Giáo trình Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng (Nghề: Điện dân dụng) - CĐ Cơ Giới Ninh Bình

Giáo trình: Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng, được biên soạn để phục vụ chủ yếu cho học sinh sinh viên nghề Điện dân dụng của trường. Giáo trình có thể dùng để tham khảo cho các nghề liên quan như Điện công nghiệp, Cơ điện nông thôn,... Ngoài ra giáo trình cũng giúp những người tự học nghề điện để phục vụ riêng cho mình nhưng không có điều kiện theo học ở các trường hoặc những công nhân đang làm việc trong nghề điện muốn có thêm kiến thức về máy điện nói chung hay động cơ điện vạn năng nói riêng.

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH

GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN: VẬN HÀNH VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG

NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-TCGNB ngày…….tháng….năm

2017 của Trường cao đẳng nghề Cơ giới Ninh Bình

Ninh Bình, năm 2019

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Trong suốt chặng đường hình thành và phát triển, với nhiệm vụ cung cấp đủ điện cho đất nước, ngành Điện Việt Nam đã có bước phát triển vượt bậc với nhiều thành tựu đáng tự hào Chúng ta đã xây dựng được nhiều nhà máy nhiệt điện, thủy điện công suất lớn trong khắp cả nước và đấu nối thành công nhiều nhà máy phát điện lên đường dây tải điện 500kV Bên cạnh đó nhiều nhà máy chế tạo các thiết bị điện như máy biến thế, động cơ điện các loại, máy phát điện đồng bộ, máy điện một chiều v.v nhằm phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa và điện khí hóa toàn quốc

Giáo trình: Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng, được biên

soạn để phục vụ chủ yếu cho học sinh sinh viên nghề Điện dân dụng của trường Giáo trình có thể dùng để tham khảo cho các nghề liên quan như Điện công nghiệp, Cơ điện nông thôn, Ngoài ra giáo trình cũng giúp những người tự học nghề điện để phục vụ riêng cho mình nhưng không có điều kiện theo học ở các trường hoặc những công nhân đang làm việc trong nghề điện muốn có thêm kiến thức về máy điện nói chung hay động cơ điện vạn năng nói riêng Giáo trình mang tính phổ cập, thiên về thực hành nên dễ hiểu, dễ làm theo

Khi biên soạn giáo trình: Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến môn

học, phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng kết hợp những nội dung

lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tế cao Đồng thời đã tham khảo theo giáo trình tiên tiến của các cán bộ giảng dạy bộ môn máy điện và những sách kỹ thuật điện, cơ điện, quấn dây v.v trong và ngoài nước

Ninh Bình, ngày tháng năm 2019

Tham gia biên soạn

1 Chủ biên: NGUYỄN THỊ PHƯỢNG

2 Thành viên:

3 Thành viên:

MỤC LỤC

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng

Mã mô đun: MĐ27

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:

- Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi học sinh học xong các môn học chung, các môn học/mô đun: An toàn lao động & TCSX; Điện kỹ thuật; Vẽ điện; Vật liệu điện; Điện tử cơ bản; Khí cụ điện; Đo lường điện; Nguội cơ bản

- Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề

- Ýnghĩa và vai trò của mô đun:

Mô đun này được bố trísau khi sinhviên học xong các môn học chung, các môn học/ mô đun: An toàn lao động & VSCN; Điện kỹ thuật; Vẽ điện; Vật liệu điện; Điện tử cơ bản; Khí cụ điện; Đo lường điện; Nguội cơ bản

Mục tiêu của mô đun:

- Về kiến thức: Trình bày được nguyên lý cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách đấu dây, cách đảo chiều quay, cách điều chỉnh tốc độ và vận hành của các loại động cơ điện vạn năng dùng trong các thiết bị điện dân dụng;

- Về kỹ năng:

+ Đấu nối, vận hành động cơ điện vạn năng theo đúng qui trình kỹ thuật; + Lắp đặt, bảo dưỡng, sửa chữa các động cơ điện vạn năng theo đúng qui trình, yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo an toàn người và thiết bị;

+ Chọn lựa được động cơ thích hợp với nhu cầu sử dụng;

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tuân thủ các quy tắc an toàn khi làm việc

Nội dung của mô đun:

BÀI MỞ ĐẦU Giới thiệu:

Bài học này sẽ giới thiệu tới sinh viên các khái niệm về máy điện, phân loại máy điện, vật liệu dùng trong động cơ điện vạn năng và các tình trạng làm việc của động cơ điện vạn năng

Mục tiêu:

- Trình bày được khái niệm và phân loại được các loại máy điện;

- Trình bày được vật liệu dùng trong động cơ điện vạn năng và các tình trạng làm việc của động cơ điện vạn năng;

- Có tính tư duy, sáng tạo trong quá trình học tập

Nội dung chính:

1 Khái quát về máy điện

Nhìn theo quan điểm năng lượng thì các máy điện là các thiết bị dùng để truyền tải hoặc để biến đổi năng lượng điện từ Ví dụ: Máy biến áp là thiết bị truyền tải năng lượng dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang năng lượng dòng điện xoay ở điện áp khác Máy biến đổi tần số là thiết bị truyền tải năng lượng dòng điện xoay chiều ở tần số này, sang năng lượng dòng điện xoay chiều

ở tần số khác Các máy phát điện và động cơ điện, tương ứng là các thiết bị điện biến đổi từ cơ năng sang điện năng, hoặc ngược lại Quá trình truyền tải hoặc biến đổi năng lượng điện từ trong các máy điện, đều phải thông qua trường điện

từ tồn tại trong máy Do đó bất kỳ một máy điện nào đều có hai mạch: Mạch điện và mạch từ

Các máy điện có nhiều loại và cấu tạo khác nhau, song đứng về mặt năng lượng thì có thể coi máy điện như một thiết bị điện có hai cửa: Cửa vào là cửa nhận năng lượng đưa vào máy, và cửa ra là cửa đưa năng lượng từ máy ra ngoài (hình vẽ 1)

Cửa vào (U, I, hoặc M, n) Máy điện Cửa ra (M, n, hoặc U, I)

Nếu là máy phát điện thì năng lượng đưa vào cửa vào là cơ năng; thể hiện qua mô mem M và tốc độ quay n truyền lên trục quay máy phát; còn năng lượng lấy ở cửa ra là điện năng ; thể hiện qua dòng điện I và điện áp U máy phát phát

ra Nếu là động cơ thì ngược lại, năng

lượng đưa vào cửa vào là điện năng (I, U),

và năng lượng lấy ở cửa ra là cơ năng (M,

n) Trường hợp các máy điện truyền tải

năng lượng, ví dụ như máy biến áp, thì

năng lượng ở cửa vào và ra đều là điện

năng (vào là U1, I1; ra là U2, I2) Ta có thể

coi như có 1 dòng năng lượng chảy liên

tục qua máy điện (hình 2)

Dòng năng lượng chảy vào máy với công suất P1 một phần năng lượng này mất mát ở trong máy với công suất P Như vậy dòng năng lượng ra khỏi máy có công suất chỉ còn P2 = P1 - P

Ta có thể dùng một mạch điện để làm mô hình diễn tả và tính toán cường

độ các quá trình năng lượng xảy ra trong máy điện (năng lượng đưa vào và lấy

ra, tổn thất năng lượng trong máy, cường độ quá trình tích phóng năng lượng của trường điện từ trong máy) Mạch điện mô hình có cấu tạo hình học với một

số nhánh và nút tùy ý, nhưng phải có 4 cực nên ta gọi là mạng 4 cực

Hình 2 Dòng năng lượng chảy

qua máy điện

Hình 4 Giản đồ thay thế mạng 4 cực

2 Phân loại máy điện

Các máy điện giữ vai trò chủ yếu trong các thiết bị điện dùng ở mọi lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựng

Những máy điện thường gặp nhất là máy phát điện, máy biến áp và động

cơ điện; chúng đóng vai trò chủ yếu trong các khâu: Sản xuất, truyền tải và tiêu thụ điện năng Máy phát điện biến cơ năng thành điện năng, máy biến áp biến đổi dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang điện áp khác có cùng tần số, cần thiết cho việc truyền tải điện năng Động cơ điện biến đổi điện năng thành cơ năng, nó chiếm phần lớn phụ tải điện trong các xí nghiệp Ngoài ra còn có các loại máy điện đặc biệt biến đổi dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều, dùng biến đổi tần số dòng điện xoay chiều, biến đổi dòng điện một chiều từ điện

áp này sang điện áp khác, biến đổi số pha của dòng điện xoay chiều… Những máy đó gọi chung là các máy điện biến đổi

Máy điện gồm có máy điện tĩnh như máy biến áp, máy điện quay như các loại động cơ Tùy theo năng lượng dòng điện phát ra hay tiêu thụ là năng lượng dòng điện xoay chiều hay một chiều mà chia ra máy điện xoay chiều, một chiều (máy điện một chiều có thêm vành đổi chiều – gọi là cổ góp điện) Tùy theo số pha của máy điện xoay chiều mà chia ra máy điện xoay chiều một pha hoặc nhiều pha (3 pha)

Các máy điện khi làm việc sinh ra từ trường quay trong máy; nếu là máy điện một pha thì từ trường của nó phân thành hai từ trường quay ngược chiều nhau Các máy điện xoay chiều có tốc độ rotor bằng tốc độ từ trường quay gọi là máy điện đồng bộ, các máy điện xoay chiều có tốc độ rotor khác tốc độ từ trường quay gọi là máy điện không đồng bộ

Ngoài ra máy điện không đồng bộ còn có loại máy điện không đồng bộ có vành đổi chiều, rotor của loại này có cấu tạo như rotor máy điện một chiều Đặc điểm máy này có thể điều chỉnh tốc độ một cách bằng phẳng và kinh tế Tuy vậy

nó không được dùng rộng rãi so với loại máy lớn vì giá thành cao, vận hành phức tạp, thường dùng ở dạng máy nhỏ có vận tốc cao như động cơ vạn năng

3 Vật liệu dùng dùng trong động cơ điện vạn năng

Các loại vật liệu dùng trong động cơ điện vạn năng gồm vật liệu cấu trúc, vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện

Vật liệu cấu trúc là vật liệu dùng để cấu tạo các chi tiết để nhận hoặc truyền các tác dụng cơ học Ví dụ như trục động cơ, ổ trục, vỏ động cơ, nắp vỏ động cơ … Các vật liệu cấu trúc dùng trong động cơ thường là gang, thép rèn, kim loại mầu và hợp chất của chúng, các chất dẻo

Vật liệu dẫn điện nhằm tạo các bộ phận dẫn điện, dẫn điện tốt nhất là đồng, vì đồng không đắt lắm và điện trở suất lại nhỏ Dây nhôm cũng được dùng nhiều, nhôm có điện trở suất lớn hơn đồng nhưng nhẹ Đôi khi người ta còn dùng dây dẫn là đồng thau, tạo điều kiện cho những quá trình điện từ xảy ra trong động cơ điện vạn năng

Dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm được bọc cách điện bằng sợi vải, sợi thủy tinh, giấy nhựa hóa học, sơn ê may Với các động cơ điện vạn năng công suất nhỏ và trung bình; điện áp dưới 700V thường dùng dây ê may vì lớp cách điện mỏng, đạt độ bền yêu cầu với các bộ phận khác như vành đổi chiều

Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, vật liệu dùng để chế tạo những bộ phận dẫn từ như thép kỹ thuật, sắt từ khác nhau

Ở mạch từ có từ thông biến đổi có tần số 50Hz thường dùng thép kỹ thuật điện dày 0,35 ÷ 0,5mm, trong thành phần thép có từ 2 ÷ 5 % Si (để tăng điện trở của thép, giảm dòng điện xoáy) Với tần số cao hơn dùng thép lá kỹ thuật điện dày 0,1 ÷ 0,2mm Tổn hao công suất trong lá thép do hiện tượng từ trễ và dòng điện xoáy được đặc trưng bằng suất tổn hao

Thép kỹ thuật điện được chế tạo bằng phương pháp cán nóng và cán nguội Hiện nay động cơ điện vạn năng thường dùng thép cán nguội vì có độ từ thẩm cao hơn và công suất tổn hao nhỏ hơn loại cán nóng Ở đoạn mạch có từ trường không đổi, thường dùng thép đúc, thép rèn, hoặc thép lá

Vật liệu cách điện dùng để cách điện giữa các phần dẫn điện và không dẫn điện; hoặc giữa các phần dẫn điện với nhau Vật liệu cách điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm và bền về cơ học

Độ bền vững về nhiệt của chất cách điện bọc dây dẫn quyết định nhiệt độ cho phép của dây dẫn và do đó quyết định tải của nó Nếu tính năng của vật liệu cách điện cao thì lớp cách điện mỏng, kích thước máy giảm Chất cách điện ở thể rắn gồm 4 nhóm:

+ Chất hữu cơ thiên nhiên như giấy, vải, lụa

+ Chất vô cơ như amiăng, mi ca, sợi thủy tinh

+ Các chất tổng hợp

+ Các loại men, sơn cách điện

Chất cách điện tốt nhất là mica, song đắt chỉ dùng trong các động cơ điện

có điện áp cao Thông thường dùng vật liệu cách điện cũ như giấy, các tông, băng, vải v.v có độ bền cơ học, mềm, dẻo, dai, rẻ nhưng nếu không được tẩm sấy thì dẫn nhiệt kém, dễ hút ẩm, độ cách điện kém Vì vật chất cách điện trên chỉ được dùng khi đã tẩm dầu, để cải thiện những tính năng của nó

Căn cứ độ ổn định nhiệt của chất cách điện, người ta chia ra thành nhiều loại Trong động cơ điện vạn năng thường dùng hai loại A và loại B

Bảng phân cấp cách điện (Tham khảo)

Nhiệt độ trung bình cho phép dây quấn ( 0 C )

A Sợi xenlulô, bông hoặc tơ tẩm

trong vật liệu hữu cơ lỏng

H Vật liệu gốc mica, Amiăng, sợi

thủy tinh phối hợp chất kết dính và

tẩm silic hữu cơ

4 Các tình trạng làm việc của động cơ điện vạn năng

Mỗi một động cơ điện vạn năng thiết kế với công xuất và điện áp nhất định, tùy theo kích thước dây dẫn và chất cách điện dùng trong động cơ; nếu động cơ làm việc với điện áp lớn quá quy định thì cách điện dễ bị chọc thủng, còn nếu làm việc với công suất lớn quá quy định thì động cơ sẽ bị phát nóng quá mức, chất cách điện bị lão hóa, có thể bị cháy

Vì vậy trên nhãn hiệu các động cơ điện vạn năng có ghi các trị số định mức do xưởng sản xuất quy định Các trị số định mức quan trọng là: điện áp dây định mức Uđm, công suất định mức Pđm Công suất định mức là công cửa ra của động cơ; ví dụ như máy phát thì là công suất nó phát ra ngoài, nếu là động cơ điện vạn năng là công suất cơ trên trục

Tình trạng động cơ làm việc đúng với các trị số định mức ghi trên nhãn hiệu động cơ gọi là tình trạng làm việc định mức của động cơ

Ngoài ra tùy theo yêu cầu của sản xuất động cơ điện vạn năng còn được thiết kế để làm việc trong tình trạng định mức lâu dài và liên tục; hoặc trong tình trạng định mức trong một thời gian ngắn, hoặc với thời gian ngắn nhưng lặp đi lặp lại liên tục v.v… nhiều lần

Trong quá trình làm việc có tổn hao công suất (do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy) trong thép, tổn hao trong điện trở dây quấn, tổn hao do ma sát, tất cả tổn hao năng lượng đều biến thành nhiệt năng làm nóng động cơ

Để làm mát động cơ điện phải có biện pháp tản nhiệt ra môi trường xung quanh Sự tản nhiệt phụ thuộc vào bề mặt làm mát, phụ thuộc vào đối lưu không khí xung quanh v.v Thường động cơ có cấu tạo hệ thống quạt gió làm mát

Khi động cơ quá tải nhiệt độ tăng vượt quá nhiệt độ cho phép, nên không được phép để động cơ quá tải lâu dài

BÀI 1: THÁO, LắP VÀ VậN HÀNH ĐộNG CƠ ĐIệN VạN NĂNG

Mã bài: 27-01 Giới thiệu:

Ngày nay động cơ điện vạn năng được sử dụng nhiều trong sản xuất, phục

vụ sinh hoạt gia đình như động cơ máy may, máy khoan điện cầm tay, máy mài cầm tay, máy xay trái cây, máy xay thịt, đầm dùi bê tông, máy hút bụi, máy đánh bóng sàn nhà, v.v… Trong trường học, học sinh được trang bị kiến thức, nâng cao hiểu biết, nắm vững cấu tạo, nguyên lý hoạt động động cơ điện vạn năng rất thuận tiện trong vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa các loại động cơ điện vạn năng sau này trong sản xuất

Mục tiêu:

- Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ điện vạn năng;

- Tháo lắp động cơ điện vạn năng theo đúng qui trình, đúng yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo an toàn cho thiết bị;

- Đấu dây, thực hiện được việc đảo chiều quay động cơ điện vạn năng theo yêu cầu thực tế;

- Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo trong quá trình học tập

do đó chúng thường được lắp với hệ thống cơ khí truyền động trong thiết bị dùng chúng làm nguồn động lực, như vậy động cơ luôn khởi động trong điều kiện có tải

1.1.2 Cấu tạo động cơ điện vạn năng

Động cơ vạn năng (UNIVERSAL MOTOR hoặc SERIE MOTOR) hay còn gọi là động cơ cổ góp điện, cấu tạo gồm có 2 phần

+ Cực từ chính: Được ghép bởi những lá thép kỹ thuật điện (tôn silic) dày khoảng 0,5 ÷ 1mm và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt Cực từ chính tạo nên

từ trường chính trong máy và phân bố từ trường trên bề mặt phần ứng

Cực từ gắn lên vỏ máy bằng bulông hoặt đinh vít Dây quấn kích từ là dây đồng hoặc dây nhôm, các cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau

+ Cực từ phụ: các cực từ phụ được đặt xen kẽ giữa các cực từ chính để hạng chế các tia lửa điện và cải thiện đổi chiều

Lõi thép cực từ phụ thường làm bằng thép, dây quấn bằng đồng hoặc nhôm được bọc cách điện, mắc nối tiếp với phần ứng

Hình 1.1 Cấu tạo động cơ

a) Mạch từ stator (phần cảm); b) Mạch từ rotor (phần ứng)

Các bộ phận khác và cơ cấu chổi than gồm (chổi than được đặt trong hộp chổi than, giá chổi than)

+ Lõi thép phần ứng: gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại thành hình trụ Trên bề mặt lõi thép (dọc theo dương sinh) người ta dập rãnh ở xung quanh

và được quấn dây theo một trật tự nhất định Các đầu cuộn dây này được nối ra đầy cổ góp để tạo thành mạch kín gọi là phần ứng

Dây quấn phần ứng thường làm bằng đồng, nhôm tròn hoặt dẹp

Cổ góp điện (vành đổi chiều) được cấu tạo nhiều phiến đồng ghép lại và được cách điện độc lập với nhau bởi mica, cổ góp cũng được cách điện với trục rotor bằng ống phíp Nhiệm

vụ của cổ góp điện là chỉnh

lưu suất điện động xoay chiều

thành suất điện động một chiều

trên các chổi than, chổi than

tiếp xúc tì lên cổ góp để lấy

điện ra ngoài hoặc ngược lại

đưa nguồn điện một chiều vào

trong dây quấn phần ứng

Hình 1.2 Giá đỡ chổi than

1.1.3 Trình tự tháo động cơ

a Mục đích yêu cầu khi tháo: Tháo các bộ phận không xảy ra hư hỏng, gãy đứt hay bị biến dạng, trầy xước như vành góp, chổi than, lò xo, công tắc v.v

b Trình tự tháo các bộ phận của động cơ

- Đánh dấu vị trí lắp ghép nắp trước, nắp sau với thân động cơ

- Tháo đai ốc, tháo dây dẫn nối với nguồn điện cung cấp cho động cơ

- Tháo hai bulông xuyên tâm lấy nắp trước

- Dùng tuốc nơ vít vặn các ốc vít giữ nắp và giá đỡ chổi than của động cơ phía bên cổ góp

- Tháo nắp và giá đỡ chổi than ra khỏi stato động cơ

- Nắp còn lại làm tương tự

- Dùng tuốc nơ vít giữ chổi than và tách chổi than ra khỏi giá chổi than

- Lấy rotor ra khỏi stator

c Làm sạch các chi tiết sau khi tháo

- Làm sạch rotor và stator, cổ góp, giá chổi than, nắp trước, nắp sau và thân

- Yêu cầu làm sạch hết bụi bẩn, dầu mỡ đảm bảo khô ráo, sạch sẽ các chi tiết

Chú ý: Cẩn thận không làm xước cổ góp, gãy chổi than

- Dùng gió nén thổi sạch muội than và dầu ở các lỗ bulông

Từ trường của cực từ chính tác dụng với dòng điện ở cuộn dây phần ứng tạo thành moment quay vì mạch điện vào động cơ qua stator và rotor nối tiếp nhau Do đó có thể coi phần cảm và phần ứng cùng pha và moment của chúng sinh ra có chiều tác dụng không đổi làm cho động cơ quay Nói cách khác như

sơ đồ hình 1.3 trình bày động cơ đơn giản có phần cảm mắc nối tiếp với phần ứng

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ điện vạn năng

Trong sơ đồ, khi cho dòng điện vào động cơ, do tác động của từ trường phần cảm lên dòng điện một lực điện từ làm quay rotor; khi rotor quay được một góc 1800 thì phiến góp cũng di chuyển theo nên dòng điện trong thanh dẫn mỗi cực từ vẫn giữ nguyên chiều cũ Do vậy rotor vẫn tiếp tục quay tròn do lực điện

từ tác dụng không đổi chiều

Khi cho dòng điện xoay chiều vào động cơ, lúc dòng điện đổi chiều ở bán

kỳ âm, thì chiều từ trường trong phần cảm cũng đổi chiều, nên lực tác dụng vẫn không đổi chiều Vì vậy động cơ vẫn quay được liên tục theo một chiều nhất định Vì đặc tính của động cơ như vậy nên được gọi là động cơ vạn năng, vì nó

sử dụng được cả hai loại dòng điện: dòng một chiều và dòng xoay chiều

Hình 1.4 Sơ đồ mắc dây động cơ vạn năng

Đặc tính và công dụng: Động cơ vạn năng vận hành với tốc độ cao, đạt đến 10.000 vòng/phút, có mô men quay rất lớn so với động cơ khác Vì vậy không để động cơ vạn năng vận hành khôn tải, vì có thể làm bung các đầu dây

nối vào cổ góp điện Khi vận hành có tải tốc độ động cơ từ 2.500 đến 6.000 vòng/phút

2.2 Nguyên lý đảo chiều quay

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay động cơ

Khi đảo thứ tự hai đầu dây đấu vào chổi than, chiều quay của động cơ điện vạn năng sẽ được đảo ngược lại so với chiều quay ban đầu Nét vẽ màu xanh trời là thể hiện việc đấu đảo chiều quay động cơ điện vạn năng

2.3 Trình tự đảo chiều quay

Bước 1: Vẽ sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay động cơ điện vạn năng bằng công

tắc đảo chiều (hình 1.1)

Bước 2: Đánh dấu và kiểm các ký hiệu đầu dây

Để thực hiện đảo chiều quay động cơ điện vạn năng bằng công tắc đảo chiều thì các đầu nối dây của dây quấn Stator và chổi than phải tháo rời ra

- Đánh dấu ký hiệu các đầu dây của động cơ:

Hình 2.3 Sơ đồ các đầu dây ra của động cơ vạn năng

Chú thích:

Đầu dây số 1-3, 2- 4 là các đầu cuộn cảm của Stator

Đầu dây số 5- 6 là hai đầu dây nối tới chổi than

Đầu dây số 1-2 đấu vào nguồn điện

Đầu dây số 3- 4 đấu đảo chiều dòng điện vào cuộn dây phần ứng để thực hiện đảo chiều quay động cơ

- Kiểm tra thông mạch các cuộn dây

Hình 2.4 Sơ đồ kiểm tra các cuộn dây ĐC-VN dùng công tắc đảo chiều

Bước 3: Đấu dây mạch điện theo sơ đồ nối dây

Hình 2.5 Sơ đồ nối dây đảo chiều quay ĐC-VN dùng công tắc đảo chiều

- Đấu dây mạch điện theo sơ đồ nối dây

- Đầu dây số 5-6 là hai đầu dây nối tới chổi than đấu vào hai cực giữa của công tắc

- Đầu dây số 3-4 đấu đảo chiều từ trường B, đấu vào hai cực trên hoặc dưới của công tắc đảo chiều

- Đầu dây số 1-2 đấu vào nguồn điện

BÀI 2: SửA CHữA ĐộNG CƠ ĐIệN VạN NĂNG

Mã bài: 27-02 Giới thiệu:

Chổi than dùng trong máy điện là một bộ phận, chi tiết rất quan trọng; bảo đảm động cơ làm việc thời gian lâu dài, không làm hỏng cổ góp điện hoặc vòng đồng, không gây ra tia lửa điện.v.v…

Mục tiêu:

- Trình bày được phương pháp kiểm tra cuộn dây phần ứng bằng rô-nha ngoài và các phương pháp sửa chữa vành chỉnh lưu của động cơ điện vạn năng trong thiết bị điện dân dụng;

- Chọn, gia công, thay thế chổi than đúng kích thước và bề mặt tiếp xúc với cổ góp;

- Kiểm tra đánh giá đúng tình trạng cuộn dây phần ứng bằng rô-nha ngoài, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị;

- Sửa chữa được vành chỉnh lưu đạt các yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị;

- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và an toàn vệ sinh công nghiệp

1.1.2 Phân loại chổi than

+ Chổi than graphit điện () là loại tốt nhất, dùng với máy có tốc độ nhanh (25  45 m/s) Mật độ dòng điện loại chổi than này tới 14 A/cm2

+ Chổi than graphit thiên nhiên () có đặc điểm mềm hơn chổi than các bon nên được dùng cho các máy điện có tốc độ 12  25 m/s; mật độ dòng điện định mức khoảng chừng 10  12 A/cm2

+ Chổi than đồng – graphit (M) có thể dẫn được dòng điện lớn hơn các loại trên nên được dùng nhiều trong máy phát điện, điện phân, động cơ rotor dây quấn Mật độ dòng điện định mức khoảng 20 A/cm2

+ Ngoài ba loại thường dùng trên còn có loại cácbon graphit (T) được dùng trong máy điện nhỏ, dòng điện định mức thấp, tốc độ quay không lớn khoảng từ

10  12 m/s > mật độ dòng điện định mức từ 6  8 A

1.1.3 Phương pháp chọn chổi than

Chọn chổi than chú ý tới các đặc tính: độ cứng, điện trở suất, mật độ dòng điện cho phép, hệ số ma sát của chổi than Ngoài ra còn phải căn cứ vào tốc độ quay của máy Áp suất của chổi than đè xuống cổ góp điện cũng phải điều chỉnh cho đúng với từng loại máy:

- Những động cơ rotor dây quấn, máy điện một chiều nhỏ là: 150  200 g/cm2

- Những máy điện mà điều kiện làm việc với tải nặng như máy cán, đề ma

rơ ô tô, máy hàn điện: từ 200  250 g/cm2

Bảng 1 Phạm vi sử dụng các loại chổi than

Tên loại máy điện Ký hiệu chổi than

Máy điện xoay chiều :

Động cơ rô to dây quấn, chổi than nâng lên khi vận hành M 

Động cơ rô to dây quấn, chổi than luôn luôn tiếp xúc cố

định với vòng đồng

M 1

Động cơ một pha loại nhỏ có cổ góp điện T2 , 1, 2

Máy phát điện tốc độ từ 1500 vòng/phút với công suất

dưới 1500kVA

3 , 4 , 2 , 4

Máy phát điện đồng bộ, tốc độ 3000 vòng/phút 4 , 14

Máy điện một chiều :

Máy phát điện và động cơ điện chạy với điện áp 110V

- 220V

T2 , T3 , 1, 2 , 2Máy kích thích cho máy phát điện xoay chiều 3, 4, , 14

Máy phát điện, điện áp thấp ( ô tô ) M1, M3 , M6, M20

3 Bảng 2 Đối chiếu chổi than Nga với chổi than các nước khác:

EG ( Pháp , Mỹ )

GH – (Nhật ) NCC – 258 (Mỹ)

EG 41B (Nhật )

 - 2

EG 97B (Pháp ) G4 (Nhật ) M1, M6

1.1.4 Trình tự tháo, thay thế và lắp chổi than

a Tháo chổi than: Mỗi loại máy có cấu trúc ổ chổi có hình dạng khác nhau, loại

có khe rãnh lắp cả ổ ở trong, loại có khe rãnh bố trí ngoài chỉ cần vặn ốc hãm đậy ngoài là tháo dễ dàng chổi than ra ngoài

Hình 3.2 Một số loại chổi than

b Thay thế chổi than:

Thay chổi than gồm các bước: chọn loại chổi than đúng chủng loại; kiểm tra tình trạng của chổi than như độ nhẵn, lò xo cân bằng, dây nối, bích hãm; sau

đó vệ sinh sạch sẽ

c Lắp chổi than

Quá trình lắp ráp phải nhẹ nhàng, thứ tự Sau đó kiểm tra xem còn thiếu

bộ phận phụ nào khác không

1.2 Gia công chổi than

1.2.1 Cấu trúc chổi than

Cấu trúc chổi than: gồm chổi than, dây dẫn, lò xo cân bằng, bích hãm

Hình 3.1 Cấu tạo chổi than

1.2.2 Trình tự gia công

* Các biện pháp khắc phục hư hỏng chổi than

Để bảo vệ tiếp xúc giữa cổ góp và chổi than khỏi bị rỉ và để làm giảm nhỏ điện trở tiếp xúc có thể thực hiện các biện pháp sau:

- Đối với những tiếp xúc cố định nên bôi một lớp mỡ chống rỉ hoặc quét sơn chống ẩm

- Khi thiết kế ta nên chọn những vật liệu có điện thế hóa học giống nhau hoặc gần bằng nhau cho từng cặp Nên sử dụng các vật liệu không bị oxy hóa làm tiếp điểm

- Mạ điện các tiếp điểm: với tiếp điểm đồng, đồng thau thường được mạ thiếc, bạc, kẽm còn tiếp điểm thép thường được mạ cađimi, niken, kẽm,

- Thay lò xo tiếp điểm: những lò xo đã rỉ, đã yếu làm giảm lực ép sẽ làm tăng điện trở tiếp xúc, cần lau sạch mặt tiếp xúc giữa chổi than và cổ góp điện,

có thể dùng giấy nhám mịn để chà hoặc dùng vải mềm và thay thế lò xo nén khi lực nén còn quá yếu

- Kiểm tra sửa chữa cải tiến: cải tiến thiết bị dập hồ quang để rút ngắn thời gian dập hồ quang

* Kiểm tra giá đỡ chổi than và chổi than

- Dùng mắt quan sát sự rạn nứt, biến dạng của chổi than

- Kiểm tra độ mòn, khả năng tiếp xúc của chổi than:

+ Độ mòn cho phép phải nhỏ hơn chiều dài nguyên thuỷ

Bích hãm

+ Dùng lực kế đo tính đàn hồi của lò xo

+ Yêu cầu lực căng từ (0,79 ÷ 2,41) kgf

- Kiểm tra sự cách mass của giá đỡ chổi than dương:

+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra: một đầu que dò đặt vào giá đỡ chổi than dương, một đầu ra mass Đèn không sáng là tốt, đèn sáng là chổi than dương bị chạm mass

+ Hoặc có thể dùng đồng hồ (VOM), cách kiểm tra cũng như trên

- Kiểm tra sự tiếp mass của chổi than âm:

+ Dùng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra: một đầu que dò đặt vào giá đỡ chổi than âm Đèn sáng là tốt, ngược lại là chổi than âm không tiếp mass

+ Có thể dùng đồng hồ (VOM) để kiểm tra, nếu thông mạch là tốt, ngược lại là chổi than âm không tiếp mass

- Mặt tiếp xúc chổi than không đạt yêu cầu thì dùng giấy nhám đánh lại

- Tính đàn hồi của lò xo không đạt yêu cầu thì thay lò xo mới

- Giá đỡ chổi than dương bị chạm mass thì dùng xăng rửa sạch hoặc thay tấm mica cách điện mới

- Giá đỡ chổi than âm không tiếp mass thì dùng xăng rửa sạch hoặc hàn lại

- Phần ứng: kiểm tra sự cọ sát hoặc kéo lê phần ứng lên các má cực, độ mòn và độ nhám ở các ổ đỡ trục phần ứng Nếu phần ứng bị xước do cọ sát với các má cực thì dùng giấy nhám đánh lại;

+ Ổ đỡ trục phần ứng bị mòn hoặc trục phần ứng bị cong, có thể tiện lại hoặc thay mới

+ Dùng thước cặp đo ở hai vị trí trên cùng một đường sinh

+ Thông số kỹ thuật: độ côn cho phép > 0,3mm

- Kiểm tra độ méo chổi than:

+ Dùng thước cặp đo ở hai vị trí, mỗi vị trí đo ở hai vị trí vuông góc nhau + Thông số kỹ thuật: độ méo cho phép >0,3mm

- Kiểm tra chiều cao tấm mica cách điện:

+ Dùng thước cặp để đo hoặc quan sát bằng mắt

+ Yêu cầu kỹ thuật: tấm mica phải thấp hơn lam đồng từ (0,3÷0,6)mm

23

2 Kiểm tra phần ứng bằng rô-nha ngoài

2.1 Cấu tạo rô-nha

a Tác dụng lõi từ: Lõi từ của rô-nha cũng như lõi từ của biến áp đều dùng vật liệu từ là thép kỹ thuật điện (KTĐ); gồm nhiều lá thép mỏng ghép và cố định lại với nhau Trên lõi từ có cuộn dây, khi cấp nguồn vào cuộn dây, lõi từ sinh ra lực điện từ giúp người sửa chữa biết sự cố hư hỏng tại vị trí trong cuộn dây stator hay trong bối dây của rotor động cơ điện vạn năng

b Hình dạng lõi từ: Lõi từ là các lá thép KTĐ mỏng ghép và cố định lại thành khối lõi từ dạng hở; Mạch từ rô-nha được ghép từ các lá thép KTĐ Có S  10cm2; Rô-nha tạo thành một nửa máy biến áp, một nửa mạch từ và dây quấn sơ cấp Nửa máy biến áp còn lại thuộc mạch từ và cuộn dây của máy điện mà ta cần kiểm tra Khi thử: rotor cần thử được đặt lên miệng rô-nha và cấp điện nguồn vào rô-nha

Hình 2.1 Cấu tạo rô-nha

2.2 Cấu tạo rôto

2.2.1 Cấu tạo lõi từ: Lõi từ của rotor động cơ điện vạn năng gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép và cố định chặt với nhau dạng hình trụ, mặt ngoài xẻ rãnh, rãnh

là nơi luồn dây vào Trước khi luồn dây phải lót cách điện

2.2.2 Cấu tạo các loại cuộn dây phần ứng

Dây quấn phần ứng được quấn vào rãnh rotor, các đầu ra, vào đấu vào các phiến góp bằng đồng của cổ ghóp điện theo nguyên tắc nhất định

Hình 2.2.2 Cấu tạo rotor động cơ vạn năng

2.3 Trình tự kiểm tra

- Sử dụng bàn rô-nha ngoài và lá thép mỏng kiểm tra (hình 4.2a):

+ Đặt rotor lên bàn rô-nha, mở công tắc bàn, đặt lá thép song song với rãnh của rotor cách rotor từ (0,5÷0,7)mm

+ Dùng tay xoay tròn rotor thật đều

+ Yêu cầu kỹ thuật: Nếu lá thép bị rung ở rãnh nào của rotor thì rãnh đó bị chạm chập các vòng dây

a)

b)

Hình 4.2 Kiểm tra cuộn dây phần ứng dùng rô nha ngoài

- Sử dụng bàn Rô-nha ngoài và đồng hồ Ampe mét kiểm tra ngắn mạch, thông mạch của cuộn dây phần ứng (hình 4.2b) Trình tự thực hiện kiểm tra và thao động tác như sau:

+ Đặt rotor lên bàn rô-nha, mở công tắc bàn và công tắc (mA) về thang đo phù hợp (LOW), đặt mũi đo vào hai lam đồng kế tiếp nhau và nghiên một góc từ

150 ÷ 450 rồi xoay tròn rotor, giữ nguyên mũi đo để kiểm tra lam đồng kế tiếp

+ Yêu cầu kỹ thuật:

• Nếu đồng hồ (mA) báo giá trị như nhau và khác 0 là tốt

• Nếu đồng hồ (mA) báo giá trị khác nhau và có giá trị lớn ở một vài bối dây thì bối dây đó đã bị ngắn mạch một số vòng dây trong bối

• Nếu đồng hồ (mA) báo giá trị 0 là do giữa hai lam đồng bị hở mạch

- Kiểm tra sự ngắn mạch và chạm mass của phần ứng, nếu phần ứng bị ngắn mạch hay chạm mass thì ta thay phần ứng mới tương đương hoặc quấn lại

- Kiểm tra các cuộn dây phần ứng bị đứt, hoặc lớp cách điện bị cháy và các nối kết không được hàn chắc chắn Ở nhiều phần ứng, các cuộn dây được hàn với các thanh của bộ đảo mạch, các nối kết này không thể sửa chữa bằng cách hàn lại, chỉ có thể thay phần ứng mới

3 Sửa chữa vành chỉnh lưu

3.1 Bảo dưỡng sơ bộ

3.1.1 Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng

a Hiện tượng hư hỏng

Trên mặt vành chỉnh lưu có hiện tượng:

+ Mòn, có trường hợp mòn nhiều, mòn không đều v.v…

+ Vết cháy xám đen

+ Rỗ hay vỡ cạnh lam đồng

b Ảnh hưởng sự hư hỏng

+ Tốc độ động cơ sụt giảm không đảm bảo vận hành

+ Động cơ nóng bất thường, có thể có mùi khét

+ Động cơ chạy bị rung lắc

c Các nguyên nhân hư hỏng:

Những nguyên nhân gây hư hỏng đối với vành chỉnh lưu được xác định như sau:

+ Dùng chổi than quá cứng Ở chế độ làm việc bình thường trên bề mặt vành chỉnh lưu có một lớp ô xít rất mỏng giúp bảo vệ và cải thiện đổi chiều Khi dùng với chổi than quá cứng, lớp ô xít bị mất nên vành chỉnh lưu bị mài mòn nhanh

+ Lực ép của chổi than lên vành chỉnh lưu quá lớn

+ Sử dụng nhiều chủng loại chổi than trong đó có loại quá cứng làm vành chỉnh lưu mòn nhanh

+ Chổi than khác cực tính mài mòn vành chỉnh lưu nhanh

+ Mật độ dòng điện ở chổi than quá lớn

3.1.2 Trình tự bảo dưỡng

a Kiểm tra bằng quan sát: Kiểm tra cổ góp xem có bị bẩn hay cháy không

- Cổ góp tiếp xúc với chổi than trong khi động cơ hoạt động rotor quay và phát ra dòng điện

- Tia lửa điện gây ra bởi dòng điện sẽ làm bẩn và cháy cổ góp

- Bụi bẩn và vết cháy sẽ ảnh hưởng đến dòng điện và làm giảm chức năng của động cơ

b Làm sạch: Dùng giẻ và chổi làm sạch cổ góp và rotor Nếu mức độ bẩn và

cháy tương đối nhiều, hãy thay thế cụm rotor

3.2 Sửa chữa, thay thế

3.2.1 Phương pháp sửa chữa

a Phương pháp thủ công: Dùng các dụng cụ thô sơ để tháo, lắp, thay vành chỉnh

- Dùng mắt quan sát sự cháy rỗ của cổ góp

- Kiểm tra cách điện giữa cổ góp và rotor:

+ Dùng đồng hồ đo điện trở, kiểm tra cách điện giữa cổ góp và rotor + Giữa cổ góp và rotor tồn tại một trạng thái ngăn cách mà có tác dụng cắt dòng điện Nếu cuộn dây trong rotor bị ngắn mạch, điện sẽ chạy giữa cuộn dây

và rotor Kiểm tra cách điện giữa cổ góp và rotor có thể phát hiện ngắn mạch trong cuộn dây Nếu nhận thấy có vấn đề trong khi kiểm tra cách điện hay thông mạch, hãy thay rotor

Hình 5.2 Kiểm tra cách điện giữa cổ góp và rotor

- Kiểm tra độ côn, độ méo của cổ góp

+ Kiểm tra độ côn:

Hình 5.3 Kiểm tra độ côn của cổ góp dùng thước kẹp (panme)

Đo cổ góp dùng thước kẹp, đo đường kính ngoài của cổ góp Nếu kết quả

đo vượt quá giới hạn mòn tiêu chuẩn, hãy thay rotor Cổ góp tiếp xúc với chổi than trong khi quay và tạo ra dòng điện Vì vậy, khi đường kíng ngoài của cổ góp thấp hơn so với giá trị tiêu chuẩn, tiếp xúc giữa cổ góp và chổi than sẽ không đủ, nó có thể làm ảnh hưởng đến việc tuần hoàn dòng điện Kết quả là, nó

có thể làm giảm khả năng tiếp điện giữa cổ góp và chổi than, làm phát sinh tia lửa điện lớn dẫn đến hư hỏng động cơ

+ Kiểm tra độ đảo của cổ góp:

Hình 5.4 Kiểm tra độ đảo của cổ góp dùng đồng hồ so lệch đo ngoài

Gá rotor lên máy tiện hoặc khối V rồi dùng đồng hồ so lệch đo ngoài để kiểm tra Yêu cầu kỹ thuật: độ đảo cho phép phải < 0,05mm thì rotor hoạt động bình thường Nếu > 0.05mm thì phải thay mới hoặc cân chỉnh, nắn lại trục rotor

b Sửa chữa

- Cổ góp bị cháy rỗ ít có thể dùng giấy nhám đánh lại, nếu nhiều quá thì tiện lại

- Độ côn, độ méo vượt quá giá trị quy định thì phải dùng máy tiện lại

- Chiều cao tấm mica nhỏ hơn quy định giữa các phiến góp thì dùng lưỡi cưa theo rãnh tấm mica

- Chiều cao chổi than mòn quá quy định thì thay chổi than mới

- Mặt tiếp xúc chổi than không đạt yêu cầu thì dùng giấy nhám đánh lại

- Tính đàn hồi của lò xo không đạt yêu cầu thì thay lò xo mới

- Giá đỡ chổi than dương bị chạm mass thì dùng xăng rửa sạch hoặc thay tấm mica cách điện mới

- Giá đỡ chổi than âm không tiếp mass thì dùng xăng rửa sạch hoặc hàn lại

Ngoài ra đối với phần ứng: Kiểm tra sự cọ sát hoặc kéo lê phần ứng lên các má cực, độ mòn và độ nhám ở các ổ đỡ trục phần ứng Nếu phần ứng bị xước do cọ sát với các má cực thì dùng giấy nhám đánh lại; ổ đỡ trục phần ứng

bị mòn hoặc trục phần ứng bị cong, có thể tiện lại hoặc thay mới

+ Kiểm tra các cuộn dây phần ứng bị đứt, hoặc lớp cách điện bị cháy và các nối kết không được hàn chắc chắn Ở nhiều phần ứng, các cuộn dây được hàn với các thanh của bộ đảo mạch, các nối kết này không thể sửa chữa bằng cách hàn lại, chỉ có thể thay phần ứng mới

+ Kiểm tra sự ngắn mạch và chạm mass của phần ứng bằng đồng hồ VOM, nếu phần ứng bị ngắn mạch hay chạm mass thì ta thay phần ứng mới tương đương

BÀI 3: QUấN Bộ DÂY STATOR ĐộNG CƠ ĐIệN VạN NĂNG

Mã bài: 27-03 Giới thiệu:

Bộ dây quấn stator là phần cảm của động cơ điện vạn năng; nó được bố trí

ở cực lồi của stator Bộ dây quấn stator quyết định phần quan trọng công suất của động cơ, lực điện từ được sinh ra từ bộ dây này mạnh yếu phụ thuộc vào thiết kế của cuộn dây, độ ổn định khi động cơ làm việc phụ thuộc vào việc cố định chặt chẽ của bộ dây stator Nắm vững kết cấu bộ dây stator giúp thợ sửa chữa cũng như học sinh có đủ tự tin khi quấn lại bộ dây stator khi động cơ hỏng

bộ dây này Trong sản xuất người thợ đủ tự tin cải tiến bộ dây quấn stator để nâng cao hiệu quả kinh tế

- Quấn được bộ dây rôto động cơ điện vạn năng theo các yêu cầu kỹ thuật;

- Tuân thủ các quy tắc an toàn khi làm việc;

- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và tiết kiệm vật tư

Nội dung chính:

1 Vẽ sơ đồ trải dây quấn stator động cơ điện vạn năng

1.1 Cấu tạo bộ dây quấn động cơ điện vạn năng

Bộ dâyquấn stator là phần cảm của động cơ điện vạn năng; nó được bố trí

ở cực lồi của stator Bộ dây quấn stator quyết định phần quan trọng công suất của động cơ Thường bộ dây quấn stator của động cơ điện vạn năng có 1 đôi cực (2p = 2) là 2 tổ bối đơn hoặc 2 đôi cực (2p =4), khi quấn xong từng tổ bối sẽ có

2 đầu ra dây nối với dây mềm để chờ sẵn Có thể điều chỉnh tốc độ hoặc không điều chỉnh tốc độ Việc điều chỉnh tốc độ của động cơ điện vạn năng dựa trên nguyên tắc giảm điện áp đưa vào động cơ bằng cuộn kháng, thường được quấn chung với cuộn dây cực từ trên rãnh cực từ

Hình 6.1 Cấu tạo stato động cơ điện vạn năng 2p = 2 và 2p = 4

1.2 Phương pháp vẽ sơ đồ trải stator động cơ điện vạn năng

1.2.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ trải stator khi không điều chỉnh tốc độ

Hình 6.2 Sơ đồ nguyên lý ĐCVN không điều chỉnh tốc độ

Hình 6.3 Sơ đồ trải stator ĐCVN 2p = 2 không điều chỉnh tốc độ

Hình 6.4 Sơ đồ trải stator ĐCVN 2p = 4 không điều chỉnh tốc độ

1.2.2 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ trải stator có điều chỉnh tốc độ

Hình 6.5 Sơ đồ nguyên lý ĐCVN có điều chỉnh tốc độ

Hình 6.6 Sơ đồ trải stator ĐCVN 2p = 2 có điều chỉnh tốc độ

2 Quấn dây stator động cơ điện vạn năng

2.1 Các kiểu quấn dây

Mỗi loại động cơ đều có kích thước bối dây khác nhau nên không thể dùng chung một loại khuôn để quấn cho tất cả các động cơ được mà phải làm khuôn riêng cho từng loại Vì động cơ điện vạn năng các bối dây ở stator có độ rộng cực từ bằng nhau nên ta thực hiện quấn đồng khuôn và quấn theo kiểu quấn rối, vậy chỉ làm một loại khuôn quấn

Cách làm khuôn: dùng một đoạn dây đồng mềm uốn lại và đặt vào hai rãnh của cực từ như hình vẽ Sau đó lấy tay bẻ hai đầu dây đoạn vòng tròn xuống, hai đầu dây còn lại quấn lại ta được một vòng dây mẫu

Quấn cuộn dây mẫu: đặt vòng dây mẫu vào khuôn quấn và điều chỉnh khuôn quấn cho vừa với vòng dây mẫu sau đó cố định khuôn quấn và tiến hành quấn bối dây mẫu theo số vòng đã tính toán Chú ý trong quá trình quấn, các vòng dây phải song song với nhau để thuận tiện cho việc vào dây

2.2 Kỹ thuật quấn dây

- Khi luồn dây vào cực từ stator phải lót cách điện; dùng vam ép từ từ bối dây

- Các đầu dây ra của bối dây nối cố định với dây mềm, bọc cách điện

- Sau khi vào xong bối dây dùng lá thép đặt đúng vị trí cố định hai đầu bối

dây vào thân stator của động cơ

Ngoài ra việc cố định bộ dây quấn stator còn dùng biện pháp nữa là tẩm keo eboxi hoặc keo đặc biệt, sau khi tẩm xong một thời gian ngắn bối dây sẽ đông cứng nằm đúng vị trí làm việc mà không xảy ra hư hỏng khi động cơ vận hành Đầu dây vào Bối dây

Đầu dây ra Lá thép cố định

Hình 6.7 Dây quấn stator của động cơ vạn năng

2.3 Trình tự quấn dây

2.3.1 Quấn dây stator động cơ điện vạn năng 1 cấp tốc độ

Bước 1: Xem lại sơ đồ khai triển dây quấn của động cơ sắp lắp dây (hình

6.3 và 6.4) Đếm lại số vòng dây và nhóm bối dây theo sơ đồ

Bước 2: Lấy ra bối dây của nhóm bối dây sắp lắp vào rãnh cực từ rồi tháo

bỏ dây cột phụ cột bối dây

Bước 3: Vuốt thẳng hai cạnh tác dụng của bối dây rồi trải song song các

cạnh tác dụng của bối dây sắp lắp

Bước 4: Bóp cong phần hai đầu bối dây rồi lồng dây vào rãnh cực từ, đầu

nối chừa sẵn về một phía để sau cùng nối dây dễ dàng Như hình vẽ

Hình 6.7 Dây quấn stator của động cơ vạn năng

Bước 5: Giữ các cạnh tác dụng thẳng và sóng bằng các ngón tay, bàn tay

trái sát một đầu khe rãnh cực từ, đầu khe rãnh cực từ còn lại làm tương tự (chú ý không đè ấn làm cong, gấp khúc cạnh bối dây) Quan sát tình trạng bối dây đã được đặt gọn trong lớp cách điện khe rãnh cực từ

Bước 6: Vuốt lại hai đầu dây của bối dây và cạnh tác dụng còn lại rồi đưa

cạnh tác dụng còn lại vào đúng vị trí khe rãnh cực từ theo sơ đồ

Bước 7: Sửa lại các nhóm bối dây cho gọn và thẩm mỹ, chú ý không để

phần đầu các nhóm bối dây cản đường lắp vào của rotor và không chạm nắp hay thân động cơ Nối dây ra cho các nhóm theo sơ đồ, rồi đai gọn các đầu dây bằng dây cotton

Bước 8: Đấu dây stator động cơ điện vạn năng:

- Quan sát sự phù hợp các số đánh dấu ở đầu dây ra so với sơ đồ trải, sơ

đồ đấu dây Đặt thang đo VOM về vị trí Rx1 rồi chỉnh kim chỉ thị về 0 Đặt 2 que đo VOM vào từng cặp đầu cuộn dây quấn để kiểm tra sự liền mạch Nếu giá trị R vào khoảng vài  đến vài chục  là cuộn dây liền mạch Ướm thử các đầu dây nối theo sơ đồ đấu dây để định các vị trí nối dây với dây dẫn ra cho phù hợp

- Cắt các đầu dây ra của mỗi bối dây quấn chỉ để chừa các đoạn nối phù hợp bằng kìm cắt dây Xỏ các ống gen vào các dây cần nối Cạo lớp ê may cách điện bằng dao con và giấy nhám ở các vị trí đầu nối, rồi nối dây theo sơ đồ nối dây Hàn chì các đầu nối

- Bọc các mối nối bằng ống gen và băng keo cách điện Xếp gọn các đầu dây nối cho thẩm mỹ rồi đai gọn, chắc chắn bằng sợi cotton

Bước 9: Kiểm tra cách điện (kiểm tra nguội)

Kẹp 1 đầu dây đo của Megohm vào thân stator, đầu dây còn lại kẹp lần lượt vào 1 đầu dây mỗi cuộn dây để kiểm tra sự chạm vỏ Quay tay quay Megohm đều tay đồng thời đọc giá trị điện trở cách điện trên mặt chỉ thị khi đang quay Kẹp hai đầu dây đo của Megohm vào mỗi đầu dây của từng cuộn

riêng biệt để kiểm tra độ cách điện giữa các cuộn Chú ý là cả hai trường hợp R

cách điện ≥ 1 M

2.3.2 Quấn dây stator động cơ điện vạn năng 2 cấp tốc độ

Bước 1: Xem lại sơ đồ khai triển dây quấn của động cơ sắp lắp dây (hình

6.5 và 6.6) Đếm lại số vòngdây và nhóm bối dây theo sơ đồ

Bước 2: Lấy ra bối dây của nhóm bối dây sắp lắp vào rãnh cực từ rồi tháo

bỏ dây cột phụ cột bối dây

Bước 3: Vuốt thẳng hai cạnh tác dụng của bối dây rồi trải song song các

cạnh tác dụng của bối dây sắp lắp

Bước 4: Bóp cong phần hai đầu bối dây rồi lồng dây vào rãnh cực từ, đầu

nối chừa sẵn về một phía để sau cùng nối dây dễ dàng (như hình 6.7)

Bước 5: Giữ các cạnh tác dụng thẳng và sóng bằng các ngón tay, bàn tay

trái sát một đầu khe rãnh cực từ, đầu khe rãnh cực từ cong lại làm tương tự (chú

ý không đè ấn làm cong, gấp khúc cạnh bối dây) Quan sát tình trạng bối dây đã được đặt gọn trong lớp cách điện khe rãnh cực từ

Bước 6: Vuốt lại hai đầu dây của bối dây và cạnh tác dụng còn lại rồi đưa

cạnh tác dụng còn lại vào đúng vị trí khe rãnh cực từ theo sơ đồ

Bước 7: Sửa lại các nhóm bối dây cho gọn và thẩm mỹ, chú ý không để

phần đầu các nhóm bối dây cản đường lắp vào của rotor và không chạm nắp hay thân động cơ Nối dây ra cho các nhóm theo sơ đồ, rồi đai gọn các đầu dây bằng dây cotton

Bước 8: Đấu dây stator động cơ điện vạn năng:

- Quan sát sự phù hợp các số đánh dấu ở đầu dây ra so với sơ đồ trải, sơ

đồ đấu dây Đặt thang đo VOM về vị trí Rx1 rồi chỉnh kim chỉ thị về 0 Đặt 2 que đo VOM vào từng cặp đầu cuộn dây quấn để kiểm tra sự liền mạch Nếu giá trị R vào khoảng vài  đến vài chục  là cuộn dây liền mạch Ướm thử các đầu dây nối theo sơ đồ đấu dây để định các vị trí nối dây với dây dẫn ra cho phù hợp

- Cắt các đầu dây ra của mỗi bối dây quấn chỉ để chừa các đoạn nối phù hợp bằng kìm cắt dây Xỏ các ống gen vào các dây cần nối Cạo lớp ê may cách điện bằng dao con và giấy nhám ở các vị trí đầu nối, rồi nối dây theo sơ đồ nối dây Hàn chì các đầu nối

- Bọc các mối nối bằng ống gen và băng keo cách điện Xếp gọn các đầu dây nối cho thẩm mỹ rồi đai gọn, chắc chắn bằng sợi cotton

Bước 10: Kiểm tra cách điện (kiểm tra nguội)

Kẹp 1 đầu dây đo của Megohm vào thân stator, đầu dây còn lại kẹp lần lượt vào 1 đầu dây mỗi cuộn dây để kiểm tra sự chạm vỏ Quay tay quay Megohm đều tay đồng thời đọc giá trị điện trở cách điện trên mặt chỉ thị khi đang quay Kẹp hai đầu dây đo của Megohm vào mỗi đầu dây của từng cuộn riêng biệt để kiểm tra độ cách điện giữa các cuộn Chú ý: cả hai trường hợp R cách điện ≥ 1M

HƯỚNG DẪN TỔ CHỨC THỰC HÀNH

Vật liệu:

- Dây dẫn điện đơn 2x2.5

- Cáp điều khiển nhiều lõi

- Cáp động lực 3 lõi, 4 lõi

- Đầu cốt các loại

- Vòng số thứ tự

- Ống luồn dây định dạng được (ống ruột gà)

- Dây nhựa buộc gút

Dụng cụ và trang thiết bị:

- Nguồn điện AC 3 pha, 1 pha Nguồn điện DC điều chỉnh được

- Bộ đồ nghề điện, cơ khí cầm tay, gồm:

+ Mỏ hàn điện

+ Dao, kéo, búa nguội 250gr

+ Kìm điện các loại: Kìm B, kìm nhọn, kìm cắt, kìm tuốt dây, kìm bấm cốt + Bộ clê các cỡ

+ Bộ ta rô ren các cỡ từ 2mm đến 6mm

+ Bộ Khoan điện cầm tay kèm mũi khoan các cỡ từ 2mm đến 6mm

+ Máy mài tay + Máy mài bàn

+ Êtô

+ Tuốc nơ vít các loại từ 2mm đến 6mm

+ Đồng hồ VOM, M, Vol kế, Ampe kế

- Giá thực tập, tủ điện thực tập

- Mô hình các mạch máy sản xuất gồm:

+ Mô đun các khí cụ điện, gồm: Mô đun công tắc tơ, rơ le nhiệt, rơ le điện

áp, rơ le trung gian, rơ le tốc độ; Mô đun nút bấm kép

+ Mô đun cấp thiết bị nguồn 3 pha, nguồn 1 pha

+ Mô đun đèn tín hiệu

+ Mô đun đo lường

Học liệu:

+ Hướng dẫn thực hành trang bị điện 1

+ Phiếu thực hành, bài hướng dẫn thực hành

+ Trang bi điện – điện tử cho máy công nghiệp dùng chung - Vũ Quang Hồi – NXB Giáo dục 1996

+ Các đặc tính của động cơ trong truyền động điện – Dịch giả Bùi Đình Tiếu – NXB khoa học Kỹ thuật 1979

+ Giáo trình chuyên nghành điện tập 1,2,3,4 - Nguyễn Đức Lợi – NXB Thống kê 2001

+ Máy chiếu vật thể ba chiều

Công việc chuẩn bị thực hành:

- Xưởng thực hành có đầy đủ các thiết bị, dụng cụ đồ nghề cần thiết

- Các loại phương tiện giảng dạy phù hợp cho xưởng thực hành

- Các phim miếng trong phù hợp với nội dung bài giảng

- Các slide điện tử và phần mềm trình chiếu phù hợp

- Một số bài tập mẫu có bài giảng hướng dẫn chi tiết

Tổ chức hoạt động dạy – học: Hướng dẫn ban đầu có thao tác mẫu:

* Lắp đặt, kiểm tra, vận hành và sửa chữa

+ Nhận dạng các loại khí cụ điện phổ thông

+ Trình diễn mẫu, giải thích các sơ đồ dây quấn stator, quy trình quấn dây stator của động cơ điện vạn năng

* Tổ chức thực hành:

+ Tổ chức hoạt động nhóm (tùy nội dung mỗi nhóm từ 2 đến 4 học viên): quan sát theo dõi quá trình làm việc của học viên

+ Nêu vấn đề gợi ý dẫn hướng các yêu cầu của bài thực hành, bài tập

+ Rèn luyện uốn nắn thao tác chuẩn xác cho học viên

+ Tạo các hư hỏng giả định (đánh ban), hướng dẫn, gợi ý cho học viên cách khắc phục

+ Giải đáp thắc mắc của học viên, chỉ định học viên thao tác hoặc lắp mạch thực hành

+ Tổ chức quản lý xuyên suốt, đảm bảo giờ học an toàn, hiệu quả

Gợi ý thảo luận nhóm và kết hợp đàm thoại về:

+ Phương pháp tối ưu để lắp, dò tìm và sửa chữa hư hỏng đạt hiệu quả, năng xuất cao nhất

+ Nên sử dụng phim trong hoặc các slide điện tử và phần mềm trình chiếu phù hợp các hình ảnh liên quan đến nội dung bài thực hành và sự đối chiếu so sánh

+ Hướng dẫn học viên nguyên tắc lắp đạt hiệu quả nhất

+ Trong quá trình hướng dẫn nên khai thác nhiều vào phương pháp chất vấn học viên để tăng cường khả năng tư duy sáng tạo

+ Phương pháp nhận dạng động cơ điện vạn năng, xác định đầu dây ở stator, rotor

+ Nguyên tắc vận hành, kiểm tra và sửa chữa động cơ điện vạn năng

+ Phương pháp nhận dạng các loại động cơ điện vạn năng qua kết cấu ngoài, qua khảo sát sơ đồ

Lưu ý chung:

+ Tùy tình hình cơ sở vật chất mà bố trí các nhóm thực hành, phân bổ tổ nhóm phù hợp có thể trên các mô hình mô phỏng hoặc trên các động cơ điện thật càng tốt Có thể kết hợp với các xưởng trong, ngoài trường để tổ chức cho học viên tham quan khảo sát thêm Mỗi nhóm thực hành không quá 4 học viên

+ Nội dung bài học không cứng nhắc như trong giáo trình mà có thể linh động giảng dạy các nội dung khác có ý nghĩa tương đương sao cho đảm bảo mục tiêu của bài học

+ Rèn luyện kỹ năng cần thiết thật nhuần nhuyễn

+ Đặc biệt chú ý chủng loại, sơ đồ động cơ điện vạn năng

+ Căn cứ vào trọng tâm bài học, học viên thực hiện được một số quy trình công nghệ cụ thể, (phương pháp này rất tốt)

Cách thức kiểm tra đánh giá của bài:

+ Sau mỗi buổi học, giáo viên cho học viên một số câu hỏi củng cố bài để học viên tự ôn luyện ở nhà Hoặc cuối buổi học có thể áp dụng các câu hỏi trả lời nhanh hoặc bài tập tại chỗ

+ Đánh giá qua sản phẩm thực hành của học viên trong từng buổi học Giáo viên nhận xét, cho ý kiến và sửa sai tại chỗ cho học viên

+ Kết thúc bài học sẽ có bài kiểm tra cuối bài

BÀI 4: QUẤN BỘ DÂY ROTOR ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG

Mã bài: 27- 04 Giới thiệu:

Bộ dây quấn rotor là phần ứng của động cơ điện vạn năng; nó được bố trí

ở phần rãnh xẻ trên thân của rotor Bộ dây quấn rotor quyết định phần quan trọng công suất của động cơ, lực điện từ được sinh ra từ bộ dây này mạnh yếu phụ thuộc vào thiết kế của cuộn dây, độ ổn định khi động cơ làm việc phụ thuộc vào việc cố định chặt chẽ của bộ dây rotor và cân bằng động của rotor Nắm vững kết cấu bộ dây rotor giúp thợ sửa chữa cũng như học sinh có đủ tự tin khi quấn lại bộ dây rotor khi động cơ hỏng bộ dây này Trong sản xuất người thợ đủ

tự tin cải tiến bộ dây quấn rotor để nâng cao hiệu quả kinh tế

- Quấn được bộ dây rôto động cơ điện vạn năng theo các yêu cầu kỹ thuật;

- Tuân thủ các quy tắc an toàn khi làm việc;

- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và tiết kiệm vật tư

Nội dung chính:

1 Vẽ sơ đồ trải dây quấn rotor động cơ điện vạn năng

1.1 Cấu tạo, vị trí, công dụng của rô to

Dây quấn rotor của động cơ điện vạn năng được quấn trong các rãnh của rotor đã được lót cách điện Đây là bộ dây quấn phần ứng của động cơ, có tác dụng tạo ra lực điện từ làm quay rotor

1.2 Các kiểu quấn dây rotor của động cơ điện vạn năng

Ta có nhiều tiêu chuẩn phân loại cho dây quấn rotor động cơ vạn năng:

- Nếu dựa vào vị trí của 2 bối dây bố trí liên tiếp nhau, về đầu dây ra, ta có dây quấn theo dạng xếp hay sóng

- Nếu theo cách xếp các đầu ra dây cho các bối dây kế tiếp nhau trong mỗi loại, ta có dây quấn xếp tiến hay lùi hoặc dây quấn sóng tiến hay lùi Trong dây quấn sóng hay xếp nếu rãnh thực chỉ chứa một rãnh phần tử, dây quấn là dạng đơn giản (K = Z) Ngược lại, nếu rãnh thực chứa nhiều hơn rãnh phần tử, dây quấn thuộc dạng phức tạp (K = m.Z, m = 2, 3, 4 …)

- Nếu căn cứ theo cách đưa đầu dây lên phiến góp, dây quấn có thể thuộc một trong các dạng sau:

+ Đầu dây đấu thẳng lên phiến góp

+ Đầu dây đá lệch trái

+ Đầu dây đá lệch phải

+ Đầu dây đá lệch vào giữa bối dây (trường hợp đặc biệt của đá lệch phải)

1.3 Sơ đồ các kiểu quấn dây của rô to

1.4 Trình tự vẽ sơ đồ trải dây quấn rôto

1.4.1 Sơ đồ trải dây quấn rotor theo phương pháp quấn xếp đơn giản

- y1: là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng bối dây

- y2: là khoảng cách giữa cạnh chứa đầu ra của bối trước đến cạnh chứa đầu vào của bối kế tiếp

- y: là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng (cùng chứa đầu vào, hoặc cùng chứa đầu ra) của 2 bối dây kế tiếp

- yc: bước phiến góp

- Ze: tổng số rãnh phần tử trên rotor

- b: hệ số điều chỉnh để y1 có giá trị nguyên

Khi tính y1, đơn vị của y1 tính theo rãnh phần tử Chỉ khi m.Z = K và

- Số mạch nhánh song song trong rotor: a = 2p |yc|

* Trình tự vẽ sơ đồ trải dây quấn rotor động cơ vạn năng

Bước 1: Xác định các số liệu cần thiết như số rãnh Z của rotor và số cực

2p, kiểu quấn dây; số phiến góp K

Bước 2: Vị trí lắp đặt chổi than so với trục cực từ hay trung tính hình học

Tính m = K/Z và suy ra Ze