Khoa Điện - Điện tử -1- Đồ án tốt nghiệp Mục lục Nội dung Lời nói đầu Phần Giới thiệu chung công tác sửa chữa máy điện Chơng I Khái quát chung máy điện 1.1 Các khái niệm 1.2 Sơ lợc vật liệu chế tạo máy điện 1.2.1 Vật liệu tác dụng 1.2.2 Vật liệu kết cấu 1.2.3 Vật liệu cách điện Chơng II Khái quát động không đồng ba pha 2.1 Cấu tạo 2.1.1 Stato 2.1.2 Roto 2.2 Nguyên lý làm việc 2.3 Công dụng động không đồng ba pha Chơng III Những vấn đề chung công tác sửa chữa máy điện 3.1 Mục đích, ý nghĩa đặc điểm công tác sửa chữa máy điện 3.1.1 Mục đích 3.1.2 ý nghĩa 3.1.3 Đặc điểm 3.2 Khái quát quy trình công nghệ sửa chữa máy điện 3.2.1 Phơng pháp xác định cố máy điện 3.2.2 Quy trình sửa chữa 3.3 Quy trình tháo lắp bảo dỡng động không đồng bé ba pha 3.3.1 Giíi thiƯu c¸c dơng th¸o lắp, sửa chữa 3.3.2 Quy trình tháo lắp, bảo dỡng Phần Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải dây quấn Stato động không đồng ba pha thông dụng 2.1 Vai trò, chức dây quấn máy điện 2.1.1 Dây quấn phần cảm 2.1.2 Dây quấn phần ứng 2.2 Cách đấu tổ bối cuộn dây 2.3 Phân loại chung cho dây quấn Stato (trong động không đồng pha) 2.4 Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải dây quấn động KĐB ba pha theo kiểu quấn thông dụng 2.4.1 Phơng pháp tính toán, vẽ sơ đồ kiểu dây quấn đồng tâm 2.4.1.1 Đặc điểm kiểu dây quấn đồng tâm 2.4.1.2 Phơng pháp tính toán số liệu để vẽ sơ đồ trải 2.4.1.3 Các ví dụ a) Kiểu đồng tâm xếp đơn b) Kiểu dây quấn đồng tâm phân tán c) So sánh hai kiểu dây quấn đồng tâm 2.4.2 Phơng pháp tính toán, vẽ sơ đồ trải dây quấn Stato kiểu đồng khuôn xếp đơn 2.4.2.1 Đặc điểm kiểu dây quấn đồng khuôn xếp đơn 2.4.2.2 Phơng pháp tính toán số liệu vẽ sơ đồ trải 2.4.2.3 Ví dụ a) Kiểu đồng khuôn xếp đơn kiểu hoa sen b) Kiểu đồng khuôn xếp đơn kiểu móc xích c) So sánh hai kiểu dây quấn đồng khuôn xếp đơn (hoa sen móc xích): Gvhd: Trần Văn Chơng Ngun §øc Long Trang 19 19 20 23 24 26 26 27 27 27 31 34 34 34 35 36 40 44 SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử -2- Đồ án tốt nghiệp 2.4.3 Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải dây quấn kiểu đồng khuôn xếp kép 2.4.3.1 Đặc điểm kiểu dây quấn đồng khuôn xếp kếp 2.4.3.2 Phơng pháp tính toán số liệu vẽ sơ đồ trải dây quấn đồng khuôn xếp kép 2.4.3.3 Ví dụ a) Kiểu đồng khuôn xếp kép bớc đủ b) Kiểu đồng khuôn xếp kép bớc ngắn c) So sánh kiểu quấn dây xếp kép Phần 3: Lập quy trình sửa chữa dây quấn Stato động không đồng 3.1 Trình tự tiến hành quấn lại dây Stato động không đồng 3.1.1 Khảo sát dây 3.1.2 Lấy số liệu dây quấn 3.1.3 Tháo dỡ dây 3.1.4 Chuẩn bị cách điện 3.1.5 Chuẩn bị bối dây 3.1.6 Lồng dây 3.1.7 Đấu dây, hàn nối dây đai dây quấn 3.1.8 Lắp ráp vận hành thử 3.1.9 Tẩm sấy dây quấn sau quấn lại Phần 4: Thiết kế, chế tạo sa bàn thực tập đấu dây động không ®ång bé pha bé d©y qn kiĨu ®ång t©m 4.1 Mục đích, yêu cầu việc chế tạo sa bàn 4.2 Quá trình thiết kế, chế tạo 4.3 Kết luận kiến nghị 45 45 46 47 47 48 50 51 51 52 53 54 55 57 59 60 61 62 Lời nói đầu Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử -3- Đồ án tốt nghiệp Phần Giới thiệu chung công tác sửa chữa máy điện Chơng I Khái quát chung máy điện 1.1 Các khái niệm Trong trình khai thác sử dụng tài nguyên thiên nhiên phục vụ cho kinh tế quốc dân nói đến biến đổi lợng từ dạng sang dạng khác Các máy thực biến đổi thành điện ngợc lại gọi máy điện Các máy điện biến thành điện đợc gọi máy phát điện máy điện dùng để biến đổi điện thành gọi động điện Các máy điện có tính thuận nghịch nghĩa biến đổi lợng theo hai chiều Nếu đa vào phần quay máy điện làm việc chế độ máy phát, đa điện vào phần quay máy sinh công học làm việc chế độ động Máy điện hệ điện từ gồm có mạch điện mạch từ liên quan với Mạch từ gồm phận dẫn từ khe hở không khí Các mạch điện gồm hai nhiều dây quấn chuyển động tơng phận mang chúng Sự biến đổi điện máy điện dựa nguyên lý cảm ứng điện từ Máy điện phần tử quan trọng thiết bị điện Nó đợc sử dụng rộng rÃi công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, hệ điều khiển tự động điều chỉnh, khống chế Máy điện có nhiều loại phân loại nh Máy điện có nhiều loại phân loại nh sau - Máy điện đứng yên: điển hình máy biến áp (là thiết bị truyền tải lợng dòng điện xoay chiều từ điện áp sang lợng dòng điện xoay chiều điện áp khác) Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử -4- Đồ án tốt nghiệp - Máy điện quay: tuỳ theo lới điện chia làm hai loại, máy điện chiều máy điện xoay chiều Máy điện xoay chiều phân thành máy điện đồng bộ, máy điện không đồng máy điện xoay chiều có vành góp 1.2 Sơ lợc vật liệu chế tạo máy điện Các vật liệu dùng để chế tạo máy điện chia làm ba loại: vật liệu tác dụng, vật liệu kết cấu vật liệu cách điện 1.2.1 Vật liệu tác dụng Vật liệu tác dụng bao gồm vật liệu dẫn từ vật liệu dẫn điện Các vật liệu đ ợc dùng tạo điều kiện sinh biến đổi điện từ a, Vật liệu dẫn từ Để chế tạo mạch từ máy điện ngời ta dùng loại thép từ tính khác nhng chủ yếu thép kỹ thuật điện có hàm lợng silic khác nhng không đợc vợt 4,5% Hàm lợng silic dùng để hạn chế tổn hao từ trễ tăng điện trở thép để giảm tổn hao dòng điện xo¸y Trong m¸y biÕn ¸p thêng dïng c¸c l¸ thÐp dày 0,35mm hay 0,27mm dùng loại 0,55mm máy điện quay, ghép lại làm lõi sắt để giảm tổn hao dòng điện xoáy gây nên Tuỳ theo cách chế tạo ngời ta phân thép kỹ thuật điện làm hai loại: cán nóng cán nguội Loại cán nguội có đặc tính từ tốt nh độ từ thẩm cao hơn, tổn hao thép loại cán nóng Thép cán nguội chia làm hai loại: dị hớng (có hớng) đẳng hớng (vô hớng) Loại dị hớng có đặc điểm dọc theo chiều cán tính từ tốt so với lệch chiều cán thờng dùng máy biến áp, loại đẳng hớng đặc tính từ theo hớng nên thờng dùng máy điện quay b, Vật liệu dẫn điện Thờng dùng đồng, đồng làm dây dẫn không đợc có tạp chất 0,1% Điện trở suất đồng 20 o C 0,0172mm / m Nhôm đợc dùng rộng rÃi làm vật liệu dẫn điện, điện trở suất nhôm ë 20 o C lµ 0,0282mm / m 1.2.2 Vật liệu kết cấu Dùng để chế tạo phận chi tiết truyền động kết cấu máy theo dạng cần thiết đảm bảo cho máy điện làm việc bình thờng Ngời ta thờng dùng gang, thép, kim loại màu hợp kim vật liệu chất dẻo 1.2.3 Vật liệu cách điện Để cách điện phận mang điện với phận không mang điện máy cách điện phận mang điện với ngời ta dùng vật liệu cách điện Những vật liệu đòi hỏi phải có độ bền cao, dẫn nhiệt tốt, chịu ẩm, chịu đợc hoá chất có độ bền định Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử -5- Đồ án tốt nghiệp Ngời ta chia vật liệu cách điện thành cấp theo nhiệt độ làm việc cho phép chúng Cấp cách điện Nhiệt độ làm việc cho phép o C Y A E B F H C 90 105 120 130 155 180 >180 Trong máy điện thờng dùng hai loại A B Chất cách điện loại A gồm bông, giấy chất hữu tơng tự đợc tẩm dầu Chất cách điện loại B sản phẩm mica, amiăng sản phẩm làm thuỷ tinh sợi Khi máy làm việc tác động nhiệt độ chấn động tác động lý hoá khác cách điện bị lÃo hoá dần tính bền điện Thực nghiệm cho biết nhiệt độ tăng nhiệt độ làm việc cho phép, tuổi thọ vật liệu cách điện vào khoảng 15 20 năm Vì sử dụng máy điện tránh để máy điện tải làm nhiệt độ tăng cao thời gian dài Chơng II Khái quát động không đồng ba pha 2.1 Cấu tạo Bao gồm hai phần bản, Stato (phần tĩnh) Roto (phần động) 2.1.1 Stato Bao gồm vỏ máy, lõi sắt dây quấn - Vỏ máy nơi cố định lõi thép đồng thời nơi ghép nối với nắp hay gối đỡ trục Vỏ máy làm gang, nhôm thép Để chế tạo vỏ máy ngời ta đúc, rèn, hàn Vỏ máy có hai kiểu, vỏ kiểu kín vỏ kiểu bảo vệ Vỏ máy kiểu kín yêu cầu phải có diện tích tản nhiệt lớn (ngời ta làm nhiều gân tản nhiệt bề mặt ngoài) Vỏ kiểu bảo vệ thờng có bề mặt nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp bề mặt lõi thép vỏ máy Hộp cực nơi để đấu điện từ lới điện vào Đối với động kiểu kín hộp cực yêu cầu phải kín, thân hộp cực vỏ máy với nắp hộp cực phải có gioăng cao su - Lõi sắt đợc làm thép kỹ thuật điện dày 0,35 0,5mm ghép lại, lõi sắt phần dẫn từ Vì từ trờng qua lõi sắt từ trờng xoay chiều nên để giảm tổn hao dòng điện xoáy gây nên thép kỹ thuật điện có phủ lớp sơn cách điện Mặt lõi thép có xẻ rÃnh để đặt dây quấn Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử -6- Đồ án tốt nghiệp Hình 1-1 Cấu tạo Stato - Dây quấn đợc đặt vào rÃnh lõi sắt đợc cách điện tốt với lõi sắt Dây quấn stato gồm ba cuộn dây đặt lệch 120 o điện 2.1.2 Roto Gồm hai phận lõi sắt dây quấn - Lõi sắt bao gồm thép kỹ thuật điện giống lõi sắt Stato Lõi sắt đợc ép trực tiếp lên trục máy lên giá Roto máy Phía thép có xẻ rÃnh để đặt dây quấn - Roto dây quấn Roto, có hai loại Roto Roto kiểu dây quấn Roto kiểu lồng sóc Hình 1- Cấu tạo rôto a: rôto lồng sóc b: rôto dây quấn Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử -7- Đồ án tốt nghiệp Roto kiĨu d©y qn, Roto cã d©y qn gièng nh dây quấn Stato Đặc điểm loại động điện Roto kiểu dây quấn thông qua chổi than ®a ®iƯn trë phơ hay søc ®iƯn ®éng phơ vào mạch điện Roto để cải thiện tính mở máy, điều chỉnh tốc độ cải thịên hệ số công suất máy Khi máy làm việc bình thờng dây quấn Roto đợc nối ngắn mạch Roto kiểu lồng sóc, kết cấu loại dây quấn khác với dây quấn Stato.Trong rÃnh lõi sắt Roto đặt vào dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt đợc nối tắt lại hai đầu hai vành ngắn mạch đồng hay nhôm làm thành lồng mà ngời ta quen gọi lồng sóc 2.2 Nguyên lý làm việc Khi nối dây quấn stato vào lới điện xoay chiều ba pha, động sinh từ trờng quay Từ trờng quét qua dẫn Roto làm cảm ứng dây quấn Roto sức điện động E sinh dòng điện I chạy dây quấn Chiều sức điện động chiều dòng điện xác định theo quy tắc bàn tay phải Dòng điện I tác động tơng hỗ với từ trờng Stato tạo lực điện từ dây dẫn Roto mômen quay làm cho Roto quay với tốc ®é n theo chiỊu quay cđa tõ trêng Tèc ®é quay Roto n nhỏ tốc độ từ trờng quay Stato n1 Sự chuyển động tơng đối Roto từ trờng quay Stato trì đợc dòng điện I mômen M Vì tốc độ Roto khác với tốc độ từ trờng quay Stato nên gọi động không đồng Để minh hoạ, hình 1.3 từ trờng quay tốc độ n1 chiều sức điện động dòng điện cảm ứng dẫn rôto, chiều lực điện từ Fđ t Hình 1-3 Chiều sức điện động dòng điện cảm ứng roto Đặc trng cho động không đồng ba pha hệ số trợt Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử s -8- Đồ án tốt nghiệp n1 - n ®ã n1 n : tèc ®é quay cđa roto n1 : tèc ®é quay cđa tõ trêng, n1 60 f1 p f1 50 Hz : tÇn số dòng điện, p : số đôi cực Khi mở máy n s : độ trợt mở máy Dòng điện dây quấn từ trờng quay tác dụng lực tơng hỗ lẫn nên Roto chịu tác dụng mômen M từ trờng quay chịu tác dụng mômen M theo chiều ngợc lại Muốn cho từ trờng quay với tốc độ n1 phải nhận công suất đa vào công suất điện từ Pdt M w1 M 2.n1 60 2.3 Công dụng động điện không đồng ba pha Trong công nghiệp phần lớn sử dụng động không đồng ba pha có kết cấu đơn giản, làm việc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ Trong công nghiệp thờng dùng động không đồng làm nguồn lực cho máy cán thép loại vừa nhỏ, động lực cho máy công cụ nhà máy công nghiệp nhẹ Máy điện có nhiều loại phân loại nh Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió Trong nông nghiệp dùng để làm máy bơm hay máy gia công nông sản Trong đời sống hàng ngày, động không đồng dần chiếm vị trí quan trọng Tóm lại, theo phát triển sản xuất điện khí hoá, tự động hoá sinh hoạt hàng ngày phạm vi ứng dụng động không đồng ngày rộng rÃi Tuy nhiên, động không đồng ba pha có nhợc điểm nh: cos máy thờng không cao đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt, dễ phát nóng với stato điện áp lới tăng với roto điện áp lới giảm, điện áp sụt mômen khởi động mômen cực đại giảm nhiều mômen tỉ lệ với bình phơng điện áp Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử -9- Đồ án tốt nghiệp Chơng III Những vấn đề chung công tác sửa chữa máy điện 3.1 Mục đích, ý nghĩa đặc điểm công tác sửa chữa máy điện 3.1.1 Mục đích Mục đích công tác sửa chữa máy điện phục hồi khả làm việc máy điện với đầy đủ đặc tính mong muốn đảm bảo thời gian phục vụ nh gần nh sản phẩm chế tạo Nếu đạt đợc mục đích có nghĩa sản phẩm sau đợc sửa chữa cần có tính năng, chất lợng nh hình thức hoàn toàn giống với sản phẩm chế tạo Các tính đợc hiểu thông số kỹ thuật đà ghi lý lịch nhÃn máy Ví dụ: động điện sau đợc sửa chữa phải đảm bảo không làm thay đổi hiệu suất, cos , độ tăng nhiệt, bội số mômen mở máy, mômen cực đại, hệ số trợt định mức, cấp cách điện, cấp bảo vệ Máy điện có nhiều loại phân loại nh cuối không đ ợc thiếu thiết bị dù nhỏ Nếu trớc sửa chữa thiết bị đà thiếu số chi tiết cần phải đợc bổ xung cho đầy đủ kể chi tiết nhỏ nh hộp đầu dây, gioăng đệm, cánh quạt gió Máy điện có nhiều loại phân loại nh Tất chi tiết không hỏng nhng cần đợc kiểm tra hiệu chỉnh Các chi tiết gần nh đà đến lúc phải thay nh ổ bi, bạc Máy điện có nhiều loại phân loại nh cần đợc thay sửa chữa để đảm bảo tính đồng hoạt động, không để tình trạng hoạt động số chi tiết làm h hỏng chi tiết khác Sau sửa chữa xong, chi tiết cần phải đợc sơn lại, đầu trục cần phải đợc bọc mỡ Máy điện sau đợc sửa chữa cần đợc bổ xung làm lại lý lịch máy để tiện cho việc vận hành sửa chữa sau 3.1.2 ý nghĩa Nếu đạt đợc yêu cầu việc sửa chữa máy điện có ý nghĩa lớn Trong máy điện có số chi tiết nh trục, thân máy, lõi thép Máy điện có nhiều loại phân loại nh gần nh chẳng h hỏng Nếu trình vận chuyển, tháo lắp mà không làm rơi sai quy trình không h hỏng Các chi tiết chiếm tới 65 70% tổng giá thành máy tăng đợc tuổi thọ máy giảm chi phí sửa chữa Đối với sở sản xuất có vốn đầu t không lớn việc sửa chữa máy điện với chất lợng cao có ý nghĩa giảm đợc tiền đầu t vào thiết bị, tăng vốn lu động cho việc sản xuất 3.1.3 Đăc điểm Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử - 10 - Đồ án tốt nghiệp Thiết bị dụng cụ máy công nghệ phải có tính vạn cao sử dụng để sửa chữa máy có công suất kích thớc đợc sử dụng rộng r·i ViƯc bỉ xung c¸c chi tiÕt nhá nh hép cực, nắp gió, vít nâng gặp nhiều khó khăn phải sản xuất đơn điều kiện khuôn mẫu làm cho giá thành sửa chữa tăng, mà ngời chấp nhận Trình độ sử dụng vốn đầu t ngời sử dụng thấp nên việc sửa chữa bị khống chế giá thành, khách hàng thiếu kinh phí t tởng tạm bợ Việc sửa chữa đợc tiến hành điều kiện thiết bị, công nghệ đại so với sản xuất Sửa chữa loại hình sản xuất nhỏ lẻ, đơn chiếc, đa dạng nên thờng mang tính chất sản xuất nhỏ, thủ công tổ chức sản xuất hàng loạt chuyên môn hoá Chất lợng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào trình độ, ý thức ngời thợ Sản xuất sửa chữa mang tính thời vụ, phần lớn đơn đặt hàng sửa chữa rơi vào mùa nóng, mùa ma cuối năm Thời gian sửa chữa thờng yêu cầu gấp để phục vụ sản xuất liên tục 3.2 Khái quát quy trình công nghệ sửa chữa máy điện Sửa chữa máy điện công việc phục hồi khả làm việc máy với đầy đủ tính mong muốn, đảm bảo thời gian quy định, đáp ứng yêu cầu khách hàng Công tác sửa chữa đợc tiến hành theo quy trình định, song phải tuỳ theo quy hoạch sửa chữa lớn hay nhỏ mà lập thành tổ, phân xờng hay nhà máy chuyên môn sửa chữa máy ®iƯn Tõ ®ã ®i ®Õn bè trÝ lùc lỵng sưa chữa nhiều hay cần trang bị dụng cụ thiết bị chuyên dùng cho việc sửa chữa quy mô lớn hay bé 3.2.1 Phơng pháp xác định cố máy điện Nguyên tắc xác định cố máy điện dựa kết quan sát, nghe, kĨ vỊ sù cè, nghe tiÕng tiÕng m¸y , đo đạc Dới số phơng pháp điển hình: - Nghe: nghe để phán đoán cố có hai khía cạnh: nghe ngời vận hành kể tợng xảy cố, chẳng hạn tiếng nổ, khói bốc đầu máy chạy nhanh hay chậm, máy bị nóng hay không nóng Cho máy chạy thử nghe tiếng máy, chẳng hạn tiếng nặng nỊ, ró rÝt, tiÕng hó, tiÕng tõ, ®iƯn, khí Trên sở thông tin ta phán đoán đợc tới 70% xác suất cố đâu, đâu Tất dạng cố nh pha, ngợc pha, ngắn mạch dây quấn, đấu nhầm số mạch nhánh song song, hỏng bi, sát cốt Stato Rôto không hợp lý gây tiếng động lạ - Xác định đợc cố thông qua mùi: Dây quấn máy điện sau chế tạo đợc tẩm sơn cách điện Tất loại sơn cách điện bị nhiệt bốc mùi Mùi sơn cháy khét, hắc chua Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử - 11 - Đồ án tốt nghiệp Ngoài ta dùng thiết bị đo đạc để xác định cố, đo điện trở dây quấn để phát có vòng dây chập hay có phiến góp chập, dùng rônha để kiểm tra cách điện vòng dây kiểm tra đứt dẫn Rôto lồng sóc, dùng máy tạo cao áp để thử nghiệm cách điện pha pha với vỏ, dùng thí nghiệm khác để đo thông số kiểm tra cố đấu dây quấn 3.2.2 Quy trình sửa chữa Tuỳ theo khối lợng sửa chữa mức độ h hỏng máy điện mà tổ chức dây chuyền công nghệ sửa chữa cho hợp lý nhằm rút ngắn thời gian đợi chờ không cần thiết Ta chia thành hai dây chuyền sửa chữa điện song song tiến hành nh sơ đồ sau Tháo dỡ tìm cố, xác định cách sửa chữa Tháo dỡ cuộn dây hỏng, ghi số liệu Làm nêm cách điện rÃnh Sửa lõi thép Rửa chi tiết Quấn dây Sửa nguội Hàn đắp Sửa chữa khí Lồng dây Lắp ráp cục Hàn cuộn dây đầu dây Lắp ráp tổng thể Tẩm sấy Thí nghiệm Hình 1-4 Quy trình sửa chữa máy điện Từ sơ đồ ta khái quát đợc quy trình công nghệ sửa chữa máy điện nh sau Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử - 12 - Đồ án tốt nghiệp - Bớc 1: Máy điện hỏng cần đợc tháo dỡ khỏi nguồn điện đa tới nơi sửa chữa Tình trạng h hỏng đợc ghi vào phiếu riêng kèm theo máy - Bớc 2: Kiểm tra, đo đạc, chuẩn đoán h hỏng Các máy điện gặp cố có biểu không bình thờng nh: có tiếng kêu, chạy không êm, vỏ bị nóng chạy đợc thời gian Máy điện có nhiều loại phân loại nh Thông qua biểu ta phân tích, phán đoán đợc mức độ, vị trí tính chất cố Việc xác định xác đợc cố có ý nghĩa vô quan trọng Nó giúp ta định đợc nhanh chóng đắn giải pháp sửa chữa, giúp việc sửa chữa tốn dễ dàng Nếu sửa chữa không chỗ, không thích hợp gây tốn không cần thiết, giảm tuổi thọ máy Trong sửa chữa máy điện phơng pháp phát cố chuẩn đoán h hỏng thờng là: nghe, quan sát, phát thông qua mùi, qua thiết bị đo đạc nh kiểm tra cách điện, đo điện trở dây quấn, kiểm tra cách đấu dây - Bớc 3: Xác định phơng án sửa chữa Trong bớc ta phải tháo dỡ máy điện, xem xét kỹ để phân loại chi tiết h hỏng chi tiết tốt Những phận chi tiết không cần sửa chữa đợc gửi vào kho bảo quản, phận chi tiết hỏng cần đợc sửa chữa thay Việc đa phơng án sửa chữa xác, tối u có ý nghĩa vô quan trọng Nó giúp việc sửa chữa đợc tiến hành hợp lý, nhanh chóng, phục hồi khả làm việc ban đầu máy điện - Bớc 4: Tiến hành sửa chữa Sau xác định đợc phơng án sửa chữa hợp lý ta tiến hành sửa chữa Trớc sửa chữa cần phải vệ sinh máy điện, từ vệ sinh tổng thể máy đến vệ sinh chi tiết Những chi tiết hỏng cần vệ sinh đa vào nơi sửa chữa - Bớc 5: Thí nghiệm kiểm tra thông số kỹ thuật Sau sửa chữa xong cần lắp ráp lại máy, kiểm tra thông số cần thiết cho vận hành thử Các thông số cần kiểm tra là: Điện trở cách điện cuộn dây vỏ Điện trở cách điện cuộn dây với Đặc tính không tải Thí nghiệm phụ tải định mức phát sóng Thí nghiệm tải ngắn hạn Tình trạng đổi chiều quay Máy điện có nhiều loại phân loại nh Sau kiểm tra thấy đạt yêu cầu đa vào kho, trao trả cho khách hàng 3.3 Quy trình tháo lắp bảo dỡng động không đồng ba pha Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử - 13 - Đồ án tốt nghiệp 3.3.1 Giới thiệu dụng cụ tháo lắp, sửa chữa - Một bé clª dĐt tõ 27mm - Mét clê tròng từ 32 mm - Một búa nguội gồm búa đầu côn, búa tròn, búa nhổ đinh - Một tuốcnơvit hai cạnh từ nhỏ đến lớn - Một tuốcnơvit bốn cạnh từ nhỏ đến lớn - Một kìm nguội gồm kìm thông dụng, kìm mỏ tròn, kìm điện - Một vam hai càng, ba - Một đèn khò dùng xăng - Một dây palăng xích công nghiệp, cần cẩu tay đòn khiêng - Chuỳ đồng nhôm - Một số đục nguội, đục bằng, đục nhọn - Mét bé málªt tõ 150 250mm,350,450,500mm 3.3.2 Quy trình tháo lắp, bảo dỡng a, Tháo rỡ, chuẩn đoán h hỏng xác định cách sửa chữa - Máy điện hỏng cần đợc sửa chữa phải tháo khỏi nguồn, tháo đầu dây tiếp đất, tháo rời khỏi bệ đa nơi sửa chữa - Tháo puli phận truyền lực khỏi trục động vam, không dùng búa tống puli - Tháo phận che cánh quạt cánh quạt - Tháo nắp che ổ bi (với loại vòng bi cầu) vặn lỏng bulông bắt nắp ra, đánh dấu hai chỗ kề đối thân nắp (dùng đục sắc dấu thép đóng dấu nắp trớc nắp sau để khỏi nhầm lẫn) Dùng búa đục mỏng đục vào khe hở nắp thân để tháo nắp Chú ý đục để cậy nắp phải đục nhẹ tay, từ từ cậy dần bốn góc đối xứng gần tai bắt bulông - Khi tháo máy điện có chổi than trớc tiên phải nhấc chổi than khỏi hộp chổi than, với máy điện chiều phải đánh dấu đờng trung tính chổi than vành đõ giá chổi than nắp cố định giá chổi than để lắp khỏi nhầm - Rút rt cïng n¾p tríc khái vá, tríc rót phải lót miếng bìa nhẵn vào kẽ hở ruột stato dới, sau rút ruột từ từ lấy tay đỡ theo để tránh sây sát cuộn dây - Rút ruột phải kê giá gỗ, không để ruột trục động trực tiếp xuống đất mặt bàn Khi lắp phận động theo trình tự ngợc lại b, Bảo dỡng máy điện Bảo dỡng phần cơ: vòng bi, trục * Vòng bi: tra dầu mỡ thay mới, thay mỡ phải dùng dầu hoả rửa mỡ cũ sau tra mỡ vào Trình tự bớc nh sau Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử - 14 - Đồ án tốt nghiệp - Rửa mặt tiếp xúc vòng bi với trục dầu - Lau trục kiểm tra mặt vết gợn Sau bôi lớp vadơlin dầu nhờn lên - Dùng vam tháo vòng bi cũ Trờng hợp khe hở bé khó luồn vam vào dùng thêm đĩa mỏng xẻ rÃnh có gân nối có đờng kính nhỉnh đờng kính cổ trục chỗ lắp vòng bi để luồn vào dùng vam tháo vòng bi - Khi lắp vòng bi vào trớc tiên phải luộc vòng bi dầu tinh khiết nhiệt độ 70 80 o C lắp vòng bi vào trục trạng thái 70 80 o C Sau lắp xong cho mỡ sau động đợc lắp trục phải quay nhẹ êm tay * Trục: bị cong, sửa chữa cách cho lên bàn rà kiểm tra sau dùng lực ép để nắn lại cho thẳng Bảo dỡng lõi thép * Các dạng h hỏng thờng gặp lõi thép - Ep lỏng - Răng thép bị toè, gÃy - Bulông giữ lõi thép bị lỏng - Lâi thÐp bÞ nãng cã nhiỊu bavia - Roto quay chạm vào stato - Cách điện bulông giữ lõi thép bị đánh thủng, cháy vỡ - Lõi thép bị cháy phần bị ăn mòn, biến dạng Máy điện có nhiều loại phân loại nh * Bảo dỡng - Lõi thép bị toè hai bên: dùng thép uốn thành hai vành ép hai đầu Chú ý không làm hỏng cách điện dây quấn Phần lõi thép rÃnh thông gió bị toè phải nắn lại thay thép gân chống - Bulông giữ lõi thép bị lỏng, lực ép không đủ, máy chạy phát tiếng kêu rè phải xiết chặt bulông lại - Lõi thép stato ép vào phần thân không chặt, mối hàn bị lỏng vít định vị lỏng làm cho máy chạy phát tiếng kêu rè rung động mạnh Sửa chữa cách cho thêm vít định vị thân hàn chặt lõi thép với vỏ lại - Với lõi thép máy điện bị nóng làm việc phải kiểm tra độ tăng nhiệt xem có phải rỡ lõi thép sửa không Phơng pháp kiểm tra quấn số vòng dây stato cho dòng điện xoay chiều pha qua để kiểm tra phát nóng lõi thép (cuộn dây ba pha để trạng thái hở) Dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ lõi thép Đóng ®iƯn sau 60 90' , nÕu nhiƯt ®é cđa lõi thép lớn nhiệt độ môi trờng 45 o C chênh lệch đầu cuối lõi thép tới 30 o C cần phải rỡ toàn lõi thép để tráng sấy sơn cách điện lại Trớc quét sơn phải sửa hết bavia rÃnh Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa §iƯn - §iƯn tư - 15 - §å ¸n tèt nghiệp thép, phẳng rửa xăng, để khô quét lớp sơn cách điện mỏng Phần 2: Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải dây quấn stato động không đồng pha thông dụng 2.1 Vai trò, chức dây quấn máy điện Dây quấn phận thiếu máy điện, phần mạch điện máy điện Đợc bố trí hai bên khe hở lõi thép phần tĩnh phần quay phận để biến đổi lợng điện thành lợng (trong động điện) ngợc lại lợng thành lợng điện (trong máy phát điện) làm thay đổi thông số đầu vào, (trong máy biến áp) Có thể chia dây quấn thành hai loại: dây quấn phần cảm (còn gọi dây quấn kích từ) dây quấn phần ứng 2.1.1 Dây quấn phần cảm Dây quấn phần cảm có nhiệm vụ sinh từ trờng khe hở lúc không tải Từ trờng phần lớn máy điện quay thờng có cực tính thay đổi nghĩa cực N S đợc đặt xen kẽ dọc theo khe hở Kết cực S đờng sức từ vào mặt Roto theo hớng kích từ cực N khỏi mặt Roto Tuy nhiên từ trờng khe hở có cực tính không đổi nghĩa quanh khe hë nhiỊu ®êng søc tõ theo híng kÝch từ không đổi Ta xét số dây quấn phần cảm máy điện quay sau Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử - 16 - Đồ án tốt nghiệp - Máy có cực tính thay đổi: Để hình thành từ trờng khe hë cã cùc tÝnh N vµ S xen kÏ, dây quấn phần cảm đợc quấn tập trung cuộn đặt vào thân cực từ Roto Stato máy có cực lồi đợc quấn dải thành nhiều bối dây đặt rÃnh máy có cực ẩn - Máy có cực tính không thay đổi: Để từ trờng khe hở có cực tính không đổi, dây quấn phần cảm đợc quấn thành hai quận dây có trục trùng với trục máy trờng hợp máy có hai quận dây với chiều dòng kích từ dọc khe hở đờng sức từ từ Stato vào hai mặt Roto 2.1.2 Dây quấn phần ứng Có nhiệm vụ cảm ứng đợc sức điện động định có chuyển động tơng tõ trêng cđa khe hë Râ rµng lµ nÕu tõ trờng khe hở có cực tính thay đổi suất điện động cảm ứng sức điện động xoay chiều từ trờng khe hở có cực tính không đổi sức điện động cảm ứng sức điện động chiều Dây quấn phần ứng máy điện xoay chiỊu mét líp hc hai líp cã thĨ chÕ tạo với số pha m 1,2,3 chủ yếu dây quấn ba pha sau dây quấn pha Dây quấn lồng sóc máy điện không đồng đợc xem nh dây quấn có số pha m Z2 Z số rÃnh Roto, p số đôi cực máy, thờng số r·nh cđa p mét pha díi mét cùc q lµ số nguyên nhng số trờng hợp cần thiết q phân số 2.2 Cách đấu tỉ bèi mét cn d©y: Trong mét tỉ bèi có vài bối dây nhng có bối dây vấn đề đặt phảI biết cách đấu nối tổ bối lại với để tạo thành cuộn dây có hai đầu (đầu cuộn cuối cuộn) Việc đấu nối tổ bối đợc thực sau đà đấu nối xong bối dây nội tổ (nếu nh tổ có từ hai bối trở lên ) Trong thực tế có ba cách đấu tổ bối dây là: Cách đấu nối tiếp, cách đấu song song cách đấu hỗn hợp - Đấu nối tiếp: đấu cho dòng điện liên tiếp từ tổ đầu đến tổ cuối cuộn dây Cách đấu này, làm cho đờng dòng điện dài nên thờng đợc sử dụng cần cho động chạy điện áp cao Đấu nối tiếp có: đấu nối tiếp phía đấu nối tiếp khác phía Giả sử có hai tổ bối bốn, muốn đợc cuộn dây có hai cực ta phải đấu nối tiếp phía, tức phải đấu đầu tổ trớc với đầu tổ tổ trớc với cuối tổ sau (còn gọi đầu với đầu, cuối với cuối, xa với xa, gần với gần; với trong, với Máy điện có nhiều loại phân loại nh) Hai đầu lại hai tổ hai đầu cuộn dây Để đấu nối Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử - 17 - Đồ án tốt nghiệp tiếp cho hai tổ bối thành cuộn dây có hai cực, phải lồng dây cho rÃnh cuối tổ đầu với rÃnh đầu tổ sau Cực 1 Cực 13 14 15 16 Đầu tổ Cuối tổ Đầu cuộn 17 18 19 20 29 30 31 32 Đầu tổ Cuối tổ Cuối cuộn Hình 2-1 §Êu nèi tiÕp cïng phÝa Ta cịng cã thĨ ®Êu nối tiếp hai tổ bối bốn để có đợc cuộn dây cách đấu khác phía, tức phải đấu đầu tổ trớc với cuối tổ tổ trớc với đầu tổ sau (còn gọi đấu đầu với cuối, cuối với đầu; xa với gần, gần với xa; với ngoài, với Máy điện có nhiều loại phân loại nh ) Hai đầu lại hai tổ hai đầu cuộn dây Để đấu nối tiếp hai tổ bối thành cuộn dây có bốn cực, phải lồng dây cho rÃnh cuối tổ đầu cách rÃnh đầu tổ sau số rÃnh số rÃnh nằm rÃnh cuối tổ sau rÃnh đầu tổ ®Çu Cùc Ci tỉ Ci cn Cùc Cùc Cực Cuối tổ Đầu tổ Đầu tổ Đầu cuộn Hình 2-2 Đấu nối tiếp khác phía - Đấu song song: đấu cho dòng điện song song lợt qua tất tổ cuộn dây Cách đấu này, đờng dòng điện ngắn nên thờng đợc sử dụng cần cho động chạy điện áp thấp Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử - 18 - Đồ án tốt nghiệp Khi cho động chạy điện áp thấp, số vòng dây quấn cho cuộn dây phải thiết diện dây quấn phải lớn lên Muốn ngời ta phải đấu song song tổ bối dây Nhng tốc độ quay động không đổi số cực động đấu nối tiếp để chạy điện áp cao Cực Cực Đầu cuộn Cuối cuộn Hình 2-3 Đấu song song khác phía Cũng tơng tự nh đấu nối tiếp từ hai tổ bối bốn, muốn đấu thành cuộn dây hai cực phải đấu song song khác phía Tức đấu chụm đầu tỉ tríc víi ci tỉ sau thµnh mét mèi, ci tổ trớc với đầu tổ sau thành mối Hai mối đầu cuối cuộn dây Để đấu hai tổ bối bốn thành cuộn dây bốn cực cách đấu song song phía Tức là, đấu chụm đầu tổ trớc với đầu tổ sau thành mèi, ci tỉ tríc víi ci tỉ sau thµnh mét mối Hai đầu mối đầu cuối cđa qn d©y Cùc Ci tỉ Ci cn Cùc Cực Cực Đầu tổ Cuối tổ Đầu tổ Đầu cuộn Hình 2-4 Đấu song song phía Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - Điện tử - 19 - Đồ án tốt nghiệp - Đấu hỗn hợp: thực tế có trờng hợp đấu song song tất tổ bối dây.Thông thờng, tổ bối cuộn dây đợc đấu nối tiếp để chạy điện áp cao (220V), đến chạy điện áp thấp nửa (110V), ngời ta đấu cuộn dây thành hai dây song song, dây gồm nửa số bối mắc nối tiếp Vì chạy 110V, cần số vòng giảm nửa nhng tiết diện dây phải lớn gấp đôi so với chạy 220V Cách đấu nhu gọi đấu hỗn hợp Cách đấu hỗn hợp đợc áp dụng số tổ bối dây số chẵn phải có từ bốn tổ bối trở lên 2.3 Phân loại chung cho dây quấn Stato (trong động không đồng pha) Trong tính toán thiết kế máy điện quay ngời ta sử dụng nhiều kiểu dây quấn Mỗi loại có đặc điểm lĩnh vực ứng dụng khác nhau, ta phân loại nh sau: a) Theo số cạnh tác dụng rÃnh: - Dây quấn lớp: rÃnh chứa cạnh tác dụng (Hình 2-5) - Dây quấn hai lớp: Trong rÃnh chứa hai cạnh tác dụng, hay bội số hai cạnh tác dụng (Hình 2.6) Lớp Lớp dới Hình 2-5 Dây quấn lớp Hình 2-6 Dây quấn hai lớp b) Theo giá trị q (số cạnh tác dụng dới cực pha) ta có: - Dây quấn q nguyên - Dây qn q ph©n sè c) Theo bíc bèi d©y: Theo tiêu chuẩn ta có loại: - Dây quấn bớc đủ (khi y ) - Dây quấn bớc ngắn (khi y ) d) Theo hình dạng xếp cuả bối dây: Khi phân loại theo tiêu chuẩn ta có nhiều loại dây quấn đa dạng nh sau: - Dây quấn đồng tâm (xếp đơn, phân tán , mặt phẳng, hai mặt phẳng) - Dây quấn đồng khuôn (đồng khuôn hoa sen, đồng khuôn mãc xÝch ) - D©y quÊn xÕp kÐp (xÕp kÐp bớc ngắn, xếp kép bớc đủ) 2.4 Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải dây quấn động KĐB ba pha theo kiểu quấn thông dụng Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông Khoa Điện - §iƯn tư - 20 - §å ¸n tèt nghiƯp C¸c thông số để vẽ sơ đồ trải - Các kí hiệu: Z : Số rÃnh Rôto Z1 : Sè r·nh lâi thÐp Stato m : Sè pha (m=1,2,3) sè cùc tõ cđa bé d©y qn p : Số đôi cực dây quấn : Bớc cực từ y : Bớc bối dây đ : Gãc lƯch pha q : Sè r·nh øng víi cực : hệ số rút ngắn bớc bối dây pha Trong Z1 , m , p , tham số để tính toán dây quấn Stato động 2p : Mỗi bối dây hay tép dây cuộn dây quấn đợc tạo nên ws vòng dây Các phần phần ab, cd đợc đặt rÃnh lõi thép quét từ trờng cực từ khe hở gọi cạnh tác dụng Khoảng cách y hai cạnh tác dụng bối dây tính số rÃnh, gọi bớc dây quấn Nếu y , lµ bíc cùc tÝnh b»ng sè r·nh dới cực dây quấn có bớc đủ Nếu y dây quấn có bớc ngắn với hệ y số bớc ngắn Các phần bc ad nằm bên rÃnh gọi phần đầu nối c b b c y a y d a d Hình 2-7 Bối dây: dây quấn xếp, dây quấn sóng Các tham số nhà sản xuất quy định, thiết kế chế tạo, cách bố trí tổ bối dây, bin dây cách đấu nối định đến tốc độ quay, công suất định mức động - Các công thức bản: Bớc cực từ đợc tính theo công thức : Z1 2p Số rÃnh ứng với cực pha: q Z1 p.m m Góc lệch hình học hh góc lệch điện đ đại lợng dùng để xác định vị trí đặt dây pha Stato(hay Rôto), nh dùng để xác định sơ đồ hình tia sức điện động rÃnh việc xác định vùng pha dây quấn xác định hệ số quấn dây cho dây quấn Gvhd: Trần Văn Chơng Nguyễn Đức Long SVTH: Đặng Hải Thanh Nguyễn Cảnh Thông