Giáo trình Máy điện 2 (Ngành Điện công nghiệp)

Nội dung của giáo trình được biên soạn gồm: Bài 1: Quấn dây máy biến áp một pha công suất nhỏ Bài 2: Sửa chữa dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha Bài 3: Sửa chữa dây quấn stato độ

UBND THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÕNG

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: MÁY ĐIỆN 2

NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Hải Phòng, 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

Thực hiện quyết định số 58/2008QĐ/BLĐTBXH ngày 6 tháng 9 năm 2008

Về việc quy định chương trình khung trình độ Cao đẳng nghề, Trung cấp nghề

Điện Công nghiệp

Máy điện 2 là một môn học chuyên môn chính của nghề Điện Công nghiệp

Tập thể giáo viên khoa Điện – Trường Cao đẳng nghề đã theo đề cương chương

trình khung biên soạn nội dung giáo trình môn học Máy điện 2 để giảng dạy cho

Trung cấp, Cao đẳng nghề

Giáo trình Máy điện 2 được biên soạn phục vụ công tác giảng dạy của giáo

viên, đồng thời làm tài liệu đọc, nghiên cứu cho Học sinh – Sinh viên Nội dung

của giáo trình được biên soạn dễ hiểu và tính thực tiễn cao Người học, đọc có thể

dễ dàng vận dụng lý thuyết vào thực hành trong rèn luyện nghề và hành nghề

Nội dung của giáo trình được biên soạn gồm:

Bài 1: Quấn dây máy biến áp một pha công suất nhỏ

Bài 2: Sửa chữa dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha

Bài 3: Sửa chữa dây quấn stato động cơ không đồng bộ 1 pha

Bài 4: Quấn dây máy điện nâng cao

Trong biên soạn về trình độ cũng như kinh nghiệm trong giảng dạy của

nhóm tác giả có mức độ nhất định nên không thể tránh khỏi khiếm khuyết về

chuyên môn, văn phạm Mong các thầy cô cùng đọc giả đóng góp ý kiến

Tổ bộ môn

BÀI 1:

QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA CÔNG SUẤT NHỎ

1 Mục tiêu của bài:

- Mô tả được cấu tạo, trình bày được nguyên lý làm việc của máy biến áp

một pha

- Vẽ được sơ đồ, xác định được các thông số của máy biến áp ở các trạng

thái làm việc: Không tải, có tải

- Xác định được cực tính của các cuộn dây sơ cấp, thứ cấp của máy biến áp

một pha đảm bảo đúng kỹ thuật và an toàn

- Vận dụng đấu dây và vận hành được máy biến áp làm việc song song

- Tính toán, quấn được máy biến áp một pha công suất nhỏ

- Rèn luyện tính tỷ mỉ, cẩn thận, chính xác, tư duy sáng tạo khoa học trong

học tập

2 Nội dung:

2 1 KHÁI NIỆM

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ,

dùng để biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ

thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi

2 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP MỘT

Lõi thép MBA dùng để dẫn từ thông, được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ

tốt, thường là thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,35  1 mm, mặt ngoài các lá thép

có sơn cách điện rồi ghép lại với nhau thành lõi thép Lõi thép gồm hai phần: Trụ

a Mạch từ không phân nhánh b Mạch từ phân nhánh c Mạch từ hình xuyến

và Gông Trụ T là phần để đặt dây quấn còn gông G là phần nối liền giữa các trụ

để tạo thành mạch từ kín

Nhiệm vụ của dây quấn MBA là nhận năng lượng vào và truyền năng lượng

ra Dây quấn MBA thường làm bằng dây dẫn đồng hoặc nhôm, tiết diện tròn hay

chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện Dây quấn gồm nhiều vòng dây và

lồng vào trụ thép Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và giữa dây quấn và lõi

thép đều có cách điện Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn Khi các

dây quấn đặt trên cùng một trụ thì dây quấn điện áp thấp đặt sát trụ thép còn dây

quấn điện áp cao đặt bên ngoài Làm như vậy sẽ giảm được vật liệu cách điện

Dây quấn MBA có hai loại chính như :

tròn đồng tâm

theo trụ thép

2.2.2 N guyên lý làm việc của máy biến áp

Đặt điện áp xoay chiều u1 vào dây quấn sơ cấp, trong dây quấn sơ sẽ có dòng

i1 Trong lõi thép sẽ có từ thông  móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp,

cảm ứng ra các sđđ e1 và e2 Khi máy biến áp có tải, trong dây quấn thứ sẽ có dòng

điện i2 đưa ra tải với điện áp là u2 Từ thông  móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp

và thứ cấp gọi là từ thông chính

Giả sử điện áp u1sin nên từ thông  cũng biến thiên sin, ta có:

 = m sin t

Theo định luật cảm ứng điện từ, các sđđ cảm ứng e1, e2sinh ra trong dây quấn

sơ cấp và thứ cấp máy biến áp là:

) 90 sin( ωi E 2 ) 90 sin( ωi φ

ωW dt

d φ W

e1   1  1 m  0  1  0

a Dây quấn mạch từ không phân nhánh b Dây quấn mạch từ hình xuyến

) 90

E 2 ) 90

φ ωW dt

1 m

1

1 π 2 fW φ 4,44fW φ

2

φ ωW

E   

m 2 m

2 m

2

2 π 2 fW φ 4,44fW φ

2

φ ωW

Tỉ số biến áp k của máy biến áp:

k =

2W1W2E1

E



Nếu giả thiết máy biến áp đã cho là máy biến áp lý tưởng, nghĩa là bỏ qua sụt

áp gây ra do điện trở và từ thông tản của dây quấn thì E1  U1 và E2  U2 :

Nếu W2 > W1 thì U2 > U1 và I2 < I1 : MBA tăng áp

Nếu W2 < W1 thì U2 < U1 và I2 > I1 : MBA giảm áp

2 3 QUẤN MÁY BIẾN ÁP 1 PHA CÔNG SUẤT NHỎ

2.3 1 Tính toán số liệu:

Bước 1: Đo qui cách lõi từ để xác định công suất của máy biến áp

Có nhiều kiểu lõi ( hinh 1.1 và nhiều kích cỡ nhưng chỉ cần đo chiều rộng

trụ từ (a) và bề dày trụ từ (b) để tính tiết diện của mạch từ ( S) :

S = a x b Công suất máy biến áp phụ thuộc lõi từ tính như sau :

- P là công suất biến áp tinh bằng VA

- S là tiết diện lõi từ tính bằng cm2

- K là hệ số thực nghiệm biến áp nhỏ  100 VA lấy K= (1,2 ÷ 1,5)

Bước 2: Tính số vòng dây (W) ứng với 1 vôn

Số vòng dây quấn phụ thuộc lõi từ, lõi to và tốt thì quấn ít vòng, lõi nhỏ và

xấu thì quấn nhiều vòng Lõi tốt cường độ từ cảm B = 16000  18000 Lõi trung

với máy biến áp có dòng thứ cấp là 1A

Bước 3: Tính toán đường kính dây quấn

Ta biết rằng khi có dòng điện chạy trong dây quấn nó sẽ sinh từ và sinh ra

tác dụng nhiệt Với máy biến áp cỡ nhỏ (không có thông gió) muốn cho khỏi quá

nóng chỉ chọn mật độ dòng điện trong khoảng 3A/1mm2 Vậy quan hệ giữa cỡ dây

và dòng điện là:

Đường kính dây quấn cuộn sơ cấp là :

1

1 1

Δl

I 1,13

φ 

Trong đó:

1 là đường kính dây quấn tính bằng mm

I1 là dòng điện cuộn sơ cấp tính bằng ampe

φ 

Trong đó :

2 là đường kính dây quấn tính bằng mm

I2 là dòng điện cuộn thứ cấp tính bằng ampe

2

l

 là một độ dòng điện chạy trong dây dẫn thứ cấp, thường chọn l2= 3,5

(A/mm2)

2.3.2 Bài tập ứng dụng: Hãy tính toán quấn một máy biến áp cảm ứng 1 pha biết:

U2 = 12v; I2 = 2,5A Điện nguồn vào máy biến áp U1 = 220v; f = 50 Hz

S = 1,4 30 ≈ 7,7 (cm2

)

 ≈ 8 (vòng/ 1 vôn) (Ta sử dụng phe Việt nam)

- Số vòng dây cuộn sơ cấp : W1 = U1 W = 220 × 8 = 1760 (vòng)

- Số vòng dây thứ cấp : W2 = (U2 + 10% U2) W = (12 + 1,2)× 8 ≈ 106 (vòng)

- Dòng điện vào cuộn sơ cấp : 0,14

220

301UnP1

- Đường kính dây quấn cuộn sơ cấp là :

0,253

0141,131

Δl1

I1,131

2,51,132

Δl2

I1,132

Trong đó l2là một độ dòng điện chạy trong dây dẫn thứ cấp, thường chọn l2=

3,5 (A/mm2)

2.3.3 Thi công quấn dây và cấp nguồn cho hoạt động thử:

a Chuẩn bị khuôn quấn

Bước 1: Chọn kiểu khuôn để quấn máy biến áp 1 pha công suất nhỏ

Ta chọn kiểu mạch từ phân nhánh sau:

Bước 2: Chọn vật liệu làm khuôn máy biến áp

Khuôn máy biến áp làm nhiệm vụ cách điện giữa cuộn dây và mạch từ, làm

sườn cứng để định hình cuộn dây, khuôn được làm bằng vật liệu như bìa các tông,

phíp hoặc chất dẻo chịu nhiệt Trường hợp này ta chọn bìa các tông

Sau đây là bảng chọn bìa giấy cát tông cho các loại công suất máy biến áp cỡ

Trường hợp này ta chọn loại bìa các tông có chiều dày 1mm

Bước 3: Làm khuôn máy biến áp dựa vào mạch từ có sẵn

Trong đó

a: Chiều rộng trụ từ (mm) b: Chiều dày của trụ từ (mm) h: Chiều cao trụ từ (mm) c: Chiều rộng của cửa sổ mạch từ (mm)

Để làm khuôn chính xác, đảm bảo kỹ thuật ta chọn:

Sau khi làm khuôn xong, ta tiến hành làm lõi Lấy tâm và khoan lỗ, lắp ghép

để chuẩn bị quấn dây

b Quấn các cuộn dây:

- Thường thì người ta quấn chồng, cuộn sơ cấp quấn trước, cuộn thứ cấp

quấn sau, mỗi lớp dây được lót một lớp giấy cách điện Các vòng dây không được

quấn sát nhau, không quấn chồng lên nhau để tiết kiệm diện tích cửa sổ mạch từ

Các đầu dây được khóa lại chắc chắn, cạo sạch lớp cách điện của đây điện từ và

hàn ngấu đảm bảo chắc chắn vào dây cái

- Quy trình quấn dây các bước:

Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ vật tư và thiết bị: ( kéo, dao tre, đồng hồ vạn

năng, dây điện từ, bàn quấn, ghen cách điện, giấy cách điện, băng dính cách

điện, )

Bước 2: Gá khuôn, má ốp lên bàn quấn và xiết chặt ốc định vị khuôn

Bước 3: Quay thử bàn quấn và chỉnh bộ đếm của bàn quấn về 0

Bước 4: Tiến hành quấn dây

+ Chọn một mặt a trên khuôn quấn để đặt đầu dây ra đầu tiên

+ Xỏ ống gen 1mm vào đầu dây ra (nếu dây điện từ < 0,60 nên gấp 2 hoặc 3

mới xỏ vào ống ghen) và để đầu dây điện từ cách ống gen 1 khoảng (1÷2)cm

+ Khóa chặt vòng dây đầu tiên

a

+ Tiến hành quấn dây rải theo từng lớp

+ Lót giấy cách điện (sau khi quấn xong mỗi lớp dây)

+ Còn khoảng (5 ÷ 15) vòng cuối cùng của cuộn dây thì đặt đoạn giấy cách

điện (hoặc 1 đoạn dây đai) rồi quấn các vòng dây cuối đó đè lên để chuẩn bị khóa

dây của đầu cuối của cuộn dây

+ Xỏ ghen vào đầu dây cuối của cuộn sau đó khóa vòng dây cuối của đầu

dây

+ Tháo khuôn ra khỏi bàn quấn và bọc một lớp giấy cách điện ra bên ngoài

Chú ý:

+ Các đầu dây ra của các cuộn dây phải bố trí ở mặt a của khuôn quấn, các

đầu dây phải đủ dài để thuận lợi cho việc đấu máy biến áp và sắp xếp các đầu dây

phải theo đúng thứ tự để thuận tiện trong việc lắp ráp

+ Các cạch của dây phải nằm siết nhau, không chồng lên nhau để tiết kiệm tối

đa diện tích cửa sổ mạch từ

+ Không được để một vòng dây nào nằm ngoài giấy cách điện

+ Trong quá trình quấn nếu phải nối dây thì nối và hàn cẩn thận và đưa mối

nối đó ra bên ngoài

+ Khi quấn xong cả 2 cuộn dây sơ cấp và thứ cấp phải bọc giấy cách điện bên

ngoài từ (1÷2)lớp

+ Nếu cuộn sơ cấp dùng dây rất nhỏ thì không cần quấn theo lớp mà quấn rải

dây tương đối đều trên bề mặt là được và quấn hết cuộn dây mới đó rồi lót giấy

cách điện

c Lắp ghép mạch từ:

Đối với mạch từ phân nhánh, lá phe chữ E lắp trước và ta ghép so le (đối

xứng) từng lá phe chữ E một, sau đó ta ghép phe chữ I sau Các lá thép cuối cùng

thường rất khó lắp phải dùng búa sắt lót một miếng gỗ đóng dần dần, nhẹ nhàng

cho lá thép ép chặt vào lõi khuôn Cần phải ghép đầy đủ, không được phép ghép

lỏng, máy biến áp sẽ kêu, rung và nóng

d Hoàn chỉnh, chạy thử:

- Hàn 2 đầu dây vào ra cho máy biến áp: Với những máy biến áp dùng cở dây

có đường kính nhỏ, các đầu dây vào ra người ta khoan lỗ sát nhau ở tai khuôn máy

biến áp để quấn vài vòng dây của các đầu vào ra để tránh dây bị đứt vì dây quá bé

Nhiều trường hợp người ta gắn một miếng tôn mạ đồng, mà bạc hoặc miếng đồng

rồi hàn các đầu dây của các cuộn và các đầu dây cấp nguồn và tải

- Cho chạy thử nghiệm: dùng đồng hồ vạn năng đo kiểm tra thông mạch, cuộn

sơ cấp, thứ cấp, đo cách điện với mạch từ và các cuộn dây với nhau Đấu nguồn

điện cho máy biến áp và đo điện áp U2 có đúng với yêu cầu không

- Sau khi máy biến áp làm việc thử đo kiểm tra mba đảm bảo các thông số kỹ

thuật ta tiến hành tẩm sơn cách điện cho máy biến áp sau đó sấy máy biến áp Cách

làm như sau: Nhúng toàn bộ máy biến áp vào chất cách điện (sơn cách điện) cho

tới khi không thấy bọt khí nổi lên nữa mới lấy mba ra và đưa máy biến áp đi sấy

cho khô (phần này được trình bày ở bài 2)

2.4 HIỆN TƯỢNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP Ở MÁY BIẾN ÁP, NGUYÊN

NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC

+ Đối với trường hợp này gây nên hiện tượng điện giật, nếu kèm sự nổ cầu

chì, bốc khói nhẹ thì do sự chạm mát đã làm chập mạch cuộn dây

+ Có thể do bị chạm giữa các cọc nối với vỏ sắt hoặc có sự cố nối tắt giữa

các cọc nối ở các cầu đấu dây của mba Dùng đồng hồ vạn năng các điểm khả nghi

để xác định nơi bị chạm, chập mạch sau đó sửa chữa lại cho hết chạm mát

+ Nếu máy biến áp vẫn vận hành bình thường, thì nơi chạm chỉ có một chỗ,

có thể đường dây ra cọc nối bị tróc lớp cách điện chạm vào vỏ bọc máy biến áp

hoặc cọc nối bị hỏng hoặc chạm mát ở lớp dây tiếp giáp với mạch từ (đối với

trường hợp này thì bằng mắt thường ta không nhìn thấy được) trường hợp này ta

phải quấn lại mba

+ Nếu máy biến áp làm việc bình thường nhưng chạm tay vào vỏ máy bị giật

nhẹ Trường hợp này máy biến áp do bị ẩm dẫn đến điện trở cách điện bị suy giảm

Do đó ta cần sấy lại mba mới cho mba làm việc

+ Nếu máy biến áp bị phát nhiệt quá lớn, có thể là do mạch tiêu thụ quá lớn

Thay lại dây cầu chì đúng tiết điện và chủng loại và cho máy biến áp làm việc ở

trạng thái không tải mà máy biến áp vẫn làm việc bình thường thì kết luận mba bị

quá tải Do đó ta cho mba làm việc với đúng tải định mức

+ Nếu máy biến áp vận hành không tải mà cầu chì vẫn nổ thì chắc chắn máy

biến áp bị chập vòng dây trong cuộn dây, ta phải quấn lại mba Đối với máy biến

áp có công suất nhỏ sự chập vòng dây trong cuộn dây khó làm cầu chì nổ, nhưng

máy biến áp có sự phát nhiệt rất nhanh Đối với máy biến áp dùng để nạp ắc quy

chỉnh lưu cả chu kỳ nếu trong bộ đi ốt bị hỏng (nối tắt) hoặc đấu nhầm 2 cọc

dương, âm cho nhau cũng làm cho cầu chì bị nổ khi cấp nguồn cho bộ máy biến áp

nạp ắc quy này

+ Do phụ tải đấu vào máy biến áp lớn hơn công suất cho phép của máy biến

áp, dẫn đến khi máy biến áp khi làm việc sẽ phát ra tiếng rung(rè,rè) để máy biến

áp làm việc một lúc sẽ phát nhiệt lớn Trường hợp này máy biến áp không được cắt

nguồn sẽ bị cháy máy biến áp Để khắc phục ta phải giảm tải cho máy biến áp về

công suất định mức của máy

+ Do đấu điện áp không đúng với điện áp định mức của máy biến áp (điện áp

nguồn điện lớn hơn điện áp định mức của máy biến áp)

+ Do mạch từ ghép không chặt, phải siết chặt lại các bulông để ép giữa các lá

thép lại và kết hợp tẩm chất cách điện vào các khe hở của các lá thếp do bị cong

vênh

+ Do các lá thép mạch từ kém phẩm chất, do quá han rỉ

+ Do quấn thiếu vòng dây hoặc sai đường kính dây

+ Nhìn chung do nguồn điện vào máy biến áp lúc có lúc không hoặc điện áp

ra bị đứt quảng, nguyên nhân là do tiếp xúc của mối nối kém, kiểm tra lại các mối

nối vào ra của máy biến áp và nối lại cho tốt

4 Hãy tính toán quấn một máy biến áp cách ly 1 pha dùng nạp cho bình ắc quy

biết: Ắc quy 12 v - 100A/h, điện nguồn vào máy biến áp U1 = 220v; f = 50 Hz ;trụ

từ a = 4cm

BÀI 2:

SỬA CHỮA DÂY QUẤN STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

1 Mục tiêu của bài:

- Mô tả được cấu tạo, trình bày được nguyên lý làm việc của động cơ không

đồng bộ 3pha

- Tính toán được các thông số cơ bản của động cơ không đồng bộ 3pha

- Xây dựng được biểu thức môme quay, nhận xét được ý nghĩa các đại lượng

trong biểu thức

- Vận dụng được các phương pháp mở máy, phương pháp điều chỉnh tốc độ

động cơ không đồng bộ 3pha

- Tính toán, vẽ được sơ đồ trãi dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha

- Bảo dưỡng và sửa chữa được những hư hỏng thông thường, quấn lại được

bộ dây quấn stato theo số liệu cũ đảm bảo động cơ hoạt động tốt, đúng kỹ thuật và

Cấu tạo của máy điện không đồng bộ được trình bày trên hình 2.1, gồm hai

bộ phận chủ yếu là stator và rotor, ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy và trục máy

Trục làm bằng thép, trên đó gắn mạch từ và dây quấn rotor, ổ bi và phía cuối trục

có gắn một quạt gió để làm mát máy dọc trục

Trong đó: 1 Lõi thép stato; 2.Dây quấn stato; 3 Nắp máy; 4 ổ bi; 5 Trục máy;

6.Hộp dầu cực; 7 Lõi thép rôto; 8.Thân máy; 9 Quạt gió làm mát; 10 Hộp quạt

a Stator (phần tĩnh)

Stator gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn, ngoài ra còn có vỏ máy

và nắp máy

- Lõi thép

Lõi thép stator có dạng hình trụ, làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, được dập

rãnh bên trong rồi ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục Lõi thép

được ép vào trong vỏ máy

- Dây quấn stator

Dây quấn stator thường được làm bằng dây đồng có bọc cách điện và đặt

trong các rãnh của lõi thép Dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong dây quấn ba

pha stator sẽ tạo nên từ trường quay

b Rotor (phần quay)

Rotor là phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục máy

- Lõi thép

Lõi thép rotor gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau và phía bên

ngoài được xẻ rãnh đặt thanh dẫn và đầu các thanh dẫn được nối vòng ngắn mạch

a Dây quấn rotor lồng sóc; b Lõi thép rotor; c Ký hiệu động cơ

a) Lá thép stator và roto b) Lõi thép stator

(hình 2.2a) Tương tự lõi thép stator cũng ghép lại với nhau, phía trong lõi thép

được xẻ rãnh để đặt dây quấn và ở giữa có dập lỗ để lắp trục (hình 2.2a)

- Trục

Trục của máy điện không đồng bộ làm bằng thép, trên đó gắn lõi thép rôto

- Dây quấn rotor

Dây quấn rotor của máy điện không đồng bộ có hai kiểu : rotor ngắn mạch

còn gọi là rotor lồng sóc và rotor dây quấn còn gọi rôtor pha

Rotor lồng sóc (hình 2.3b) gồm các thanh đồng hoặc thanh nhôm đặt trong

rãnh và bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở hai đầu Với đồng cơ nhỏ, dây

quấn rotor được đúc nguyên khối gồm thanh dẫn, vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt

và cánh quạt làm mát (hình 2.3a và hình 2.3b ) Các động cơ công suất trên 100kW

thanh dẫn làm bằng đồng được đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vào vành ngắn

mạch

Rotor dây quấn Trên lõi thép Roto người ta quấn cuộn dây giống như dây

quấn ba pha stator và có cùng số cực từ như dây quấn stator Dây quấn kiểu này

luôn luôn đấu sao (Y) và có ba đầu ra đấu vào ba vành trượt gắn ở trục quay của

rotor và cách điện với trục Ba chổi than cố định và luôn tỳ trên vành trượt nầy để

dẫn điện vào một biến trở cũng nối sao nằm ngoài động cơ để khởi động hoặc điều

chỉnh tốc độ

c Vỏ máy

Vỏ máy gồm có thân và nắp, thường làm bằng gang

2.1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha

Để máy điện không đồng bộ làm việc ở chế độ động cơ điện Dây quấn

stator nối vào lưới điện, rotor kín mạch và trục nối với máy công tác

- Sơ đồ nguyên lý:

Khi đóng cầu dao CD sẽ có dòng điện ba pha chạy trong dây quấn stato thì

trong khe hở không khí xuất hiện từ trường quay với tốc độ n1 = 60f1/p (f1 là tần số

lưới điện; p là số đôi cực từ của máy; n1 là tốc độ từ trường quay bậc một) Từ

trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi sắt rôto, làm

cảm ứng trong dây quấn rôto các sđđ E2 Do rôto kín mạch nên trong dây quấn rôto

có dòng điện I2 chạy qua Dây quấn rotor có I2 lại nằm trong từ trường stator nên

phải chịu một lực điện từ Fđt tác dụng, chiều Fđt xác định bằng quy tắc bàn tay trái,

do đó sinh ra mômen điện từ Mđt là mômen quay Mq đối với trục làm rôtor quay

tốc độ (n) cùng chiều từ trường quay Tốc độ rôtor (n) luôn luôn nhỏ hơn (n1), nên

gọi là động cơ không đồng bộ

Nếu n = n1 thì tốc độ tương đối n2 = n1 – n = 0 nên E2 = 0, I2 = 0, Fđt =0 do

đó Mđt = Mq= 0 Lúc này buộc (n) quay chậm lại, tức n < n1

DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

2.2.1 Các đại lƣợng đặc trƣng của dây quấn động cơ - kiều quấn đồng tâm

a Các đại lượng dặc trưng của dây quấn

 Số rãnh của một pha dưới một cực từ q:

2p.m

Z

q ( rãnh) Trong đó, m là số pha; còn q có thể là số nguyên, cũng có thể là phân số

 Bước dây quấn y :

Bước dây quấn y1 là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của một phần tử

ε2p

Z

y1   (rãnh)

y2 = y1 + 2 (rãnh)

y3 = y2 + 2 (rãnh)

Vậy yphải là số nguyên Có các trường hợp:

  = 0  y1 = T dây quấn bước đủ

  > 0  y1 > T dây quấn bước dài

  < 0  y1 < T (hay y = 0,8 T) dây quấn bước ngắn

Muốn có sđđ cảm ứng trong phần tử dây quấn lớn nhấ thì y = T

 Rãnh đấu dây của các nhóm bối trong một pha Z đ:

Zđ = 3q + 1

 Khoảng cách các đấu dây của các pha Đ V:

Đv = 2q + 1 (rãnh)

b Bài tập ứng dụng: Tính toán, vẽ sơ đồ trãi động cơ KĐB 3 pha - kiểu quấn

q =

m P

Z

.

3 4

24

= 2 (rãnh) + Bước quấn dây :

y1 = T = 6 (rãnh )

y2 = y1 + 2 = 6 + 2 = 8 (rãnh) + Rãnh đấu dây của các nhóm bối trong một pha:

Zđ = 3q + 1 = 3.2 + 1 = 6 + 1 = 7 (rãnh) + Khoảng cách các đấu dây của các pha:

 Số rãnh của một pha dưới một cực từ q:

2p.m

Z

q ( rãnh) Trong đó, m là số pha; còn q có thể là số nguyên, cũng có thể là phân số

 Bước dây quấn y :

Bước dây quấn y1 là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của một phần tử

ε2p

Z

y  (rãnh)

Vậy yphải là số nguyên Có các trường hợp:

  = 0  y = T dây quấn bước đủ

  > 0  y > T dây quấn bước dài

  < 0  y < T (hay y = 0,8 T) dây quấn bước ngắn

Muốn có sđđ cảm ứng trong phần tử dây quấn lớn nhất thì y = T

 Rãnh đấu dây của các nhóm bối trong một pha Z đ :

Zđ = 3q (rãnh), ( Nếu q là số lẻ)

Zđ = 3q + 1 (rãnh), ( Nếu q là số chẵn)

 Khoảng cách các đấu dây của các pha là:

Đv = 2q + 1 (rãnh)

b Bài tập ứng dụng:Tính toán, vẽ sơ đồ trãi động cơ KĐB 3 pha - kiểu quấn đồng

q =

m P

Z

.

3 4

24

= 2 (rãnh) + Bước quấn dây :

y = T = 6 (rãnh) + Rãnh đấu dây của các nhóm bối trong một pha:

Zđ = 3q + 1 = 3.2 + 1 = 6 + 1 = 7 (rãnh) + Khoảng cách các đấu dây của các pha:

Đv = 2q + 1 = 2.2 + 1 = 5 (rãnh)

 Số rãnh của một pha dưới một cực từ q:

2p.m

Z

q (rãnh) Trong đó, m là số pha; còn q có thể là số nguyên, cũng có thể là phân số

 Bước dây quấn y :

Bước dây quấn y1 là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của một phần tử

ε2p

Z

y  (rãnh)

Vậy yphải là số nguyên Có các trường hợp:

  = 0  y = T dây quấn bước đủ

  > 0  y > T dây quấn bước dài

  < 0  y < T (hay y = 0,8 T) dây quấn bước ngắn

Muốn có sđđ cảm ứng trong phần tử dây quấn lớn nhấ thì y = T

 Rãnh đấu dây của các nhóm bối trong một pha Z đ:

b Bài tập ứng dụng: Tính toán, vẽ sơ đồ trãi động cơ KĐB 3 pha - kiểu quấn

q =

m P

Z

.

3 4

24

= 2 ( rãnh ) + Bước quấn dây :

y = T = 6 (rãnh) + Rãnh đấu dây của các nhóm bối trong một pha:

Zđ = 3q + 1 = 3.2 + 1 = 6 + 1 = 7 (rãnh) + Khoảng cách các đấu dây của các pha:

Đv = 2q + 1 = 2.2 + 1 = 5 (rãnh)

- Sơ đồ trãi:

2.3 KỸ THUẬT QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

2.3 1 Khảo sát tháo các chi tiết của động cơ

Bước 1: Tháo puli ra khỏi trục động cơ

Sử dụng vam (cảo) 2, 3 chạc hoặc dùng bàn ép thủy lực ép cho puli ra khỏi

Bước 2: Tháo nắp che cánh quạt gió(bộ phận che cánh quạt)

Bước 3: Tháo cánh quạt gió

Tháo then giữa cánh quạt và trục động cơ, sử dụng vam để tháo hoặc sử

dụng hai bulông phù hợp để tháo cánh quạt

Bước 4: Tháo bulông của nắp(mạch bích) trước hoặc nắp sau của động

cơ

Dùng dụng cụ phù hợp tháo mặt bích phía trước và phía sau động cơ

Bước 5: Tháo Rôto ra khỏi Stato

Dùng tay đỡ 2 đầu trục động cơ và lựa đưa Rôto ra khỏi Stato, tránh trớt

và đứt dây

2.3 2 Tháo dây quấn (dây cũ) ra khỏi Stato và lấy số liệu dây quấn

Bước 1: Tháo dây quấn ra khỏi Stato

- Dùng kìm, cưa hoặc đục cắt bỏ một đầu nối của bối dây

- Dùng vít dẹp (loại đóng) đẩy mạnh ở phần đầu nối kia để tháo bối dây ra

ngoài Có thể chia làm nhiều tao nhỏ để giảm lực thao tác

- Trường hợp cuộn dây được tẩm sơn cách điện quá cứng không thực hiện

như trên được ta tiến hành như sau:

+ Dùng vít dẹp (vít đóng) hoặc lưỡi cưa sắt phá bỏ nêm tre ở miệng rãnh

+ Dùng kìm nhọn (mỏ vịt) tháo từng tao dây ra ngoài

+ Khi đã tháo được khoảng 1/3 thì có thể bẩy phần đầu nối để lấy toàn bộ

phần còn lại ra ngoài

- Đếm chính xác số vòng của mỗi bối dây

- Đo đường kính dây bằng panmer

2.3.3 Làm vệ sinh Stato

- Dùng dao nhọn, lưỡi cưa sắt cạo sạch giấy cách điện, vecni còn bám

bên trong rãnh

- Dùng dao bén, dũa mịn, giấy nhám cắt bỏ phần bavia nếu có ở miệng

rãnh, răng bị trầy xước

- Cạo sạch, dùng khí nén thổi sạch các vật bẩn đã được cạo ra khỏi rãnh và

lau khô

2.3.4 Đo, cắt giấy cách điện và lót rãnh Stato

a Đo, cắt giấy cách điện

Sau khi làm sạch rãnh Stato chúng ta đo chiều dài Stato

L: là chiều dài thực tế rãnh Stato

L1: là phần bìa giấy gấp bên ngoài rãnh Stato

- Với động cơ 3 pha có P< 1000W thì L1= (5 ÷ 6)mm

- Với động cơ 3 pha có 1000W < P < 5000W thì L1= (6 ÷ 10)mm

- Với động cơ 3 pha có 5000W < P < 33000W thì L1= (10 ÷ 20)mm

- Với động cơ 3 pha có P > 33000W thì L1= (20 ÷ 30)mm

b Lót rãnh Stato:

- Gấp giấy cách điện theo kích thước L1

- Lồng giấy cách (sau khi đã được gấp) vào rãnh Stato ấn tịnh tiến theo

chiều mũi tên và dùng nong tre nong rãnh Stato để giấy lót ôm lấy rãnh

- Định vị giấy cách điện trong rãnh Stato

Lưu ý: Khi lót cách điện rãnh cho các động cơ có công suất nhỏ dưới

1HP có thể chọn giấy cách điện dày 0,2mm Nếu động cơ lớn hơn, cấp cách

điện A, thì chọn giấy dày (0,35 ÷ 0,40)mm Đối với động cơ có công suất lớn,

nên tăng cường thêm 1 lớp giấy phim, hoặc mica…tùy theo cấp cách điện

Để tăng cường độn bền về cơ, nên gấp mí ở đầu miệng rãnh, tránh giấy

cách điện bị rách trong lúc vào dây

2.3 5 Quấn (hay đánh) các bối dây cho từng pha dây quấn

- Đo bối dây: căn cứ vào bước quấn dây (y) để ta đo bối dây

Trong quá trình quấn (hay đánh) các bối dây của từng pha dây quấn, chúng ta

dùng khuôn quấn dây có dạng nửa hình trụ

Khi quấn đủ số vòng của bối dây thì chúng ta dùng dây cột 2 cạnh của bối dây

đó lại rồi mới quấn bối dây kế tiếp của nhóm bối đó Các nhóm bối dây của một

pha được quấn dính liền nhau, không cắt rời từng bối

Hình 2-17 Lót rãnh Stato

Khi quấn đủ số bối trong của nhóm bối ta cắt dây đầu cuối của nhóm bối ra

khỏi lô dây và tháo các bối dây ra khỏi khuôn quấn

2.3.6 Lồng dây xuống rãnh Stato

Khi bắt đầu lồng dây vào rãnh Stato chúng ta cần chuẩn bị dao tre, giấy cách

điện, kéo, nêm tre, sơ đồ trãi của dây quấn

Ta có thể lồng dây theo thứ tự từng pha ( lồng hết nhóm bối của pha A sau đó

mới lồng đến các nhóm bối của pha B, sau đó lồng đến các nhóm bối của pha C ),

phương pháp lồng dây kiểu này thì được gọi là lồng dây hình đài sen

Ta cũng có thể lồng dây theo thứ tự (nhóm bối số 1 của pha A), kế tiếp chúng

ta lồng (nhóm bối số 1 của pha B), tiếp theo ta lồng (nhóm bối số 1 của pha C ),

tiếp theo ta lồng (nhóm bối số 2 của pha A), kế tiếp chúng ta lồng (nhóm bối số 2

của pha B), tiếp theo ta lồng (nhóm bối số 2 của pha C ) Lồng tương tự như trên

cho hết số nhóm bối của các pha, phương pháp lồng dây kiểu này thì được gọi là

lồng dây hình dế Lưu ý đối với lồng dây kiểu này ta phải để cạnh thứ nhất của

nhóm bối dây thứ nhất của pha đầu tiên (pha A)

a Quấn đồng khuôn b Quấn đồng tâm

- Các thao tác chuẩn bị trước khi bắt đầu lồng dây gồm chỉnh sửa các cạnh

dây của các bối dây song song (sóng mượt)

(chỉ tháo dây cột của một cạnh bối dây)

a Lồng dây hình đài sen b Lồng dây hình dế

- Xới dây từng vòng dây của cạnh tác dụng ra sắp song song, không làm rối

các vòng dây phía đầu bối

Thao tác gở rối các vòng dây phía cạnh tác dụng và các đầu bối dây, trước khi

bắt đầu lồng dây (lưu ý thao tác gỡ rối sắp song song các vòng dây nên thực hiện

cho từng bối dây trước khi lồng bối dây đó vào rãnh)

Chú ý: Trước khi lồng dây vào rãnh chúng ta chỉnh chiều quấn các bối dây

cho đúng chiều, nắn các bối dây cho thu gọn vừa lọt vào lòng Stato, sau đó đặt các

đầu dây ra của các bối dây đối diện với Stato (phía có lỗ lồng dây cấp nguồn cho

động cơ) và xoay 1800 để bỏ dây vào rãnh, sắp xếp các bối dây theo đúng thứ tự

- Dùng giấy cách điện tạo máng trượt để cho dây vào rãnh tránh bị trớt (sước) dây

và đồng thời dùng giấy cách điện lót cạnh dây chờ của bối dây (cạnh dây chưa lồng

vào rãnh) đối với trường hợp quấn dây hình dế → hai tay cầm vào 2 đầu của cạnh

tác dụng để giữ song song các vòng dây Chú ý, đầu dây ra của từng bối dây phải

đặt ở đáy rãnh → Khi dây xuống rãnh nếu thấy lượng dây đã cho vào rãnh hơi

chắn chỗ thì ta dùng dao vào dây (dao tre) trãi dây như sau: một tay giữ 1 đầu của

cạnh tác dụng, tay còn lại dùng giao tre trãi dây dọc theo rãnh để cho dây tuột

xuống rãnh, khi dây đã xuống hết rãnh ta lấy giấy lót tạo ngáng trượt ra → sau đó

đưa giấy cách điện đậy miệng rãnh lại để không cho dây bật ra khỏi rãnh → dùng

nêm tre gài (chèn) miệng rãnh Tương tự như vậy ta lồng tiếp các bối dây còn lại

của các pha

các vòng dây

dọc theo rãnh để cho dây tuột xuống rãnh

2.3 7 Đấu dây giữa các nhóm bối trong 1pha và các đầu dây của các pha

- Sau khi lồng dây xong ta tiến hành đấu dây giữa các nhóm bối trong 1 pha

của động cơ và các đầu dây ra của các cuộn dây của các pha ra dây súp theo sơ đồ

trãi

+ Cạo sạch phần dây cần đấu, hàn chắc, cách điện bằng ghen

+ Đầu dây ra phải luồn ghen khoảng 5cm vào sâu trong rãnh Hàn chắc chắn

với dây súp, cách điện bằng ống ghen ra đến bên ngoài

Lưu ý:

Việc hàn các mối nối là một bước quan trọng Vì mối nối kém (tồi) sẽ dẫn tới

tiếp xúc kém và kết quả khi động cơ làm việc thì điểm nối này sẽ sinh nhiệt lớn →

các cuộn dây sẽ bị cháy Do đó mối hàn phải được thực hiện như sau: làm sạch đầu

dây cần hàn bằng dấy ráp, tiếp theo hai dây phải được vặn xoắn chặt với nhau để

Ống ghen cách điện

mối nối

Mối nối giữa dây emay với nhau

đảm bảo việc liên kết cơ khí được chắc chắn, nhớ luồn ống ghen vào một dây xong

với văn xoắn hai đầu dây nối, tiếp đó sử dụng mỏ hàn xung (hoặc nung) cho một ít

nhựa thông vào mối hàn (để tạo kết dính), tiếp theo dùng mỏ hàn phủ lên mối nối

một lớp thiếc, sau đó trượt ống ghen phủ kín mối hàn Chú ý mỏ hàn phải có nguồn

nhiệt đủ lớn để nóng chảy thiếc, tránh mỏ hàn không đủ nguồn nhiệt mà sẽ làm cho

mối hàn không ngấu, thao tác hàn phải nhanh không được nguồn nhiệt quá lâu ở

mối hàn mà có thể làm hỏng lớp emay hay ống nghen Muốn sạch mối hàn ta

nhúng đầu chổi lông vào xăng thơm sau đó quét vào mối hàn

2.3 8 Lót cách điện đầu các nhóm bối dây giữa các pha với nhau và băng đai

- Sau khi hàn nối xong ta sắp xếp gọn các đầu nối → cắt giấy cách điện lót

đầu bối dây của từng pha với nhau, cách làm như sau: Cắt giấy cách điện pha đúng

cách, đưa giấy cách điện vào chỗ giao nhau của các nhóm bối của các pha (các

cuộn dây) với nhau, chỉnh sửa, kiểm tra cách điện giữa chúng bằng cách quan sát

bằng mắt thường và kết hợp với đồng hồ vạn năng đo cách điện giữa các cuộn dây

với nhau, giữa các cuộn dây với lõi sắt Nếu các cuộn dây chạm nhau hoặc chạm

với lõi sắt phải sửa chữa khắc phục sự cố xong mới tiến hành đai dây

- Đai dây đảm bảo gọn đẹp (đảm bảo tính mỹ thuật) và chắc chắn:

+ Uốn nắn định hình bộ dây quấn theo dự tính

+ Dùng dây đai buộc mối rút đầu tiên

+ Đai chặt từng nhóm bối dây, chỉnh sửa giấy cách điện

+ Dùng dao tre hoặc búa cao su định hình đầu các bối dây cho tròn đều sao

cho phía trong không chạm rôto, phía ngoài không chạm vỏ máy

+ Tại vị trí các đầu dây ra phải có ít nhất 2 mối buộc

2.3.9 L ắp ráp, kiểm tra và cấp nguồn cho động cơ hoạt động thử

Bước 1: Lắp ráp động cơ

- Sau khi băng đai xong các đầu bối dây chúng ta tiến hành lắp ráp động cơ:

Cách lắp ráp động cơ ngược lại với quy trình tháo tháo động cơ

+ Cho rôto vào stato: chú ý khi đưa rôto vào stato ta phải thao tác cẩn thận

tránh để rôto chạm vào dây quấn mà có thể làm trớt (sước) dây hoặc làm đứt dây

+ Lắp ráp mặt bích của máy: Khi đưa mặt bích vào đúng vị trí ta dùng bulông

văn định vị vào thân máy, dùng búa cao su gõ đều lên mặt bích động cơ (đối xứng

trục) hoăc dùng miếng gỗ kết hơp búa sắt loại (1÷2)Kg gõ lên mặt bích động cơ,

chú ý không được đóng trực tiếp đầu búa sắt lên mặt bích hoặc bulông động cơ mà

có thể làm rạn hoặc vở mặt bích và làm cong hoặc gẫy bulông Khi nào mặt bích

đã bám chặt thân máy lúc này ta dùng càlê mỏlết sít(vặn) chặt các con bulông lại

và dùng tay quay trục động cơ nếu thấy động cơ quay nhẹ (quay bon) và không có

tiếng kêu lạ như vậy ta đã lắp ráp xong động cơ Lưu ý sít(vặn) đối xứng các con

bulông và lực thao tác vừa phải tránh làm gẫy đứt bulông

+ Đấu các đầu dây của các cuộn dây ra hộp cực