BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ ĐIỆN HÀ NỘI
---
GIÁO TRÌNH
A CH A ĐỘNG CƠ ĐIỆN
HÔNG Đ NG BỘ
TUYÊN BỐ BẢN QUYÊN
-Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình, cho 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 có ý đồ lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Địa chỉ liên hệ :
Trường Cao đẳng nghề Cơ điện Hà Nội – ố 160 Mai Dịch – Cầu Giấy – Hà Nội.
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trên đất nước ta đang hỗ trợ và mở rộng dạy nghề và đào tạo nghề cho các khu vưc nông thôn, việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào quá trình sản xuất đang được nhà nước và các ban nghành chú trọng thực hiện. Để người học có được kiến thức kỹ năng về quản lý và sửa chữa bơm điện lĩnh vực tự động hoá trong sản xuất nông nghiệp và công nghiệp thì việc tiếp cận lý thuyết cơ bản, kỹ năng thực hành đối với người học là điều cần thiết.
Chính vì vậy Giáo trình được viết với mục đích phục vụ cho đào tạo kỹ thuật viên nghề sửa chữa bơm điện, cũng như làm tài liệu cho sinh viên chuyên ngành tham khảo.
rên cơ sở chương trình khung c a ộ ông ghiệp và , nhóm tác giả t chức biên soạn chương trình này một cách khoa học, hệ thống và cập nhật những kiến thức thực ti n với đối tượng học sinh. iáo trình được viết g m các bài: 1: Đ . 2: Vẽ dây q ấ 3: T áo lắp 4: Đấ dây vậ 5: S t p 6: S ba pha.
Tài liệu này được thiết kế theo từng mô đun thuộc hệ thống mô đun c a một chương trình, để đào tạo hoàn chỉnh.
Được dùng làm giáo trình cho người học ở các khóa đào tạo ngắn hạn hoặc cho các công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và người sử dụng nhân lực tham khảo.
iáo trình được viết đơn giản, d hiểu phù hợp với đối tượng đào tạo. rong quá trình viết giáo trình, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp c a bạn đọc để giáo trình tái bản lần sau tốt hơn.
Mọi ý kiến xin gửi về Khoa Điện trường Cao đẳng nghề Cơ điện Hà nội, số 160 Mai dịch, Cầu iấy, Hà ội.
Xin chân thành cảm ơn.
Mục Lục
ĐỀ MỤC
TRANG
TUYÊN Ố ẢN QUYÊN ... 2
LỜI NÓI ĐẦU ... 3
Mụ Lụ ... 4 Vị trí, ý ĩ , v trò ... 7 MÔ ĐUN: S A CH Đ N Ơ ĐI N ÔN Đ N ... 8 1: Đ ... 8 1.1. á về . ... 8 1.2. ấ tạo p . ... 8 1.2.1. Cấu tạo ... 8 1.3. N yê lý l v ả ủ . ... 9 1.4. Mở áy p . ... 11
1.4.1. Quá trình mở máy động cơ điện không đồng bộ: ... 11
1.4.2. Các phương pháp mở máy ... 11
1.4.2.2. Mở máy gián tiếp động cơ rotor l ng sóc: ... 12
1.5. Đ t p ... 14
1.5.1. Đại cương ... 14
1.5.2.Nguyên lý làm việc ... 14
1.5.3. Phương pháp mở máy và các loại động cơ điện một pha ... 16
1.5.3.1. Các phương pháp mở máy: ... 16
1.5.3.2. hân loại: ... 17
1.5.3.3. Sử dụng động cơ điện 3 pha vào lưới điện 1 pha: ... 17
1.6.S dây q ấ . ... 18
1.6.1. Sơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha. ... 18
1.6.2. Sơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ một pha. ... 20
B 2: Vẽ dây q ấ ... 21
1. á về dây q ấ . ... 21
1.1. Nhiệm vụ. ... 21
1.2. Các yêu cầu kỹ thuật. ... 21
1.3. Phân loại dây quấn ... 21
2. N ở ể vẽ dây q ấ ... 21
2.2. Cạnh tác dụng. ... 22
2.3. Đầu nối bối dây. ... 22
2.4. Bước dây quấn. ... 23
2.5. Nhóm bối dây (nhóm phần tử). ... 23
2.6. Bước cực. ... 24
2.7. Góc lệch pha giữa hai rãnh liên tiếp... 24
2.8. Dây quấn một lớp, dây quấn hai lớp. ... 24
2.9. Sự phân chia nhóm bối dây của một pha ... 24
3. Phư p áp vẽ dây q ấ ( trả ) t to ba pha; ... 25
3.1. Dây quấn một lớp. ... 25
3.2. Dây quấn hai lớp. ... 28
4. Dây q ấ t to t p . ... 29
4.1. Dây quấn một lớp. ... 29
4.2. Dây quấn hai lớp. ... 35
3: T áo lắp . ... 40
1. Trì tự t áo ... 40
2. L ạ ng c ... 43
3. ể tr tổ q át tì trạ ; ... 43
3.1. Xem xét vỏ máy ... 43
3.2. Kiểm tra rôto ... 43
3.3. Kiểm tra vòng bi (bạc đỡ) ... 44
3.4. Kiểm tra stato ... 44
4. Lắp ... 45
5. ể tr o tất. ... 45
4: Đấ dây vậ . ... 46
1. Ý ĩ á ố l trê ể áy. ... 46
2. á ố trí á ố dây r trê p ố . ... 48
2.1. Quy ước ký hiệu Đầu – Cuối. ... 48
2.2. Quy cách bố trí các mối dây ra trên hộp nối. ... 51
3. Đấ dây vậ ... 52
3.1. Kiểm tra động cơ trước khi vận hành ... 52
3.2. Vận hành động cơ ... 53
5: S t p ... 55
1. Q ấ dây t p (Máy m nướ , áy …) ... 55
1.1. T áo v v ... 55
1.2. Sơ đồ trải bộ dây quấn. ... 55
1.3. Thu thập các số liệu cần thiết. ... 55
1.4. Thi công quấn dây. ... 56
1.4.1 Lót cách điện rãnh stato động cơ. ... 56
1.4.2. Quấn (hay đánh) các bối dây cho một pha dây quấn. ... 59
1.4.3. L ng dây vào rãnh stato. ... 61
1.4.4. Lót cách điện đầu nối, hàn dây ra và đai giữ đầu nối ... 66
1.5. Thử nghiệm. ... 69
2. Các pan hư ỏ v p áp ắ p ụ . ... 69
6: S p ... 72
1. T áo v v . ... 72
2. ảo át v vẽ lạ dây q ấ . ... 73
2.1. Xác định các số liệu ban đầu ... 73
2.2. Tính toán số liệu ... 73
3. Thi q ấ dây. ... 78
3.1. Lót cách điện rãnh stato động cơ. ... 78
3.2. Quấn (hay đánh) các bối dây cho một pha dây quấn. ... 81
3.3. Lồng dây vào rãnh stato. ... 83
3.4. Lót cách điện đầu nối, hàn dây ra và đai giữ đầu nối ... 89
4. Lắp ráp v vậ t . ... 92
Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun
Với mục tiêu phục vụ cho quá trình sản xuấtt, kinh doanh, mọi sinh hoạt cho con người và xã hội. Động cơ điện là một thiết bị điện không thể thiếu trong sinh hoạt cũng như sản xuất. rong quá trình làm việc không thể tránh được những hư hỏng không đáng có, chính vì vậy công việc bảo dư ng và sửa chữa là một việc hết sức quan trọng đối với động cơ điện.
Công việc sửa chữa động cơ điện đ i hỏi người lao động phải có kiến thức cơ bản về động cơ điện, có những kỹ năng quấn, l ng dây và đấu nối thành thạo, chính xác. Công việc sửa chữa gắn liên với sự tư duy và nhận định chính xác các hư hỏng từ đó có được các phương pháp nhanh nhất và hữu ích cho việc sửa chữa.
Mục tiêu:
- rình bày được cấu tạo, nguyên lý c a các loại động cơ không đ ng bộ thông dụng
- hân loại được các loại động cơ không đ ng bộ 1 pha, 3 pha. - háo lắp, đấu nối thành thạo động cơ 1 pha, 3 pha thông dụng. - Lấy mẫu các bộ dây động cơ không đ ng bộ chính xác.
- Vẽ được sơ đ trải các bộ dây theo mẫu.
- Quấn được các bộ dây động cơ không đ ng bộ.
- Sửa chữa được các hư hỏng c a động cơ không đ ng bộ.
- Rèn luyện tác phong công nghiệp, an toàn cho người và thiết bị.
Để học mô đun này được hiều quả giáo viên nên cho học sinh học tập theo từng nhóm hoặc độc lập từ đó hình thành nên kỹ năng cho học sinh.
hương pháp đánh giá kết quả c a học sinh được đánh giá tích hợp giữa lý thuyết và thực hành.
MÔ ĐUN A CH A ĐỘNG CƠ ĐIỆN
HÔNG Đ NG BỘ
Bài 1: Động cơ không đồng bộ
1.1. hái niệm chung về động cơ không đồng bộ.
Máy điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lí cảm ứng điện từ, có tốc độ quay rotor n (tốc độ quay của máy) khác với tốc độ quay của từ trường n1.
Máy điện không đồng bộ có hai dây quấn stator (sơ cấp) nối với lưới điện tần số f = const, dây quấn rotor (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 f2 phụ thuộc vào tốc độ rôto nghĩa là phụ thuộc vào tải trên trục của máy. Máy điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là làm việc ở 2 chế độ động cơ và máy phát.
Hình 1.1 Stator c a máy điện không đ ng bộ 1. Vỏ máy
2. Lõi thép 3. Dây quấn
1.2. Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha.
1.2.1. ấ tạo
. P ầ tĩ ( t tor): Gồm có vỏ máy lõi sắt và dây quấn
- Vỏ máy: Để cố định lõi sắt và dây quấn không dùng làm mạch dẫn từ. Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại.
- Lõi thép từ: Là phần dẫn từ, làm bằng thép lá kỹ thuật điện dày 0,35 mm hay 0,5mm ép lại. Khi đường kính ngoài lõi thép Dn < 990 mm thì dùng những tấm tròn ép lại. Khi Dn > 990 mm thì dùng những tấm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn. Mặt trong của thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn.
- Dây quấn: Dây quấn của stator được đặt vào các rãnh của lõi thép và cách điện tốt đối với rãnh.
. P ầ q y ( rotor): lõ t ép v dây q ấ
- Lõi thép: Dùng thép kỹ thuật điện như stator, lõi sắt được ép lên trục quay, phía ngoài có xẻ rãnh để đặt dây quấn
- Dây quấn: Có hai loại:
Loại rotor kiểu lồng sóc: Cấu tạo của loại dây quấn này khác với dây quấn stator. Trong mỗi rãnh của stator đặt vào thanh dẫn bằng đồng hoặc bằng nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối tắt ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hoặc bằng nhôm mà người ta thường quen gọi là lồng sóc hình 1.2.
. e ở: Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (từ 0,2 đến 1 mm
trong máy điện cỡ nhỏ và vừa), càng nhỏ càng tốt để hạn chế dòng từ hóa lấy từ lưới điện vào.
Hình 1.2 Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ.
1.3. Nguyên lý làm việc cơ bản của động cơ không đồng bộ.
Máy điện không đồng bộ là loại máy điện làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Khi cho một dòng điện ba pha đi vào dây quấn ba pha đặt trong lõi sắt stator thì trong máy sinh ra một từ trường quay với tốc độ đồng bộ n1 = 60f/p, f là tần số lưới điện đưa vào f = 50 Hz, p là số đôi cực của máy. Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi sắt rotor và cảm ứng trong đó sức điện động và dòng điện. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của stator tạo thành từ trường tổng ở khe hở. Dòng điện trong dây quấn của rotor tác dụng với từ thông này sinh ra mômen. Tác dụng của nó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của rotor, với những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau. Để chỉ phạm vi tốc độ của mỗi máy, người ta dùng hệ số trượt s. Theo định nghĩa hệ số trượt bằng:
100 1 1 % n n n s Như vậy thì: n = n1 s = 0; n = 0 s = 1
n > n1 s < 0; n < 0 s > 1 (rotor quay ngược chiều từ trường quay)
Giả sử chiều quay n1 của và chiều quay n của rotor như hình 1.6. Do n < n1 nên chiều chuyển động của thanh dẫn suy ra chiều Eư, Iư được xác định bằng qui tắc bàn tay phải. Iư tác dụng với sinh ra F, M có chiều xác định bằng qui tắc bàn tay trái, M làm rotor quay theo chiều của từ trừơng với n<n1. Máy làm việc ở chế độ động cơ điện (biến điện năng thành cơ năng).
.Trườ ợp rotor q y t ậ vớ từ trườ q y ư < 1 hay s<0
Dùng một động cơ sơ cấp quay rotor của máy điện không đồng bộ vượt tốc độ đồng bộ n > n1. Chiều của từ trường quay quét qua thanh dẫn ngược lại, chiều Eư, Iư đổi chiều nên chiều của M ngược với chiều quay của rotor nên nó là mômen hãm. Máy biến cơ năng thành điện năng. Máy làm việc ở chế độ máy phát (hình 1.3).
Hình 1.3 Chế độ động cơ điện của máy điện không đồng bộ
Hình 1.4 Chế độ máy phát điện của máy điện không đồng bộ
c. Trườ ợp rotor q y ượ ề từ trườ q y ( <0 y <1)
Hình 1.5 Chế độ hãm điện từ của máy điện không đồng bộ
Vì một lý do nào đó rotor quay ngựơc chiều với từ trường quay thì lúc đó chiều của Eư, Iư, máy giống như ở chế độ động cơ điện. Vì M sinh ra ngược chiều với n nên có tác dụng hãm rotor lại (Hình 1.8.). Trong trường hợp này máy vừa lấy điện năng ở lưới điện vừa lấy cơ năng ở động cơ sơ cấp. Chế độ là việc như vậy gọi là chế độ hãm điện từ. Ta biểu thị các chế độ làm việc theo s và n như sau:
Chế độ Hãm điện từ Động cơ Máy phát
n 0 +
s + 1 n
Vì máy làm việc ở các tốc n khác n1 c a từ trường quay nên ta gọi là máy điện không đ ng bộ.
1.4. Mở máy động cơ không đồng bộ ba pha.
1.4.1. Quá trình mở máy động cơ điện không đồng bộ
Quá trình mở máy của động cơ là quá trình đưa tốc độ động cơ từ khi n tăng thì phương trình cân bằng động về moment như sau: dt d J j M c M Ñ M Trong đó:
MĐ, Mc, Mj: moment điện từ của động cơ, moment cản, moment quán tính. 49 2 .D G J : hằng số quán tính g = 9,81m/s2: gia tốc trọng trường G: trọng trường phần quay D: đường kính phần quay ω: tốc độ góc của rotor
Để tốc độ của động cơ tăng thuận lợi thì 0 dt d c M M
Khi bắt đầu mở máy s = 1:
R R
xn Iñm pha U mm I (4 7) 2 2 2 1 1 Trên thực tế, mạch từ tản của máy bão hòa nhanh X giảm →Imm còn lớn hơn nhiều so với trị số tính theo công thức trên.
1.4.2. Các phương pháp mở máy
Các yêu cầu khi mở máy:
- Mmm phải đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải. - Imm càng nhỏ càng tốt.
- Phương pháp mở máy và các thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền và chắc chắn.
- Tổn hao công suất trong quá trình mở máy ít.
a. hương pháp hạ điện áp mở
máy: Chỉ áp dụng với các thiết bị yêu
cầu moment mở máy nhỏ.
Dòng điện mở máy lớn, chỉ dùng cho các máy có công suất nhỏ. Nếu máy có công suất lớn thì dùng trong lưới điện có công suất lớn. Phương pháp này mở máy nhanh, đơn giản.
L1 3~ F1 K1 F2 1 2 3 4 5 6 L2 L3 N PE 1.4.2.2. Mở áy á t ếp rotor l ó :
b. Dùng cuộn kháng bão h a trong mạch stator Khi mở máy đóng D1, D2 mở: Mở máy xong đóng D2 - Lúc mở máy trực tiếp: n Zñm U n x n R ñm U mm I 2 2 1 / 2 2 1 m lmmr mm M - Lúc mở máy có cuộn kháng (điện kháng xk): 2 2 k x n x n R ñm U mmk I 2 D1 D 1 / 2 2 1 m lmmkr mmk M Từ đó, ta có:
2 1 2 2 2 k x x R x R I I k n n n n mm mmk
2 2 2 2 2 k k x n x n R n x n R mm Mmmk M Theo phương pháp này Imm giảm k lần thì Mmm giảm k2 lần. Phương pháp chỉ được dùng trong các trường hợp mà vấn đề trị số Mmm không có ý nghĩa quan trọng.
c. Dùng biến áp tự ngẫu hạ U mở máy
Khi mở máy đóng D1 và D3, khi n = nđm đóng D2, ngắt D3. Gọi:
- U1, I1: là điện áp và dòng điện của lưới.
- Umm/ ,Imm/ : điện áp trên cực động cơ và dòng điện stator động cơ. - KT: là tỉ số biến áp (KT < 1) - Zn: là tổng trở một pha. 1 . / U T K mm U T k n Z U n Zmm U mm I/ / 1 mm T T n T mm k k I Z U k I I / 1 2 2 1 vì / 1 / mm I I U mm U T k T k U mm U/ 1 , T k l mm I/ 1 ; mm M T k mm M/ 2 2 D1 D D3 B2
Như vậy, khi mở máy bằng biến áp tự ngẫu dòng điện trong lưới giảm đi k2 lần so với Imm khi nối trực tiếp.
1.5. Động cơ không đồng bộ một pha
1.5.1. Đạ ư
Hình 1.7. Động cơ không đồng bộ 1 pha
Động cơ không đồng bộ một pha thường được dùng trong các dụng cụ sinh hoạt và công nghiệp, công suất từ vài watt đến khoảng vài nghìn watt và nối vào lưới điện xoay chiều một pha. Do nguyên lý mở máy khác nhau và yêu cầu tính năng khác nhau mà xuất hiện những kết cấu khác nhau, nhưng nói cho cùng vẫn có kết cấu cơ bản giống như động cơ điện ba pha, chỉ khác là trên stator có hai dây quấn: Dây quấn chính hay dây quấn làm việc và dây quấn phụ hay dây quấn mở máy. Rotor thường là lồng sóc. Dây quấn chính được nối vào lưới điện trong suốt quá trình làm việc, còn dây quấn phụ thường chỉ nối vào khi mở máy. Trong quá trình mở máy, khi tốc độ đạt đến 75 đến 80% tốc độ đồng bộ thì dùng ngắt điện kiểu ly tâm cắt dây quấn phụ ra khỏi lưới. Có loại động cơ sau khi mở máy, dây quấn phụ vẫn nối vào lưới. Đó là động cơ điện một pha kiểu điện dung (hay còn gọi là động cơ điện một pha chạy tụ).
1.5.2.N yê lý l v
Đầu tiện, ta xét chế độ làm việc của động cơ điện một pha khi dây quấn mở máy đã ngắt ra khỏi lưới. Dây quấn làm việc nối với điện áp một pha, dòng điện trong dây quấn sẽ sinh ra từ trường đập mạch . Từ trường này có thể phân tích thành hai từ trường quay A và B có chiều ngược nhau, có nA = nB và
Hình 1.8. Nguyên lý làm việc của động cơ điện không đồng bộ một pha Như vậy, có thể xem động cơ điện một pha tương đương như 2 động cơ điện ba pha giống nhau có rotor đặt trên cùng một trục và dây quấn stator nối nối tiếp nhau sao cho từ trường của chúng sinh ra trong không gian theo chiều ngược nhau (hình1.8 b). Đến lượt chúng lại tương đương một động cơ điện ba pha có hai dây quấn nối nối tiếp nhau tạo ra A và B (hình 1.8 c). Trong động cơ điện một pha cùng như trong hai mô hình của chúng, từ trường quay thuận và nghịch tác dụng với dòng điện rotor do chúng sinh ra tạo thành hai moment MA và MB. Khi động cơ đứng yên (s = 1) thì MA = MB và ngược chiều nhau, do đó moment tổng M = MA + MB = 0. Động cơ không quay được ngay cả khi không có MC trên trục.
Nếu quay rotor của động cơ điện theo một chiều nào đó (ví dụ quay theo chiều quay của từ trường dây quấn A như hình 1.8 b) với tốc độ n thì tần số của s.đ.đ, dòng điện cảm ứng ở rotor do từ trường quay thuận A sinh ra sẽ là:
1 1 60 ) 1 ( 1 60 ) 1 ( 2A pn n pn nn n sf f
Còn đối với từ trường quay ngược B thì tần số ấy là:
Hình 1.9. Đặc tính M = f(s) cùa động cơ điện không đồng bộ 1 pha
1 ) 2 ( 1 ) 1 ( 1 2 60 1 60 ) 1 ( 2B pn n pn n nn n s f f
Ở đây (2 - s) là hệ số trượt của rotor đối với từ trường B.Cho rằng M > 0 khi chúng tác dụng theo chiều quay của từ trườngA, ta sẽ có các dạng đường cong MA và MB như hình 1.9:
Khi s = 1 thì M = 0, động cơ không thể bắt đầu quay được khi trên stator chỉ có một dây quấn và điều kiện làm việc của động cơ khi rotor quay theo chiều này hoặc chiều kia với tốc độ n đều giống nhau (vì đường đặc tính moment có tính chất đối xứng qua góc tọa độ).
1.5.3. hương pháp mở máy và các loại động cơ điện một pha 1.5.3.1. Các phương pháp mở máy:
a. Dùng dây quấn phụ:
Như chúng ta đã biết, nếu chỉ có dây quấn chính nối vào lưới điện thì từ
trường trong dây quấn một pha là từ trường đập mạch, nên động cơ điện không đồng bộ một pha không thể tự mở máy được vì khi s = 1 thì M = 0.
Muốn động cơ tự mở máy (khởi động) thì từ trường trong máy phải là từ trường quay hoặc ít nhất từ trường quay ngược phải yếu hơn so với từ trường quay thuận A, để tạo ra từ trường quay có thể dùng vòng ngắn mạch hoặc dây quấn phụ và phần tử mở máy. Dây quấn phụ đặt lệch pha so với dây quấn chính một góc 900 trong không gian trên mạch từ stator; phần tử mở máy dùng dùng để tạo sự lệch pha về thời gian giữa dòng điện trong dây quấn chính và dây quấn phụ có thể là điện trở, cuộn dây hoặc tụ điện, tụ điện được dùng phổ biến vì dùng tụ động cơ có mô men mở máy lớn, hệ số công suất cos cao và dòng điện mở máy tương đối nhỏ.
- Dùng điện trở để mở máy:
Để làm cho Imm lệch pha so với Ilv người ta nối thêm một điện trở hay điện cảm vào cuộn dây mở máy. Mmm của loại động cơ này tương đối nhỏ. Trong thực tế chỉ cần tính toán sao cho bản thân dây quấn phụ có điện trở tương đối lớn là được (dùng bối dây chập ngược) không cần nối thêm điện trở ngoài.
- Dùng tụ điện mở máy:
Nối tụ điện vào dây quấn mở máy ta được kết quả tốt hơn. Có thể chọn trị số tụ điện sao cho khi s = 1 thì Imm lệch pha so với Ilv 900 và dòng điện của các dây quấn đó có trị số sao cho từ trường do chúng sinh ra bằng nhau. Như vậy khi khởi động động cơ sẽ cho một từ trường quay tròn.
Động cơ điện một pha kiểu điện dung:
Ta có thể để nguyên dây quấn mở máy có tụ điện nối vào lưới điện khi động cơ đã làm việc. Nhờ vậy động cơ điện được coi như động cơ điện hai pha. Loại này có đặc tính làm việc tốt, năng lực quá tải lớn, hệ số công suất của máy được cải thiện. Nhưng trị số điện dung có lợi nhất cho
mở máy lại thường quá lớn đối với chế độ làm việc, vì thế trong một số trường hợp khi mở máy kết thúc phải cắt bớt trị số của tụ điện ra bằng công tắc ly tâm.
b. Dùng v ng ngắn mạch:
Vòng ngắn mạch F đóng vai trò cuộn dây phụ F quãng 1/3 cực từ. Khi đặt một điện áp vào cuộn dây chính để mở máy, dây quấn sẽ sinh ra một từ trường đập mạch c. Một phần của c là 'c sẽ đi qua F và sinh ra In trong F
(Inn), nếu bỏ qua tổn hao trong vòng ngắn mạch thì n sẽ trùng phương với In.ntác dụng với 'c sinh ra ¨f=¨n+¨’c lệch pha so với phần từ thông còn lại c 'c. Do đó, sẽ sinh ra một từ trường gần giống từ trường quay và cho
một moment mở máy đáng kể.
Hình1.10. Động cơ điện một pha có vòng ngắn mạch
1.5.3.2. P â loạ :
Động cơ điện một pha có thể phân làm các loại sau: - Động cơ điện một pha có vòng ngắn mạch
- Động cơ điện một pha mở máy bằng điện trở - Động cơ điện một pha mở máy bằng điện dung - Động cơ điện một pha kiểu điện dung:
+ Có điện dung làm việc
+ Có điện dung làm việc và mở máy
1.5.3.3. S dụ 3 p v o lướ 1 p :
a. Điện áp ngu n bằng điện áp pha c a động cơ
- Sơ đồ hình 1.11 a
+ Điện áp nguồn bằng điện áp pha của động cơ U = Uf + Điện dung làm việc của tụ điện F
UfI LV
C 4800
+ Điện áp làm việc của tụ: Uc U Nếu đòng điện pha định mức của động cơ ba pha, đơn vị là ampe.
- Sơ đồ hình 1.11 b
+ Điện áp nguồn bằng điện áp pha của động cơ U = Uf + Điện dung làm việc của tụ điện F
UfI LV
C 1600
+ Điện áp làm việc của tụ điện:
Cách đấu dây theo sơ đồ hình 1.11b có ưu điểm hơn sơ đồ hình 1.11a: Mômen mở máy lớn hơn, lợi dụng công suất khá, điện dung của tụ nhỏ hơn, nhưng điện áp trên tụ lớn hơn.
b. Khi điện áp ngu n điện 1 pha bằng điện áp dây c a động cơ 3 pha.
Có thể đấu dây theo sơ đồ sau:
Hình 1.11- Động cơ điện một pha kiểu điện dung
- Sơ đồ hình 1.11a + U = Ud + F UfI LV C 2800 +Uc U - Sơ đồ hình 1.11b +U = Ud +CLV 2740UfI F +Uc 1,15U 1.6. ơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ.
1.6.1. ơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha.
Q á trì ể d ễ trả ượ tả ư : N L1 U1 U2 W2 W1 V1 V2 C1 M b) N L1 U1 U2 W2 W1 V1 V2 C1 M b) a ) a) b)
. S trả dây q ấ St to Đ , dây q ấ lớp (Xếp ép):
1.6.2. ơ đồ dây quấn động cơ không đồng bộ một pha. 18 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 13 Y X C A B U1~ 4
Bài 2 Vẽ sơ đồ dây quấn động cơ
1. hái niệm chung về dây quấn.
1.1. N vụ.
Cảm ứng ra sức điện động cần thiết cho máy làm việc. Đồng thời tham gia vào quá trình biến đổi trong máy.
1.2. á yê ầ ỹ t ật.
- Tạo ra khe hở một từ trường phân bố hình sin (đối với dây quấn phần cảm) và đảm bảo được một sức điện động và một dòng điện tương ứng với công suất điện từ của máy (đối với dây quấn phần ứng)
- Sức bền của các pha phải bằng nhau về trị số và lệch pha nhau 1 góc nhất định (ba pha góc lệch góc 2π/3, hai pha góc lệch π/2)
- Trở và kháng các pha phải bằng nhau. - Bền về cơ, về nhiệt, về điện.
- Tiết kiệm được kim lợi màu, nhất là phần đầu nối của dây quấn. - Chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và bảo dưỡng được dễ dàng.
1.3. Phâ loạ dây q ấ
Theo chức năng:
+ dây quấn làm việc + dây quấn mở máy + Dây quấn cản
Theo số rãnh của 1 pha dưới 1 cực q: nguyên và phân số. Theo số pha: 3 pha, 2 pha, 1 pha.
Theo cách thực hiện dây quấn:
+ 1 lớp: dây quấn đồng khuôn, dây quấn đồng tâm, và dây quấn zizac + 2 lớp: dây quấn xếp và dây quấn sóng..
2. Những cơ sở để vẽ sơ đồ dây quấn
2.1. ố dây.
Mỗi ố dây trên sơ đồ trải (hình 2.1) được tạo bởi hai cạnh nằm trong hai rãnh cách nhau một bước quấn dây y; Phần của bối dây nằm trong các rãnh được gọi là các Cạnh tác dụng, phần còn lại của bối dây-nối liền hai cạnh tác dụng được gọi là phần đầu nối. Dây quấn một lớp thì cả hai cạnh của bối dây và phần đầu nối được biểu diễn bằng nét liền; Với cuộn dây quấn hai lớp thì cạnh tác dụng và phần đầu nối nằm ở lớp trên cũng được biểu diễn bằng nét liền, cạnh tác dụng thứ hai của bối dây sẽ nằm ở lớp dưới của rãnh khác nên che khuất – Ta biểu diễn bằng đường nét đứt. Phần đầu nối bị các bối dây khác che khuất cũng được biểu diễn bằng nét đứt.
Hình 2.1. Bối dây và tổ bối dây
2.2. ạ tá dụ .
Các phần dây được đặt trong các rãnh của lõi thép và quét từ trường của các cực từ ở khe hở gọi là các cạnh tác dụng.
2.3. Đầ ố ố dây.
Nối tiếp cùng tên: Nghĩa là nối các đầu cùng tên của hai bối dây liên tiếp với nhau. Ví dụ: đầu tổ bối thứ nhất với đầu tổ bối thứ hai, cuối tổ bối thứ nhất với cuối tổ bối thứ hai.
Với cách đấu nối tiếp cùng tên ta được:
ố cực = ố bối dây
Hình 2.2. Đấu cùng tên
Nối tiếp khác tên: Các đầu khác tên của hai bối dây liên tiếp được nối với nhau. Ví dụ: đầu tổ bối thứ nhất với cuối tổ bối thứ hai hoặc cuối tổ bối thứ nhất với đầu tổ bối thứ hai. Khi đấu nối tiếp khác tên:
ố cực = 2 x ố bối dây Hinh2.3. Đấu khác tên
Qua hai ví dụ trên ta thấy rằng: Cùng với hai bối dây nhưng với hai cách nối cùng tên và khác tên ta sẽ được số cực khác nhau. Quy luật về mối quan hệ giữa số bối dây và số cực ở các cách nối sẽ được sử dụng rất nhiều trong quá trình thực hành vẽ sơ đồ trải, đấu nối các bộ dây quấn Stato sau này.
Ngoài cách đấu nối tiếp, các Bối dây, Tổ bối dây còn được thực hiện cách nối song song; Trong trường hợp này, tùy theo cách nối song song các bối dây mà ta có quan hệ giữa số cực và số bối dây khác nhau:
Hình 2.4. Đấu song song cùng tên Nối song song các đầu khác tên: ố cực = ố bối dây
Hinh 2.5. Đấu song song khác tên
2.4. ướ dây q ấ .
Là k/c giữa cạnh t/d đầu và cuối của một bối dây. y = (Khoảng) + = 1 ( y = ) Quấn bước đ + >1 ( y > ) Quấn bước dài + <1 ( y < ) Quấn bước ngắn 2.5. N ó ố dây ( ó p ầ t ).
Tổ bối dây được tạo bởi một hoặc nhiều bối dây đấu nối tiếp nằm trong
cùng một hóm cực-pha, các ối dây trong mỗi bối dây được đấu nối tiếp ngay trong quá trình quấn. Hình vẽ trên biểu diễn ối dây, bối dây trong hai
trường hợp dây quấn một lớp và hai lớp, với số bối dây trong một tổ bối dây là q = 2.
Tổ bối dây trong trường hợp này được tạo bởi các bối dây có kích thước giống nhau – Ta gọi là Tổ ố dây ể . Nếu các bối dây trong một tổ bối dây có kích thước khác nhau, bối dây nhỏ nằm trong lòng của bối lớn, ta có Tổ ố dây ể tâ . Tương ứng ta có bộ dây quấn kiểu đồng khuôn, đồng tâm.
Hình 2.6. Kiểu dây quấn
Việc đấu nối tiếp các tổ bối dây của các pha sẽ quyết định số cực của động cơ, vậy là sẽ quyết định tốc độ quay của động cơ. Các bối dây sẽ được đấu nối tiếp nhau theo một trong hai cách: Nối tiếp cùng tên hoặc nối tiếp khác tên.
2.6. ướ ự .
Bước cực là khoảng cách giữa hai cực từ liên tiếp. Nếu số rãnh lõi sắt là
Z, số đôi cực là p thì bước cực được tính theo số rãnh là = Z/2p
2.7. ó l p rã l ê t ếp.
Góc lệch pha giữa hai rãnh liên tiếp là : = p.2π/Z
2.8. Dây q ấ t lớp, dây q ấ lớp.
* Là kiểu quấn trong một rãnh chỉ chứa một tác dụng (một cạnh của một bối dây gồm nhiều sợi) trong toàn bộ số rãnh của máy điện (kiểu quấn một lớp). Được áp dụng quấn cả trong điều kiện quấn đồng tâm, đồng khuôn và quấn sóng.
* Là kiểu quấn trong một rãnh chứa hai cạnh tác dụng (hai cạnh của hai bối dây) của hai bối dây thuộc cùng một pha toàn tộ q nếu y = và có một số cạnh chứa hai cạnh tác dụng của hai bối dây khác nhau nếu y < hoặc y > trong toàn bộ số rãnh của máy điện (kiểu quấn hai lớp).
Được áp dụng cả trong kiểu quấn đồng tâm, đồng khuôn và sóng kép ở những máy điện hoặc động cơ điện yêu cầu Mômen khỏe và ổn định.
2.9. Sự p â ó ố dây ủ t p
Bộ dây quấn của động cơ điện xoay chiều ba pha được chia thành ba cuộn dây đặt lệch nhau 1200
điện
z = 2p 2 . z q p m 2 tb z y p 0 .360 P Z 0 120 p y
+ Mỗi pha gồm một hay nhiều tổ bối dây + Mỗi tổ bối dây gồm một hay nhiều bối dây + Mỗi bối dây gồm gồm một hay nhiều vòng dây.
3. Phương pháp vẽ sơ đồ dây quấn (sơ đồ trải) stato động cơ không đồng bộ ba pha;
3.1. Dây q ấ t lớp.
Là kiểu quấn trong một rãnh chỉ chứa một tác dụng (một cạnh của một bối dây gồm nhiều sợi) trong toàn bộ số rãnh của máy điện (kiểu quấn một lớp).
Được áp dụng quấn cả trong điều kiện quấn đồng tâm, đồng khuôn và quấn sóng.
ính toán thành lập số đ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha :
+ Tính toán các thông số và cách vẽ - Bước cực:() Trong đó: z là số rãnh 2p là số cực - Đặc tính q: (Đặc tính dây quấn)
Là số cạnh tác dụng được bố trí dưới một cực từ của một pha dây quấn.
Trong đó m là số pha - Bước quấn trung bình Nếu y = (bước đủ thì = 0)
Trong thực tế nếu quấn y < thì người ta cho tỷ số bước ngắn lúc đó: yng = yđu.
Tương tự nếu quấn y > thì người ta cho lúc đó. yd = yd.
- Bước pha: yp
Là khoảng cách giữa các đầu pha hay của cuối pha để tạo thành góc lệch 1200 điện.
trong đó có góc độ điện của một rãnh chiếm.
- Tính số bối dây toàn máy (n)
Gọi số tổ bối dây của một pha là u thì u = p (trong đó p là số đôi cực). Thì số tổ bối dây toàn máy là n = u.m = 3.m = 3u = 3p
- Cách vẽ
Sau khi tính toán các thông số dùng 3 mẫu biểu thị 3 pha hoặc 3 nét khác nhau. Tiến hành lần lượt vẽ 3q mầu khác nhau cho đến hết số rãnh Z. Sau đó đánh lần lượt cho đến hết rồi nối các q của cùng một pha theo bước quấn ta được
2 36 9 2 2 tb y p 36 3 2. . 4.3 z q p m 0 0 0 .360 2.360 20 36 p Z 0 0 0 120 120 6 20 p y 2 36 9 2 2 tb y p
sơ đồ bộ dây. Đầu và cuối các pha theo yp (Chú ý: đánh dấu chiều dòng điện tức thời).
Ví dụ 1: Lập sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha theo kiểu đồng
tâm một lớp bước đủ với các số liệu: Z = 36 rãnh, 2p = 4, m =3, a = 1 Giải: * Tính toán các thông số: - Tính vì y = nên - Tính q: Tính - Vậy
- Số tổ bối dây toàn máy: n=3u=3p=3.2=6 * Vẽ sơ đồ trải
Sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha: Z=36, 2P=4, a=1, m=3
Kiểu đồng tâm 1 lớp bước đủ tập trung
Hình 2.6. Sơ đồ đồng tâm 1 lớp bước đủ
Ví dụ 2 Lập sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha theo kiểu đồng khuôn
một lớp bước đủ với các số liệu:
Z = 36 rãnh, 2p = 4, m =3, a = 1 Giải:
36 3 2. . 4.3 z q p m 0 0 0 .360 2.360 20 36 p Z 0 0 0 120 120 6 20 p y 2 36 9 2 2 tb y p 36 3 2. . 4.3 z q p m 0 0 0 .360 2.360 20 36 p Z 0 0 0 120 120 6 20 p y Tính vì y = nên Tính q: Tính Vậy
Số tổ bối dây toàn máy: n=3u=3p=3.2=6 * Vẽ sơ đồ trải
Sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha: Z=36, 2P=4, a=1, m=3
Hình 2.7. Kiểu đồng khuôn 1 lớp bước đủ tập trung
Ví dụ 3 Lập sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha theo kiểu đồng khuôn
một lớp bước đủ đặt móc xích với các số liệu: Z = 36 rãnh, 2p = 4, m =3, a = 1 Giải: * Tính toán các thông số: Tính vì y = nên Tính q: Tính Vậy
36 9 2 4 Z y p 36 3 2 4.3 Z q pm
Số tổ bối dây toàn máy: n=3u=3p=3.2=6
Vẽ sơ đồ trải
Sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha: Z=36, 2P=4, a=1, m=3
Hình 2.8. Kiểu đồng khuôn 1 lớp bước đủ móc xích
3.2. Dây q ấ lớp.
* Dây q ấ 2 lớp ể xếp
+ Kiểu quân hai cạnh tác dụng trong một rãnh có q là số nguyên
Là kiểu quấn trong một rãnh chứa hai cạnh tác dụng (hai cạnh của hai bối dây) của hai bối dây thuộc cùng một pha toàn tộ q nếu y = và có một số cạnh chứa hai cạnh tác dụng của hai bối dây khác nhau nếu y < hoặc y > trong toàn bộ số rãnh của máy điện (kiểu quấn hai lớp).
Được áp dụng cả trong kiểu quấn đồng tâm, đồng khuôn và sóng kép ở những máy điện hoặc động cơ điện yêu cầu Mômen khỏe và ổn định.
Kiểu quấn hai cạnh tác dụng trong một rãnh q là số nguyên.
* Tính toán các thông số:
Phần tính toán các thông số cơ bản như phần bộ dây một lớp chỉ khác là số tổ bối dây sẽ tăng lên gấp đôi vì số bối dây của bộ dây bằng số rãnh song số vòng dây trong một bối ít hơn kiểu một lớp.
* Ví dụ 1: Lập sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều theo kiểu đồng khuôn hai lớp bước đủ với các số liệu:
Z = 36, 2p = 4, m = 3, a = 1 + Tính toán các thông số:
0 0 360 2.360 20 36 p Z 0 120 120 6 20 p y 36 9 2 4 Z p 36 3 2 4.3 Z q pm 0 0 360 2.360 20 36 p Z 0 120 120 6 20 p y Tính yp Nên
Số tổ bối trong toàn bộ bộ dây quấn S = n = 3u = 3p = 6 Sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều 3 pha:
Z=36, 2P=4, a=1, m=3
Hình 2.9. Kiểu đồng khuôn 2lớp bước đủ
* Ví dụ 2: Lập sơ đồ trải bộ dây máy điện xoay chiều theo kiểu đồng khuôn hai lớp bước ngắn với các số liệu: Z = 36, 2p = 4, m = 3, a = 1, =0.90
+ Tính toán các thông số:
Vì quấn bước ngắn nên y = . = 0,90x9 =8,18 Tính yp
Nên
Số tổ bối trong toàn bộ bộ dây quấn S = n = 3u = 3p = 6
4. Dây quấn stato động cơ không đồng bộ một pha.
4.1. Dây q ấ t lớp.
Việc tính toán các thông số để lập sơ đồ trải bộ dây một pha được thực hiện theo các bước sau :
1 : ính toán các thông số : Bước cực : = P Z 2 Bước quấn : y = P Z 2 ( cũng có bước ngắn , bước đủ hoặc bước dài ) Đặc tính dây quấn : qlv = m P Zlv . 2 ( m = 1 vì một pha ) qkđ = P Zkd 2 Bước pha : yp = o 90 ( trong đó = Z P.360o ) ( theo kinh nghiệm yp = qlv = 2 qkđ . rãnh )
2. vẽ sơ đ trải ( dựa vào các thông số tính toán và vẽ như ở bộ dây 3 pha )
Đối với bộ dây quấn stato động cơ một pha tụ điện thì cách vẽ theo các bước dưới đây:
á lập dây q ấ xếp
ước 1: Kẻ các đoạn thẳng song song cách đều nhau ứng với số rãnh Z và đánh số từ
1 Z.
ước 2: Căn cứ vào bước cực biểu thị qua số rãnh để phân ra các cực từ trên Stato.
ước 3: Trong vùng mỗi cực từ , căn cứ vào số rãnh mà cuộn dây chính và cuộn dây phụ sẽ có, ta phân bố số rãnh này xen kẽ nhau, tức là, nếu gọi số bối dây của một tổ bối dây cuộn dây chính (LV) là qc và số bối dây của một tổ bối cuộn dây phụ là qp, ta thực hiện lần lượt theo quy tắc: qc - qp – qc - qp …. Cho đến tổ cuối cùng.
ước 4: Xác định dấu cực từ bằng cách ghi chiều mũi tên lên các cạnh tác dụng,
sao cho các cực từ liên tiếp phải trái dấu nhau.
ước 5: Căn cứ vào số các tổ bối dây trong một cuộn dây và cách đấu các đầu
nối ta kẻ các đường nối liền các cạnh tác dụng để hình thành các tổ bối dây của cuộn dây chính. Đấu dây giữa các tổ bối dây cuộn dây chính sao cho khi có dòng điện chạy vào sẽ không làm thay đổi chiều mũi tên mà ta đã vạch.
ước 6: Căn cứ vào số rãnh tương ứng được xác định bởi sự lệch nhau 900 (độ điện) giữa cuộn dây chính và cuộn dây phụ để xác định rãnh khởi đầu của cuộn dây phụ, xác định như sau: Z p d 360 90 900
Với đ là góc lệch điện giữa hai rãnh liên tiếp là:
Z p p hh 360 . Cách vẽ cuộn dây phụ giống như cuộn dây chính.
Chú ý: ước bối dây c a cuộn dây chính yc và bước bối dây c a cuộn dây phụ có thể không bằng nhau, nên để xác định rãnh khởi đầu c a cuộn dây phụ ta
phải xác định góc lệch giữa tâm c a t bối dây đầu tiên c a cuộn dây chính với tâm c a t bối dây đầu tiên c a cuộn dây phụ.
ước 7: Kiểm tra lại toàn bộ cuộn dây chính và cuộn dây phụ với cách đấu từng
cuộn sao cho các cực từ liên tiếp phải trái dấu nhau.
3 . hận xét về sơ đ , về dây quấn
Ví dụ
Một động cơ điên xoay chiều không đ ng bộ một pha rôto l ng sóc dùng dây quấn mở máy có Z = 24, 2p = 4, Zlv = 2/3Z. Hãy vẽ sơ đ trải một lớp bộ dây quấn.
a. rước tiên ta tính toán một vài thông số:
a- Bước cực: 6 4 24 2 p Z b- Số phần tử dưới một cực: 6 1 . 4 24 . 2 m p Z q c- Bước quấn dây:yc yp 6(17)
d- Vì động cơ dùng dây quấn mở máy nên dưới mỗi cực từ cuộn dây chính chiếm 2/3 số rãnh (4 rãnh), cuộn dây phụ chiếm 1/3 số rãnh (2 rãnh). Góc lệc pha: 6 4 24 2 p Z b. hực hiện vẽ sơ đ :
Vẽ sơ đồ kiểu đồng khuôn đơn giản (kiểu hoa sen hay dốc lồng tôm):
ước 1: Kẻ 24 đoạn thẳng song song cách đều nhau và đánh số từ 1 24 (hình 2.10).
ước 2: Chia 24 rãnh làm bốn bước cực , nỗi bước chiếm 6 rãnh (hình 2.10).
ước 3: Trong vùng mỗi cực từ , cuộn dây chính chiếm 4 rãnh, tiếp theo cuộn dây phụ chiếm 2 rãnh: ta thực hiện lần lượt theo quy tắc: qc - qp – qc - qp– qc - qp– qc - qp– qc - qp (hình 2.10). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 qA qB q A qB qA qB qA qB 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 X p Z 2
Hình 2.10.Trình tự thực hiên vẽ sơ đồ theo dạng đồng khuôn 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 B X Y A B
Hình 2.11 Sơ đồ dây quấn dạng đồng khuôn của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ một pha với các thông số Z = 24, 2p = 4, qA = 4, qB = 2, yA = 7,
yB = 7.
ước 4: Xác định dấu cực từ: ghi chiều mũi tên lên sao cho các cực từ liên
tiếp trái dấu xen kẽ nhau (hình 2.11).
ước 5: Trong toàn bộ 24 rãnh, cuộn chính chiếm 2 tổ bối là 2x4x2 = 16
rãnh, cuộn dây phụ chiếm 2x2x2 = 8 rãnh. Ta kẻ các đường nối liền với các cạnh tác dụng để hình thành các tổ bối dây cuộn dây chính: tổ bối đầu tiên chiếm các rãnh: 1 – 7, 2 – 8, 3 – 9, 4 – 9 với yc = 6. Tổ bối dây thứ hai chiếm các rãnh: 13 – 19, 14 – 20, 15 – 21, 16 – 22 với yc = 6. Đấu dây giữa hai tổ bối sao cho không làm thay đổi chiều mũi tên đã vạch (hình 2.11).
ước 6: Căn cứ vào Z/4p = 3 rãnh, ta xác định rãnh khởi đầu cuộn dây phụ
sao cho giữa tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây chính cách tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây phụ là 3 rãnh hoặc rãnh đầu tiên của cuộn dây phụ cách rãnh đầu tiên của cuộn dây chính 1/2 = 3 rãnh (1 ) (hình 2.11).
Vẽ sơ đồ dạng đồng khuôn phân tán
Đối với những sơ đồ dây quấn khi tổ bối dây có số bối dây nhiều (2, 4, 6, 8…bối), kích thước phần đầu nối của các bối dây sẽ khá dài. Để giảm bớt kích thước phần đầu nối của các tổ bối dây như trên người ta thực hiện phân tán tổ bối dây ra làm hai phần bằng nhau. Cách vẽ: Ta cũng thực hiện các bước tương tự như ở trên, ở đây mỗi tổ bối dây cuộn dây chính có hai bối dây (hình 2.11).
Ví dụ
Lập sơ đồ trải bộ dây động cơ một pha chạy tụ có các số liệu sau : z = 24; Zlv = 3 2 Z nên Zlv = 3 2.24 = 16 rãnh , và Zkđ = 24 – 16 = 8 rãnh Giải Bước 1. Tính toán : Tính bước cực : = P z 2 = 4 24 =6
Tính bước quấn y : ylv = lv. = 0,67.6 = 4,02 = 4 ( khoảng ) ykđ = kđ. = 0,83.6 = 4,98 = 5 ( khoảng )
Đặc tính dây quấn : qlv = P Zlv 2 = 4 16 = 4 qkđ = P Zkd 2 = 4 8 = 2 Bước pha yp : = Z P 360. = 24 360 . 2 = 30o yp = o 90 = o o 30 90 = 3 ( khoảng )
Ta thấy rằng, cuộn dây quấn đồng khuôn đơn giản có bước bối dây là bước đủ (yc = yp = = 6), trong khi đó ở cuộn dây quấn đồng khuôn phân tán có bước bối dây bé hơn (yc = yp = 5). Chính vì vậy, nên dạng đồng khuôn phân tán được sử dụng phổ biến. 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 X B Y B 1 2 3 A A 2 5 20 23
Hình 2.12.Sơ đồ dây quấn dạng đồng khuôn phân tán của động cơ điện xoaychiều
không đồng bộ một pha với các thông số Z = 24, 2p = 4, qA = 4, qB = 2, yA = 4, yB = 5.
Vẽ dạ tâ :
Cách vẽ cũng tương tự, nhưng tổ bối dây ở đây là những tổ bối dây kiểu đồng tâm (mẹ con) (hình 2.4).
4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 X B Y B 1 2 3 A A
Hình 2.13. Sơ đồ dây quấn dạng đồng tâm của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ một pha với các thông số Z = 24, 2p = 4, qA = 4, qB = 2.
Ví dụ
Thành lập sơ đồ trải bộ dây máy điện một pha , có Z = 18 , 2P = 2, Zlv = 3 2 Z , lv = 0,66, kđ = 0,88. Quấn đồng tâm một lớp ( bước ngắn ) Giải * Tính toán các thông số : vì Zlv = 3 2 Z nên Zlv = 3 2.18 = 12 rãnh và Zkđ = 6 rãnh = P Z 2 = 2 18 = 9 ylv = lv.9 = 0,66.9 = 5,94 = 6 khoảng ykđ = kđ.9 = 0,88.9 = 7,92 = 8 khoảng qlv = P Zlv 2 = 2 12 = 6 qkđ = P Zkd 2 = 2 6 = 3 = Z P.360o = 18 360 . 1 = 20o yp = 20 90 = 4,5 lấy yp = 4
Ở bộ dây này để cuộn dây khởi động rải đều trên hai nửa chu vi lõi thép Stator , một cuộn dây khởi động sẽ chia đôi số vòng và phân đều về 2 phía, chính vì vậy tại rãnh 5 và rãnh 14 ta thấy có 2 lớp ( nhưng ở cùng một pha dây khởi động ).
4.2. Dây q ấ lớp.
* á lập dây q ấ lớp
Từ bước 1 đến bước 6 làm tương tự như lập sơ đồ dây quấn một lớp, cái khác ở đây là cách đặt các cuộn dây và cách chọn hệ số dây quấn (hệ số bước ngắn).
Cách chọn hệ số bước ngắn như bảng dưới: Số rãnh dưới một cực của một pha 1 2 3 4 5 6 7 Bước cực từ 3 6 9 12 15 18 21 Bước quấn dây y 2 5+1 7+1 10 12 15+1 17+1 Tỉ số bước ngắn ( = y/) 2/3 5/6 7/9 10/12 12/15 15/18 17/21
rình tự cách lập sơ đ bộ dây quấn hai lớp như sau:
Cuộn dây chính: Tổ thứ nhất:
Bối thứ 1: {1 (y + 1)’}
Bối thứ 3: {3 (y + 1 + 1 + 1)’ = (y + 3)’} ……….. Bối thứ n: {n (y+ n)’} Tổ thứ 2: Bối thứ 1: {(1 + ) (1 + + y)’} Bối thứ 2: {(1 + ) + 1 {(1 + + y) + 1}’} Bối thứ 3: {(1 + ) + 1 + 1 = ((1 + ) + 2) {(1 + + y) + 2}’} ……….. Bối thứ n: {(1 + ) + (n – 1) {(1 + + y) + (n – 1)}’} Tổ thứ 3: Bối thứ 1: {(1 + + ) = (1 + 2) (1 + 2 + y)’} Bối thứ 2: {(1 + 2) + 1 {(1 + 2 + y) +1}’} Bối thứ 3: {(1 + 2) + 2 {(1 + 2 + y) +2}’} ……….. Bối thứ n: {(1 + 2) + (n – 1) {(1 + 2 + y) + (n - 1)}’} Tổ thứ n, bối thứ n: {1 + (n – 1) + (n – 1) {1 + (n – 1) + y + (n - 1)}’} Cuộn dây phụ:
Đầu cuộn phụ tính theo rãnh giữa tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây chính với tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây phụ (Z/4p). Cách đặt các bối dây cũng tương tự cuộn dây chính.
Chú ý, ở đây chữ số có dấu phảy ở trên biểu thị cạnh của bối dây nằm ở lớp dưới rãnh, còn chữ số không có dấu phảy ở trên biểu thị cạnh của bối dây nằm ở lớp trên của rãnh.
Ví dụ: Vẽ sơ đồ bộ dây quấn hai lớp của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ một pha, dùng tụ điện mở máy, có Z = 24, 2p = 2, bối dây bước ngắn với hệ số bước ngắn = 9/12. Giải: i. Tính toán các thông số: a. Bước cực: 12 2 24 2 p Z
Đây là loại động cơ dùng dây quấn mở máy, nên cuộn chính chiếm số rãnh:
16 24 . 3 2 3 2 Z
Zc (rãnh), còn cuộn dây phụ chiếm là:
8 24 . 3 1 3 1 Z Zp (rãnh).
b. Số rãnh dưới một cực mà cuộn dây chính chiếm
là: 8 1 . 2 16 . 2 m p Z q c c (rãnh)
c. Số rãnh dưới một cực mà cuộn dây phụ chiếm là: 4 1 . 2 8 . 2 m p Z qp p (rãnh) d. Bước quấn dây: .12 9 12 9 . p c y y (rãnh)
e. Góc lệch tính theo rãnh giữa tâm của tổ bối dây đầu tiện cuộn dây chính với tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây phụ là: 6
1 . 4 24 4 1 p Z (rãnh) ii. Vẽ sơ đồ: Thực hiện các bước 1, 2, 3, 4, 5 và 6 tương tự như các bước vẽ sơ đồ dây quấn một lớp, nhưng ở đây, chú ý là mỗi rãnh có hai cạnh tác dụng.
Chú ý, ở bước 4 ta đánh dấu chiều mũi tên đối với những cạnh bối dây nằm ở lớp trên, còn những cạnh bối dây nằm ở lớp dưới sau khi đã vẽ xong các bối dây, vì với những bộ dây quấn hai lớp bước ngắn thì có thể sẽ có một số rãnh có hai cạnh bối dây lớp trên và lớp dưới không cùng chiều dòng điện.
Số tổ bối dây của cuộn dây chính và cuộn dây phụ là n = 2p = 2 tổ. Số bối dây của cuộn dây chính trong một tổ là 8 bối (bằng qc). Số bối dây của cuộn dây phụ trong một tổ là 4 bối (bằng qp). Ta lập được bảng như sau: Cuộn dây chính: Tổ thứ nhất: Bối thứ 1: (1 y + 1 = 10') Bối thứ 2: (2 y + 2 = 11') Bối thứ 3: (3 12') Bối thứ 4: (4 13') Bối thứ 5: (5 14') Bối thứ 6: (6 15') Bối thứ 7: (7 16') Bối thứ 8: (8 17') Tổ thứ hai: Bối thứ 1: (1 + = 13 1 + + y = 22') Bối thứ 2: (1 + + 1 = 14 1 + + y + 1 = 23') Bối thứ 3: (1 + + 2 = 15 1 + + y + 2 = 24') Bối thứ 4: (16 1') Bối thứ 5: (17 2') Bối thứ 6: (18 3') Bối thứ 7: (19 4') Bối thứ 8: (20 5') Cuộn dây phụ:
Căn cứ vào góc lệc để xác định rãnh khởi đầu của cuộn dây phụ. Ta nhận thấy, tâm của tổ bối dây thứ nhất của cuộn dây chính nằm ở rãnh số 9 và theo cách đặt các bối dây thì tâm của tổ bối dây thứ nhất của cuộn dây phụ sẽ là rãnh thứ 15 (6 rãnh). Tức là, rãnh khởi đầu của cuộn dây phụ sẽ là rãnh số 9 (hình 2.14)
4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 X B Y 1 2 3 A 5 9 17 21
Hình 2.14. Sơ đồ dây quấn hai lớp của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ một pha dùng tụ điện mở máy với các thông số Z = 24, 2p = 2, = 9/12. Bài tập
1) Lấy mẫu bộ dây quấn stato động cơ một pha vòng chập và động cơ một pha tụ điện.
2) Vẽ sơ đồ đấu dây động cơ điện động cơ một pha vòng chập 2 cực, 2 tổ bối đơn.
3) Vẽ sơ đồ đấu dây động cơ điện động cơ một pha vòng chập 4 cực, 2 tổ bối đơn thành động cơ 2 cực.
4) Vẽ sơ đồ đấu dây động cơ điện động cơ một pha vòng chập 4 cực, 4 tổ bối đơn, có một bối dây số.
5) Vẽ sơ đồ đấu dây động cơ điện động cơ một pha vòng chập 4 cực, 4 tổ bối đơn, có 4 bối dây số.
6) Vẽ sơ đồ đấu dây động cơ điện động cơ một pha vòng chập 6 cực, 6 tổ bối đơn, sử dụng 2 cấp điện áp khác nhau.
7) Vẽ sơ đồ đấu dây động cơ điện động cơ một pha vòng chập 16 cực, 8 tổ bối đơn.
8) Vẽ sơ đồ đấu dây động cơ điện động cơ một pha vòng chập 20 cực, 20 tổ bối đơn.
9) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 16, 2p = 4. 10) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 16, 2p = 4, 3 số (2 cuộn số) lồng chung rãnh với cuộn khởi động.
11) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 16, 2p = 4, 3 số (1 cuộn số – sử dụng từng cặp dây số đối xứng), cuộn lồng chung rãnh với cuộn khởi động.
12) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 16, 2p = 4, 3 số (2 cuộn số) lồng chung rãnh với cả hai cuộn dây.
13) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 24, 2p = 4. 14) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 24, 2p = 6. 15) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 36, 2p = 6. 16) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 48, 2p = 12.
17) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 48, 2p = 16. 18) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 36, 2p = 18. 19) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 28, 2p = 14. 20) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ một pha tụ điện có Z = 18, 2p = 18. 21) Vẽ sơ đồ đấu dây trong động cơ một pha tụ điện có Z = 24, 2p = 2, năm tổ bối năm kiểu mẹ con.
22) Vẽ sơ đồ đấu dây trong động cơ một pha tụ điện có Z = 36, 2p = 4, mỗi cuộn gồm hai tổ bối bốn và hai tổ bối năm đồng khuôn.
Bài 3 Tháo lắp động cơ điện
.
1. Trình tự tháo động cơ H ìn h 3. 1 . T rì nh tự th áo đ ộn g cơ đi ện x oay ch iều Trình tự tháo động cơ gồm các bước như sau:Chú ý: Sử dụng Clê, mỏlết hoặc tuốcnơvít đúng ch ng loại phù hợp với những bulông, êcu, vít để tránh bị nứt, v , vê tr n đầu, cháy xén hoặc gãy và chú ý các tấm đệm.
ướ 2: Vệ sinh phía ngoài động cơ
Dùng bàn trải hoặc máy nén khí để làm sạch bụi bẩn dầu mỡ bám trên thân động cơ điện và các bộ phận khác.
ướ 3: Tìm hiểu cấu tạo thực tế, các thông số của động cơ. Ghi chép tình trạng
máy trước khi tháo :
+ Quay trơn , kẹt , sát cốt ...? + Sự nguyên vẹn của các chi tiết. + Tình trạng kỹ thuật điện.
+ Sự phát nhiệt, những hư hỏng. + Xác định biện pháp tháo cụ thể.
+ Chuẩn bị dụng cụ tháo phù hợp, vật liệu phục vụ tháo, lắp, bảo dưỡng. + Tổ chức nơi làm việc thoáng rộng, đủ ánh sáng.
+ Đánh dấu vị trí lắp ráp cần thiết để sau này lắp lại không bị sai lẫn ( vị trí các đầu dây, vị trí mặt bích, cánh quạt, độ sâu Puli, bánh đai . v ..v.)
+ Đo các thông số
Đo điện trở thuần của bộ dây. Ghi kết quả. Đo điện trở cách điện giữa các pha. Ghi kết quả
Đo điện trở cách điện giữa các pha với vỏ. Ghi kết quả
Chú ý: Nếu điện trở cách điện nhỏ hơn 0.5 M thì phải sấy động cơ.
Hình 3.2. Đo điện trở cách điện giữa pha với vỏ - Đo điện trở cách điện giữa các pha
ướ 4: Tháo buli ra khỏi trục động cơ.
Sử dụng vam 2 càng, 3 càng hoặc dùng bàn ép thủy lực ép cho puli ra khỏi trục động cơ.
ướ 5: Tháo nắp che cánh quạt gió ngoài (bộ phận che cánh quạt), cánh quạt
ra khỏi trục động cơ. Sau đó tháo cánh quạt, nếu là then giữ giữa cánh quạt và trục động cơ thì sử dụng vam để tháo hoặc sử dụng hai bulông phù hợp siết vào ren đã tạo sẵn để đẩy cánh quạt ra, trường hợp chỉ bắt vít ta sử dụng tuôcnơvit để tháo.
ướ 6: Tháo nắp mỡ (bộ phận che bi ngoài với loại v ng bi cầu) của mặt
trước động cơ.
Chú ý: Đánh dấu vị trí bulông nắp m trước, sau, trong, ngoài tránh trường hợp sai lệch vị trí c a nắp m trước, sau, trong và ngoài.
ướ 7: Tháo bulông của nắp trước, nắp sau của động cơ.
Dùng tuốcnơvít hoặc clê, mỏlết phù hợp với vít hoặc bulông, êcu tháo nắp trước, nắp sau. Khi tháo phải nới đều, đối xứng các bulông, êcu. Sau đó dùng búa cao su hoặc miếng gỗ, tông (đồng, nhôm) với búa nguội hoặc dùng búa nguội với đục mỏng đục vào khe hở lắp ghép giữa nắp và thân, để làm nắp sau của động cơ bung ra khỏi thân và trục động cơ. Đánh búa vừa phải, đều đều, từ từ và cậy dần ở bốn góc tại các vị trí đối xứng và vào các gờ của nắp, thân. Tránh làm lệch méo, nứt, vỡ nắp.
Chú ý: Đánh dấu vị trí nắp trước, nắp sau tránh trường hợp sau khi lắp làm sai lệch, nhầm lẫn vị trí c a hai nắp máy.
ướ 8: Rút Rôto và nắp sau ra khỏi Stato.
Lót giấy cách điện hoặc bìa lên phần đầu của bộ bây. Dùng Palăng, cầu trục…đưa Rôto và nắp sau ra khỏi Stato. Tránh làm xây sát (hỏng cách điện) bộ dây quấn.
Chú ý: ếu máy điện có ch i than thì trước tiên ta phải nhấc ch i than ra khỏi hộp ch i than, với máy điện một chiều thì phải đánh dấu đường trung tính hình học c a ch i than trên vành đ giá ch i than và nắp cố định giá ch i than để khi lắp khỏi bị nhầm lẫn. Sau khi đã rút Rôto và nắp sau ra khỏi Stato ta phải kê lên giá đ không để Rôto và trục trực tiếp xuống nền xưởng hoặc mặt bàn.
2. Làm sạch động cơ
Các chi tiết máy phải được rửa sạch bằng xăng hoặc dầu hỏa và lau khô, sấy khô sau khi rửa. Bộ phận dây quấn nên dùng hơi khí nén để thổi bụi bẩn, trường hợp bị dính dầu mỡ nhiều phải rửa thì dùng xăng không pha chì hoặc dầu nhẹ để rửa sau sấy khô ngay.
3. iểm tra tổng quát tình trạng động cơ ;
3.1. Xe xét vỏ áy
Vỏ máy thường có các bộ phận lắp ghép dễ hư hỏng như vỡ lỗ bắt Bu lông, chờn ren, cong vênh cánh quạt, quay sát cơ khí, biến dạng đai khớp nối... Nhìn chung các chi tiết dù nhỏ của thân máy có hư hỏng hoặc biến dạng đều phải được sửa chữa hoặc thay thế kịp thời, trường hợp phải hàn đắp, chú ý công nghệ hàn thích hợp, không gây cong vênh hoặc biến dạng do nhiệt
3.2. ể tr r to
- Quan sát bề mặt lõi thép rôto, nếu thấy bị sát, không nhẵn thì phải sửa.
- Trục và thân rôto không được lắp lỏng, trục phải thẳng, ở vị trí lắp ráp phải nhẵn.
- Với rôto dây quấn cần chú ý : đầu dây quấn có bị xước sat không, nếu bụi bản do dầu mỡ phải rửa sạch bằng xăng không pha chì và sấy khô, kiểm tra sự chắc chắn của đai hãm đầu dây quấn.
- Đối với rôto kiểu lồng sóc, kiểm tra các thanh dẫn trong rãnh bị lỏng, đứt, nứt không. Bề mặt lõi thép phải sạch nhẵn.
