ.
Vào dây phải đúng sơ đồ trải
Sau đó dùng dao tre đã được sát parafin “chải” cho các sợi dây “sóng”
(song song với nhau) cho đến khi hết số sợi dây của cạnh bin dây Úp bìa lót giữa dây và miệng rãnh Stator động cơ
Tạo hình phần đầu bin dây: Dùng tay chia nhỏ số sợi bin dây nắn sơ bộ đầu bin dây
Tiếp tục lồng bin dây lớn (Chú ý dây chuyển tiếp hai bin dây) theo trình tự như bin dây nhỏ
Búa nguội, nêm tre, nến
Dùng dao vót nêm tre có mặt cắt ngang nêm dạng bán nguyệt, mặt cật tre cạo sạch vỏ, vót cong phần bụng tre
Dùng dao tre chải vuốt bìa úp nằm sát dây quấn
Lót cách điện 3 giữa nêm 2 và dây dẫn
Để đóng nêm vào rãnh, bạn cần sử dụng một vật trung gian, thường là đoạn tre, giữa nêm và búa Ngoài ra, có thể vót nêm dài hơn kích thước cần thiết, sau đó tiện khẩu mía đến đúng kích thước nêm Cuối cùng, hãy đóng nêm vào rãnh ở vị trí chính xác và loại bỏ phần nêm thừa tại chỗ tiện khẩu mía.
Nêm tre cần được cân đều ở cả hai đầu và dây quấn phải được giữ chặt trong rãnh Kích thước của nêm phải đồng nhất, và đáy nêm cần nằm đúng vị trí cổ bìa để tránh tình trạng nêm bị bật ra khỏi rãnh.
Không làm hỏng (tòe) đầu nêm Với những loại thân máy dài có thể đóng nêm vào từ hai đầu
- Khi lồng nhóm bin dây tiếp theo (nhóm bin dây thứ hai) từ trái sang phải thì không phải để cạnh chờ
Trước khi gia nhập nhóm bin dây cuối cùng, hãy lật các cạnh trái của nhóm bin dây đầu tiên Sau đó, tiến hành vào nhóm cuối cùng và hạ cạnh trái của nhóm đầu xuống.
- Ta có thể lồng theo pha: Lồng dây hết pha A, sau đó lồng pha B rồi lồng pha