Giáo trình Động cơ điện
Giáo trình ðộng cơ điện
Chương I: Khái quát về động cơ điện
Chương II: Các thông số cơ bản của động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc
Chương III: Sơ đồ khai triển dây quấn động cơ điện
Chương IV: Tính toán số liêu dây quấn
Chương V: Kỹ thuật cách điện và quấn dây
Chương VI: Phương pháp tẩm sấy động cơ điện
Chương VII: Tháo lắp và vận hành động cơ điện
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Động cơ điện", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Động cơ điện
Giáo trình ðộng cơ ñiện Chương I: Khái quát về ñộng cơ ñiện Chương II: Các thông số cơ bản của ñộng cơ không ñồng bộ rotor lồng sóc Chương III: Sơ ñồ khai triển dây quấn ñộng cơ ñiện Chương IV: Tính toán số liêu dây quấn Chương V: Kỹ thuật cách ñiện và quấn dây Chương VI: Phương pháp tẩm sấy ñộng cơ ñiện Chương VII: Tháo lắp và vận hành ñộng cơ ñiện NG.X.T ĐỘNG CƠ ĐIỆN ........... 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.vVí 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) trang 2 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 ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 3 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 trang 4 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 nS n − = ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 5 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. 2 Z p τ = (rãnh) trang 6 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 4 Z p 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. ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 7 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 trang 8 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/ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 9 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). Z p 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 dα α 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 trang 10 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 ... 100C ÷ 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. trang 40 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 ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 41 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 trang 42 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: ¾ Quan sát tìm vị trí bulong, ốc vít, liên kết các phần trong máy điện. ¾ 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). ¾ 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 9 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. 9 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. 9 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. ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 43 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 CP ( Capacitor, Permanent ) S ( star ) 1 2 3 ~ U R (Run) C (Common) 4 5 Hình 7.2: Sơ đồ đấu dây quạt trần (5 số) trang 44 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: CP ( Capacitor, Permanent ) 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) ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 45 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. CP ( Capacitor, Permanent ) S ( star ) ~ U R (Run) C (Common) Hình 7.5: Sơ đồ đáu dây động cơ 1 pha dùng 2 tụ song song trang 46 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 (Ì). 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: 9 Động cơ ghi 127V/220V chỉ đấu sao và sử dụng với điện áp thấp 220V-3 pha. 9 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 ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 47 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 trang 48 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 ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 49 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 trang 50 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: td td 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 ≤ 4Ω . 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 3,5Ω . Muốn điện nối với vỏ máy và hệ thống tiếp đất không quá 0,5Ω 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 ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 51 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 <4Ω . Ở đây ta thực hiện việc trang 52 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
File đính kèm:
- giao_trinh_dong_co_dien.pdf