Giáo trình Động cơ điện vạn năng (Nghề: Điện dân dụng) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai

(NB) Giáo trình Động cơ điện vạn năng cung cấp cho người học những kiến thức như: Cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ điện vạn năng; Đảo chiều quay động cơ điện vạn năng; Thay thế, sửa chữa chổi than; Kiểm tra cuộn dây phần ứng bằng rô – nha ngoài;...Mời các bạn cùng tham khảo!

CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG

Cấu tạo động cơ điện vạn năng

Động cơ điện vạn năng là loại động cơ có khả năng hoạt động với cả nguồn điện một chiều và nguồn điện xoay chiều, đồng thời giữ tốc độ ổn định khi làm việc với hai loại nguồn này.

Cực từ Dây quấn Gông từ

Hình1.1: Cấu tạo của động cơ điện vạn năng

Động cơ điện van năng là loại động cơ nổi bật với mô men mở máy lớn, giúp dễ dàng điều chỉnh tốc độ so với các động cơ cùng công suất Tuy nhiên, khi làm việc không tải, động cơ có thể đạt tốc độ cao, gây hư hỏng cho dây quấn rô to do lực ly tâm Do đó, động cơ vạn năng thường được lắp đặt với hệ thống cơ khí truyền động và luôn khởi động trong điều kiện có tải Để giảm thiểu các tác động tiêu cực từ phản ứng phần ứng và quá trình đổi chiều dòng điện, thiết kế điện áp giữa các phiến góp liên tiếp trên cổ góp cần có giá trị nhỏ.

Vỏ của thiết bị là một ống thép được gia công với bề mặt bên trong, bên trong có gắn các khối cực từ nhằm giữ các cuộn dây kích thích, thường từ 2 đến 4 khối Trên vỏ còn được trang bị các cọc nối dây cách điện để dẫn điện từ nguồn vào stator.

- Cực từ: được chế tạo bằng thép ít cacbon để có đặc tính dẫn từ tốt và được bắt vào trong thân bằng các vít đặc biệt

Cuộn dây kích thích có vai trò quan trọng trong việc tạo ra từ trường chính xác cho các khối cực, được quấn bằng dây đồng dẹp hoặc tròn với tiết diện lớn từ 4 đến 10 vòng Cuộn dây kích thích nối tiếp sử dụng dây lớn để chịu được dòng điện tiêu thụ cao (200 – 800A), trong khi cuộn dây song song có tiết diện nhỏ và quấn nhiều vòng nhằm đảm bảo cường độ từ cảm đồng đều trên các cực từ Các cuộn dây này được quấn ngược chiều để tạo ra các cực Bắc và Nam khác nhau, giúp kết nối mạch từ giữa các khối cực và tác động lên thân máy.

Trong các máy khởi động có công suất nhỏ, các cuộn dây được kết nối theo kiểu nối tiếp Ngược lại, ở các máy khởi động có công suất lớn và trung bình, các cuộn dây được đấu theo kiểu song song - nối tiếp.

Rô to động cơ điện vạn năng được chế tạo từ một khối thép từ, bao gồm các lá thép kỹ thuật điện dày từ 0,35 đến 0,5 mm, có hình dạng đặc biệt và được ép lên trục rotor Bên ngoài rô to có nhiều rãnh dọc để quấn dây, và nó được đỡ trên hai bạc thau, quay bên trong các khối cực của stator với khe hở tối thiểu nhằm giảm thiểu tổn hao năng lượng từ trường.

Khung dây phần ứng trong rotor của động cơ điện vạn năng bao gồm các dây đồng có tiết diện hình chữ nhật hoặc tròn Mỗi rãnh thường chứa hai dây được quấn sóng, và các dây quấn này được cách điện với lõi rotor Các đầu dây của khung dây được hàn vào các lá góp bằng thau của cổ góp, đảm bảo hiệu suất hoạt động của động cơ.

- Cổ góp điện : gồm nhiều lá góp bằng thau, ghép quanh trục, giữa các lá góp được cách điện với nhau và cách điện với trục bằng mica

Hình 1.4 : Nắp và giá đỡ chổi than

Nắp và giá đỡ chổi than thường được chế tạo từ gang hoặc nhôm, bên trong có các bạc thau để lắp với trục rotor Ngoài ra, chúng còn được trang bị các chốt định vị nhằm đảm bảo lắp ráp chính xác vào vị trí của thân động cơ.

Nắp phía bánh răng được thiết kế với các lỗ để lắp đặt cần điều khiển khớp truyền động, vị trí gắn relay cho khớp, cùng với các lỗ bulông để kết nối với vỏ bọc bánh đà của động cơ.

Nắp phía cổ góp điện là vị trí quan trọng để gắn các giá đỡ chổi than và lò xo Lò xo có nhiệm vụ giữ chổi than tiếp xúc với cổ góp điện với lực ép cần thiết, giúp dẫn điện vào cuộn dây rotor một cách hiệu quả.

Chổi than là thiết bị được chế tạo từ bột than, bột đồng kết hợp với thiếc hoặc graphit, được đúc ép với áp suất cao để giảm điện trở và mức mài mòn Các chổi than điện thường được gắn liền với dây dẫn điện và trong động cơ vạn năng thường sử dụng 2 hoặc 4 chổi than điện, được cách điện hoàn toàn với thân máy của động cơ.

Hình 1.5 : Giá đỡ chổi than.

Nguyên lý làm việc động cơ điện vạn năng

Động cơ vạn năng có các đường thẳng (trục) đặc biệt trong kết cấu của động cơ như sau

- Đường thẳng đi qua giữa hai mặt cực từ của Stato, gọi là trục cực từ của Stato

- Đường thẳng vuông góc với trục cực từ của Stato một góc 90 0 điện, được gọi là đường trung tính hình học

- Đường thẳng đi qua hai trục của chổi than, gọi là trục chổi than

Hình 1.6: Sơ đồ mặt cắt ngang của động cơ vạn năng

Khi dòng điện xoay chiều được cung cấp cho động cơ, từ trường của phần cảm tác động lên cuộn dây phần ứng, tạo ra lực điện từ làm cho rô to quay Khi dòng điện đổi chiều ở bán kỳ âm, từ trường phần cảm cũng thay đổi nhưng lực tác dụng lên rô to vẫn giữ nguyên chiều, giúp động cơ quay liên tục theo một hướng nhất định.

Khi nối vào nguồn điện một chiều, dòng điện trong dây quấn phần ứng và từ trường phần cảm tương tác với nhau, tạo ra lực điện từ và mô men quay, khiến rô to quay Nhờ vào vành đổi chiều, dòng điện một chiều được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều cho dây quấn phần ứng Do đó, tại bất kỳ thời điểm nào, lực tác dụng lên dây quấn phần ứng luôn theo một chiều nhất định, giúp rô to quay theo một chiều cố định.

Khi rotor của động cơ quay, một sức điện động cảm ứng xuất hiện trong dây quấn phần ứng, với chiều ngược lại so với dòng điện vào phần ứng, được gọi là sức phản điện Dòng điện trong dây quấn phần ứng khi động cơ hoạt động ổn định được tính theo công thức I = U - E / r, từ đó có thể suy ra E = U - I r.

Động cơ điện vạn năng được gọi như vậy do khả năng hoạt động với cả hai loại dòng điện: một chiều và xoay chiều.

Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý ĐCVN có cuộn dây phần cảm mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng.

Tháo, lắp động cơ điện vạn năng

a Trình tự tháo các bộ phận của động cơ vạn năng

- 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 b 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 mụi than và dầu ở các lỗ bulông c Lắp các chi tiết của động cơ vạn năng

- Trước khi lắp cần phải làm sạch các chi tiết để đảm bảo dẫn điện tốt, máy khởi động hoạt động bình thường, công suất tối đa

Hình 1.8: Các bộ phận của động cơ điện van năng sau khi tháo rời

- Qúa trình lắp ráp các bộ phận của động cơ ngược lại so với quá trình tháo

Hình 1.9: Lắp các bộ phận của động cơ điện van năng sau khi tháo rời

ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG

Sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay động cơ điện vạn năng

a Vẽ sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay động cơ điện vạn năng

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay động cơ vạn năng b Nguyên tắc đảo chiều quay động cơ điện vạn năng

Để đảo chiều quay của roto trong động cơ điện vạn năng, ta có thể thay đổi chiều dòng điện trong cuộn dây phần ứng mà vẫn giữ nguyên hướng từ trường B do Stato tạo ra, hoặc giữ nguyên chiều dòng điện và đổi chiều từ trường B Nếu cả hai đại lượng I và B cùng thay đổi chiều đồng thời, lực điện từ F vẫn giữ nguyên chiều quay ban đầu, dẫn đến việc chiều quay của rotor không thay đổi.

Đấu dây, đảo chiều quay động cơ điện vạn năng bằng công tắc đảo chiều

* Trình tự đâu dây đảo chiều quay động cơ vạn năng

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

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay động cơ vạn năng dùng công tắc đảo chiều

Để đảo chiều quay của động cơ điện vạn năng bằng công tắc đảo chiều, cần phải tháo rời các đầu nối dây của dây quấn Stator và chổi than Bước đầu tiên là đánh dấu và kiểm tra các ký hiệu đầu dây để đảm bảo quá trình thực hiện diễn ra chính xác.

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

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

Đầu dây số 1-3 và 2-4 là các đầu cuộn cảm của Stator, trong khi đầu dây số 5-6 kết nối với chổi than Đầu dây số 1-2 được đấu vào nguồn điện, và đầu dây số 3-4 được sử dụng để đảo chiều dòng điện vào cuộn dây phần ứng, nhằm thực hiện việc 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 tăc

- 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 Bước 4: Kiểm tra, vận hành đảo chiều quay động cơ điện vạn năng a Kiểm tra:

- Dựa vào sơ đồ nối dây, kết hợp với sơ đồ nguyên lý kiểm tra quá trình đấu nối đúng theo sơ đồ

- Quan sát kiểm tra các mối nối dây phải được tiếp xúc tốt chắc chắn b.Vận hành đảo chiều quay động cơ điện vạn năng

- Nối nguồn điện cung cấp cho động cơ điện vạn năng, vào đầu nối dây số 1

- Đóng công tắc đảo chiều về vị trí (c) động cơ quay ngược, đóng công tắc xuống vị trí (a) động cơ quay thuận.

THAY THẾ, SỬA CHỮA CHỔI THAN

Chọn chổi than

a Giới thiệu một số mã chổi than và các nhà cung cấp

Hình 3.1: Chổi than công nghiệp CHINA (J164, J151, )

Hình 3.2: Chổi than công nghiệp CHINA (CH33N, CM5H…)

Hình 3.4: Nhà cung cấp hàng đầu Việt Nam về chổi than công nghiệp nhập khẩu chổi than, chổi Than Donon J206, chổi Than Donon J164

Hình 3.5: AP114 - Chổi than Cacbon APBA-VS 13.200 VNĐ Chổi than công nghiệp CG626 b Yêu cầu trong quá trình chọn lựa và thay thế chổi than

Chổi than được sử dụng trong các dụng cụ điện cầm tay như máy khoan, cưa góc và máy mài, yêu cầu độ bền cao và khả năng bảo vệ cổ góp Chúng cần có tỉ lệ nhiễu thấp, khả năng chịu rung và va chạm, và trong một số trường hợp còn được sử dụng cho hệ thống thắng điện.

Sau khi lựa chọn chổi than với kích thước và mã hiệu phù hợp, bước tiếp theo là lắp đặt chổi than vào động cơ Để đảm bảo hiệu suất hoạt động, cần chú ý đến nguyên nhân gây hư hỏng tiếp xúc và áp dụng các biện pháp khắc phục kịp thời.

* Nguyên nhân hư hỏng chổi than

Nguyên nhân hư hỏng tiếp xúc có rất nhiều, ta xét một số nguyên nhân chính

Trong quá trình chế tạo, bề mặt tiếp xúc vẫn tồn tại những lỗ nhỏ li ti, tạo điều kiện cho hơi nước và các chất hóa học thấm vào Sự tích tụ này dẫn đến các phản ứng hóa học, hình thành một lớp màng mỏng giòn Trong quá trình vận hành, lớp màng này dễ bị bong ra khi có va chạm.

Do đó bề mặt tiếp xúc sẽ bị mòn dần, hiện tượng này gọi là hiện tượng ăn mòn kim loại

Môi trường xung quanh gây oxy hóa bề mặt tiếp xúc, hình thành lớp oxit mỏng với điện trở suất cao Điều này làm tăng Rtx và dẫn đến hiện tượng phát nóng tại tiếp điểm Mức độ gia tăng Rtx do oxy hóa bề mặt tiếp xúc vẫn tiếp diễn.

Thiết bị điện vận hành lâu ngày hoặc không được bảo quản tốt có thể dẫn đến lò xo tiếp điểm bị hoen rỉ và yếu, làm giảm lực ép giữa cổ góp và chổi than Khi dòng điện chạy qua, tiếp xúc yếu có thể gây phát nóng, thậm chí hàn dính Nếu lực ép không đủ, tia lửa có thể phát sinh, gây cháy tiếp điểm Ngoài ra, bụi bẩn và rỉ sét trên tiếp xúc sẽ tăng điện trở, dẫn đến phát nóng và hao mòn nhanh chóng giữa cổ góp và chổi than.

Tháo lắp, thay thế chổi than

* Tháo, lắp chổi than động cơ điện vạn năng

Hình 3.6: Tháo, thay thế chổi than

Sử dụng tuốc nơ vít để giữ lò xo ép chổi than, sau đó tháo lắp chổi than vào giá đỡ Lưu ý rằng chổi than cần tiếp xúc tốt với cổ góp và lò xo ép phải có độ đàn hồi cao.

+ Dùng đồng hồ đo điện trở đo thông mạch giữa chổi than và cổ góp Sau đó đấu dây chổi than vào các đầu dây của Stator

- Lắp nắp bảo vệ chổi than dùng tuốc nơ vít xít các đai ốc cố định nắp bảo vệ chổi than

Hình 3.6: Lắp thay thế hoàn chỉnh chổi than

- Kiểm tra và vận hành động cơ sau khi sửa chữa và thay thế chổi than

+ Quan sát kiểm tra các mối nối dây phải được tiếp xúc tốt chắc chắn Dùng tay quay nhẹ rô to kiểm tra độ trơn

+ Nối nguồn điện cung cấp cho động cơ điện vạn năng, quan sát quá trình làm việc của động cơ

+ Dùng đồng hồ ampe kìm đo dòng điện của động cơ khi không tải và có tải.

Gia công chổi than

* Các biện pháp khắc phục hư hỏng chổi than

Để bảo vệ cổ góp và chổi than khỏi rỉ sét cũng như giảm điện trở tiếp xúc, có thể thực hiện các biện pháp bảo trì và bảo vệ hiệu quả.

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

Khi thiết kế, nên lựa chọn vật liệu có điện thế hóa học tương đồng cho từng cặp, điều này giúp tăng cường hiệu suất và độ bền Đồng thời, việc sử dụng các vật liệu không bị oxy hóa làm tiếp điểm là rất quan trọng để đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy trong hoạt động.

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

Thay lò xo tiếp điểm là cần thiết khi lò xo đã rỉ hoặc yếu, vì điều này làm giảm lực ép và tăng điện trở tiếp xúc Để đảm bảo hiệu suất, cần lau sạch bề mặt tiếp xúc giữa chổi than và cổ góp điện, có thể sử dụng giấy nhám mịn hoặc vải mềm Nếu lực nén vẫn còn quá yếu, hãy thay thế lò xo nén để duy trì hoạt động hiệu quả.

- 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

Giáo trình động cơ điện vạn năng

Hình 3.7: Kiểm tra độ mài mòn của chổi than, bằng thước kẹp

- Kiểm tra tính đàn hồi của lò xo chổi than

+ Dùng lực kế đo tính đàn hồi của lò xo

+ Yêu cầu lực căn từ (0,79÷2,41) kgf

Hình 3.8: Kiểm tra tính đàn hồi của lò xo chổi than

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

Hình 3.9: Kiểm tra sự cách mass của giá đỡ chổi than

Để kiểm tra tình trạng của chổi than dương, bạn cần sử dụng bóng đèn và dòng điện xoay chiều Đặt một đầu que dò vào giá đỡ chổi than dương và đầu còn lại ra mass Nếu đèn không sáng, điều đó cho thấy tình trạng tốt; ngược lại, nếu đèn sáng, có thể chổi than dương đã 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:

Để kiểm tra chổi than âm, có thể sử dụng bóng đèn và dòng điện xoay chiều; nếu đèn sáng khi que dò chạm vào giá đỡ chổi than âm, thì chổi than hoạt động tốt, ngược lại nếu đèn không sáng thì chổi than không tiếp mass Ngoài ra, có thể sử dụng đồng hồ VOM để kiểm tra; nếu thông mạch, chổi than âm là tốt, nếu không thì chổi than 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

Kiểm tra phần ứng là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất của thiết bị Cần xem xét sự cọ sát hoặc kéo lê phần ứng lên các má cực, cũng như độ mòn và độ nhám ở các ổ đỡ trục Nếu phát hiện phần ứng bị xước do cọ sát, có thể sử dụng giấy nhám để đánh lại Trong trường hợp ổ đỡ trục phần ứng bị mòn hoặc trục phần ứng bị cong, cần tiến hành tiện lại hoặc thay mới để duy trì hoạt động hiệu quả.

- 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

KIỂM TRA CUỘN DÂY PHẦN ỨNG BẰNG RÔ NHA-NGOÀI

Phương pháp kiểm tra cuộn dây bằng rô-nha ngoài

a Sử dụng bàn rô-nha ngoài và lá thép mỏng:

- Để kiểm tra ngắn mạch của các bối dây phần ứng động cơ điện vạn năng, dùng phương pháp này kiểm tra khá chính xác:

Hình 4.1: Hình dáng bên ngoài của rô nha b Sử dụng bàn Rô – Nha ngoài và đồng hồ ampe kế

- Kiểm tra ngắn mạch, thông mạch của cuộn dây phần ứng:

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

Thực hiện kiểm tra cuộn dây phần ứng bằng rô-nha ngoài

a Sử dụng bàn rô-nha ngoài và lá thép mỏng kiểm tra: ( Trình tự thực hiện kiểm tra và thao động tác như sau )

Hình 4.3: Kiểm tra ngắn mạch cuộn dây phần ứng dùng rô nha ngoài

+ Đặt rotor lên bàn RO-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

Để đảm bảo an toàn kỹ thuật, nếu lá thép bị rung ở rãnh của rotor, có thể gây ra chạm chập các vòng dây Để kiểm tra tình trạng này, cần sử dụng bàn Rô – Nha ngoài và đồng hồ ampe kế để thực hiện kiểm tra ngắn mạch và thông mạch của cuộn dây phần ứng Trình tự kiểm tra và thao tác cần được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo hiệu quả.

Để kiểm tra thông mạch cuộn dây phần ứng bằng rô nha ngoài, đặt rotor lên bàn Rô-Nha và mở công tắc bàn cùng với công tắc (mA) ở thang đo LOW Sau đó, đặt mũi đo vào hai lam đồng kế tiếp nhau, nghiêng một góc từ 15° đến 45° và xoay tròn rotor, giữ nguyên mũi đo để kiểm tra lam đồng tiếp theo.

Nếu đồng hồ (mA) hiển thị giá trị khác nhau và có giá trị cao ở một số bối dây, điều này cho thấy bối dây đó đã bị ngắn mạch một số vòng dây bên trong.

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

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

Kiểm tra cuộn dây phần ứng để phát hiện đứt gãy, lớp cách điện bị cháy và các nối kết hàn không chắc chắn Trong nhiều trường hợp, cuộn dây được hàn với thanh của bộ đảo mạch, và những nối kết này không thể sửa chữa bằng hàn lại, mà chỉ có thể thay thế bằng phần ứng mới.

Kiểm tra sự ngắn mạch và chạm mass của phần ứng; nếu phát hiện phần ứng bị ngắn mạch hoặc chạm mass, cần thay thế bằng phần ứng mới tương đương hoặc thực hiện quấn lại Đồng thời, cũng cần tiến hành kiểm tra cuộn dây stator để đảm bảo hoạt động hiệu quả.

- Kiểm tra sự chạm mass cuộn dây stator:

Để kiểm tra máy khởi động, sử dụng bóng đèn và dòng điện xoay chiều: một que đầu dò chạm vào vỏ máy khởi động, que còn lại chạm vào cuộn dây stator Nếu có cuộn đấu song song, cần tách mass đầu cuộn dây trước khi thực hiện kiểm tra.

+ Yêu cầu đèn không sáng là tốt

Hình 4.5: Kiểm tra sự chạm mass cuộn dây stator dùng bóng đèn

- Kiểm tra sự thông mạch của cuộn dây stator:

Sử dụng bóng đèn và dòng điện xoay chiều để kiểm tra cuộn dây stator bằng cách đặt một đầu que dò vào đầu chung của cuộn dây và đầu còn lại vào đầu khác của cuộn dây.

+ Đèn không sáng là tốt

- Kiểm tra sự chạm chập của cuộn dây stator:

Kiểm tra sự thông mạch của cuộn dây stator dùng bóng đèn

- Phần ứng: Dùng đồng hồ đo giá trị điện trở của hai đầu bối dây rotor

Hình 4.7: Kiểm tra giá trị điện trở các bối dây rồi so sánh

Sử dụng đồng hồ VOM để đo điện trở bằng cách đặt thang đo điện trở và kiểm tra ở hai đầu bối dây So sánh giá trị điện trở thu được với yêu cầu kỹ thuật; nếu giá trị điện trở nhỏ hơn quy định, điều này cho thấy cuộn dây có thể bị chạm chập.

- Phần cảm : Dùng đồng hồ đo điện, tiến hành những phép kiểm tra sau đây + Thông mạch giữa các dây dẫn chổi than (nhóm A) và dây dẫn

Hình 4.8: 1 Dây chổi than (nhómA); 2 Dây dẫn; 3 Rotor; 4 Cuộn cảm; 5 Thông mạch; 6 Dây chổi than(nhóm B); 7 Phần cảm (khung từ)

+ Dây dẫn chổi than bao gồm 2 nhóm; một được nối với dây dẫn (nhóm A) và nhóm kia được nối với stato (nhóm B)

Kiểm tra thông mạch trong dây dẫn và dây chổi than là rất quan trọng Hai dây dẫn chổi than có thông mạch được phân loại vào nhóm A, trong khi hai dây dẫn không có thông mạch thuộc về nhóm B.

+ Kiểm tra thông mạch giữa dây chổi than và dây dẫn sẽ giúp xác định xem có hở mạch trong cuộn cảm hay không

+ Kiểm tra cách điện giữa dây chổi than và phần cảm sẽ giúp xác định xem có ngắn mạch xảy ra trong cuộn cảm hay không

- Nếu những hư hỏng nhẹ có thể sửa chữa và hư hỏng nặng thì thay thế phần cảm mới

Kiểm tra khớp truyền động là rất quan trọng, bao gồm việc xem xét vết mòn trên các răng của bộ ly hợp một chiều Nếu phát hiện bộ ly hợp một chiều hoặc vành răng bị sứt mẻ, rạn nứt, hoặc các răng quá mòn, cần thay thế ngay để đảm bảo hiệu suất hoạt động Các răng trên bánh răng của bộ ly hợp một chiều phải ăn khớp với vành răng hơn một nửa chiều cao răng trên vành răng để đảm bảo sự hoạt động ổn định và hiệu quả.

- Kiểm tra sự khoá chặt bộ ly hợp một chiều, bánh răng phải quay theo một chiều tự do và không quay theo chiều ngược lại

SỬA CHỮA VÀNH CHỈNH LƯU

Phương pháp sửa chữa vành chỉnh lưu

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 máy phát hoạt động roto quay và phát ra dòng điên, tia lữa điện

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

Bẩn và cháy ảnh hưởng đến dòng điện, làm giảm chức năng của máy phát Để khắc phục, cần làm sạch cổ góp và rôto bằng giẻ và chổi Nếu mức độ bẩn quá nhiều, nên thay thế cụm rôto Ngoài ra, cần kiểm tra cách điện giữa cổ góp và rôto, cũng như kiểm tra độ côn và vênh đảo trục.

- Dùng đồng hồ đo điện trở, kiểm tra thông mạch giữa các cổ góp

- Rôto là một nam châm điện quay và có một cuộn dây bên trong Cả hai đầu của cuộn dây được nối với cổ góp

- Kiểm tra thông mạch giữa cổ góp có thể sử dụng để phát hiện mở mạch bên trong cuộn dây

- Nếu nhận thấy có vấn đề trong khi kiểm tra cách điện và hay thông mạch, hãy thay rôto

- Dùng thước kẹp kiểm tra độ côn, độ méo của cổ góp.

Sửa chữa vành chỉnh lưu

* Các thao tác thực hiện kiểm tra sửa chữa vành chỉnh lưu: a Kiểm tra cách điện giữa cổ góp và rôto:

- Dùng đồng hồ đo điện trở, kiểm tra cách điện giữa cổ góp và rôto

Giữa cổ góp và rôto có một trạng thái ngăn cách giúp cắt dòng điện Khi cuộn dây trong rôto bị ngắn mạch, dòng điện sẽ chạy giữa cuộn dây và rôto Việc kiểm tra cách điện giữa cổ góp và rôto có thể giúp phát hiện ngắn mạch trong cuộn dây Nếu phát hiện vấn đề trong quá trình kiểm tra cách điện hoặc thông mạch, cần thay thế rôto ngay lập tức.

Hình 5.1: Kiểm tra cách điện giữa cổ góp và rôto:

- Dùng mắt quan sát sự cháy rổ của cổ góp

- Kiểm tra độ côn, độ méo của cổ góp

Hình 5.2: Kiểm tra độ côn của cổ góp dùng thước kẹp (panme)

Đo đường kính ngoài của cổ góp bằng thước kẹp để xác định tình trạng mòn Nếu kết quả vượt quá giới hạn tiêu chuẩn, cần thay rôto ngay lập tức Cổ góp tiếp xúc với chổi than trong quá trình quay, tạo ra dòng điện Khi đường kính ngoài của cổ góp thấp hơn giá trị tiêu chuẩn, tiếp xúc giữa cổ góp và chổi than không đủ, ảnh hưởng đến việc tuần hoàn dòng điện Điều này có thể làm giảm khả năng tiếp điện và gây ra tia lửa điện lớn, dẫn đến hư hỏng động cơ.

- Kiểm tra độ đảo của cổ góp:

Hình 5.3: Kiểm tra độ đảo của cổ góp dùng đồng hồ so lệch đo ngoài

Để kiểm tra gá rotor trên máy tiện hoặc khối V, cần sử dụng đồng hồ so lệch đo ngoài Yêu cầu kỹ thuật là độ đảo cho phép phải nhỏ hơn 0,05mm để đảm bảo rô hoạt động bình thường.

Còn nếu lớn hơn > 0.05mm thì phải thay mới hoặc cân chỉnh nắn lại trục rô to

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

- Độ côn, độ méo vượt quá giá tri 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

Kiểm tra phần ứng là cần thiết để đánh giá sự cọ sát hoặc kéo lê lên các má cực, đồng thời xem xét độ mòn và độ nhám ở các ổ đỡ trục Nếu phát hiện phần ứng bị xước do cọ sát, cần sử dụng giấy nhám để đánh bóng lại Trong trường hợp ổ đỡ trục phần ứng bị mòn hoặc trục phần ứng bị cong, có thể thực hiện tiện lại hoặc thay thế bằng bộ phận mới.

Kiểm tra cuộn dây phần ứng để phát hiện đứt gãy, lớp cách điện bị cháy và các nối kết hàn không chắc chắn Trong nhiều phần ứng, cuộn dây được hàn với thanh của bộ đảo mạch, và các nối kết này không thể sửa chữa bằng hàn lại; giải pháp duy nhất là thay thế phần ứng mới.

Kiểm tra sự ngắn mạch và chạm mass của phần ứng bằng đồng hồ VOM Nếu phát hiện phần ứng bị ngắn mạch hoặc chạm mass, cần thay thế bằng phần ứng mới tương đương.

QUẤN BỘ DÂY STATO ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG

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

a Đối với động cơ điện vạn năng stato:

Động cơ điện vạn năng thường được chế tạo với hai cực (2p = 2) hoặc bốn cực (2p = 4), có khả năng điều chỉnh tốc độ hoặc không Việc điều chỉnh tốc độ của động cơ dựa trên nguyên tắc giảm điện áp đưa vào động cơ thông qua cuộn kháng, thường được quấn chung với cuộn dây cực từ trong rãnh cực từ.

Cực từ rãnh cực từ

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

Hình 6.2: Cấu tạo stato động cơ điện vạn năng 2p = 4 b Vẽ sơ đồ trải stator động cơ điện vạn năng khi không điều chỉnh tốc độ

* Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ trải stator động cơ vạn điện năng (2p = 2), không điều chỉnh tốc độ

Hình 6.3: Sơ đồ nguyên lý động cơ điện vạn năng

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

Hình 6.5: Sơ đồ trải dây quấn stato 2p=4 không điều chỉnh tốc độ c Vẽ sơ đồ trải stator động cơ điện vạn năng có điều chỉnh tốc độ

Cuộn tốc độ Phần cảm Cuộn tốc độ p.ứng

Hình 6.6: Sơ đồ nguyên lý động cơ điện vạn năng có điều chỉnh tốc độ

* Sơ đồ trải stator động cơ điện vạn năng

Cuộn dây số Cuộn dây phần cảm

Hình 6.7: Sơ đồ trải stator động cơ điện vạn năng 2p = 2 có điều chỉnh tốc độ.

Phương pháp quấn dây stator động cơ điện vạn năng

Mỗi loại động cơ có kích thước bối dây khác nhau, do đó cần thiết phải thiết kế khuôn quấn riêng cho từng loại động cơ Tuy nhiên, đối với động cơ điện vạn năng, các bối dây ở stator có độ rộng cực từ đồng nhất, cho phép chúng ta sử dụng một loại khuôn quấn đồng nhất.

Để làm khuôn, bạn cần uốn một đoạn dây đồng mềm và đặt nó vào hai rãnh của cực từ Tiếp theo, dùng tay bẻ hai đầu dây vòng tròn xuống hai đầu dây còn lại và quấn lại để tạo thành một vòng dây mẫu.

Hình 6.8a: Cực từ Hình 6.8b: Chu vi khuôn quấn vòng dây mẫu

Để quấn cuộn dây mẫu, đầu tiên, bạn cần đặt vòng dây mẫu vào khuôn quấn và điều chỉnh khuôn cho phù hợp Sau khi cố định khuôn, tiến hành quấn bối dây mẫu theo số vòng đã tính toán, lưu ý rằng các vòng dây phải song song với nhau để đảm bảo thuận tiện trong quá trình vào dây.

Quấn dây stato động cơ điện vạn năng

3.1 Dây quấn 1 cấp tốc độ

*Trình tự lồng dây vào rãnh stator động cơ điện vạn năng

Bước 1: Xem lại sơ đồ khai triển dây quấn của động cơ sắp lắp dây Đếm lại số vòng dây và nhóm bối dây theo sơ đồ

Hình 6.8 minh họa sơ đồ trải stator 2p=2 không điều chỉnh tốc độ Bước 2 là lấy ra bối dây của nhóm bối dây dự kiến lắp vào rãnh cực từ và tháo bỏ dây cột phụ của 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

Bóp cong hai đầu bối dây và lồng dây vào rãnh cực từ, đồng thời để đầu nối ở một phía để dễ dàng thực hiện việc nối dây sau này.

Bước 6: Sử dụng các ngón tay để giữ các cạnh tác dụng thẳng và sóng, đồng thời đặt bàn tay trái sát một đầu khe rãnh cực từ Đầu khe rãnh cực từ cần được cong lại tương tự, chú ý không đè ấn để tránh làm cong hoặc gấp khúc cạnh bối dây Hãy quan sát tình trạng bối dây đã được đặt gọn trong lớp cách điện của khe rãnh cực từ.

Bước 7: Vuốt lại hai đầu dây của bối dây và cạnh tác dụng còn lại, sau đó đưa cạnh tác dụng còn lại vào đúng vị trí khe rãnh cực từ theo sơ đồ.

Bước 8: Cần chỉnh sửa các nhóm bối dây để đảm bảo gọn gàng và thẩm mỹ, lưu ý không để phần đầu bối dây cản trở việc lắp đặt rotor và không chạm vào nắp hoặc thân động cơ Sau đó, hãy nối dây cho các nhóm theo sơ đồ và sử dụng dây cotton để đai gọn các đầu dây lại.

Bước 9: Đấu dây stator động cơ điện vạn năng:

Để kiểm tra sự phù hợp của các số đánh dấu ở đầu dây ra với sơ đồ trải và sơ đồ đấu dây, hãy đặt thang đo VOM ở vị trí Rx1 và điều chỉnh kim chỉ thị về 0 Sử dụng 2 que đo VOM để kiểm tra sự liền mạch tại từng cặp đầu cuộn dây quấn; nếu giá trị R nằm trong khoảng vài Ω đến vài chục Ω, cuộn dây được coi là liền mạch Cuối cùng, hãy thử nghiệm các đầu dây nối theo sơ đồ đấu dây để xác định các vị trí nối dây với dây dẫn ra cho phù hợp.

Cắt các đầu dây của mỗi bối dây quấn chỉ, để lại đoạn nối phù hợp bằng kìm cắt dây Sau đó, xỏ ống gen vào các dây cần nối và cạo lớp ê may cách điện ở vị trí đầu nối bằng dao con và giấy nhám Cuối cùng, thực hiện nối dây theo sơ đồ và 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 một đầu dây đo của Megohm vào thân stator và đầu dây còn lại vào từng đầu dây của mỗi cuộn để kiểm tra sự chạm vỏ Quay tay quay Megohm đều tay và đọc giá trị điện trở cách điện trên mặt chỉ thị trong quá trình quay Đồng thời, 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 Lưu ý rằng cả hai trường hợp đều yêu cầu R cách điện phải đạt ≥ 1MΩ.

3.2 Dây quấn 2, 3 cấp tốc độ

* Trình tự lồng dây vào rãnh stator động cơ điện vạn năng

Bước 1: Xem lại sơ đồ khai triển dây quấn của động cơ sắp lắp dây Đếm lại số vòng dây và nhóm bối dây theo sơ đồ

Cuộn tốc độ Phần cảm Cuộn tốc độ p.ứng

Cuộn dây số Cuộn dây phần cảm b Sơ đồ trải stator 2p=2

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 hai đầu bối dây và lồng dây vào rãnh cực từ, để lại đầu nối hướng về một phía nhằm thuận tiện cho việc kết nối dây sau này, như hình vẽ minh họa.

Bước 6: Sử dụng ngón tay để giữ các cạnh tác dụng thẳng và sóng, đồng thời đặt bàn tay trái gần một đầu khe rãnh cực từ Đầu khe rãnh cực từ cũng cần được cong lại tương tự, lưu ý không ấn mạnh để tránh làm cong hay gấp khúc cạnh bối dây Hãy quan sát kỹ tình trạng bối dây đã được sắp xếp gọn gàng trong lớp cách điện của khe rãnh cực từ.

Bước 7: Vuốt lại hai đầu dây của bối dây và cạnh tác dụng còn lại, sau đó đưa cạnh tác dụng còn lại vào đúng vị trí khe rãnh cực từ theo sơ đồ.

Bước 8: Cần chỉnh sửa các nhóm bối dây cho gọn gàng và thẩm mỹ, chú ý không để phần đầu các nhóm bối dây cản trở việc lắp đặt rotor cũng như không chạm vào nắp hoặc thân động cơ Sau đó, kết nối dây theo sơ đồ và sử dụng dây cotton để buộc gọn các đầu dây lại.

Bước 9: Đấu dây stator động cơ điện vạn năng:

Quan sát sự phù hợp của các số đánh dấu ở đầu dây ra với sơ đồ trải và sơ đồ đấu dây Đặt thang đo VOM ở vị trí Rx1 và điều chỉnh kim chỉ thị về 0 Tiếp theo, đặt 2 que đo VOM đúng cách để thực hiện phép đo.

Kiểm tra sự liền mạch của cuộn dây bằng cách đo giá trị R ở từng cặp đầu cuộn Nếu giá trị này dao động từ vài  đến vài chục , cuộn dây được coi là liền mạch Hãy ướm thử các đầu dây nối theo sơ đồ đấu dây để xác định vị trí nối dây với dây dẫn một cách phù hợp.

Cắt các đầu dây của mỗi bối dây quấn chỉ, để lại đoạn nối phù hợp bằng kìm cắt dây Sau đó, xỏ ống gen vào các dây cần nối Tiếp theo, cạo lớp ê may cách điện bằng dao con và giấy nhám tại các vị trí đầu nối, rồi thực hiện nối dây theo sơ đồ đã định Cuối cùng, hàn chì các đầu nối để đảm bảo sự kết nối chắc chắn.

- 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)

QUẤN BỘ DÂY RÔ TO ĐỘNG CƠ ĐIÊN VẠN NĂNG

Vẽ sơ đồ trải dây quấn rô to động cơ điện vạn năng

a Một số khái niệm cơ bản

- Trục cực từ stato: là đường thẳng đi qua hai mặt cực stato

- Trục trung tính hình học có thể định nghĩa là đường thẳng đi qua tâm rôto và thẳng góc trục cực từ stato

- Tùy theo vị trí đặt chổi than, ta sẽ đưa đầu dây lên phiến góp bằng nhiều

( rãnh nguyên tố ) chỉ đề cập đến nếu dây quấn bố trí theo dạng 2 lớp

Trong một rãnh thực, có thể xuất hiện nhiều rãnh phần tử tùy thuộc vào mối quan hệ giữa số rãnh Z của rôto và số phiến góp K của cổ góp Cụ thể, nếu K = m.Z (với m = 1), thì sẽ có sự tương ứng nhất định giữa các yếu tố này.

2, 3 ….) thì trong một rãnh thực chứa m rãnh phần tử

Rãnh thực chứa một rãnh phần tử

Rãnh thực chứa 2 hay 3 rãnh phần tử

Bước phiến góp là khoảng cách giữa hai phiến góp ở đầu đầu và đầu cuối của bối dây quấn Dây quấn rô to của động cơ vạn năng được phân loại thành nhiều loại khác nhau.

Ta có nhiều tiêu chuẩn phân loại cho dây quấn rôto đông 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

Khi sắp xếp các đầu ra dây cho các bối dây kế tiếp nhau, ta có thể hình thành dây quấn xếp tiến hoặc lùi, cũng như dây quấn sóng tiến hay lùi Trong trường hợp dây quấn sóng, nếu rãnh thực chỉ chứa một rãnh phần tử, dây quấn sẽ ở dạng đơn giản (K = Z) Ngược lại, nếu rãnh thực chứa nhiều hơn một rãnh phần tử, dây quấn sẽ thuộc dạng phức tạp.

- 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 là trường hợp đặc biệt của đá lệch phải Để thực hiện việc quấn rô to, cần vẽ sơ đồ trải dây 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

- Ze: tổng số rãnh phần tử trên rôto

- 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 mZ = K và m = 1, ta có đơn vị y1 bằng rãnh thực

Trong đó, ta dùng dấu ( + ) thì đạt được dây quấn xếp tiến, dùng dấu ( - ) thì đạt được dây quấn xếp lùi

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

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

Bước 1: Xác định các số liệu cần thiết:

Số rãnh Z của rôto và số cực 2p, kiểu quấn dây

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

Tính m K và suy ra Ze

Bước 3: Xác định các bước y, y1, y2, yc cho dây quấn Suy ra số nhánh song song a

Bước 4:: Lập bảng xác định cách bố trí các bối dây trên rôto

- Phương pháp xác định như sau:

- Đánh số thứ tự cho các rãnh kể cả rãnh phần tử

- Căn cứ theo các giá trị y1 và y2 (đơn vị tính theo rãnh phần tử ) để lập bảng bố trí theo hình thức sau đây

Số thứ tự rãnh chứa cạnh tác dụng trên : [ ] [ ] y1+

Số thứ tự rãnh chứa cạch tác dụng dưới : [ y1 + 1]’ [ ]’

Trong quá trình lập bảng, cần xác định số thứ tự rãnh, bao gồm số 0, số âm và số dương có giá trị lớn hơn Ze Để thực hiện điều này, chúng ta phải tìm và quy đổi tương đương theo quy tắc y2.

* Nếu số thứ tự là 0 hay số âm:

Số thứ tự tương đương = số hiện có + Ze

* Nếu số thứ tự là dương và lớn hơn Ze:

Số thứ tự tương đương = số hiện có - Ze

Thực hiện vẽ sơ đồ khai triển

Xác định cách bố trí các bối dây rôto, khi rôto có 2p = 2, Z = K = 12

Bước 1: Xác định số liệu cần thiết ban đầu

 1 và Ze = Z = K, một rãnh thực chỉ chứa một rãnh phần tử

Bước 2: Xác định bước dây quấn: y  Z e

Nếu chọn dấu ( + ), tính y1 là bước dài, ít gặp trong thực tế vì hao tốn vật liệu và khó thi công trong quấn dây

Nếu chọn b = 0, y1 là bước đủ

Nếu chọn dấu ( - ), tính y1 là bước ngắn ( thường sử dụng ) Thông thường chọn chọn sao cho y1 có bước ngắn và ngắn hơn bước cực từ một rãnh thực

Cụ thể, trường hợp này ta chọn y1 = 6 – b và b = 1, y1 = 5 rãnh thực

Ta có m = 1, nên yc =  1 là tối đa, bố trí dây quấn xếp tiến thì yc = 1

Ta được bước tổng hợp y = yc = 1, bước thứ hai của dây quấn có giá trị như sau: y2 = y - y1 = 1 – 5 = 4 rãnh thực

Số nhánh song song trong rôto là a = 2p | yc | = 2.1 = 2 nhánh

Bước 3 : Lập bảng số xác định bảng bố trí các bối dây trong rôto:

Lập bảng bố trí bối dây cho rôto theo kiểu xếp tiến từ ví dụ 1 Khi sử dụng dây quấn xếp lùi, ta có y1 = 5 rãnh thực, và với công thức y = yc – 1, ta tính được y2 = y – y1 = -6 rãnh thực.

Bảng bố trí cho các bối dây lập được như sau:

Ví Dụ 2: Xác định cách bố trí các bối dây rôto, khi rôto có 2p = 2, Z = 12, K = 24 Dạng quấn là xếp tiến

 2 và Ze = K = 24 rãnh phần tử

Xác định bước dây quấn: y  Z e

2 Trong trường hợp dây quấn xếp phức tạp, giá trị y1 tính theo rãnh phần tử, khi rút ngắn bước cho y1 , xảy ra hai trường hợp sau:

+ Với y1 đã rút ngắn, giá trị y1 này khi quy thành rãnh thực nếu y1 nguyên dây quấn dạng xếp thông thường

+ Với y1 rút ngắn, khi tính y1 theo đơn vị rãnh thực mà y1 không nguyên dây qâ1n dạng xếp bước chia

Trong ví dụ này, khi chọn y1 = 12 – b với:

+ y1 = 12 – b ( b = 2 ), y1 rãnh phần tử hay tương ứng khi quy đổi y1 =5 rãnh thực Dây quấn là dạng thông thường

+ y1 = 12 – b ( b = 1 ), y1 rãnh phần tử hay tương ứng khi quy đổi y1 =5,5 rãnh thực Trường hợp này dây quấn dạng bước chia

Tạm thời ta chọn y1 = 10 hoặc y1 = 11 để xét tiếp

Khi m = 2, có thể chọn yc tối đa bằng m, do đó trong trường hợp này đối với yc ta có 4 khả năng :

Nếu | yc | = 1 số mạch nhánh a = 2 nhánh

Khi yc = +1 (xếp tiến ) và y1 = -1 ( xếp lùi )

Nếu |yc | = 2, rôto có a = 4 nhánh

Khi yc = +2 (xếp tiến ) và y1 = -2 ( xếp lùi )

Bảng tóm tắt các khả năng có thể xảy ra sau:

1 11 +1 2 nhánh Dạng xép tiến, bước chia

2 rãnh -1 Dạng xếp lùi, bước chia phần

3 tử +2 4 nhánh Dạng xép tiến, bước chia

4 -2 Dạng xếp lùi, bước chia

5 11 +1 2 nhánh Dạng xép tiến thông thường

6 rãnh -1 Dạng xếp lùi thông thường phần

7 tử +2 4 nhánh Dạng xép tiến thông thường

8 -2 Dạng xếp lùi thông thường

38 dưới chứa cạnh tác dụng lẻ Vậy mỗi bảng số xem như tương ứng hai mạch nhánh trong rôto: ( a = 4 nhánh tương ứng 2 bảng ) 10 12 14 16 18 20 22 24

Tùy theo trường hợp chọn lựa để bố trí dây quấn trong 8 trường hợp trên, tính y2 và lập bảng số

Chọn trường hợp 3, ứng với giá trị: y1 = 11 rãnh phần tử, y = yc = +2, a = 4 nhánh, lúc đó y2 = y - y1 = 2 – 11 = -9 rãnh phần tử

Bảng bố trí dây quấn có dạng sau:

Trong bảng này, cạnh trên chỉ chứa giá trị lẻ, trong khi cạnh dưới chỉ chứa giá trị chẵn Do đó, cần lập thêm một bảng bố trí khác với cạnh trên có chứa cạnh tác dụng chẵn và cạnh dưới có giá trị lẻ.

Vẽ các rãnh phần tử và rãnh thực bằng cách sử dụng các đoạn song song, đảm bảo chúng có độ dài bằng nhau và cách đều Đừng quên đánh số thứ tự cho từng rãnh phần tử và rãnh thực để dễ dàng nhận diện và theo dõi.

+ Vẽ cạnh tác dụng trên và dưới trong rãnh bắng các nét vẽ liên tục hay gián đoạn

+ Vẽ các phiến góp trên cổ góp, chú ý vị trí tương đối giữa đường kéo dài rãnh và vị trí phiến góp

+ Dựa vào bảng bố trí dựng sơ đồ khai triển dây quấn

+ Đặt chổi than vào cổ góp, cho dòng điện vào một chổi than và đi ra ở chổi than còn lại để kiểm tra cực tính dây rôto

* Vẽ sơ đồ trải dây quấn rô to

Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn rôto có bảng bố trí thành lập trong ví dụ 1

Hình 7.1: Dây quấn xếp tiến, hai lớp đơn giản, hai mạch nhánh (K = Z = 12, 2p=2)

Hình 7.2: Dây quấn xếp với đầu ra đá lệch trái hai phiến góp (K = Z = 12, 2p = 2 )

Hình 7.3:Dây quấn xếp với đầu ra đá lệch phải hai phiến góp ( K = Z = 12, 2p = 2 )

Hình 7.5: Dây quấn xếp lùi (K = Z = 12, 2p = 2 ) d Vẽ sơ đồ trải dây quấn rô to theo kiểu quấn sóng:

Trình tự bố trí và xây dựng sơ đồ khai triển cho dây quấn sóng tương tự như dây quấn xếp lớp Tuy nhiên, công thức xác định bước dây quấn sóng được sử dụng là: y = Z e.

Để tạo ra a = 2m, cần có số mạch nhánh song song là 2 Đối với động cơ với 2p = 2 dây quấn sóng, sự khác biệt giữa dây quấn sóng và dây quấn xếp sẽ trở nên rõ ràng khi 2p > 2.

Ví Dụ 3: Vẽ sơ đồ dây quấn sóng cho rôto động cơ vạn năng có Z = K = 12, 2p = 2 Chọn cách đưa đầu dây lên phiến góp đá lệch trái là 2

Bước 2: Xác định các bước dây quấn: y  Z e

Chọn y1 = 6 – b và b = 1, nên y1 = 5 rãnh thực.Nếu chọn yc = y = 13, ta có dây quấn sóng dạng tiến Nếu chọn yc = y = 12, ta có dây quấn sóng dạng lùi

Bước 3: Số nhánh song song a = 2m = 2.1 = 2

Bước 4: Bảng xác định bối dây được thành lập như sau:

Trong công nghệ quấn dây cho rôto động cơ vạn năng, ta thể hiện dây quấn xếp hay sóng theo một trong các phương pháp sau:

Quấn xếp như trong sơ đồ khai triển đã xây dựng

Quấn từng cặp bối dây đan hình V

Quấn từng cặp bối dây song song

Ngoại trừ phương pháp quấn xếp, các phương pháp khác đều được áp dụng theo yêu cầu nhằm đảm bảo tính đối xứng cho các mạch nhánh song song trong rôto khi động cơ quay Điều này cũng giúp cải thiện sự cân bằng động cho rôto sau khi thực hiện quá trình quấn lại dây quấn.

Quấn roto động cơ điện vạn năng

Bước đầu tiên trong quy trình cuốn rô to là đánh dấu số rãnh từ 1 đến Z và xác định đầu dây Tiếp theo, kết nối đầu dây vào phiến góp theo sơ đồ quấn, đảm bảo rằng đầu ra đá lệch sang trái hai phiến góp.

Hình 7.7: Dây quấn xếp với đầu ra đá lệch trái hai phiến góp (K = Z = 12, 2p = 2 )

- Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử nối với nhau theo 1 quy luật nhất định

- Phần tử dây quấn là 1 bối dây gồm 1 hay nhiều vòng dây mà 2 đầu của nó nối vào 2 phiến góp

- Các phần tử nối với nhau thông qua 2 phiến góp đó và làm thành các mạch vòng kín Đầu nối

Hình 7.8: Dây quấn trên cạnh tác dụng và các đầu bối nối vòa phiến góp rotor

Trong một rãnh phần ứng, nếu chỉ có hai cạnh tác dụng với dây quấn hai lớp, thì rãnh đó được gọi là rãnh nguyên tố Ngược lại, nếu trong một rãnh thực có hai lần số lượng cạnh tác dụng, ký hiệu là 2u với u, thì nó không được coi là rãnh nguyên tố.

= 1,2,3 thì rãnh thực đó chia thành u rãnh nguyên tố

Bước 2: Lót cách điện rãnh rô to bằng bìa cách điện Bước 3: Tiến hành quấn từng vòng dây một vào rãnh rô to theo bước quấn y1, y2

Bước 4: Hàn chì các mối nối trên phiến góp, nêm chặt miệng rãnh lại

* Lưu ý : Dây có F > 0.15mm thì đầu dây nối lên phiến góp phải luồn trong ống cách điện

Bước 5: Kiểm tra tổng thể trên Rotor :

- Kiểm tra độ cách điện giữa bộ dây quấn với phần kim loại của Rotor : Dùng mê ga ôm mắc như hình vẽ bên

- Kiểm tra sự chắc chắn của các nêm ở miệng rãnh

- Kiểm tra các mối hàn trên phiến góp

Bước 6: Lắp ráp động cơ vạn năng

- Kiểm tra trước khi đóng điện :

- Kiểm tra phần cơ : Dùng tay xoay trục rotor nếu thấy nhẹ là được

- Kiểm tra cách điện bộ dây với vỏ động cơ ( dùng MΏ)

- Kiểm tra thông mạch ( dùng VOM )

- Kiểm tra điện áp nguồn

* Đóng điện cho động cơ chạy và đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật Chiều quay rotor đúng quy định

Bước 1: Đánh dấu số rãnh của rô to từ 1- Z và đánh dấu đầu dây, đầu tiên vào phiến góp

- Các phần tử nối với nhau thông qua 2 phiến góp đó và làm thành các mạch vòng kín

Rãnh nguyên tố được định nghĩa là rãnh phần ứng (rãnh thực) chỉ có 2 cạnh tác dụng, thường gặp trong dây quấn 2 lớp Trong khi đó, nếu một rãnh thực chứa 2u cạnh tác dụng với u, thì đó cũng là một dạng cấu trúc đáng chú ý trong thiết kế động cơ điện.

Bước 2: Lót cách điện rãnh rô to bằng bìa cách điện

Bước 3: Tiến hành quấn từng vòng dây một vào rãnh rô to theo bước quấn y1,

- Kiểm tra các mối hàn trên phiến góp Bước 6: Lắp ráp động cơ

Tổng số rãnh rôto cần phải là số chẵn, và bước bối dây phải ngắn hơn một rãnh Khi bước bối dây là số chẵn, các cặp bối song song sẽ được quấn liên tục cách nhau 2 rãnh Ngược lại, nếu tổng số rãnh chia cho 2 cho kết quả là số lẻ, các nhóm bối song song sẽ được quấn cách nhau 3 rãnh, tính từ đầu ra của bối thứ 2 trong nhóm song song đầu đến đầu vào của bối thứ nhất trong nhóm song song tiếp theo.

Khi bối dây là số lẻ, bộ dây quấn sẽ bao gồm hai nhóm bối dây độc lập Mỗi cặp bối được quấn song song liên tục và cách nhau bởi hai rãnh.

Khi tổng số rãnh chia hết cho 2 và cho kết quả là số chẵn, các cặp bối dây song song được quấn thành 2 nhóm độc lập Khoảng cách giữa đầu ra của bối cuối trong nhóm thứ nhất và bối đầu của nhóm thứ hai là 2 rãnh Trong quá trình quấn bối dây của rôto, mỗi cặp bối dây song song sẽ có bối khởi đầu nằm trong các rãnh lẻ 1, 3, 5… Nếu số cặp bối song song là số lẻ, cuộn dây sẽ được quấn liên tục và nửa phần bối dây đầu sẽ kết thúc với số bối dây chẵn.

Khi số cặp bối song song là số chẵn, bộ dây sẽ được chia thành hai nửa Nửa phần bối dây đầu sẽ kết thúc với một số bối dây chẵn.

Khi bộ dây có số cặp bối lẻ, một số cặp bối sẽ nằm dưới đáy rãnh Ngược lại, khi số cặp bối là chẵn, các cặp bối thuộc nửa sau của bộ dây sẽ nằm trong phần trên của rãnh.

* Trình tự thực hiện quấn rô to theo từng cặp bối song song

Bước 1: Vẽ sơ đồ tròn dây quấn thực tế trên rô to

Hình 7.10 a: Cặp bối // số 1: Bối 1; rãnh 1- 6, bối 2; rãnh 7- 12

Hình 7.10 b: Cặp bối // số 3: Bối 3; rãnh 3- 8, bối 4; rãnh 2- 9

Hình 7.10 c: Cặp bối // số 5: Bối 5; rãnh 5- 10, bối 6; rãnh 4- 11

Hình 7.10 d: Cặp bối // số 2: Bối 7; rãnh 6- 11, bối 8; rãnh 5- 12

Hình 7.10 e: Cặp bối // số 4: Bối 9; rãnh 8- 1, bối 10; rãnh 7- 2

Hình 7.10 f: Cặp bối // số 6: Bối 11; rãnh 4- 9, bối 12; rãnh 3- 10 Bước 2: Vẽ lại sơ đồ trải theo kiểu dây quấn xếp

Hình 7.11; Dây quấn xếp tiến, hai lớp đơn giản, hai mạch nhánh ( K = Z = 12, 2p = 2 )

Hình 7.12 trình bày sơ đồ mặt cắt của rotor động cơ điện vạn năng và cách nối dây lên phiến góp Bước 3 là đánh dấu số rãnh của rô to từ 1 đến Z và xác định đầu dây đầu tiên vào phiến góp theo sơ đồ tròn.

Bước 4: Lót cách điện rãnh rô to bằng bìa cách điện

Bước 5: Tiến hành quấn từng vòng dây một vào rãnh rô to theo bước quấn y1, y2 theo từng cặp bối song song

Quấn lớp dưới: Cặp bối // số 1: Bối 1; rãnh 1- 6

Bối 2; rãnh 7- 12 Cặp bối // số 3: Bối 3; rãnh 3- 8 Bối 4; rãnh 2- 9

Cặp bối // số 5: Bối 5; rãnh 5- 10 Bối 6; rãnh 4- 11

Bước 8: Lắp ráp động cơ

2.4 Kiểu quấn chữ V (tham khảo thêm)

* Quy tắc tổng quát áp dụng cho bộ dây quấn thành hai nhóm độc lập (bối dây bước chẵn)

- Những bối dây bắt đầu cho các nhóm bối độc lập, song song và đối xứng nhau qua trục rotor

- Những bối dây cuối cùng của các nhóm bối độc lập, song song và đối xứng nhau qua trục rotor

Bối dây bắt đầu và bối dây cuối cùng của một mối nhóm độc lập tạo thành hình chữ V, với hai nhánh đối xứng nhau qua đường kính của rotor, chạy qua đỉnh của chữ V.

- Nhóm bối dây thứ hai mở đầu bằng bối dây song song và đối xứng qua tâm rotor với bối dây mở đầu cho nhóm bối dây thứ nhất

Trong quá trình quấn thực tế, một số dây mang số thứ tự chẵn trong nhóm bối dây đầu tiên sẽ song song với các dây mang số thứ tự lẻ trong nhóm bối dây thứ hai, và điều này cũng áp dụng cho trường hợp ngược lại.

- Các bối dây trong bộ dây quấn bằng phương pháp này luôn luôn là loại bối dây có bước ngắn hơn bước đủ một rãnh

THÍ DỤ 1 :Vẽ sơ đồ quấn dây thực hành cho rotor khi K = Z = 14, 2p = 2 Biết phép quấn dây thực hiện theo lối quấn hình V

GIẢI : Ta có K = Z = 14, 2p = 2, bước bối dây y `1  Z

Với cách quấn thực hành theo lối hình V, các bước quấn dây mô tả theo hình vẽ 5.4

Nếu giả sử sơ đồ khai triển của rotor dùng lối quấn xếp trên bảng bố trí các bối dây trong rotor được mô tả như sau :

Hinh 7.13: Sơ Đồ Khai Triển dây quấn rotor K = Z = 14, 2p = 2

* Trình tự lập sơ đồ tròn quấn rotor theo phương pháp quấn hình V, và thực hiện quấn động cơ trên,

Bước 1: Vẽ Sơ đồ quấn dây thực tế Sơ đ

Bước 2 : Thành lập dây quấn lớp trên , lớp dưới

Bước 3 : Xác định các đầu dây ra nối vào phiên góp

Phiến góp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Đầu ra F 1 F14 F6 F12 F4 F10 F2 F8 F7 F13 F5 F11 F3 F9 Đầu vào S 1 S14 S6 S12 S4 S10 S2 S8 S7 S13 S5 S11 S3 S9

Bước 4 : Vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn rotor động cơ trên

Hình 7.14 : Sơ đồ trải dây quấn rotor kiểu quấn hình V ; K = Z = 14, 2p = 2 Bước 5 Thực hiện quấn hoàn chỉnh rotor động cơ vạn năng trên

Xem lại sơ đồ khai triển dây quấn

- Đánh dấu số rãnh của rô to từ 1- Z và đánh dấu đầu dây, đầu tiên vào phiến góp

- Các phần tử nối với nhau thông qua 2 phiến góp đó và làm thành các mạch vòng kín Đầu nối

Trong một rãnh phần ứng, nếu chỉ có 2 cạnh tác dụng (dây quấn 2 lớp), thì rãnh đó được gọi là rãnh nguyên tố Ngược lại, nếu trong một rãnh thực có 2u cạnh tác dụng với u, thì cấu trúc của rãnh sẽ khác biệt.

- Lót cách điện rãnh rô to bằng bìa cách điện

- Tiến hành quấn từng vòng dây một vào rãnh rô to theo bước quấn y1, y2

Bước 8: Lắp ráp động cơ

TẨM SẤY BỘ DÂY ROTO ĐỘNG CƠ ĐIỆN

SỬA CHỮA MÁY KHOAN TAY

Tiêu đề	Giáo trình Động cơ điện vạn năng
Tác giả	Lại Văn Dũng
Trường học	Trường Cao đẳng Lào Cai
Chuyên ngành	Điện dân dụng
Thể loại	Giáo trình
Năm xuất bản	2017
Thành phố	Lào Cai

Định dạng
Số trang	80
Dung lượng	3,51 MB