Giáo trình Máy điện 1 (Nghề Điện công nghiệp Trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA: ĐIỆN- ĐIỆN TỰ ĐỘNG HĨA GIÁO TRÌNH MƠN ĐUN: MÁY ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ- ngày tháng năm 20 …… ……………… Ninh Bình, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Để phục vụ cho việc giảng dạy theo chương trình đào tạo Trường Cao đẳng Cơ Điện Xây dựng Việt Xơ, giáo trình cung cấp kiến thức máy điện Sau thời gian khảo sát nghiên cứu tài liệu thực tiễn lĩnh vực điện cơng nghiệp chúng tơi viết giáo trình nhằm phục vụ cho cơng tác dạy nghề Để hồn thành giáo trình giúp sức thể đội ngũ giáo viên Khoa Điện- điệnTĐH Giáo trình biên soạn để giảng dạy cho người học trình độ cao đẳng làm tài liệu tham khảo cho khố đào tạo ngắn hạn cho cơng nhân kỹ thuật chuyên ngành điện Mặc dù nhóm tác giả có nhiều cố gắng, song thiếu sót khó tránh Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn đọc để giáo trình hồn thiện hơn! Ninh Bình, tháng 08 năm 2019 Tham gia biên soạn Nguyễn Thị Dịu: Chủ biên Nguyễn Huy Hoàng Trần Đức Thiện LỜI GIỚI THIỆU MÔ ĐUN: MÁY ĐIỆN U CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH MƠ ĐUN Error! Bookmark not defined B I MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Định nghĩa phân loại máy điện 12 1.1 Định nghĩa 12 1.2 Phân loại 12 1.2.1 Máy điện tĩnh 12 1.2.2 Máy điện có phần động (quay chuyển động thẳng) 12 Các định luật điện từ dùng máy điện 14 2.1 Hiện tượng cảm ứng điện từ 14 2.1.1 Trường hợp từ thơng  biến thiên xun qua vịng dây 14 2.1.2 Trường hợp dẫn chuyển động từ trường 14 2.2 Lực từ 15 Sơ lƣợc vật liệu chế tạo máy điện 16 3.1 Vật liệu dẫn điện 16 3.2 Vật liệu dẫn từ 16 3.3 Vật liệu cách điện 17 3.4 Vật liệu kết cấu 17 Phát nóng làm mát máy điện 17 BA I 1: MÁY BIẾN ÁP 19 Khái niệm chung 19 1.1 Khái niệm máy biến áp 19 1.2 Phân loại may biến áp 20 1.3 Công dụng máy biến áp: 20 Cấu tạo máy biến áp 21 2.1 Lõi thép 21 2.2 Dây quấn Error! Bookmark not defined 2.2.1 Dây quấn đồng tâm: Error! Bookmark not defined 2.2.2 Dây quấn xen kẽ Error! Bookmark not defined 2.3 Các phận khác: Error! Bookmark not defined 2.3.1 Thùng máy biến áp 22 2.3.2 Nắp thùng 22 Nguyên lý làm việc máy biến áp 22 3.1 Sơ đồ nguyên lý máy biến áp 22 3.2 Nguyên lý làm việc máy biến áp 23 Các đại lƣợng định mức máy biến áp 24 4.1 Điện áp định mức 24 4.2 Dòng điện định mức 24 4.3 Công suất định mức 25 Quấn dây quấn máy biến áp pha cỡ nhỏ 25 5.1.Tính tốn số liệu dây quấn máy biến áp 25 5.1.1 Lấy số liệu dây quấn máy biến áp Error! Bookmark not defined 5.1.2 Tháo lõi thép máy biến áp Error! Bookmark not defined 5.1.3 Tháo dây cũ máy biến áp: Error! Bookmark not defined 5.1.4 Tính tốn số liệu dây quấn máy biến áp pha mẫu Error! Bookmark not defined 5.2 Thi công quấn dây máy biến áp pha 27 5.2.1.Chuẩn bị khuôn 27 5.2.2 Quấn cuộn dây sơ cấp Error! Bookmark not defined 5.2.3.Quấn cuộn dây thứ cấp Error! Bookmark not defined 5.2.4 Lắp ghép thép vào cuộn dây Error! Bookmark not defined 5.3 Đo kiểm tra cách điện, thông mạch, chạy thử Error! Bookmark not defined Các chế độ làm việc máy biến áp 40 6.1 Chế độ không tải 40 6.1.1 Khái niệm: 40 6.1.2 Phương trình sơ đồ thay máy biến áp không tải 40 6.1.3 Các đặc điểm chế độ không tải 40 6.1.4 Thí nghiệm khơng tải máy biến áp 41 6.2.Chế độ ngắn mạch 42 6.2.1.Khái niệm: 42 6.2.2 Phương trình sơ đồ thay máy biến áp ngắn mạch 43 6.2.3.Các đặc điểm chế độ ngắn mạch 43 6.2.4.Thí nghiệm ngắn mạch máy biến áp 44 6.3.Chế độ có tải 45 6.3.1.Khái niệm: 45 6.3.2.Độ biến thiên điện áp thứ cấp theo tải 45 6.3.3.Tổn hao hiệu suất máy biến áp 47 Máy biến áp ba pha 48 7.1 Nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý làm việc 48 7.2 Phương pháp nối cuộn dây MBA pha tổ nối dây MBA 48 7.3 Máy biến áp làm việc song song Các máy biến áp đặc biệt 48 8.1 Máy biến áp tự ngẫu 54 8.2 Máy biến áp đo lường 54 8.3 Máy biến áp hàn 56 BÀI 2: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 58 Khái niệm chung động không đồng ba pha 58 1.1 Khái niệm 58 1.2 Phân loại 58 1.3 Các đại lượng định mức: 58 1.4 Công dụng động không đồng ba pha 59 Cấu tạo Động không đồng ba pha 59 2.1 Stator (phần tĩnh) 59 2.2 Rotor (phần quay) 60 2.3 Các phận khác: 61 Nguyên lý làm việc máy điện không đồng 61 3.1.Từ trường máy điện không đồng 61 3.1.1 Từ trường đập mạch dây quấn pha Error! Bookmark not defined 3.1.2 Từ trường quay dây quấn ba pha 61 3.1.3 Từ trường quay dây quấn hai pha 64 3.1.4 Từ thông tản 65 3.2 Nguyên lý làm việc máy điện không đồng 65 3.2.1 Nguyên lý làm việc động điện không đồng Error! Bookmark not defined 3.2.2 Nguyên lý làm việc máy phát điện không đồng Error! Bookmark not defined Sơ đồ khai triển dây quấn động KĐB pha 66 4.1.Khái niệm chung dây quấn 66 4.1.1 Khái niệm 66 4.1.2 Phân loại: 66 4.1.3 Các định nghĩa 67 4.2.Sơ đồ khai triển dây quấn 69 Quấn dây động KĐB ba pha dây quấn lớp 2p = 4, kiểu đồng khuôn, vành rế 71 5.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 71 5.2 Trình tự quấn dây stato ĐCĐ pha 72 5.3 Thực công đoạn lồng dây: 73 5.3.1 Các bước thực tập: 73 5.3.2 Sơ đồ khai triển dây quấn: 74 5.3.3 Trình tự lồng dây: 74 Mômen quay động không đồng ba pha 76 Mở máy động không đồng ba pha 78 7.1.Mở máy động rôto dây quấn 79 7.2 Mở máy động rơ to lồng sóc 80 7.2.1 Mở máy trực tiếp 80 7.2.2 Giảm điện áp stato mở máy 80 Quấn dây stato ĐCĐ ba pha dây quấn đồng Tâm lớp, mặt phẳng 2p = 83 8.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 83 8.2 Trình tự quấn dây stato ĐCĐ pha 84 8.3 Thực công đoạn lồng dây: 85 8.3.1 Công đoạn 1: Chuẩn bị 85 8.3.2 Công đoạn 2: Làm cách điện 87 8.3.3 Công đoạn 3: Quấn nhóm bối dây 89 8.3.4 Công đoạn 4: Lồng dây 90 8.3.5 Công đoạn 5: Đấu nối dây quấn 94 Điều chỉnh tốc độ động không đồng 98 9.1 Điều chỉnh tốc độ thay đổi tần số 98 9.2 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi số đôi cực 98 9.3 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp cung cấp cho stator 99 9.4 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở mạch rôto động rôto dây quấn 99 10 Quấn dây động KĐB ba pha, dây quấn đồng tâm 1lớp, mp (2p=2) 100 10.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 100 10.1.1 Đặc điểm dây quấn 2p = lồng dây kiểu ba mặt phẳng 100 10.1.2 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 100 10.2 Trình tự quấn dâyđộng KĐB ba pha 101 10.3 Thực công đoạn lồng dây: 102 11 Quấn dây stato ĐCĐ ba pha, Dây quấn ĐK lớp vành rế; 2p = 104 11.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 104 11.2 Trình tự quấn dây stato ĐCĐ pha 104 11.3 Thực công đoạn lồng dây: (Tương tự 8) 105 11.3.1 Các bước thực tập: 105 11.3.2 Sơ đồ khai triển dây quấn: 106 11.3.3 Trình tự lồng dây: 106 12 Quấn dây động KĐB ba pha, dây quấn đồng khuôn lớp, 2p=4; vành rế 106 12.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn: 106 12.1.1 Đặc điểm dây quấn hai lớp 106 12.1.2 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 107 12.2 Trình tự quấn dây động KĐB pha: 108 12.3 Thực công đoạn lồng dây (Sơ đồ hình 9.2) 108 13 Quấn dây stato ĐCĐ KĐB ba pha, dây quấn lớp, 2p = 4, Đồng tâm vành rế 110 13.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn 110 13.2 Trình tự quấn dây động KĐB pha: 111 13.3 Thực công đoạn lồng dây 111 B I 3: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA 113 Cấu tạo nguyên lý hoạt động động không đồng pha 113 1.1 Cấu tạo động không đồng pha 113 1.1.1 Stator (phần tĩnh) 113 1.1.2 Rotor (phần quay) 113 1.2 Nguyên lý làm việc động không đồng pha 114 2.Các phƣơng pháp mở máy điều chỉnh tốc độ động KĐB pha 116 2.1.Các phương pháp mở máy động điện pha 116 2.1.1.Dùng dây quấn phụ: 116 2.1.2.Dùng điện trở để mở máy: 117 2.1.3.Dùng tụ điện mở máy: 117 2.1.4.Động điện pha kiểu điện dung: 117 2.2.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ quay động pha 118 Cấu tạo chung dây quấn stato động pha 122 Quấn dây động KĐB pha, dây quấn đồng tâm lớp phân tán (2p = 4) 123 4.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn (Tương tự động KĐB pha) 123 4.2 Trình tự quấn dây (Tương tự động KĐB pha) 123 4.3 Thực công đoạn quấn(Tương tự động KĐB pha) 123 Quấn dây động KĐB pha, dây quấn đồng tâm lớp phân tán (2p = 2) 123 5.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn (Tương tự động KĐB pha) 123 5.2 Trình tự quấn dây (Tương tự động KĐB pha) 124 5.3 Thực công đoạn quấn (Tương tự động KĐB pha) 124 Nối dây động điện pha vào lƣới điện pha 124 6.1 Khái niệm chung 124 6.2 Các sơ đồ nối động pha vào lưới điện pha 124 6.2.1 Các sơ đồ nối 125 6.2.3 Một số sai hỏng thường gặp: 126 6.3.Các đại lượng định mức, biểu đồ lượng hiệu suất động không đồng 127 T I LIỆU THAM KHẢO 129 MƠ ĐUN: MÁY ĐIỆN Mã mơ đun: MĐ16 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun học sau mơn học: An tồn lao động, mạch điện, mơ đun đo lường - Tính chất: Mơ đun mơ đun đào tạo chuyên ngành - Ý nghĩa vai trị: Nó cung cấp cho người học kiến thức cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phương trình cân điện từ máy biến áp, máy điện không đồng bộ, máy điện đồng bộ, máy điện chiều Từ tạo điều kiện tiền đề vững cho mô đun máy điện 2, truyền động điện, trang bị điện Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Mô tả cấu tạo, phân tích nguyên lý loại máy điện + Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn máy điện + Tính tốn thơng số kỹ thuật máy điện - Về kỹ năng: + Quấn lại động pha, ba pha bị hỏng theo số liệu có sẵn + Tính tốn quấn máy biến áp công suất nhỏ + Chủ động lập kế hoạch, dự trù vật tư, thiết bị - Về lực tự chủ trách nhiệm: việc Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo tư khoa học công Nội dung mô đun Thời gian (giờ) Số TT Tổng số Lý thuyết 04 04 Tên mô đun Bài mở đầu: Khái niệm chung máy Thực Kiểm hành, tra thí nghiệm, thảo luận, Bài tập điện Các định luật điện từ dùng máy điện 1 Định nghĩa phân loại máy điện 1 Nguyên lý máy phát điện động điện 1 Sơ lược vật liệu chế tạo máy điện 0.5 0.5 Phát nóng làm mát máy điện 0.5 0.5 Bài 1: Máy biến áp 35 Khái niệm chung 0.5 0.5 Cấu tạo máy biến áp 0.5 0.5 Nguyên lí làm việc máy biến áp 1 Các đại lượng định mức máy biến áp 1 Quấn máy biến áp pha cỡ nhỏ 28 Các chế độ làm việc máy biến áp 2 Máy biến áp ba pha 1 1 Bài 2: Máy điện không đồng 87 14 Khái niệm chung máy điện không đồng 1 Cấu tạo động không đồng ba pha 1 Nguyên lý làm việc động không đồng 1 Phương pháp chung thành lập sơ đồ khai triển dây quấn máy điện không đồng pha 2 Quấn dây động KĐB ba pha, dây quấn đồng tâm 1lớp, hai mặt phẳng, 2p = 20 Quấn dây động KĐB ba pha, dây quấn đồng khuôn 1lớp, vành rế, 2p=4 Điều chỉnh tốc độ động không đồng Các máy biến áp đặc biệt Quấn dây động KĐB ba pha, dây quấn đồng tâm 1lớp, mặt phẳng (2p=2) 10 24 24 65 15 16 12 2 16 15 2 3 + + A A X X a b Hình 16-4-3: Dây quấn tạo từ trường đôi cực Đầu tiên, ta xét chế độ làm việc động điện pha dây quấn mở máy ngắt khỏi lưới Dây quấn làm việc nối với điện áp pha, dòng điện dây quấn sinh từ trường đập mạch  Từ trường phân tích thành hai từ trường quay  A  B có chiều ngược nhau, có nA = nB biên độ 1/2 biên độ từ trường đập mạch (hình 16-4-2a) Như vậy, xem động điện pha tương đương động điện ba pha giống có rotor đặt trục dây quấn stator nối nối tiếp cho từ trường chúng sinh không gian theo chiều ngược (Hình 16-4-2b) Đến lượt chúng lại tương đương động điện ba pha có hai dây quấn nối nối tiếp tạo  A  B (Hình 16-4-2b) Trong động điện pha hai mơ hình chúng, từ trường quay thuận nghịch tác dụng với dòng điện rotor chúng sinh tạo thành hai moment M A MB Khi động đứng yên (s = 1) M A = MB ngược chiều nhau, moment tổng M = MA + MB = Động không quay khơng có MC trục Nếu quay rotor động điện theo chiều (ví dụ quay theo chiều quay từ trường dây quấn A Hình 16-03-27b) với tốc độ n tần số s.đ.đ, dịng điện cảm ứng rotor từ trường quay thuận  A sinh là: f2A  p(n1  n) pn1(n1  n)   sf1 60 60n1 Còn từ trường quay ngược B tần số là: 115 f2B  p(n1  n) pn1  2n1  (n1  n)      (2  s)f1 60 60  n1  Ở (2 - s) hệ số trượt rotor từ trường  B Cho M > chúng tác dụng theo chiều quay từ trường  A , ta có dạng đường cong MA MB Hình 16-03-28 Khi s = M = 0, động bắt đầu quay stator có dây quấn điều kiện làm việc động rotor quay theo chiều chiều với tốc độ n giống (vì đường đặc tính moment có tính chất đối xứng qua góc tọa độ) Các phƣơng pháp mở máy điều chỉnh tốc độ động KĐB pha 2.1 Các phương pháp mở máy động điện pha 2.1.1 Động pha có phần tử mở máy: a Dùng dây quấn phụ: Như biết, có dây quấn nối vào lưới điện từ trường dây quấn pha từ trường đập mạch, nên động điện không đồng pha tự mở máy s = M = Muốn động tự mở máy (khởi động) từ trường máy phải từ trường quay từ trường quay ngược phải yếu so với từ trường quay thuận  A , để tạo từ trường quay dùng vịng ngắn mạch dây quấn phụ phần tử mở máy Dây quấn phụ đặt lệch pha so với dây quấn góc 900 khơng gian mạch từ stator; phần tử mở máy dùng để tạo lệch pha thời gian dịng điện dây quấn dây quấn phụ điện trở, cuộn dây tụ điện, tụ điện dùng phổ biến dùng tụ động có mơ men mở máy lớn, hệ số cơng suất cos cao dịng điện mở máy tương đối nhỏ 116 b Dùng điện trở để mở máy: Để làm cho Imm lệch pha so với Ilv người ta nối thêm điện trở hay điện cảm vào cuộn dây mở máy M mm loại động tương đối nhỏ Trong thực tế cần tính tốn cho thân dây quấn phụ có điện trở tương đối lớn (dùng bối dây chập ngược) khơng cần nối thêm điện trở ngồi Hình 16-4-5: Mở máy điện trở c Dùng tụ điện mở máy: Nối tụ điện vào dây quấn mở máy ta kết tốt Có thể chọn trị số tụ điện cho s = Imm lệch pha so với Ilv 900 dịng điện dây quấn có trị số cho từ trường chúng sinh Như khởi động động cho từ trường quay trịn Hình 16-4-6: Mở máy điện dung d Động điện pha kiểu điện dung: Ta để nguyên dây quấn mở máy có tụ điện nối vào lưới điện động làm việc Nhờ động điện coi động điện hai pha Loại có đặc tính làm việc tốt, lực tải lớn, hệ số công suất máy cải thiện Nhưng trị số điện dung có lợi cho mở máy lại thường lớn chế độ làm việc, số trường hợp mở máy kết thúc phải cắt bớt trị số tụ điện công tắc ly tâm 117 Hình 16-4-7: Động điện pha kiểu diện dung 2.1.2 Động pha vòng chập (vòng ngắn mạch) a Đặc điểm - Động mở máy vòng chập (vòng ngắn mạch) hay động cực che loại động có dây quấn bố trí đặc biệt nối tắt bố trí lệch khơng gian góc 45600 - Đặc tính chung loại động là: + Cơng suất máy nhỏ HP công suất thường gặp 1/20 HP + Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ + Độ tin cậy tương đối tốt, khơng cĩ khống chế,phiến gĩp chổi than + Nhược điểm hiệu suất thấp dùng công suất nhỏ + Lĩnh vực ứng dụng: Quạt bàn, quạt giải nhiệt thiết bị điên tử, điều hồ khơng khí… c Cấu tạo Động pha ịng chập có hai phần roto stato Roto rơ to lồng sóc giống động khơng đồng roto lồng sóc Stato gồm mạch từ dây quấn 118 Stator Cực từ lồi Vòng ngắn mạch Rotor Hình 16-4-8: Động điện pha kiểu vịng chập - Stato cực lồi dây quấn có dạng tập trung cực từ lồi - Dây quấn phụ l vòng ngắn mạch thường làm đồng dẹp hay trịn,do dây quấn phụ coi vòng, đặt khoảng 1/3 bề rộng cực từ Khi có dịng điện xoay chiều pha chay vào dây quấn stato stato xuất từ thông đập mạch , từ thông qua cực từ phân làm hai thành phần Phần qua li cực từ có vịng ngắn mạch ’phần qua li cực từ khơng có vịng ngắn mạch l ” - Từ thông ’ sing vịng ngắn mạch sức điên động enm có dòng ngắn mạch inm chay qua Dòng ngắn mạch tạo từ thơng nm có chiều chống lại từ thơng sinh Hai từ thơng ’ v nm trừ khử lẫn cịn lại từ thơng phụ p chạy phần mạch từ có vịng ngắn mach khp vịng qua mạch rơ to từ thơng n gọi từ thơng Kết từ thơng phụ v từ thơng lệch pha góc  nhỏ 900 Ngồi ta cịn gặp loại động cực che dùng nêm từ tính nối liền cực từ dạng động cực từ dính liền cầu liên cực stato có hai phần độc lập 2.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ quay động pha Tương tự động KĐB pha ta cung có biểu thức: n  n1 (1  s )  60 f , vòng/phút p Từ biểu thức ta thấy: Với động điện khơng đồng rơto lồng sóc điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi tần số dòng điện stato, cách đổi nối dây quấn stato để thay đổi số đôi cực p từ trường, thay đổi điện áp đặt vào Stato để thay 119 đổi hệ số trượt s Tất phương pháp thực phía stato Đối với động rôto dây quấn thường điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở rôto để thay đổi hệ số trượt s, việc điều chỉnh thực phía rơto 2.2.1 Điều chỉnh tốc độ thay đổi tần số Việc thay đổi tần số f dòng điện stato thực biến đổi tần số Như biết biểu thức (18-03-10) từ thông Фmax tỷ lệ thuận với tỷ số U1/f, thay đổi tần số người ta mong muốn giữ cho từ thông Фmax không đổi, để mạch từ máy tình trạng định mức Muốn phải điều chỉnh đồng thời tần số điện áp, giữ cho tỷ số điện áp U1 tần số f không đổi Hình 16-4-8: Điều chỉnh tốc độ tần số 2.2.2 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi số đôi cực Số đôi cực từ trường quay phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn Động không đồng có cấu tạo dây quấn dễ thay đổi đơi cực từ gọi động không đồng nhiều cấp tốc độ Phương pháp sử dụng cho loại động rơto lồng sóc Mặc dù điều chỉnh tốc độ động nhảy cấp, có ưu điểm giữ ngun độ cứng đặc tính (Hình 16-03-24), động nhiều cấp tốc độ sử dụng rộng rãi máy luyện kim, máy tàu thủy v.v… n p 2p M Hình 16-4-9: Điều chỉnh tốc độ thay đổi đôi cực 120 2.2.3 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp cung cấp cho stator Phương pháp thực việc giảm điện áp Khi giảm điện áp đường đặc tính M = f(s) thay đổi Hình 16-03-24 hệ số trượt thay đổi, tốc độ động thay đổi Hình16-4-10: Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp cung cấp cho stator cực 2.2.4 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở mạch rôto động rôto dây quấn Thay đổi điện trở dây quấn rôto, mắc biến trở ba pha vào mạch rơto (Hình 16-03-25) Biến trở điều chỉnh tốc độ phải làm việc lâu dài nên có kích thước lớn so với biến trở mở máy Nếu mômen cản khơng đổi, dịng rơto khơng đổi, tăng điện trở để giảm tốc độ, tăng tổn hao công suất biến trở, phương pháp khơng kinh tế Tuy nhn phương pháp đơn giản, điều chỉnh trơn khoảng điều chỉnh tương đối rộng, sử dụng điều chỉnh tốc độ quay động công suất cỡ trung bình 121 Hình 16-4-11 Nhìn chung khả điều chỉnh tốc độ động không đồng bị hạn chế Đây nhược điểm động không đồng Cấu tạo chung dây quấn stato động pha Theo nguyên lý hoạt động, động KĐB pha chia thành hai loại: - ĐC KĐB pha có vịng ngắn mạch - ĐC KĐB pha chạy tụ Việc sửa chữa dây quấn động pha có vịng ngắn mạch dễ dàng loại chạy tụ có cuộn làm việc, gồm nhiều bối dây Do để nắm quy trình quấn dây ĐC pha ta cần thực loại chạy tụ Dây quấn ĐC pha chạy tụ gồm hai cuộn dây: Cuộn làm việc WLV cuộn khởi động WKĐ Cuộn làm việc nối vào lưới làm việc cịn cuộn khởi động tham gia vào trình làm việc (hình 16-4-12a) sau khởi động xong ngắt khỏi mạng nhờ công tắc ly tâm (hình 16-4-12b) Đối với ĐC pha cơng suất kW trở lên thường có hai tụ: Một tụ làm việc cuộn khởi động tụ ngắt sau khởi động xong gọi tụ khởi động (hình 16-4-12c)       WLV WLV WLV CLV WKĐ C a) WKĐ WKĐ C 122 b) CK Đ c) Hình 16-4-12: Sơ đồ nguyên lý động pha chạy tụ Việc quấn dây ĐC pha chạy tụ thực tương tự dây quấn ba pha hai mặt phẳng: Mặt phẳng thứ gồm nhóm bối dây làm việc lồng trước, mặt phẳng thứ hai gồm nhóm bối dây khởi động lồng sau Nhóm bối dây ĐC pha thường thực theo kiểu đồng tâm Quấn dây động KĐB pha, dây quấn đồng tâm lớp phân tán (2p = 4) 4.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn (Tương tự động KĐB pha)  A 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24  B  X  Y Hình 16-4-13: Sơ đồ khai triển dây quấn ĐCĐ pha Z = 24, 2p = 4.2 Trình tự quấn dây (Tương tự động KĐB pha) 4.3 Thực công đoạn quấn(Tương tự động KĐB pha) Quấn dây động KĐB pha, dây quấn đồng tâm lớp phân tán (2p = 2) 5.1 Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn (Tương tự động KĐB pha) 123  A 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21   X B 22 23 24  Y Hình 16-4-14: Sơ đồ khai triển dây quấn ĐCĐ pha Z = 24, 2p = 5.2 Trình tự quấn dây (Tương tự động KĐB pha) 5.3 Thực công đoạn quấn (Tương tự động KĐB pha) Đối với sơ đồ hình 13.3, có số rãnh dây quấn lớp số rãnh dây quấn hai lớp Sau lồng xong mặt phẳng thứ (cuộn làm việc) ta tiến hành lồng mặt phẳng thứ hai (cuộn khởi động) Việc thực cách điện rãnh rãnh hai lớp tiến hành dây quấn hai lớp ĐCĐ ba pha Nối dây động điện pha vào lƣới điện pha 6.1 Khái niệm chung Động pha làm việc bình thường khơng có lưới điện pha mà có nguồn pha Khi ta chuyển động pha sang làm việc lưới điện pha mà không cần phải quấn lại 6.2 Các sơ đồ nối động pha vào lưới điện pha Động điện ba pha có ba cuộn dây đặt lệch không gian 120 độ điện Để nối vào mạng pha, ta dùng pha làm nhiệm vụ cuộn làm việc (cuộn dây chính), hai pha cịn lại nối nối tiếp làm nhiệm vụ cuộn dây khởi động (cuộn dây phụ) Hoặc ngược lại: Hai pha nối nối tiếp làm nhiệm vụ cuộn dây làm việc, pha lại làm nhiệm vụ cuộn 124 khởi động Ta dùng tụ điện để tạo lệch pha thời gian cuộn làm việc cuộn khởi động động pha thông thường 6.2.1 Các sơ đồ nối Hình 16-4-15   ~ Ung  C1 C6   C1 C4 C3  C2 C3 CLV   C5 CLV  K K CK b) Ung = Up.ĐĐC ; UC  Ung CKĐ a) Ung = Ud ĐC ; UC  Ung I d dm ; F U ng   CK  C LV  4800   ~  C1 CLV Đ C4 C5 C  C1    K CK  Đ C2 C3 c) d) Ung = Ud dc ; UC  1,15 U Ung = Up dc ; UC  2Ung C LV  1600 ~ C6 C5 C2 C3 I d dm ; F U ng CLV C4 K   C2   C LV  2800  ~ Ung I d dm ; F U ng C LV  2740 I d dm ; F U ng Tuỳ theo điện áp nguồn điện áp dây quấn động mà ta chọn sơ đồ phù hợp Tụ khởi động có điện áp làm việc tụ làm việc điện dung lớn gấp đến lần điện dung tụ làm việc 6.2.2.Trình tự thực 125 TT Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật Phƣơng tiện Chuẩn bị: - Kiểm tra cách điện ĐCĐ - Cách điện tốt - Mê-gôm-mét - Chọn kiểm tra tụ điện - Gần với giá trị tính tốn - Đồng hồ vạn Nối đơng đóng điện chạy thử khơng tải Đảm bảo an toàn Dụng cụ nối dây Chạy thử với tải định mức, đo dòng điện vào pha, điện áp tụ điện - ĐC khởi động bình thường - Đồng hồ vạn - Dịng điện điện áp khơng vượt q giá trị đm - Am-pe kìm Thay đổi tụ điện (nếu cần), chạy thử với tải định mức đo thơng số đến đạt trị số dịng điện điện áp yêu cầu Như bước Như bước Gia cố tụ điện Chắc chắn Tuỳ theo hoàn cảnh cụ thể 6.2.3 Một số sai hỏng thường gặp: TT Hiện tƣợng Động không khởi động Động bị nóng Nguyên nhân - Một pha bị ngược cực tính - Nối lại cho cực tính - Điện dung tụ khởi động nhỏ - Thay tụ có C lớn - Sụt áp đường dây lớn - Thay dây nguồn - Nối sai sơ đồ - Nối lại cho sơ đồ - Tụ làm việc có C lớn Động không đảm bảo công suất Cách khắc phục - Nối sai sơ đồ - Tụ làm việc có C nhỏ yêu cầu 126 - Thay tụ có C nhỏ - Nối lại cho sơ đồ - Thay tụ có C lớn Tụ bị nóng (và nhanh hỏng) U đặt tụ lớn Uđm Thay tụ có Uđm lớn 6.3 Các đại lượng định mức, biểu đồ lượng hiệu suất động không đồng Động lấy lượng P1  m1 U I cos 1 từ lưới Một phần nhỏ công suất biến thành tổn hao đồng dây quấn stator Pd1  m1 I12 R1 tổn hao lõi sắt stator Pst  m1 I 02 Rth cịn lại phần lớn cơng suất chuyển thành công suất điện từ P đt truyền qua rotor, vậy: Pđt  P1  Pd  Pst  m1 I 2'2 R2' s Vì rotor có dịng điện, nên có tổn hao đồng dây quấn rotor Pd  m1 I 2'2 R2' , cơng suất động điện bằng: 1 s  ' Pc  Pdt  Pd  m1 I 2'2   R2  s  Vì máy quay có tổn hao Pc tổn hao phụ Pf nên công suất đưa đầu trục động là: P2  Pc  Pc  Pf   Pc  Pcf Như vậy, tổng tổn hao động điện bằng: P  Pd1  Pst  Pd  Pcf Và công suất đưa đầu trục: P2  P1  P Hiệu suất động cơ:  P2 P  1 P1 P1 Giản đồ lượng động không đồng hình 17-03-14 Hình 16-4-16: Giản đồ lượng động KĐB 127 Về công suất phản kháng, động không đồng lấy từ lưới vào công suất bằng: Q1  m1U I sin 1 Một phần công suất sinh từ trường tản mạch stator Q1 rotor Q2 : Q1  m1 I 12 X Q2  m1 I 2'2 X 2' Phần lớn cơng suất phản kháng cịn lại để sinh từ trường khe hở: Qth  m1 E1 I 0 m1 I 02 X th Như vậy, giản đồ công suất phản kháng động điện minh họa hình 17-3-14 với Q1  Qth  Q1  Q2 Do máy điện không đồng khe hở lớn máy biến áp nên dịng điện từ hóa I0 máy điện khơng đồng lớn dịng điện từ hóa máy biến áp Cơng suất phản kháng Q dịng điện khơng tải I0 tương đối lớn dẫn đến hệ số công suất cos  tương đối thấp.Thông thường, động không đồng có cos  0,7  0,85 ; không tải cos  thấp thường cos  0,1  0,2 128 T I LIỆU THAM KHẢO [1]- Nguyễn Đức Sĩ, Công nghệ chế tạo Máy điện Máy biến áp, NXB Giáo dục 1995 [2]- Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu, Máy điện 1, NXB Khoa học Kỹ thuật 2001 [3]- Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu, Máy điện 2, NXB Khoa học Kỹ thuật 2001 [4]- Châu Ngọc Thạch, Hướng dẫn sử dụng sửa chữa Máy biến áp, Động điện, Máy phát điện công suất nhỏ, NXB Giáo dục 1994 [5]- Nguyễn Xn Phú, Nguyễn Cơng Hiền, Tính tốn cung cấp lựa chọn thiết bị, khí cụ điện, NXB Giáo dục 1998 [6]- Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Kỹ thuật điện, NXB Khoa học Kỹ thuật 1999 [7]- Nguyễn Trọng Thắng, Nguyễn Thế Kiệt, Tính tốn sửa chữa loại Máy điện quay Máy biến áp - tập 1, 2, NXB Giáo dục 1993 [8]- Nguyễn Trọng Thắng, Nguyễn Thế Kiệt Công nghệ chế tạo tính tốn sửa chữa Máy điện - tập 3, , NXB Giáo dục 1993 [9]- Minh Trí, Kỹ thuật quấn dây, NXB Đà Nẵng 2000 [10]- Nguyễn Xuân Phú, Tô Đằng, Quấn dây sử dụng Sửa chữa Động điện xoay chiều thông dụng, NXB Khoa học Kỹ thuật 1989 129 ... pha 11 6 2 .1. Các phương pháp mở máy động điện pha 11 6 2 .1. 1.Dùng dây quấn phụ: 11 6 2 .1. 2.Dùng điện trở để mở máy: 11 7 2 .1. 3.Dùng tụ điện mở máy: 11 7 2 .1. 4.Động điện. .. 1. 1 Cấu tạo động không đồng pha 11 3 1. 1 .1 Stator (phần tĩnh) 11 3 1. 1.2 Rotor (phần quay) 11 3 1. 2 Nguyên lý làm việc động không đồng pha 11 4 2.Các phƣơng pháp mở máy. .. 12 1. 2 Phân loại 12 1. 2 .1 Máy điện tĩnh 12 1. 2.2 Máy điện có phần động (quay chuyển động thẳng) 12 Các định luật điện từ dùng máy điện 14 2 .1 Hiện tượng