giao trinh dien co

ĐỘNG CƠ ĐIỆN http://www.ebook.edu.vn

Võ Chí Lợi trang 1

Chương I: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Bài 1: KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN I/. Khái niệm Động cơ điện không đồng bộ là loại động cơ xoay chiều làm việc theo nguyên lý

cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của roto n ( tốc độ quay của máy ) khác với tốc độ quay của từ trường n1.

Động cơ điện không đồng bộ có hai day quấn: Dây quấn stato ( sơ cấp ) nối với lưới điện, tần số không đổi f; dây quấn rôto ( thứ cấp ) được nối tắt lại hoặc khép kín qua điện trở; dòng điện trong dây quấn rôto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số không đổi phụ thuộc vào tốc độ của rôto ( nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy).

Củng như các loại động cơ điện quay khác, động cơ điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện, củng như ở chế độ máy phát điện.

Động cơ điện không đồng bộ so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên được sử dụng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt, dưới đây ta chỉ xét động cơ không đồng bộ, động cơ có các loại: động cơ ba pha và một pha.

- Động cơ điện không đồng bộ một pha có công suất nhỏ không quá vài ba kw trở xuống được dùng ở nguồn điện 2 dây. Ví dụ như bơm nước, máy mài hai đá…

+ Động cơ không đồng bộ một pha có vòng ngắn mạch ( công suất dưới 150w ). + Động cơ không đồng bộ một pha dùng tụ điện. - Động cơ điện không đồng bộ 3 pha có công suất lớn được dùng rộng rãi trong các

ngành công nghiệp, các nhà máy xí nghiệp v.v…Ví dụ như máy kéo, máy phát điện có công suất lớn…

Các kiểu động cơ này đều dùng rôto lồng sóc. II/. Phân loại động cơ điện:

ĐC MỞ MÁY BẰNG ĐIỆN TRỞ

ĐC KIỂU ĐIỆN DUNG

ĐC VÒNG CHẬP

ĐC CÓ CUỘN DÂY PHỤ

ĐC ROTO LỒNG SÓC

ĐC ROTO DÂY QUẤN

ĐC ROTO LỒNG SÓC

ĐC ROTO DÂY QUẤN

ĐC DÙNG NCVC

ĐC KIỂU PHẢN ỨNG

ĐC KĐB 3 PHA

ĐC KĐB 1 PHA

ĐC KÍCH TỪ BẰNG NCVC

ĐC KÍCH TỪ BẰNG ĐIỆN

ĐCĐ 1 CHIỀU ĐC ĐB ĐC KĐB

ĐỘNG CƠ ĐIỆN (ĐCĐ)

Trong môn học này ta chỉ đi sâu vào loại động cơ phổ biến và thông dụng nhất hiện nay đó là động cơ không đồng bộ 1 pha và 3 pha rôto lồng sóc.

Bài 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ

KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO LỒNG SÓC

I/. Cấu tạo. Cơ cấu động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) tuỳ theo kiểu loại vỏ bọc kín hoặc hở, là

do hệ thống làm mát bằng cánh quạt thông gió đặt ở bên trong hay bên ngoài động cơ. Nhìn chung ĐCKĐB có hai phần chính là phần tỉnh và phần quay.

1/. Phần tĩnh Phần tĩnh hay còn gọi là stato gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn a). Lõi thép: Là bộ phận dẩn từ của máy có dạng hình trụ rổng, lõi thép được làm bằng các lá

thép kỹ thuật điện dày 0,35 đén 0,5 mm, được dập theo hình vành khăn, phía trong có xẻ rảnh để đặt dây quấn và được sơn phủ trước khi ghép lại.

b). Dây quấn: Dây quấn stato làm bằng dây đồng hoặc dây nhôm (loại dây email) đặt trong các

rảnh của lõi thép. Hai bộ phận chính trên còn có các bộ phận phụ bao bọc lõi thép là vỏ máy được

làm bằng nhôm hoặc gang dùng để giử chặt lõi thép phía dưới là chân đế để bắt chặt vào bệ máy, hai đầu có hai nắp làm bằng vật liệu cùng loại với vỏ máy, trong nắp có ổ đở (hay còn gọi là bạc) dùng để đở trục quay của rôto.

Khung

Chụp gió Cánh quạt

Móc treo

Cuộn dây

Rotor

Bạc đạn

Lắp Hộp đấu nối

Vòng ngắn mạch

1

2 3

4 5

6

7

8

9

10

11

Trục

Hình 1.1: cấu tạo động cơ không đồng bộ



2/. Phần quay. Hay còn gọi là rôto, gồm có lõi thép, dây quấn và trục máy. a). Lõi thép: Có dạng hình trụ đặc làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, dặp thành hình dĩa và ép

chặt lại, trên mặt có các đường rãnh để đặt các thanh dẩn hoặc dây quấn. Lõi thép được ghép chặt với trục quay và đặt trên hai ổ đở của stato.

b). Dây quấn: Trên rôto có hai loại: rôto lồng sốc và rôto dây quấn. - Loại rôto dây quấn có dây quấn giống như stato, loại này có ưu điểm là môment

quay lớn nhưng kết cấu phức tạp, giá thành tương đối cao. - Loại rôto lồng sóc: kết cấu của loại này rất khác với dây quấn của stato. Nó

được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh của rôto, tạo thành các thanh nhôm và được nối ngắn mạch ở hai đầu và có đúc thêm các cánh quạt để làm mát bên trong khi rôto quay.

a/ stato động cơ KĐB b/ rôto Hình 1.2: hình dạng rôto và stato Phần dây quấn được tạo từ các thanh nhôm và hai vòng ngắn mạch có hình

dạng như một cái lồng nên gọi là rôto lồng sóc. Các đường rãnh trên rôto thông thường được dập xiên với trục, nhằm cải thiện đặt tính mở máy và giảm bớt hiện tượng rung chuyển do lực điện từ tác dụng lên rôto không liên tục.

II/. Nguyên lý hoạt động. Muốn cho ĐC làm việc, stato của ĐC cần được cấp dòng điện xoay chiều. Dòng

điện qua dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ: 60. fn

p= (vòng/phút)

trong đó: f- là tần số của nguồn điện p- là số đôi cực của dây quấn stato

Trong quá trình quay từ trường này sẽ quét qua các thanh dẩn của rôto, làm xuất hiện sức điện động cảm ứng. Vì dây quấn rôto là kín mạch nên sức điện động này tạo ra dòng điện trong các thanh dẩn của rôto. Các thanh dẩn có dòng điện lại nằm trong từ trường, nên sẽ tương tác với nhau, tạo ra lực điện từ đặc vào các thanh dẩn.

Tổng hợp các lực này sẽ tạo ra môment quay đối với trục rôto, làm cho rôto quay theo chiều của từ trường.

Khi ĐC làm việc, tốc độ của rôto (n) luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường (n1) ( tứclà n<n1). Thực vậy, nếu n=n1 thì rôto sẽ quay đồng bộ với từ trường, giữa từ trường và thanh dẩn rôto không còn chuyển động tương đối. Lúc đó sức điện động cảm ứng không hình thành, không có dòng điện trong các thanh dẩn do đó lực điện từ củng như môment quay điều bị triệt tiêu.

Kết quả là rôto quay chậm lại nên luôn nhỏ hơn n1, vì thế động cơ được gọi là động cơ không đồng bộ.

Độ sai lệch giữa tốc độ rôto và tốc độ từ trường được goi là hệ số trược, ký hiệu là S và được tính bằng:

Thông thường hệ số trược vào khoảng 2% đến 10%.

1

1

100%n nSn−=



Chương II: CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

ROTOR LỒNG SÓC

I/. Các thông số ghi trên nhãn của động cơ Thông thường trên tất cả các động cơ điện điều có ghi các thông số cơ bản sau; Công suất định mức Pđm (KW) hoặc (HP) Điện áp dây định mức Uđm (V) Dòng điện dây định mức Iđm (A) Tần số dòng điện f (Hz) Tốc độ quay rôto nđm (vòng / phút) hoặc (rpm) Hệ số công suất cosϕ Loại động cơ 3 pha hoặc 1 pha Ngoài các thông số định mức trên bên cạnh đó có những loại động cơ còn có các

thông số phụ như: hiệu suât ( dmη ); mả số vòng bi; cấp cách điện; trọng lượng động cơ;….

II/. Các thông số cơ bản của bộ dây quấn. Ở phần trước ta giới thiệu chung ĐCKĐB và đồng bộ, nó có cấu tạo và nguyên lý

hoạt động như thế nào thông qua đó ta xét thêm quan hệ các thông số của bộ dây quấn được dùng trong động cơ điện như sau:

- Số cực của động cơ 2P. - Số đôi cực của động cơ P. - Bước từ cực τ (khoảng cách của hai cực từ kế tiếp nhau). - Tổng số rảnh trên stato Z. - Số cạnh dây phân bố cho mỗi pha trên mỗi khoảng của bước từ cực q.

dα : Góc lệch pha giữa 2 rãnh kế tiếp nhau (tính theo đơn vị góc điện, lúc đó ta xem mỗi khoảng bước cực trải rộng trong khoomng gian tương ứng 180o điện).

hhα : Góc lệch pha giữa 2 rãnh kế tiếp nhau (tính theo đơn vị góc hình học, lúc đó ta xem mỗi khoảng bước cực từ trải rộng trong không gian tương ứng 180o điện).

α : Góc lệch pha giửa 2 pha kế tiếp nhau (tính theo đơn vị rãnh). y: Bước bối dây. (là khoảng cách giửa 2 cạnh tác dụng của 1 bối dây). III/. Một số khái niệm cơ bản của bộ dây quấn. 1/. Từ cực Được hình thành bởi một bối dây hay nhóm bối dây sau cho khi dòng điện đi qua

sẻ tạo được các từ cực N, S xen kẻ kế tiếp nhau trong cùng các nhóm bối dây của 1 pha, số lượng từ cực N, S luôn là số chẳn.

2Zp

τ = (rãnh)

Ví dụ: Động cơ tốc độ 1500 vòng / phút có tổng số rãnh trên stato Z= 36 rãnh.

Bước từ cực bằng: 36 9

2 4Zp

τ = = = (rãnh)

Vậy tâm của từ cực N ở rãnh số 1 thì tâm của từ cực S kế tiếp ở rãnh số 10. 2/. Bối dây Là tập hợp nhiều vòng dây, được quấn nối tiếp với nhau và được bố trí trên stato

với hình dạng đã định trước, thì đoạn nằm trong rãnh được gọi là cạnh dây, còn phần ở ngoài rãnh là đầu nối của hai cạnh tác dụng.

Bước bối dây là khoảng cách giửa 2 cạnh dây và phần đầu nối đã được bố trí trên stato và được tính theo đơn vị rãnh.

So sánh bước bối dây với bước từ cực ta có: - Bước đủ: y = τ - Bước ngắn: y < τ τ τ τ - Bước dài: y > τ

N y S N y S N y S

Bước bối dây đủ. Bước bối dây ngắn. Bước bối dây dài. Hình 2.2: Dây quấn bước đủ, bước ngắn, bước dài.

N

S

S

N

0180τ =

0180τ = 0180τ =

0180τ =

Hình 2.1: từ cực và cách đấu dây tạo từ cực xen kẻ.



Trong khi thực hành, khi xây dựng sơ đồ dây

quấn ta phải qui ước khi nhìn vào hình vẽ của bối dây(hay nhóm bối dây) đầu nằm ở phía trái là đầu “đầu” đầu còn lại nằm ở phía phải là đầu “cuối”.

3/. Cạnh dây Là các cạnh tác dụng của bối dây được lồng

vào rãnh. Mỗi bối dây có hai cạnh tác dụng khi cho dòng điện đi vào ở một đầu bối dây và đi ra ở đầu còn lại, bước chuyển dịch dòng điện qua hai cạnh tác dụng của bối dây lúc đó ngược chiều nhau.

Như vậy, khi bố trí trên sơ đồ hai cạnh tác dụng của cùng một bối dây phải bố trí trên hai khoảng cực từ lân cận khác nhau.

Bước bối dây (bước dây quấn), là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của cùng một bối dây.

Nếu trên sơ đồ ta có đánh số thứ tự cho từng rãnh stato thì khoảng cách y có thể tính bằng hiệu số giữa hai số thứ tự của 2 rãnh đang chứa 2 cạnh tác dụng của bối dây đó.

Vậy cạnh tác dụng thứ nhất được lồng vào rãnh 2 thì cách 8 rãnh sẽ lồng rãnh còn lại.

Đầu nối bối dây là phần liên kết hai cạnh tác dụng của bối dây, tuỳ theo cách liên kết đầu nối ta có thể đổi được dạng dây quấn, nhưng không thay đổi vị trí rãnh đã phân pha dây quấn. Hay nói cách khác là đổi cách xây dựng sơ đò dây quấn các đàu nối của bối dây.

4/. Nhóm bối dây Trong một pha các nhóm bối dây được hình thành từ các bối dây và phụ thuộc vào

dạng dây quấn đồng thời phụ thuộc vào số rãnh đã phân phối trên một pha trên mổi khoảng bước cực để từ đó bố trí các bối dây theo các rãnh nhất định.

Tuỳ theo dạng dây quấn đồng khuôn hoặc đồng tâm, tập trung hay phân tán ta sẽ bố trí sơ đồ dây quấn khác nhau.

a). Nhóm bối dây quấn đồng khuôn. Nhóm bối dây này có bước từ cực các bối dây điều bằng nhau nên chúng có cùng

một khuôn định hình, các bối dây trong nhóm này củng được nối tiếp với nhau cùng chiều và được bố trí trên stato ở các rãnh kế cận để tạo thành các từ cực xen kẻ nhau.

Hình 2.3: Qui ước cực tính bối dây

Đầu cuối C

trái Phải

Đầu đầu Đ

Thông thường các bối dây trong nhóm bối dây đồng khuôn điều là bước ngắn nên ít tốn dây và được bố trí gọn các đầu của các bối dây. Tuy nhiên, để đạt yêu cầu thì việc lắp các bộ dây quấn ở dạng này phải khó khăn hơn, tốn thời gian nhiều hơn so với dạng dây quấn đồng tâm.

b). Nhóm bối dây đồng tâm. Nhóm bối dây đồng tâm được hình

thành bởi nhiều bối dây có bước bối dây khác nhau và được mắc nối tiếp nhau theo cùng một chiều quấn. Các cạnh dây của mỗi bối chiếm các rãnh kế cận nhau để tạo thành cực.

Để tạo thành nhóm bối dây đồng tâm, người ta quấn liên tiếp dây dẫn theo cùng một chiều quấn lên trên một bộ khuôn có kích thước khác nhau và đặt đồng tâm trên cùng một trực quấn.

Ưu điểm của dây quấn này là dễ lắp đặt bối dây vào stato; tuy nhiên có khuyết điểm là các đầu bối dây chiếm chổ nhiều hơn so với cách mquấn khác.

Dạng nhóm bối dây đồng tâm thường phổ biến trong dây quấn của động cơ một pha và động cơ 3 pha có công suất nhỏ.

Chú ý: Trong quá trình thực hiện dây quấn đồng tâm thì bước bối dây phải theo trình tự từ nhỏ đến lớn nhưng khoảng cách giữa hai bối dây phải cách nhau ít nhất là 2 rãnh.

5/. Cuộn dây. Cuộn dây (còn gọi là 1 pha) là tập hợp nhiều nhóm bối dây được đấu lại với nhau

và thông qua các cách đấu dây để hình thành các từ cực N, S xen kẻ nhau trong cùng một pha (các từ cực luôn là số chẳn).

Hình 2.6: Nhóm bối dây đồng tâm a/. nhóm bối dây đồng tâm b/. khuôn định hình nhóm bối dây

a/ b/

a/

Hình 2.5: Nhóm bối dây đồng khuôn a/ Nhóm bối dây đồng khuôn b/ Khuôn định hình nhóm bối dây

b/



6/. Góc điện.

Góc điện là đại lượng được tính theo thời gian, có đơn vị tính là độ điện, khác với độ hình học.

Trong thực hành, để bố trí các nhóm bối dây trên stato ở vị trí chính xác trên mỗi

khoảng của các bước từ cực trong cùng một pha hoặc hai pha kế tiếp nhau trên một bộ dây quấn nhất định trước hết ta tính góc lệch pha giữa hai rãnh liên tiếp (tính theo góc điện) hoặc góc lệch pha giữa hai pha kế tiếp nhau (tính theo đơn vị rãnh).

Zp

d

0360.=α (góc điện)

Góc lệch pha giữa hai rãnh kế tiếp nhau tính theo độ hình học.

Zhh

0360=α (góc hình học)

Góc lệch pha giữa hai pha liên tiếp nhau tính theo đơn vị rãnh

dαα

00= (rãnh)

00 : góc lệch pha tính theo góc điện. α : Khoảng cánh lệch pha giửa hai pha tình theo số rãnh. VD: Động cơ có hai từ cực 0180=τ điện hay tương ứng với 1800 hình học. Nếu động cơ có 4 từ cực thì bước từ cực 0180=τ điện chỉ tương ứng với 900 hình

học. Tương ứng nếu động cơ có càng nhiều từ cực thì bước từ cực được tính theo độ

hình học càng ít đi.

N

S

S

N

0180τ =

0180τ = 0180τ =

0180τ =

Hình 2.7: Tương quan giữa góc điện và góc hình học

0180τ =

0180τ =

S N

Chương III: SƠ ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Bài 1: PHƯƠNG PHÁP ĐẤU DÂY CHO CÁC NHÓM BỐI DÂY TRONG MỘT PHA

Khi thiết lập sơ đồ dây quấn trên động cơ 3 pha hoặc 1 pha, của các nhóm dây có

thể dấu với nhau tạo thành một pha hoàn chỉnh với các từ cực thật hoặc từ cực giả tuỳ theo sự bố trí các nhóm bối dây nên ta có các cách đấu như sau:

I/. Đấu dây các nhóm bối dây tạo từ cực thật. Trong cách đáu này, các nhóm bối dây trong cùng một pha được bố trí sát nhau và

được nối dây giữa các nhóm, sau cho dong điện qua các nhóm tạo thành các từ cực N, S xen kẻ nhau. Đặc điểm cách đấu này có số nhóm bbói trong một pha bằng số từ cực; khi đấu dây có thể áp dụng quy tắc “Cuối – Cuối” hoặc “Đầu – Đầu”.

II/. Đấu dây các nhóm bối tạo từ cực giả.

Khi muốn đấu dây tạo từ các cực giả cùng dấu hay còn goi là cách đấu dây tạo từ

cực giả thì buộc phải bố trí các nhóm bối trong cùng một pha phải cách xa nhau ít nhất một rãnh trống. Khi đấu dây phải áp dụng quy tắc “Đầu – Cuối” hoặc “Cuối – Đầu”

A

S N N S

Đ Đ Đ Đ C C C C

X Hình 3.1: Đấu dây tạo từ cực thật

S S N N

2P = 4



bằng cách nối các nhóm này với đàu các nhóm kế tiếp, như thế mới tạo được các từ cực cùng dấu.

Đặc điểm của cách đáu này, có số nhóm bối trong cùng một pha bằng ½ số từ cực, cách đấu này áp dụng khi 2p = 2.

Từ cơ sở đó ta có khái niệm mới về từ cực. “Nếu một hoặc nhiều rãnh có chứa những dây dẩn mà có cùng một chiều dòng điện thì chúng hình thành 1 từ cực”. do đó có thể nối tiếp các cạnh dây lại theo một trật tự nào đó, sau cho thoả mản điều kiện khi dòng điện đi qua chúng có cùng một chiều.

Như thế nghĩa là một pha hình thành ít nhất một cặp từ cực.

Lưu ý: ⊕ : Chỉ chiều dòng điện đi vào cạnh dây. : Chỉ chiều dòng điện đi ra cạnh dây. Trong quá trình đấu dây các nhóm bối dây trong một pha ở trường hợp q nguyên ta

áp dụng theo qui tắc sau: - Khi tổng số nhóm bối dây trong một pha bằng số đôi cực P ta áp dụng đấu cực

giả. - Khi tổng số nhóm bối dây trong một pha bằng số cực 2P ta áp dụng đấu cực thật.

Hình 3.3: Mô hình dây quấn tạo từ cực của động cơ điện

Hình 3.4: Mô hình dây quấn tạo từ cực của động cơ điện

Bài 2: PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN

Phương pháp xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn một lớp của động cơ được thể hiện theo trình tự các bước sau: Bước 1 : Xác định tổng số rãnh của lõi thép stato, (kí hiệu: Z) từ đó ta kẻ các đoạn thẳng song song cách đều ứng với số rãnh stato, sau đó đánh số thứ tự từ 1 đến Z. Bước 2 : Tính bước cực và dựa vào đó để phân ra các cực từ trên stato.

p

Z2

=τ (rãnh)

Bước 3 : Tính số rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi bước cực từ.

q = mτ (rãnh)

Trong đó: m: số pha, trường hợp động cơ 1 pha thì lấy m = 2. Ta thấy trong tất cả các sơ đồ dây quấn đồng khuôn đơn giản có bước bối dây là bước đủ thì y = τ . Bước 4 : Phân bố số rãnh stato cho từng pha dây quấn, căn cứ theo các giá trị τ và q vừa tìm được, sau đó căn cứ vào trị số q ta chia các rãnh trên mỗi bước cực cho các pha. Bước 5: Tính góc lệch pha giữa hai pha kế tiếp nhau tính theo số rãnh.

p

Z.3

=α (rãnh)

Căn cứ vào góc lệch pha, xác định các đầu ra của các pha theo trình tự sơ đồ trên mồi khoảng của bước cực. Bước 6 : Xây dựng sơ đồ khai triển cho mỗi pha dây quấn, ta thực hiện các công đoạn sau:

- Vẽ sơ đồ khai triển từng nhóm bối dây cho một pha tương ứng với q đã tính. - Các nhóm bối dây được hình thành bằng cách liên kết các cạnh của các bối dây của

một pha ở hai bước cực kế tiếp nhau theo các kiểu đồng khuôn, đồng tâm, tập trung hay phân tán v.v...

- Nối dây giữa các nhóm bối dây trong cùng một pha sao cho khi dòng điện chạy trong nhóm bối dây của các từ cực đúng bằng số cực của động cơ. - Khi đã hoàn chỉnh một pha ta định đầu và cuối cho các pha nầy (trong lý thuyết thường ký hiệu đầu cho mỗi pha bằng ký tự: A; B; C và cuối cho mỗi pha bằng ký tự X; Y; Z. Như vậy 3 pha ta có được là: A – X; B – Y; C – Z. Bước 7 : Cách vẽ các pha còn lại cũng tương tự như pha ban đầu.



Ví dụ áp dụng

Cho stato của một động cơ không đồng bộ ba pha có 24 rãnh, số cực cần thực hiện 2p = 4 cực. Hãy xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn bước đủ, đồng khuôn, tập trung 1 lớp đơn giản, 3 pha lệch nhau 1200 điện. Bước 1 : Tổng số rãnh Z = 24; 2p = 4. ta kẻ các đoạn thẳng song song cách đều ứng với số rãnh stato như sau:

Bước 2 : Tính bước cực và dựa vào đó để phân ra các cực từ trên stato.

6424

2===

pZτ (rãnh)

Bước 3 : Tính số rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi bước cực từ.

q = 236 ==

mτ rãnh

Ta thấy trong tất cả các sơ đồ dây quấn đồng khuôn đơn giản có bước bối dây là bước đủ, thì y = τ = 6 rãnh và số cạnh dây quấn trên một bước cực của mỗi pha là 2 rãnh, Hay qA = qB = qC = 2 rãnh. Bước 4 : Phân bố số rãnh stato cho từng pha dây quấn, căn cứ theo các giá trị τ và q vừa tìm được, sau đó căn cứ vào trị số q ta chia các rãnh chứa trên mỗi bước cực cho các pha.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

τ 1 τ 2 τ 3 τ 4

Bước 5: Tính góc lệch pha giữa hai pha kế tiếp nhau tính theo số rãnh.

42.3

24.3

===p

Zα rãnh

Sau khi tính ra ta thấy hai pha kế tiếp nhau cách nhau 4 rãnh, được biểu diễn như sau

(pha thứ nhất vào rãnh 1 đầu tiên, pha thứ 2 sẽ vào rãnh số 5, pha thứ 3 sẽ vào rãnh số 9)

Bước 6 : Xây dựng sơ đồ khai triển cho một pha dây quấn, ta thực hiện các công đoạn sau: - Vẽ sơ đồ khai triển từng nhóm bối dây cho một pha tương ứng với q đã tính.

- Khi đã hoàn chỉnh một pha ta định đầu và cuối cho các pha nầy (trong lý thuyết thường ký hiệu đầu cho mỗi pha bằng ký tự: A; B; C và cuối cho mỗi pha bằng ký tự X; Y; Z. Như vậy 3 pha ta có được là: A – X; B – Y; C – Z.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

τ 1 τ 2 τ 3 τ 4

qA qC qB qA qC qB qA qC qB qA qC

τ 1 τ 2 τ 3 τ 4

A1 X2 X1 A2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4



Bước 7 : Trình tự vẽ hai pha còn lại thực hiện như pha ban đầu:

- Vẽ pha thứ hai.

- Vẽ pha thứ ba.

τ 1 τ 2 τ 3 τ 4

A X B Y

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

τ 1 τ 2 τ 3 τ 4

A X B Y C Z

1 2 1 2

a b a b

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

Bài 3: MỘT SỐ SƠ ĐỒ DÂY QUẤN THÔNG DỤNG

I/. Dây quấn 3 pha:

Ở đây ta chỉ giới thiệu các kiểu dây quấn cơ bản sau:

- Dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp.

- Dây quấn đồng tâm tập trung 1 lớp.

- Dây quấn đồng tâm 2 mặt phẳng.

1/. Dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp ( với Z = 24; 2p = 4)

a

b a

2 1

b

2 1

Y X A Z B C

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

Hình 3.11: Sơ đồ khai triển dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp(3 pha lệch nhau1200).

a

b a

2 1

b

2 1

Y X A Z C B

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

Hình 3.12: Sơ đồ khai triển dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp (3 pha lệch nhau 2400).

1 1



2/. Dây quấn đồng tâm xếp lớp: (với Z= 24; 2p = 4). 3/. Dây quấn đồng tâm 2 mặt phẳng: (với Z = 24; 2p = 4) II/. Sơ đồ dây quấn 1 pha. 1/. Sơ đồ quạt bàn. Sơ đồ dây quấn đông khuôn

YZ B

Sơ đồ khai triển dây quấn dạng đồng tâm 2 mặt phẳng (3 pha lệch nhau 1200)..

1 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

2 2

ab

a b

A C X

X

Hình 3.13: Sơ đồ khai triển dây quấn dạng đồng tâm xếp lớp (3 pha lệch nhau 1200)..

b a

2

1

b a

2 1

Y A Z B C

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

a a

1

2 2

X Y

1

A B

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6

Hình 3.15: Sơ đồ dây quấn quạt bàn. (Z = 16; 2p = 4).

2/. Sơ đồ quạt trần

Trong quá trình quấn dây của quạt trần bao gồm hai phần chính gồm cuộn

chạy và cuộn đề sẽ tách rời nhau do đó ta sẽ vẽ riêng từng cuộn và chia điều các rãnh

với nhau.

a). Cuộn chạy.

b). Cuộn đề. 3/. Sơ đồ động cơ không đồng bộ 1 pha. (Z =24; 2p = 2; QA = 8; QB = 4)

X A

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

Hình 3.16: Sơ đồ cuộn chạy dây quấn quạt trần. (Z = 16; 2p = 8).

X A

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

Hình 3.17: Sơ đồ cuộn đề dây quấn quạt trần. (Z = 16; 2p = 8).

1 1

c d

c d

a b

a b

X Y A B

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 201 2 3 4

Hình 3.18: Sơ đồ động cơ 1 pha (Z = 24; 2P = 2).



4/. Sơ đồ động cơ không đồng bộ 1 pha. (Z =24; 2p = 2; QA = QB = 10)

Y B X A 1 1

a1 b1 c1 d1

a1 b1 c1 d1

a b c d

a b c d

Hình 3.19: Sơ đồ động cơ 1 pha (Z = 24; 2P = 2).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4

Chương IV: TÍNH TOÁN SỐ LIÊU DÂY QUẤN

Bài 1: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ MỘT PHA

Trong phần này chỉ hướng dẩn cơ sở để tính toán số liệu dây quấn của động cơ một pha một cách khái quát. Vì động cơ có công suất nhỏ được thiết kế chỉ chịu tác dụng tải trọng nhỏ nên ta có thể tính toán số liệu dây quấn động cơ 1 pha như sau.

Bước 1: Xác định số cực từ 4,0(2 =p ÷

g

t

bD).5,0

Sau khi tính toán xong ta lấy tròn mà chọn phải lớn hơn số liệu đã tính nhưng số từ cực luôn là số chẳn.

Trong đó: Dt – Đường kính trong của stato (cm). bg- Bề dày gông lỏi thép stato. Bước 2: Xác định tốc độ quay của động cơ. 60. fn

p= (vòng/phút).

Trong đó: f – tần số (Hz). P – số đôi cực động cơ. Bước 3: Tính bước từ cực: .

2tD

pπτ = (cm).

Bước 4: Từ thông ở mỗi cực: 40,64. . . .10L Bδτ −Φ = (Wb)

Trong đó: L – chiều dài của stato (cm). Bδ - Mật độ từ (Wb/m2). Tra bảng 4.1 Bảng 4.1:

Loại quạt Bδ (Wb/m2) Loại ĐC 1 pha

Bδ (Wb/m2)

Quạt trần có tụ 0,45 2p = 2 0,65 Quạt bàn có tụ 0,5 2p ≥ 4 0,7 Quạt bàn nhật 0,6

Bước 5: Tính số vòng dây cuộn chạy:

.4, 44. . .

E dmA

dq

K UNf K

=Φ

(vòng/pha).

Trong đó: Kdq – hệ số dây quấn. Udm – Điện áp định mức cho mỗi pha. Φ - từ thông ở mỗi cực từ.

KE – Hệ số điện áp giáng (tỉ số giửa điện áp nguồn nhập vào mỗi pha dây quấn so với sức điện động cảm ứng trên bộ dây quấn mỗi pha).Tra bảng 4.2.



Bảng 4.2:

Loại động cơ Hệ số KE Động cơ 1 pha và 3 pha 0,75 Quạt có tụ điện 0,8

Bước 6: Số vòng dây mỗi bối của cuộn chạy: A

aA

NNQ

= (vòng/bối)

Trong đó: QA – Tổng số bối dây của cuộn chạy. Bước 7: Tiết diện dây cuộn chạy: Trong quá trình xác định tiết diện của một pha thì ta phải xác định tiết diện của

rãnh Sr và số vòng dây dẩn NC chứa trong mỗi rãnh. Tuỳ theo tiết diện rãnh ta có thể tính theo hai diện tích rãnh như sau:

- Đối với rãnh hình thang tiết diện rãnh được tính như sau: ).(.

21

21 ddhSr += (mm2).

Trong đó: h - Chiều cao của rãnh. d1 - Đáy bé hình thang.

d2 - Đáy lớn hình thang. - Đối với rãnh quả lê (hay oval) tiết diện được tính như sau:

8.)

2)(

2(

2221 ddhddSr

π+−+

= (mm2)

Đối với rãnh quả lê (oval) ta lấy d = d2. * Từ đó tính tiết diện dây như sau:

a

rrcdA N

SfS .)( = (mm2).

Trong đó: fr – là hệ số lợi dụng rãnh được chọn 0,45. * Từ đây sẽ tính ra đường kính dây:

AA Sd .13,1= (mm). Bước 8: Kiểm tra hệ số lắp đầy Kld:

75,08,0.

. 2

≤=r

cdald S

dNK

Nếu tính ra nhỏ hơn 0,75 thoả mãn điều kiện thì tính tiếp theo các bước sau, còn không thì phải tính lại.

Trong đó: dcd – đường kính dây dẩn kể cả lớp cách điện. NA –Tổng số dây dẩn trong mỗi rãnh.

Bước 9: Tính số vòng dây của cuộn đề: Đối với ĐC khởi động với pha phụ (không có tụ).

Số vòng dây của pha đề được xác định. NB = 0,5. NA (vòng/pha)

Đối với ĐC khởi động với tụ hoá: Số vòng dây của pha đề được xác định.

NB = 0,6. NA (vòng/pha). Đối với ĐC vận hành với tụ dầu thường trực:

Số vòng dây của pha đề được xác định. NB = 0,5. NA (vòng/pha).

Tính số vòng dây mỗi bối cuộn đề:

B

Bb Q

NN =

Trong đó: QB –Tổng số bối dây cuộn đề. Bước 10: tiết diện dây cuộn đề:

SB = 0,6 . SA (mm2). Bước 11: Tính đường kính dây cuộn đề:

dB = 0,65 . dA (mm). Bước 12: Xác định dòng điện Ip cho phép trong 1 pha được xác định như sau: Bảng 4.3:

Kiểu động cơ Công suất động cơ 1 ÷ 10 KW 10 ÷ 50 KW 50 ÷ 100 KW

Động cơ kiểu hở, thông gió bên trong. 6(A/mm2) 6,5(A/mm2) 5,5(A/mm2)

Động cơ kiểu kín, thổi gió ngoài 5(A/mm2) 5(A/mm2) 4,5(A/mm2)

Ip = J . SA (A). Bước 13: Tính công suất định mức động cơ, áp dụng công thức. . . . osdm P PP U I Cη ϕ=

Trong đó: Up: Điện áp định mức pha (V). Ip: Dòng điện định mức pha (A) Hiệu suất η có thể chọ từ: 0,85

Bước 14: Chọn tụ làm việc cho động cơ: (theo kinh nghiệm). Theo nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ thì tụ điện chiếm phần quan

trọng trong quá trình khởi động và thường dùng tụ điện cho động cơ là tụ điện giấy dầu thường tính bằng Fara nhưng hiện tại trên thị trường không có tụ 1 Fara nên ta có thể dùng ước của Fara có ký hiệu là: McroFara ( Fμ ) và cũng có thể dùng tụ hoá.

Điện dung của tụ được tính theo công thức sau: 2000. ( )

. osIC F

U cμ

ϕ=

Trong đó: C - Tính bằng Micrôfara ( Fμ )

U – Điện áp định mức (V)

I – dòng điện định mức (A)

osc ϕ - Hệ số công suất được chọn bằng 0,75



Bài tập 1: Cho động cơ 1 pha làm việc với tụ thường trực có các số liệu sau: Dt=7cm;

bg=18mm; L=10cm; Kdq=0,96; os 0,75C ϕ = ; fr=0,45; Bδ =0,65Wb/m2; KE=0,75; 0,85η = ;

J=5A/mm2. Biết động cơ có rãnh hình thang d1=7mm; d2=10mm; h=15mm; QA=8;

QB=4.Tính số liệu dây quấn, chon tụ làm việc và công suất định mức khi động cơ làm việc

với nguồn điện 220V – 50Hz.

Bài tập2: Cho động cơ 1 pha làm việc với tụ thường trực có các số liệu sau: Dt=6cm;

bg=16mm; L=8cm; Kdq=0,96; os 0,75C ϕ = ; fr=0,45; Bδ =0,65Wb/m2; KE=0,75; 0,85η = ;

J=5A/mm2. Biết động cơ có rãnh hình quả lê có d1=7mm; d2=10mm; h=15mm;

QA=QB=6.Tính số liệu dây quấn, chon tụ làm việc và công suất định mức khi động cơ làm

việc với nguồn điện 220V – 50Hz.

Bài 2: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ BA PHA

Việc tính toán dây quấn của động cơ 3 pha rất dễ dàng hơn so với cách tính toán dây quấn của động cơ 1 pha vì ở đây ta chỉ tính cho một pha còn các pha còn lại thì lấy như pha đã được tính, các số liệu được tiến hành như sau:

Bước 1: Xác định số cực từ 4,0(2 =p ÷

g

t

bD).5,0

Sau khi tính toán xong ta lấy tròn mà chọn phải lớn hơn số liệu đã tính nhưng số từ cực luôn là số chẳn.

Bước 2: Xác định tốc độ quay của động cơ. 60. fn

p= (vòng/phút).

Trong đó: f – tần số (Hz). P – số đôi cực động cơ. Bước 3: Tính bước từ cực: .

2tD

pπτ = (cm).

Bước 4: Từ thông ở mỗi cực: 40,64. . . .10L Bδτ −Φ = (Wb) Bước 5: Tính số vòng dây của 1 pha:

.4, 44. . .

E dmp

dq

K UNf K

=Φ

(vòng/pha).

Trong đó: Kdq – hệ số dây quấn. Udm – Điện áp định mức của 1 pha. KE – Hệ số điện áp ta chọn 0,75 Bước 6: Số vòng dây của mỗi bối của một pha. Tính vòng dây mỗi cuộn và số dây dẫn trong rãnh. Biết tổng số vòng/pha thì dễ

dàng xác định số vòng dây phân bố cho mỗi bối (bối/pha) tuỳ theo dạng dây quấn và cách đấu dây tạo từ cực, số dây dẫn trong mỗi rãnh được xác định.

Đối với dây quấn 1 lớp: pp

A

NN

Q= (vòng/bối)

Đối với dây quấn 2lớp: 2. pp

A

NN

Q= (vòng/bối)



Bước 7: Tiết diện rãnh Sr - Đối với rãnh hình thang tiết diện rãnh được tính như sau:

).(.21

21 ddhSr += (mm2).

Trong đó: h - Chiều cao của rãnh. d1 - Đáy bé hình thang.

d2 - Đáy lớn hình thang. - Đối với rãnh quả lê (hay oval) tiết diện được tính như sau:

21 2 2 2.( )( )

2 2 8rd d d dS h π+= − + (mm2)

Bước 8: Tiết diện dây dẩn Sd

.r rd

b

f SSN

= (mm2).

Trong đó: fr – là hệ số lợi dụng rãnh được chọn 0,45. Từ đây sẽ tính ra đường kính dây:

1,13.d dd S= (mm). Bước 9 Kiểm tra hệ số lắp đầy Kld:

2. 0,75.0,8b d

ldr

N dKS

= ≤

Nếu tính ra nhỏ hơn 0,75 thoả mãn điều kiện thì tính tiếp theo các bước sau, còn không thì phải tính lại.

Bước 10: Xác định dòng điện Ip cho phép trong cuộn pha. Tuỳ theo dạy động cơ

kiểu kín hoặc hở và cách thông gió giải nhiệt mà ta chọn mật độ dòng J để xác định dòng điện cho phép trong mỗi cuộn pha như sau:

Ip=J.Sd (A) Bước 11 Tính công suất định mức động cơ, áp dụng công thức. 3. . . . osdm P PP U I Cη ϕ= Chọn osC ϕ với 2p=2 - osC ϕ 0,75 2p=2 - osC ϕ 0,75

Chương V: KỸ THUẬT CÁCH ĐIỆN VÀ QUẤN DÂY

Bài 1: PHƯƠNG PHÁP CÁCH ĐIỆN RÃNH VÀ CÁCH ĐIỆN PHA

1/. Các loại giấy cách điện dùng trong máy điện. - Giấy PRESSPAHN - Giấy LAERTHOID - Giấy AMIĂNG - Giấy MICA - Giấy SILICON - VERNI 2/. Phương pháp cách điện rãnh của động cơ. Cách điện rãnh nhằm mục đích cách điện giữa cuộn dây cới stato để tránh chạm

masse. Giấy cách điện phải có dạng của rãnh để ôm sát vào rãnh, tăng hệ số lắp đầy dây (Kid)

Khi lót cách điện rãnh cho các động cơ có công suất nhỏ dưới 1HP, có thể chọn giấy dày 0,2 mm, nếu động cơ lớn hơn cấp cách điện A (liệt kê ở phần sau), thì chọn bề dày giấy từ (0,35mm - 0,4mm). Đối với động cơ có công suất lớn, nên tăng cường thêm 1 lớp giấy phim hoặc mica,… Tuỳ theo cấp cách điện, để tăng cường độ bền về cơ, nên gấp mí ở đầu miệng rãnh, tránh giấy cách điện bị rách trong lúc uốn nắn dây.

- Đô ướm giấy theo kích thước của rãnh và định hình cắt giấy lót theo số rãnh. - Gấp giấy cách điện theo hình vẽ của ránh, gấp hàng loạt đủ số rãnh đã quy định. - Phần đầu gấp phải luôn luôn nằm ngoài lõi thép. - Độ cao phải ngang miệng rãnh.

Hình 5.1: Giấy cách điện rãnh

Đường gấp

L

l l/2

L’

l

(2,5 – 5) Chiều dài rãnh stato



3/. Cách điện pha.

A Z B C

Giấy lót cách điện giữa 2 pha kế tiếp nhau.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3

Hình 5.2: Lót giấy cách điện giửa các pha

Bài 2: CÁNH LÀM KHUÔN VÀ TÍNH CHU VI KHUÔN

Trong công việc quấn dây máy điện thì kích thước của khuôn quấn dây giữ phần quyết định đến công việc lồng dây vào stato. Khuôn làm đúng, lồng vào rãnh dễ, nhanh đảm bảo chất lượng. Khuôn làm dài hoặc rộng hơn tiêu chuẩn, vừa tốn dây, dễ bị chạm vỏ, nắp, dây chạm masse. Nếu khuôn ngắn hoặc hẹp quá thì khó khăn lồng giữa các bối dây lớp sau vào rãnh, bộ dây cũng dễ bị chạm masse và không đút roto vào stato được.

Do đó để chuẩn bị cho công tác làm khuôn ta nên dùng các công cụ cầm tay như: Cưa, đục, khoan tay,…Thông thường ta sử dụng khuôn làm bằng gỗ, làm khuôn gồm hai phần:

- Phần khuôn. - Phần kẹp để kẹp khuôn. Sau đây là hình dáng của một loại khuôn kẹp thông dụng được sử dụng được sử

dụng trong việc thực hiện quấn dây máy điện. 1/. Phương pháp tính chu vi khuôn. Muốn xác định chu vi khuôn, đầu tiên ta xác định hệ số K1, bề dài phần đầu của

mối dây, tính toán khoảng cách giữa hai rãnh liên tiếp.

khuôn Kẹp để kẹp khuôn

Chiều dày của khuôn

Hình 5.3: Sơ đồ khuôn và kẹp khuôn

Cạnh tác dụng

L’ L y

KL

Đầu nối

Hình 5.4: Tính chu vi khuôn quấn



Hệ số KLđược xác định như sau: KL

. .( )t rD hZ

π γ +=

Trong đó: KL: Chiều dài phần đầu nối giữa 02 rãnh kế nhau (mm).

γ : Là hệ số giản dài của phần đầu nối (thay đổi theo 2p). rh : Là chiều cao của rãnh tính đến đỉnh răng (mm) tD : Đường kính trong của stato (mm)

Z : Tổng số rãnh stato. Vậy, ta có chu vi khuôn quấn dây được tính theo công thức sau:

CV = 2.( KL.y + L’ ) Với: L’ = (L + 10) mm

Trong đó: L: Là chiều dài của lõi thép kể cả rãnh thông gió hướng kín. L’: Chiều dài cạnh tác dụng lồng vào rãnh, có tính thêm phần cách điện lót dư ở hai

phía. y: Bước bối dây. Ví dụ: Cho một động cơ 3 pha loại nội địa Nhật Bản có lý lịch như sau: Đường

kính trong Dt = 80 mm, bề dày lõi thép L = 65 mm, chiều cao của rãnh 14 mm, số từ cực 2p = 4; tổng số rãnh Z = 36.

Tính chu vi khuôn khi y = 8, y = 7. Giải:

Tính bề dài đầu nối giữa hai rãnh liên tiếp Trong đó: 1,35γ = ứng với 2p = 4

KL = ( ). . .1,35.(80 14) 11,0736

t tD hZ

π γ π+ += = (mm)

Xác định chu vi khuôn như sau: Ta có: L=(L+10)mm = 65+10 = 75 (mm) * Ứng với y = 8; CV8 = 2.(KL.y +) = 325,12 (mm) Chọn CV8 = 32 (cm). * Ứng với y = 7; CV7 = 2.(11,07+75) = 303,91 (mm) Chọn CV7 = 30 (cm). 2/. Kỹ thuật làm khuôn đơn giản Cách làm khuôn đơn giản nhất là lấy một đoạn dây đồng cỡ từ (0,5 mm đến 1 mm

đặt gá vào lòng trong của stato, theo đường kính của bói dây để làm chuẩn và theo đó mà đo kích thước.

- Chiều dài khuôn L. - Chiều rộng khuôn N. - Chiều dày khuôn D thường lấy thấp hơn chiều cao của rãnh khoảng 3 mm. Nếu động cơ không còn sô bối dây mẫu cũ thì đo kích thước stato để làm khuôn

theo kinh nghiệm sau. - Chiều dài khuôn: L= (1+15) mm

2p γ

2 1,3

4 1,35

6 1,5

8≥ 1,7

Chiều dài ngang khuôn: N = (n+3) mm - Chiều dài khuôn: D = (d-3)mm. Trong đó: L: Chiều dài lõi thép. N: Là khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 rãnh hạ dây. D: Chiều sâu của rãnh. Khi đã chọn quy cách khuôn hợp lý thì lấy một miếng gỗ thông bằng chiều dày D,

cưa chiều dài L và chiều ngang N đúng kích thước, ở giữa khoan một lỗ để bắt trục (khoan đúng tâm) của máy quấn dây.

Đi đôi với khuôn phải có phần kẹp để kẹp khuôn để giữ khi quấn dây. Phần kẹp có chiều ngang lớn hơn 2cm; kích thước chiều dài rộng hơn khuôn khoảng 20mm; 4 cạnh cưa 4 rãnh để đặt dây buộc bối dây khi quấn xong, cùng một lúc có thể làm nhiều khuôn như các bước trên.



Bài 3: KỸ THUẬT QUẤN DÂY CHO CÁC BỐI DÂY

1/. Kỹ thuật quấn và làm khuôn quấn cho các bối dây. Dây quấn máy điện xoay chiều có trách nhiệm cảm ứng được sức điện động nhất

định, đồng thời cũng tham gia vào việc tạo nên từ trường cần thiết cho sự biến đổi năng lượng cơ điện trong máy. Bối dây còn gọi là phần tử dây quấn, gồm nhiều vòng dây có hình dạng và kích thước giống nhau, được quấn nối tiếp và đặt cùng một vị trí trên stato; bối dây có nhiều hình dạng khác nhau và nhiều sơ đồ dây quấn khác nhau, bối dây được biểu diễn như sau:

Trong thực tế, quấn dây là công việc phức tạp, vì kích thước tạo ra phải phù hợp

với khoảng cách cho phép của thân stato, thông qua đó ta có thể quấn từng bối dây hoặc các bối liên tiếp trong cùng một nhóm bối. Do đó vị trí của khuôn và kẹp khuôn được đặt như vẽ bên.

Sau khi làm khuôn xong, ta tiến hành quấn các bối dây của nhóm bối dây quấn cho các pha và chuyển sang các bước sau.

2/. Chọn dây điện từ để quấn động cơ điện. Khi sửa chữa bất cứ một máy điện nào, tốt nhất là lấy mẫu thật đầy đủ các số liệu:

Quy cách dây quấn, trọng lượng, số vòng, tính chất cách điện, cách đấu dây…Quấn lại đúng như cũ, máy sẽ vận hành an toàn đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà chế tạo.

Thực tế thị trường hiện nay có ba loại dây: Dây tròn, dây dẹt… Dây tròn thường được bọc cách điện bằng sợi bông, lụa, tơ thuỷ tinh hoặc men

cách điện (tráng êmay) được gọi là dây điện tử.

1 1

2

a/ b/

Hình 5.5: Kỹ thuật quấn dây với các bối dây khác nhau 1. Cạnh tác dụng a. Bôi dây có 5 vòng dây 2. Phần đầu nối b. Ký hiệu bối dây

Dây dẹt và dây cáp chủ yếu được bọc bằng hai lần sợi, một lần giấy hay một lần sợi hoặc bọc tơ thuỷ tinh, cũng có thể có loại để trần, khi quấn vào máy điện: Rôto động cơ, cuộn dây hạ áp của máy biến thế, máy hạn điện có công suất lới…Mới lót bìa cách điện.

a). Ký hiệu dây quấn cho động cơ điện. Dây quấn máy điện thường dùng là đồng điện phân, mềm, điện trở nhỏ (có thể

dùng dây điện từ lõi nhóm) dây quấn có 3 yêu cầu sau: - Ký hiệu và quy cách quấn dây. - Kích thước dây. - Trọng lượng dây cần có để quấn vào máy. Tuỳ theo từng kiểu động cơ, nhiệt độ làm việc, cấp cách điện mà chọn ký hiệu dây

cho phù hợp. Dây quấn do Liên Xô cũ sản xuất có nhiều cấp cách điện khác nhau được phân loại

theo độ bền nhiệt để quấn vào máy, có nhiệt độ làm việc từ 900C (cấp Y) tới 1800C (cấp H).

Sữa chữa máy điện ở ta hiện nay phổ biến dùng dây quấn cho động cơ điện cấp A, nhiệt độ làm việc tối đa 1050C.

- Những động cơ điện cấp B rất thích hợp với khí hậu nóng ẩm ở nước ta, nhiệt độ tối đa (1100C ÷ 1250C).

b). Kích thước dây quấn. Dây đồng tròn là loại thông dụng nhất để quấn các loại động cơ điện nhỏ và trung

bình, có các cỡ từ (0,02mm ÷ 5,2mm). Dây quấn cho stato động cơ thường chỉ dùng dây điện từ dưới 2mm, máy cần cỡ

dây lớn hơn thường lấy nhiều dây nhỏ quấn song song để dễ làm, cuộn dây tản nhiệt nhanh, máy chạy mát và tốt hơn quấn bằng một sợi dây to cùng tiết diện.

Người ta thường quấn song song từ (2 sợi ÷ 4 sợi) là nhiều, trên cỡ này thì dùng dây vuông, dây dẹt, thanh đồng hoặc dây cáp tạo thành cuôn dây cứng.

Trong sửa chữa thường không có đủ các cỡ dây đường kích khác nhau từ nhỏ đến lớn để lựa chọn. Vậy, phải giải quyết như thế nào? Quấn dây to hơn hay nhỏ hơn một tí có được không?

Nhìn chung, nếu động cơ phải làm việc ở công suất định mức không được quấn dây nhỏ hơn cũ. Vì như vậy, mật độ dòng điện qua dây sẽ cao hơn thiết kế. Động cơ đã quấn lại sẽ không đủ khả năng để làm việc với công suất định mức nên khi kéo tải nó sẽ nóng quá mức, độ bền giảm dễ cháy. Thực tế sai số chỉ cho phép giảm từ (2% đến 3%) so với tiết diện dây cũ.

Động cơ, máy hàn, quạt điện khi sửa chữa không có dây đúng cỡ thì dùng dây to hơn một cấp sẽ tốt hơn nhưng cần lưu ý khi thay dây to hay nhỏ hơn một cấp đều không được tăng hoặc giảm số vòng dây đã quấn cũ, vì tăng vòng dây thì đầy khó quấn làm dây dễ bị tốn hao trong lõi theo tăng, máy bị nóng và dễ cháy.



c). Thay thế cỡ dây để quấn động cơ điện. Khi không có dây đúng cỡ thì cách giải quyết tốt nhất là dùng (2 dây ÷ 3 dây) nhỏ

để quấn song song với nhau hoặc phải quấn bằng dây đơn nhưng stato được nối song song thành 2 đến 3 nhánh (stato phải có các bối ở các nhánh bằng nhau). Trong trường hợp máy đã quấn song song (hoặc có hai nhánh song song) thì dùng dây to hơn nhưng đấu nối tiếp (tất nhiên dây to này phải lọt được qua khe xuống rãnh).

Vấn đề cơ bản là tiết diện của dây sau khi thay đổi phải bằng với tiết diện cũ. Khi quấn song song các sợi phải quấn cùng một lúc lên khuôn để chúng có chiều dài bằng nhau.

* Quấn hai dây song song, tính nhanh theo công thức: dm=0,7.dc (mm) dm: Đường kính dây mới tính bằng (mm). dc: Đường kính dây cũ tính bằng (mm).

* Quấn ba dây song song thì tính nhanh theo công thức: dm=0,7.dc (mm) d). Tính trọng lượng dây quấn. (chưa kể cách điện). Khi đã chọn được cỡ dây, cò cần phải biết khối lượng dây quấn bao nhiêu để mua

cho vừa đủ. Có thể tính toán để tìm ra đáp số nhưng cách làm thực tế để đơn giản là căn cứ vào

khuôn quấn dây. Đô khuôn để biết được chiều dài trung bình một vòng dây rồi từ đó nhân với tổng số vòng dây quấn của các bối dây stato để tìm chiều dài cần phải mua.

Có thể áp dụng công thức sau đây để tính trọng lượng dây, áp dụng cho đồng tròn: G (g/m) = 7.d2

Trong đó: G: Trọng lượng 1 mét dây tính bằng gam. d: Đường kính đây tính bằng (mm).

Bài 4: LỒNG DÂY VÀO RÃNH VÀ NÊM RÃNH

Việc lòng dây vào rãnh được thực hiện theo các bước sau: Bước 1: Xem lại sơ đồ khai triển dây quấn. Bước 2: Đếm lại số bối dây theo sơ đồ. Bước 3: Lấy ra một bối dây sắp lắp vào rãnh rồi tháo bỏ dây cột. Bước 4: Vuốt thẳng 2 cạnh tác dụng của bối dây. Bước 5: Bóp cong phần hai đầu bối dây rồi lồng dây vào rãnh nếu có mối nối ta để

về phía để sau cùng nối dây dễ dàng. Bước 6: Xem chiều dây quấn trong các bối dây rồi chọn khe rãnh đúng sơ đồ để

lắp các cạnh tác dụng. Bước 7: Bóp dẹp cạnh tác dụng bằng tay theo phương thẳng đứng với rãnh rồi đưa

lần lượt từng sợi dây dẫn qua khe rãnh vào gọn trong lớp giấu cách điện đã lót. Bước 8: Giữ các cạnh tác dụng thẳng và song song rồi dùng đũa tre đã chuốt dẹp

bằng tay phải trải dọc theo khe rãnh để đẩy từ từ từng dây dẫn vào rãnh chú ý không nên phủ lên cạnh tác dụng được theo khe rãnh.

Bước 9: 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 rãnh cần lắp theo sơ đồ.

Bước 10: Tiếp tục thao tác lắp dây theo các bước trên. Bước 11: Sửa lại đầu bối dây vừa lắp xong cho gọn và không gây ảnh hưởng đến

việc lắp các bối dây cọn lại. Bước 12: Lắp tiếp theo lần lược các bối dây còn lại theo thứ tự ở sơ đồ khai triển. Bước 13: Lót giấy cách điện phần đầu nối bối dây ngoài rãnh để phân cách lớp các

bối dây hoặc nhóm bối dây. Bước 14: Sửa lại các nhóm bối dây cho gọn và thẩm mỹ, chú ý không để phần đầu

các nhóm bối dây cản đường lắp roto vào và không chạm nắp hay thân động cơ. Bước 15: Vuốt thẳng các đầu dây ra của nhóm bối dây rồi làm dấu theo thứ tự như

sơ đồ trải Bước 16: Nối dây ra cho các nhóm theo sơ đồ, rồi đai gọn các đầu dây bằng dây

cotton. Chú ý: Trong quá trình quấn các bối dây trong một nhóm bối dây, không cắt rời các bối

dây với nhau, do đó cần chú ý đến chiều quấn trong các nhóm bối dây để việc lắp các bối dây vào stato theo một chiều nhất định.



Bài 5: ĐẤU DÂY VÀ HÀN MỐI NỐI

1/. Đấu dây. Trong phần này ta cần thực hiện theo các bước sau: Quan sát sự phù hợp các số đánh dấu và 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 đấu cuộn dây quấn mỗi pha để kiểm tra sự liền

mạch của pha. Nếu giá trị R vào khoảng vài ôm đến vài chục ôm 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 pha dây quấn chỉ để chừa các đoạn nối phù hợp bằng bằng kìm cắt dây.

Xỏ các ống gen vào các dây cần nối. Cạo lớp êmay cách điện bằng dao con và giấy nhám ở các vị trí đầu nối, rồi nối dây

theo sơ đồ nối dây. Bọc các mối nối bằng ống gen. Xếp gọn các đầu nối cho thẩm mỹ rồi đai gọn, chắc chắn bằng sợi cotton. 2/. Phương pháp hàn mối nối. Hàn các mối nối của các nhóm bối dây. Khi hàn cần phải thực hiện ở ngoài dây quấn của động cơ, để mò hàn và chì hàn

nhỏ giọt xuống không làm hỏng dây quấn. Các mối đã hàn được bao phủ bằng gen cách điện. - Đầu đầu của các nhóm bối dây trong cùng một pha được nối với nhau và các đầu

ra của các pha A, B, C và các đầu cuối các pha X, Y, Z được nối ra ngoài để thuận tiện cho việc đấu dây, vị trí hàn được che phủ bằng gen cách điện, gen cách điện cần phải đưa lên ở mỗi phía điểm hàn khoảng 20 mm để tránh chậm chạp.

Bài 6: ĐAI DÂY VÀ KIỂM TRA 1/. Đai dây Trước khi đai cứng định hình bộ dây quấn, phải hàn nối các đầu dây theo sơ đồ

mạch điện, dây đưa ra ngoài được nối với dây dẫn có bọc cách điện PVC hoặc cao su. Các mối nối phải bọc ống gen cách điện cẩn thận và lót giấy cách điện để cách pha trong bộ dây quấn.

Dây đai là loại dây sợi cotton, có thể dùng như hình vẽ sau. Sau khi đã uốn nắn định hình bộ dây quấn theo dự tính, hàn đấu dây giữa các nhóm

bối, hàn nối các đầu dây ra với dây dẫn mềm cách điện PVC hoặc ống gen cách điện. Định vị nơi tập trung đưa ra hộp nối. Cuối cùng tiến hành đai bộ dây quấn và định hình lần cuối để việc đưa dây ra dễ dàng và làm cho bộ dây quấn vững chắt.

Dây đai cotton

Hình 5.6: Đai dây cho các nhóm bối dây

Hình 5.7: Lót giấy cách điện pha

Giấy cách điện



2/. Kiểm tra nguội (kiểm tra thông mạch và chạm vỏ) Dùng VOM hoặc mêga ôm để kiểm tra nguội bằng cách đo điện trở đo kiểm các bộ

dây quấn (do thông mạch) và kiểm tra cách điện giữa cuộn dây và vỏ động cơ (giới thiệu thêm cách đo dùng VOM).

a). Cách đo điện trở dùng mêga ôm. Mêga ôm dùng để đo điện trở lớn từ vài trăm kí lô ôm trởn lên, do đó khi thực hiện

đo điện trở bằng mêga ôm, ta tiến hành kẹp hai đầu đo của mêga ôm vào mỗi đầu dây của từng cuộn riêng biệt để kiểm tra và quay tay quay theo chiều thuận (cùng chiều kim đồng hồ) rồi đọc giá trị trên đồng hồ đo.

b).Kiểm tra chạm vỏ động cơ Kẹp một đầu dây đo của mêga ôm vào thân stato, đầu đầu còn lại lần lượt vào một

đấu dây của mỗi cuộn dây để kiểm tra sự chạm vỏ. quay tay quay mêga ôm điều tay đồng thời đọc giá trị trên điện trở cách điện trên

mặt chỉ thị khi đang quay. Khi đọc giá trị thì điện trở phải lớn hơn hoặc bằng 1MΩ thì lúc đó mới bảo đảm sự

cách điện của cuộn dây với vỏ động cơ.

Hình 5.8: đo thông mạch bằng mêga ôm

Hình 5.9: Kiểm tra độ cách điện của động cơ

Chương VI:PHƯƠNG PHÁP TẨM SẤY ĐỘNG CƠ ĐIỆN Trong quá trình thực hành tính toán quấn lại dây mới đã qua các công đoạn: Quấn

dây, lồng dây vào rảnh, đai dây và vận hành thử cho động cơ hoạt động, muốn động cơ điện đạt công suất định mức sau khi sửa chữa tẩm-sấy thật tốt mới đảm bảo chất lượng và độ bền cần phải qua 3 công đoạn: Sấy chuẩn bị, tẩm sơn cách điện, sấy khô.

1. Sấy chuẩn bị:

Sau khi đã quấn và thử không tải, động cơ chạy tốt thì chuẩn bị tẩm sơn cách điện.

Ta biết rằng trong quá trình quấn dây, hơi ẩm hoặc mồ hôi tay có thể xâm nhập vào dây, bìa cách điện,… nhất là các loại dây bọc sợi càng dễ hút ẩm, cho nên trước khi sơn tẩm phải qua công đoạn sấy chuẩn bị để hơi ẩm bay ra hết.

Thời gian sấy từ (4h÷12h) tuỳ theo loại máy nhỏ hoặc lớn, nhiệt độ từ (1000C÷1100C).

2. Tẩm sơn cách điện: Sơn cách điện là một hổn hợp các chất tạo màng sơn: Nhựa đường – bitum, dầu

nhớt chuyên dùng cho máy điện,… với những dung môi hữu cơ. Khi sấy khô công đoạn tẩm sơn cách điện thể hiện theo 3 cách tẩm khác nhau:

a. Sơn tẩm: Để tẩm vào các cuộn dây của máy điện, thiết bị điện ta thường sử dụng 2

loại sơn cấp A và cấp B: Sơn cách điện cấp A trong nước sản xuất nhiều là sơn gốc bitum có kí hiệu

447 và 458, tuy chịu ẩm tốt nhưng kém chịu dầu, có màu đen. Ở vùng nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm nên dùng loại sơn cách điện cấp B, sơn

dầu gliptan, chất lượng tốt hơn. Hiện nay sửa chữa máy điện ở nước ta thường dùng sơn của Liên Xô cũ (Nga) hoặc 1154 của Trung Quốc có màu vàng sáng để tẩm dây máy điện, màng sơn chịu dầu. Sơn gliptan màu nâu sẫm do xí nghiệp quốc phòng sản xuất hiện có bán trên thị trường, công dụng củng như trên.

b. Sơn phủ: Sau khi đã sơn tẩm để tạo một lớp màng nhẵn, bóng tăng độ bền, tạo ra chất

bảo vệ chống ẩm, chịu nhiệt độ, chịu dầu, chống mốc và hóa chất, chịu hồ quang do các cuộn dây hoặc chi tiết cách điện khác, người ta phải sơn phủ các loại sơn như thường dùng là loại của Liên Xô cũ “men dầu gliptan” có màu xám sấy ở nhiệt độ 1050C mới khô để sơn phủ cuộn dây máy điện.

c. Sơn dán: Để dán các loại mica hoặc giấy, vải cách điện với nhau, sơn các mặt ngoài

và dán các lá thép kĩ thuật điện, ta dùng sơn dán. Trong 3 nhóm sơn cách điện ở trên thì sơn tẩm là quan trọng nhất đối với

thợ sửa chữa điện. Ta biết rằng máy điện quấn bằng dây điện từ tráng men hoặc bọc sợi lót cách điện bằng bìa, nếu không tẩm sơn chỉ chịu được nhiệt dộ làm



việc là 900C (cấp Y). Vẩn sử dụng dây và bìa như trên, nếu đem tẩm sơn cách điện và sấy tốt thì có thể chịu được nhiệt độ tới 1050C (cấp A).

Như vậy, nhờ sơn tẩm mà cuộn dây tăng được tính chịu nhiệt. Sau khi tẩm, sơn sẽ bịt kín những lỗ nhỏ giữa các vòng dây ở trong máy, bịt kín các lỗ mao dẫn của vật liệu cách điện bằng xenluylô làm cho nó không thể hút ẩm, hút nước được nữa. Sơn tẩm làm tăng thêm sức chịu đựng điện áp và vật liệu cách điện, tăng thêm sức bền cơ học và chịu mài mòn, tăng thêm khả năng tản nhiệt làm cho máy bớt nóng,…

Sấy chuẩn bị xong, lấy động cơ ra ngoài để cho nhiệt độ hạ xuống khoảng (650C÷700C) rồi mới tẩm sơn vì nếu sơn ngay trong lúc máy còn nóng trên 700C thì sơn thấm vào cuộn dây bốc hơi quá nhanh tạo thành một lớp màng mỏng bao kín bên ngoài, ngăn không cho sơn thấm sâu vào trong rảnh nữa. Ngược lại nếu nếu để nhiệt độ dưới 600C thì sơn củng không dủ sức thấm sâu vào trong các khe dây.

Khi tẩm sơn, đem stato nhứng vào chậu sơn khoảng 5 phút đến khi không có bọt nổi lên là được. Nếu chỉ có ít sơn cách điện hoặc những động cơ lớn không thể nhúng cã động cơ vào được thì dùng biện pháp dội sơn: Dốc ngược động cơ lên, dội sơn vào hai đầu cuộn dây cho đến khi chảy thấm sang đầu kia, lật đi lật lại vài lần khi nào thấy sơn không thể ngấm vào trong nữa mới thôi. Sau đó để sơn nhỏ bớt đi mới cho vào lò tiếp tục sấy khô, không nên để bên ngoài quá ½ giờ.

3. Sấy cách điện: Sấy sao khi tẩm sơn là một giai đoạn rất quan trọng, phải đảm bảo sấy đúng

nhiệt độ và thời gian quy định. Nếu không tuân thủ được hai điều kiện này thì sơn không khô tốt, cách điện của máy điện sẽ kém. Hiện tượng mặt ngoài khô, phía trong dây còn dính là hậu quả của quy trình sấy không đúng.

Thông thường sấy ở nhiệt độ (1100C ÷ 1150C) thời gian sấy vào khoảng (6 giờ ÷ 24 giờ) tùy thuộc kí hiệu sơn và cở máy to hay nhỏ, kiểm tra độ cách điện ổn định trong khoảng (2 giờ ÷ 4 giờ), sờ tay vào màng sơn không còn dính mới coi là xong đợt nhất.

Điều cần chú ý là tẩm lần đầu phải dùng sơn loãng, nếu sơn bị đặc thì dùng xăng hay dầu chuyên dụng để pha ra cho loãng, sơn mới chui hết vào các lỗ trong rãnh quấn dây thì mới đạt yêu cầu.

Lúc bắt đầu sấy cần tăng nhiệt độ lên từ từ và sấy ở mức độ (600C ÷ 700C) trong (3 giờ ÷ 4 giờ), sau đó mới tăng lên (1100C ÷ 1150C) để tránh hiện tượng lớp sơn mặt ngoài khô nhanh tạo thành màng kín, cản trở lớp trong không khô hết dược.

Công đoạn tẩm sơn lần thứ hai, dùng sơn đặc hơn, độ nhớt cao hơn để cho sơn nhét kín những lỗ hổng còn lại, động tác sơn sấy củng như lần trước.

Trong điều kiện sửa chữa máy điện gia dụng nhỏ không có lò sấy thì có thể dùng bóng đèn (100W ÷ 200W) đặt trực tiếp vào stato (không để chạm vào dây quấn) rồi đậy kín lại, nhiệt độ trong thùng sấy đơn giản này vẩn phải đạt khoảng 1100C và sau (10 giờ ÷ 20 giờ), thì dây quấn mới khô tốt được.

a. Cấu tạo lò sấy động cơ điện: Gồm hệ thống bóng đèn và bề mặt tol sáng bóng.

b. Phương pháp sấy động cơ: • Phương pháp sấy bằng tia hồng ngoại:

Cách sấy này khác với cách sấy nhiệt bằng điện trở, chủ yếu dựa vào khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ do tia hồng ngoại để biến thành nhiệt năng để tiếp xúc các bề mặt bên trong của phần lõi được sấy. Như thế chất cách điện được làm khô dần từ phía bên trong ra phía bên ngoài.

Tia hồng ngoại được sản xuất ra bởi bóng đèn có tim, khí được thắp sáng đỏ. Vì vậy, nguồn điẹn cung cấp cho đèn sấy nên giảm thấp hơn từ (20% đến 30%) điện áp định mức của đèn. Để tăng cường độ phản xạ nhiệt và phân phối điều nhiệt lượng nên lót kim loại sáng bóng bên trong tủ sấy, thông thường cứ m3 cần từ (2 kw đến 3 kw).

• Phương pháp sấy bằng dòng điện: Phương pháp này cho dòng điện vào bộ dây quấn, làm cho dây quấn tỏa

nhiệt để tự sấy khô chất cách điện đã tẩm. Như thế nhiệt tỏa ra từ bên trong làm bay hơi dung môi, khô nhanh chất cách điện.

Khi sấy động cơ, điện áp đưa vào bộ dây quấn khoảng (15% đến 20%) điện áp định mức của bộ dây quấn, các cuộn của một pha được mắc nối tiếp với nhau thành hình tam giác hở. Dòng điện qua bộ dây quấn có thể bằng dòng điện định mức. Cần trang bị một rơle bảo vệ để tránh dòng điện sấy vượt quá định mức, thời gian sấy ít nhất 10 giờ.

Bề mặt tol Sáng bóng

Bóng đèn có tim

Hình 6.1: Cấu tạo của là sấy động cơ đơn giản



Sau khi sấy xong phải kiểm tra điện trở cách điện bằng mêgaôm, ở nhiệt độ còn nóng (950C đến 1000C) điện trở cách điện của stato ít nhất phải lớn hơn 1 mêgaôm.

• Kiểm tra cách điện sau khi tẩm: Củng tiến hành theo cách kiểm tra nguội như phần trên xem lại độ cách

điện đạt yêu cầu thì mới cho động cơ hoạt động.

Hình 6.2: Cách mắc mạch sấy bằng dòng điện

Chương VII: THÁO LẮP VÀ VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Bài 1:CÁCH THÁO LẮP

Phưong pháp tháo, lắp động cơ điện được thực hiện theo trình tự sau: Quan sát tìm vị trí bulong, ốc vít, liên kết các phần trong máy điện. Quan sát , lựa chọn phương tiện kĩ thuật sao cho phù hợp để tháo động cơ (cây

vặn vít, khóa, tube ống,.. kích cở phù hợp). Tháo động cơ phải thực hiện trình tự sau: (tháo từ ngoài vào trong)

o Chuẩn bị sẳn sàng các dụng cụ cần thiết và thùng để đựng các bộ phận tháo. o Đánh dấu trên nắp máy và thân máy bằng đục sắt (đập nhẹ) để thuận tiện cho việc

lắp ráp sau này. o Tháo nắp bảo vệ quạt gió. o Tháo các ốc bắt nắp động cơ. o Dùng hai cây vặn vít lớn đồng thời bẩy nắp máy ra khỏi thân stato. o Nếu một bên nắp máy đã được tháo ra khỏi stato, thì có thể đập nhẹ hoặc ấn

vào trục (bằng búa nhựa) để lấy phần nắp máy còn lại ra khỏi stato. o Lấy phần quay (trục, rôto) cùng với nắp máy còn lại ra khỏi stato. o Lấy các phần được tháo đựng vào thùng.

1) Sau khi tháo xong động cơ, quan sát ta thấy động cơ gồm có các phần cơ bản sau:

1/ Rãnh stato. 2/ Dây quấn stato. 3/ Vỏ động cơ. 4/ Nắp động cơ. 5/ Rôto lồng sóc. 6/ Bạc đạn. 7/ Trục rôto động cơ.

Lưu ý Trước khi tháo phải làm dấu vị trí lắp ráp giữa nắp máy và thân máy.

Trong khi tháo phải làm dấu vị trí các bulong, chốt chặn, các miếng đệm,… để khi ráp lại tất cã các bộ phận đều nằm dúng vị trí của nó.

Các bulong, đai ốc, ốc vít,… bị khô rỉ phải được bơm dầu chống rỉ và để vài phút trước khi tháo, nếu vội vàng sẽ gây hư hỏng các bulong, công việc sẽ trở nên phức tạp.

Không được dùng đục sắt, búa sắt đập trực tiếp lên động cơ vì như thế sẽ làm vỏ máy bị nứt, bể hay biến dạng mag phải dùng búa nhựa hoặc thông qua đệm gỗ.



Bài 2:VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ MỘT PHA

Qua quá trình tính toán và quấn lại toàn bộ động cơ, công đoạn cuối cùng là đấu dây để cho động cơ hoạt động theo chiều quay thì ta phải nắm được sơ đồ dấy quấn của từng loại để thuận tiện trong quá trình đấu, theo các sơ đồ sau:

1) Sơ đồ quạt bàn dùng tụ khởi động ( Quạt bàn 3 số).

2) Sơ đồ quạt trần dùng tụ khởi động (5 số).

CP ( Capacitor, Permanent )

S ( star

1

2

3

~ U R (Run) C (Common)

Hình 7.1: Sơ đồ đấu dây quạt bàn 5 dây


S ( star )

1 2 3


4 5

Hình 7.2: Sơ đồ đấu dây quạt trần (5 số)

3) Sơ đồ đấu dây động cơ 1 pha:

a. Dùng tụ thường trực:

b. Dùng tụ thường trực và tụ khởi động: Ở phần này bên cạnh tụ thường trực sẽ có thêm tụ khởi động để cho động cơ

khởi động nhanh hơn, ta dùng cả hai tụ đấu song song với nhau và dùng phưong pháp ngắt điện ly tâm (ngắt điện tự động) bộ phận này được gắn ngay trong trục của động cơ được thể hiện theo hình vẽ sau:


S ( star )

~ U

R (Run)C (Common)

Hình 7.3: Đấu dây động cơ 1 pha dùng tụ thường trực

Rôto

Quả tạ Tiếp điểm Tấm cách điện

Lò xo CP

C R

S

Hình 7.4: Ngắt điện ly tâm trong động cơ điện (công tắc ly tâm)



Ngắt điện là bộ phận rất cần thiết cho động cơ không đồng bộ một pha ( có 2 cuộn dây).

Công dụng của các loại ngắt điện để ngăn không cho qua cuộn đề khi động cơ quay với tốc độ tương xứng (khoảng 2/3 tốc độ định mức của đông cơ).

Hầu hết các động cơ này khi đã khởi động chỉ có một cuộn dây làm việc (dây lớn là dây làm việc, cuộn dây khởi động dây nhỏ sẽ ngừng làm việc, tác dụng của cuộn dây nhỏ là để cho động cơ khởi động phải trải qua hai nhiệm vụ sau:

Nhiệm vụ 1: Phải đống mạch điện cho điện đi vào động cơ, cuộn dây khởi động làm cho động cở khởi sự quay, khi mạch điện đóng kín, 2 vít bạch kim phải nằm sát lại với nhau khi động cơ chưa quay.

Nhiệm vụ 2: Phải mở mạch điện để ngắt dòng điện không cho dòng điện đi qua cuộn khởi động khi động cơ quay, mạch điện hở, 2 vít bạch kim phải tách rời nhau.

Nếu thiếu một trong hai nhiệm vụ trên thì động cơ sẽ bị cháy, nếu mạch điện không đóng điện sẽ không di vào cuộn dây khởi động mà chỉ đi qua cuộn dây làm việc sẽ không làm cho động cơ quay đượcdo đó cuộn dây làm việc nóng lên và cháy máy ( trường hợp này sẽ tạo thành nhiệt năng) . Khi động cơ đã quay mà mạch điện không mở củng sẽ bị cháy vì các lí do sau:

+ Cuộn dây khởi động có số vòng dây ít không đủ sức để nó làm việc song song với cuộn dây làm việc.

+ Loại động cơ có ngắt điện ly tâm thì luôn luôn sử dụng bằng tụ điện để khởi động, mà tụ điện khởi động có sức chứa điện dung lớn hơn tụ điện thường trực, nó nạp điện vô nhiều và phóng điện mạnh, nên mỗi khi máy đã quay ma ngắt điện không mở sẽ mau cháy.


S ( star )


Hình 7.5: Sơ đồ đáu dây động cơ 1 pha dùng 2 tụ song song

Bài 3: VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ 3 PHA

1) Cách đấu dây động cơ 3 pha có 6 đầu dây: a. Trường hợp dấu tam giác ( ). Khi trên thẻ máy của động cơ 3pha có ghi điện áp định mức 2 cấp 22V/380V

và động cơ được lắp đặt sử dụng với mạng điện 110V/220V 3 pha, thì động cơ được đấu dây tam giác cho phù hợp với điện áp thấp.

b. Trường hợp đấu sao (Y) Nếu động cơ 3 pha trên được lắp đặt sử dụng với mạng điện 220V/380V 3

pha thì động cơ được đấu dây theo cách đấu sao mới phù hợp với điện áp cao của mạng điện.

Lưu ý: Động cơ ghi 127V/220V chỉ đấu sao và sử dụng với điện áp thấp 220V-3 pha. Động cơ ghi 380V/660V chỉ đấu tam giác để sử dụng mạng điện 220V/380V

3 pha.

A

X Y Z

CB

X Y Z

P1 P2 P3

Ul

Hình 7.6: Cách mắc động cơ 3 pha bằng phương pháp đấu tam giác

C A

B

X Y

Z

P3

P2

P1

A

X Y Z

C B

X Y Z

Hình 7.7: Cách mắc động cơ 3 pha bằng phương pháp đấu sao



Bài 4: SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ 3 PHA Ở LƯỚI ĐIỆN 1 PHA

Thông thường động cơ 3 pha có 6 đầu dây ra để sử dụng điện áp 380 Volt, nhưng thực tế với điện áp sử dụng gia đình thì ứng với 2 cấp điện áp 110V và 220V. Do vậy, ta có thể đấu động cơ 3 pha sử dụng lưới điện 1 pha bao gồm 4 đầu dây phục vụ cho pha chạy và 2 đầu dây phục vụ cho pha đề để đấu dây cho phù hợp bao gồm các cách đấu nối tiếp hoặc song song để có những điện áp theo thực tế có các cách đấu sau: Nhưng lưu ý khi sử dụng cách đấu này thì công suất giảm đi 1/3 lần so với công suất thực của động cơ 3 pha.

Thực tế động cơ 3 pha có 3 cuộn dây và được bố trí các bối dây và 6 đầu dây được thể hiện như hình vẽ sau:

1. Đấu pha đề song hàng với ½ pha chạy với nguồn U=220 Volt. Muốn sử dụng nguồn điện 220V ta có các cách đấu sau: Ta lấy pha A nối tiếp

với pha B, còn pha C dấu song saong với pha A hoặc có những cách mắc khác được thể hiện như hình vẽ:

A 1

X 2

B 3

Y 4

C 5

Z 6

Hình 7.8: Sơ đồ các bối dây và 6 đầu dây ra của động cơ 3 pha

2. Đấu pha đề và pha chạy song song với nguồn U=110V. Muốn sử dụng ở mạng điện 110V thì ta đấu 3 pha song song với nhau hay nói

cách khác nối đầu 1,3,5 chung và đầu 4,6,8 chung được biểu diển như sau: Trong thực tế không phải có những cách đấu trên mà còn có nhiều cách đấu

dây khác để làm việc ở mạng điện 1 pha nên chúng ta cần tham khảo tài liệu thêm.

Hình 7.8: Sơ đồ đấu song song sử dụng nguồn diện 110V

B 3

Y 4

~ 220

A 1

X 2

C 5

Z 6



Bài 5: NỐI ĐẤT VÀ NỐI TRUNG TÍNH BẢO VỆ

1. Nối đất động cơ:

Tiếp đất động cơ hay còn gọi là nối đất bảo vệ nhằm bảo vệ người sử dụng khi

chạm vào động cơ bị rò điện (bị hư hỏng chạm mát) sẽ không bị nguy hiểm. Lúc này,

dòng điện từ vỏ máy theo dây dẫn đến hệ thống tiếp đất. Cách nối đất bảo vệ như sau:

Chú ý:

Trên hình vẽ dây dẫn chính còn gọi là vành đai nối đất sẽ tạo thành một mạch kín

(hình 8.2). Nếu vòng đai bị ngắt, dòng điện chạm mát sẽ tìm đường ngắn nhất để tản

vào đất. Dây dẫn chính được nối đất qua 2 điểm để đề phòng trường hợp 1 diểm nối

bị đứt thì đường nối kia sẽ đảm bảo được nhiệm vụ bảo vệ.

Đồng thời trong phạm vi cùng 1 đơn vị, không nên có nhiều hệ thống nối đất

riêng lẽ, vì như thế dễ tạo ra khả năng xuất hiện chạm đất 2 pha rất nguy hiểm, khi

dùng chung một hệ thống tiếp đất, còn cóa lợi để taọ ra một điện trở cần thiết để điện

thế tiếp xúc thấp nhất.

Hình 7.9: Sơ đồ lưới điện có điểm trung tính nối đất và nối đất bảo vệ động cơ

Để tính toán hệ thống tiếp đất, chúng ta có thể xuất phát từ điện thế tiếp xúc, hoặc

từ giá trị điện trở nối đất. Thông thường, người ta xuất phát từ điện trở nối đất cho

phép vì như thế sẽ dơn giản hơn.

Nếu chúng ta lấy điện áp tiếp xúc làm cơ sở, thì điện áp này không vượt quá giá

trị 40V. Do vậy điện trở tiếp đất được tính như sau:

tdtd I

R 40≤

Với Ttd: Dòng điện tiếp đất, vì Itd rất khó xác định nên có thể thay thế bằng dòng

điện tác động của cầu dao tự động hay dòng điện làm nóng chảy cầu chì tương ứng

của dộng cơ điện có công suất lớn nhất. Dòng điện tác động này thường ít nhất cũng

gấp 3 lần dòng điện định mức của cầu chì, hoặc ít nhất cũng gấp 1,5 lần dòng điện tác

động rơle của cầu dao tự động.

Nếu chúng ta lấy điện trở của hệ thống tiếp đất làm cơ sở thì điện trở này phải ≤

4 Ω . Mặc khác, điện trở mạch rẽ giữa bất kì động cơ điện nào với hệ thống tiếp đất

thường không quá 0,5Ω , do đó điện trở của bản thân hệ thống tiếp đất củng không

quá 3,5 Ω . Muốn điện nối với vỏ máy và hệ thống tiếp đất không quá 0,5 Ω thì cần

phải tôn trọng những điều kiện sau:

Dây dẫn nối đất phải thật ngắn và có tiết diện lớn.

Những mối tiếp xúc giữa dây dẫn, giữa vỏ máy với dây dẫn hoặc giữa hệ

thống tiếp đất với dây dẫn phải tiếp xúc thật tốt.

Hệ thống tiếp đất phải gần động cơ.

Tiết diện của dây dẫn

làm việc (mm3)

Cu ≤ 2.5

Al ≤ 4

Cu ≤ 6

Al ≤ 10

Cu ≤ 10

Al ≤ 16

Cu ≥ 16

Al ≥ 25

Tiết diện của dây dẫn

bảo vệ bằng đồng (mm3) 4 6 10 16



Dây dẫn chính phải được nối với nhau tạo thành mạch kín.

Dây dẫn nối giữa các điện cực của hệ thống tiếp đất với dây dẫn chính được thực

hiện bằng thép hay bằng đồng có tiết diện bé nhất với giá trị tham khảo sau: nếu

dùng thép dẹp thì chiều dài bé nhất cho phép là 4mm và tiết diện bé nhất 150mm2,

nếu dùng đồng thì tiết diện bé nhất 25mm2.

Ở trong các khu nhà, dây dẫn chính (vành đai tiếp đất) được đặt trên tường hay

trong những rãnh. Nếu cần phải đưa ra ngoài nhà, dây dẫn chính cần phải được đặt ở

một độ sâu ít nhất 0,4 mm để tránh va chạm hư hỏng. Tiết diện của đoạn chôn sâu

đưa ra ngoài cần phải lớn hơn.

Nếu vì lí do nào đó, dây dẫn chính bảo vệ này không thể mắc để dễ trông thấy

được thì chúng ta đặt chúng vào trong một ống ngăn cách điện với các loại dây dẫn

điện làm việc của mạch động lực khác và sơn màu để phân biệt (thường là màu đen).

Tiết diện của dây chính bảo vệ lúc này tùy thuộc vào sơi dây dẫn và điện áp làm việc

Tiết diện bé nhất của dây dẫn cính bảo vệ trong ống bảo vệ có kèm theo dây dẫn

làm việc.

Dây dẫn nhánh bảo vệ cần có tiết diện lớn hơn hay tiết diện bằng tiết diện ghi ở

bảng trên.

Việc nối đất của các thiết bị nối đất, tốt nhất là hàn với nhau. Nếu điều kiện không

cho phép, chúng ta có thể nối bằng bulong, đaiốc.

Lưu ý: Cố gắng dùng cách hàn để nối. Việc nối giữa vỏ động cơ với hệ thống

tiếp đất phải thực hiện trước khi động cơ bắt đầu làm việc.

2. Nối trung tính bảo vệ động cơ:

Bảo vệ được dùng khi thiết bị tương ứng có điểm trung tính nối đất thông qua

điện trở nối đất bé. Dây trung tính cần phải được tiếp đất ở gần nguồn điện ( máy

phát, máy biến thế), đối với lưới điện trên không, chúng ta cần tiếp đất ở mổi đầu

phân nhánh của lưới đồng thời chúng ta phải tiếp đất lặp lại trên những khoảng nhất

định tương tự theo quy định phải đảm bảo điện trở tản <4 Ω . Ở đây ta thực hiện việc

nối đất của động cơ điện nhằm mục đích khi động cơ điện bị rò rỉ điện thì không gây

nguy hiểm đối với người sử dụng và vận hành.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Giáo trình ĐỘNG CƠ ĐIỆN – Nguyễn Minh thảnh.

Kỹ thuật quấn dây – NXB Đà Nẳng 2000.

Kỹ thuật quấn dây – Nguyễn Thuận – NXB Đà Nẳng 1997

http://tailieu.vn

giao trinh dien co

Documents