Đồ án mh1, Nghiên cứu, chế tạo modul đấu động cơ điện 1 pha 5 đầu dây

Việc sử dụng động cơ điện trong sản xuất và đời sống là rất rộng rãi , đặc biệt là động cơ điện một chiều bởi vì động cơ điện một chiều có rất nhiều ưu điểm so với động cơ xoay chiều . Nhưng gắn liền với việc sử dụng động cơ điện một chiều là quá trình điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho phù hợp với yêu cầu thực tế . Vì vậy để đáp ứng nhu cầu đó nhóm chúng em thực hiện với đề tài : “Nghiên cứu , chế tạo modul đấu động cơ điện 1 pha 5 đầu dây.”

MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .2 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 1.1 Khái niệm chung 1.2 Cấu tạo 1.3 Nguyên lý làm việc .5 1.4 Phạm vi áp dụng 1.5.Các phương pháp khởi động động pha .7 1.5.1 Động không đồng dùng cuộn dây phụ 1.5.2 Động dùng tụ điện CHƯƠNG II : ĐẤU ĐỘNG CƠ MỘT PHA 10 2.1 Đấu động pha ba đầu dây .10 2.1.1.Cách xác định đầu dây 10 2.1.2 Đấu động .10 2.2 Đấu động có đầu dây .11 2.2.1 Xác định đầu dây .11 2.2.2 Cách đấu nối 13 CHƯƠNG III : THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ PHA ĐẦU DÂY .14 3.1 Khái niệm động pha 14 3.2 Quy trình chế tạo động pha đầu dây 14 KẾT LUẬN 16 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên , Ngày Tháng Năm 2022 Ký Tên LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển nhân loại ngành công nghệ kỹ thuật Điện – Điện Tử bước đến với tầm cao tri thức khoa học Tuy nước sau ngành công nghệ kỹ thuật Điện – Điện Tử ứng dụng vào đời sống Việt Nam bước hòa nhập để với xu hướng chung thời đại Máy móc thay người thúc đẩy phát triển kinh tế Việc sử dụng động điện sản xuất đời sống rộng rãi , đặc biệt động điện chiều động điện chiều có nhiều ưu điểm so với động xoay chiều Nhưng gắn liền với việc sử dụng động điện chiều trình điều chỉnh tốc độ động cho phù hợp với yêu cầu thực tế Vì để đáp ứng nhu cầu nhóm chúng em thực với đề tài : “Nghiên cứu , chế tạo modul đấu động điện pha đầu dây.” Trong thời gian làm đồ án với cố gắng nhóm với giúp đỡ tận tình cô Nguyễn Thị Vân Anh thầy cô khoa Điện – Điện Tử đến đồ án chúng em hoàn thành Tuy đồ án chúng em hoàn thành kiến thức tài liệu hạn chế đồ án chúng em không tránh khỏi sai sót Vậy chúng em kính mong thầy bạn đóng góp ý kiến xây dựng để đồ án chúng em hoàn thiện chúng em có kinh nghiệm bổ sung kiến thức tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Nhóm sinh viên thực : Ngơ Qúy Anh Lê Xuân Ánh Phạm Xuân Bách CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 1.1 Khái niệm chung Máy điện không đồng máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ rotor n khác với tốc độ từ trường quay máy n1 Máy điện khơng đồng làm việc hai chế độ: Động máy phát Máy phát điện khơng đồng dùng có đặc tính làm việc khơng tốt , nên chương trình ta chủ yếu xét động không đồng Động không đồng sử dụng nhiều sản xuất sinh hoạt chế tạo đơn giản, hiệu suất cao gần khơng bảo trì Gần kỹ thuật điện tử phát triển, nên động không đồng đáp ứng yêu cầu điều chỉnh tốc độ động sử dụng rộng rãi Dãy cơng suất rộng từ vài wat đến hàng ngàn kilowat Hầu hết động ba pha, có số động cơng suất nhỏ pha 1.2 Cấu tạo + Starto: phần cố định, bao gồm lõi thép vỏ máy Lõi thép Startor ghép thép kỹ thuật điện xẻ rãnh để đặt dây quấn Startor Vỏ máy thường Gang hợp kim nhôm có cấu tạo phù hợp cho việc thơng gió, làm mát trình làm việc Dây quấn Startor dây điện tử, quấn thành bối dây lồng vào rãnh lõi thép Startor đấu nối theo quy luật định + Roto: phần quay, phổ biến rotor lồng sóc có cấu tạo sau: - Lõi thép ghép thép kỹ thuật điện - Thanh dẫn : làm đồng nhơm - Vịng đoản mạch: gồm vịng đầu rotor ( dẫn nối với vịng đoản mạch  Ngồi cịn có loại rotor dây quấn ( dùng cho động công suất lớn) - Lõi thép ghép thép kỹ thuật điện ( có rãnh để quấn dây) - Dây quấn điện tử quấn quanh lõi thép 1.3 Nguyên lý làm việc Hình 1.1 : Sơ đồ nguyên lý động KĐ pha dây quấn a) Từ trường đập mạch phân thành quay thuận quay ngược b) Từ thông lực điện từ tác dụng lên roto Khi nối dây quấn pha stato vào lưới điện có điện áp u1 dây quấn có dịng điện xoay chiều hình sin chạy qua: i1 = √ 2I1sinωt Dòng điện sinh từ trường stato có phương khơng đổi có độ lớn thay đổi hình sin theo thời gian, gọi từ trường đập mạch: F = Fm.sinωt.cosα Ta phân sdt đập mạch hai std quay:  Std quay thuận : F11me j ω t  Std quay nghịch : F12me− j ω t Hai std quay có : - Biên độ tự trường đập mạch : F1m √ vW k dq I =F 11m=F 12m = p - Tốc độ quay : - Sóng quay thuận : Ω1 = ω1 p - Sóng quay ngược : Ω2 = - Ω1 ngược chiều quay roto So với roto có hệ số trượt: Ω1−Ω =s Ω1 (−Ω ¿¿ 1)−Ω Ngược : s2 = (Ω¿¿ 1)=(2−s) ¿ ¿ - Thuận : s1 = - - Phương trình cân std tổng : - Thuận : F 01m = F 11m + F 12m sinh từ cảm B1 m e j(ω t+ α ) - Ngược : F 02m = F 12m + F 22m sinh từ cảm B2 m e j(ω t +α ) 1 Từ cảm tổng : B = B1 m e j(w t +α )+ B2 m e j (w t +α ) hình thành từ trường quay Ellip 1 Từ trường quay thuận B1 tác dụng với dòng điện roto tạo momen quay thuận M1; từ trường quay ngược B tác dụng với dòng điện roto tạo mơmen quay ngược M2 Hình 1.2: Momen động KĐ pha Tổng đại số hai momen cho ta đặc tuyến M = f(s): M = M1 + M2 = f(s) Từ đặc tính ta thấy lúc mở máy ( n = 0, s = ), M = M2 ngược chiều lên M = , động khơng thể quay Nếu ta quay động theo chiều đó, s # tức M # động tiếp tục quay theo chiều Vì để động pha làm việc được, ta phải có biện pháp mở máy, nghĩa tìm cách tạo cho động momen lúc roto đứng yên ( M = M k s = 1) 1.4 Phạm vi áp dụng Động điện không đồng pha sử dụng rộng rãi dân dụng công nghiệp máy giặt, tủ lạnh, máy lau nhà, máy bơm nước, quạt, dụng cụ cầm tay,…….Nói chung động cơng suất nhỏ Cụm từ “ động công suất nhỏ” động có cơng suất tầm 750w Phần lớn động pha thuộc loại này, chúng cịn chế tạo với cơng suất đến 7.5kw hai cấp điện áp 110v 220v 1.5.Các phương pháp khởi động động pha 1.5.1 Động không đồng dùng cuộn dây phụ Loại động dùng phổ biến máy điều hòa, máy giặt, dụng cụ cầm tay, quạt, bơm ly tâm,…… Hình 1.3: Sơ đồ kết cấu, đồ thị vecto, đặc tính M động dùng dây quấn phụ a) Sơ đồ kết cấu; b) Đồ thị vecto lúc mở máy; c) Đặc tính M = f(s) Các phần loại động cho hình 3a, gồm dây quấn ( dây quấn làm việc ), dây quấn phụ ( dây quấn mở máy ) Hai cuộn dây đặt lệch góc 900 điện khơng gian Và roto lồng sóc Để có mơmen mở máy, người ta tạo góc lệch pha dịng điện qua cuộn Ic dịng qua cuộn dây phụ Ip cách mắc thêm điện trở nối tiếp với cuộn phụ dùng dây quấn cỡ nhỏ cho cuộn phụ, góc lệch thưởng nhỏ 3000 Dịng dây quấn dây quấn phụ sinh từ trường quay để tạo momen mở máy Đồ thị vecto lúc mở máy trình bày hình 3b Khi tốc độ đạt ( 70 ÷ 75%) tốc độ đồng bộ, cuộn dây phụ cắt nhờ công tắc ly tâm K động tiếp tục làm việc với cuộn dây Đặc tính momen trình bày hình 3c 1.5.2 Động dùng tụ điện Các động khơng đồng pha có cuộn dây phụ mắc nối tiếp với tụ điện gọi động tụ điện Loại động có cuộn dây phụ bố trí lệch so với cuộn dây góc 90 điện khơng gian, để tạo góc lệch thời gian ta mắc nối tiếp với cuộn dây phụ tụ điện Nếu tụ điện mắc nối tiếp với cuộn phụ chọn giá trị thích hợp góc lệch pha I C IP gần 900 tùy theo yêu cầu mômen mở máy mơmen lúc làm việc ta có loại động tụ điện sau: Động dùng tụ điện mở máy Khi mở máy tốc độ động đạt đến 75 ÷ 85% tốc độ đồng bộ, công tắc K mở động đạt đến tốc độ ổn định Động đùng tụ điện thường trực Cuộn phụ tụ điện mở máy max động làm việc bình thường Loại có cơng suất thường nhỏ 500w có đặc tính tốt Ngồi ra, để cải thiện đặc tính làm việc mơmen mở máy ta dùng động hai tụ điện Một tụ điện mở máy lớn ( khoảng 10 ÷ 11 lần) tụ điện thường trực ghép song song với tụ điện thường trực Khi mở máy tốc độ động đạt đến 75 ÷ 85% tộc động đồng bộ, tụ điện mở máy cắt khỏi cuộn phụ, tụ điện thường trực nối với cuộn dây phụ làm việc bình thường Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý động pha dùng tụ điện a) Tụ điện mở máy, b) Tụ điện thường trực, c) Đồ thị vecto 3.Động dùng tụ làm việc lẫn tụ khởi động Động sử dụng tụ có điện dung khác nhau.Khi khởi động dùng tụ có điên dung lớn để tạo moment lớn giúp động nhanh chóng đạt đến vận tốc cao.Khi đạt vận tốc đủ lớn ngắt tụ điện lớn , sử dụng tụ điện dung nhỏ Tụ điện đóng ngắt tự động công tắc ly tâm 1.5 : Động dùng vịng ngắn mạch Hình 1.6: Cấu tạo, đồ thị vecto, đặc tính mơmen Động KĐ pha có vòng ngắn mạch cực từ a) Cấu tạo; b) Đồ thị vecto; c) Đặc tính mơmen Hình 5a cho thấy cấu tạo loại động Trên stato ta đặt dây quấn pha cực từ chia làm hai phần, phần có vịng ngắn mạch K ơm 1/3 cực từ roto lồng sóc Dịng điện chạy dây quấn stato I tạo nên từ thông ∅ qua phần cực từ có vịng ngắn mạch Từ thơng ∅ cảm ứng vịng ngắn mạch sdd En góc En < 900 Dịng điện In tạo từ thơng ∅ ta có từ thơng tổng qua phần cực từ có vịng ngắn mạch: ∅ ∑=∅+∅ n Từ thông lệch pha so với từ thông qua phần cực từ khơng có vịng ngắn mạch góc ∅ Do từ thông ∅ ∅∑ lệch không gian nên chúng tạo từ trường quay làm quay roto Loại động có mơmen mở máy nhỏ Mk = ( 0,2 -0,5)Mdm hiệu suất thấp ( từ 25 - 40%), thường chế tạo với cơng suất 20-30w, đơi chế tạo công suất đến 300w hay sử dụng quạt bàn, quạt trần, máy quay đĩa,…… CHƯƠNG II : ĐẤU ĐỘNG CƠ MỘT PHA 2.1 Đấu động pha ba đầu dây - Khi động có mối dây •Người ta thường kí hiệu mối dây C (dây chung), R (dây chạy), S (dây đề) Việc xác định mối dây đó, dây C, dây R, S •Vì điện trở cuộn dây chạy nhỏ điện trở cuộn dây đề, nên: Điện trở đo R C nhỏ nhất, R S lớn nhất, S C khoảng hai trị số 2.1.1.Cách xác định đầu dây - Đánh số 1, 2, cách tuỳ ý ba đầu dây ra, dùng ômmét với thang đo Rx1 đo điện trở cặp đầu dây: 1-2; 1-3; 2-3 ghi kết đo để có sở kết luận - Cặp có trị số điện trở lớn cặp R S, đầu lại C Khi biết C, đo C hai đầu dây kia, đầu có điện trở lớn S, cịn lại R 2.1.2 Đấu động C1 LV K§ C1 LV K§ Hình 2.1: Phương pháp đảo chiều quay động chạy tụ 10 C1 1 C1 LV K§ LV K§ Hình 2.2: Đảo chiều công tắc cực 2.2 Đấu động có đầu dây 2.2.1 Xác định đầu dây - Đo điện trở đầu dây ghi nhận giá trị điện trở lớn phép đo; Ta xác định phép đo hai đầu (Tổng điện trở tất cuộn dây) Dùng cách thắt nút đeo biển đề tên để đánh dấu hai đầu dây - Lần lượt đo điện trở hai đầu vừa xác định với đầu lại ghi nhận giá trị điện trở nhỏ hai lần đo Phép đo cho giá trị điện trở nhỏ phép đo hai đầu (là điện trở cuộn LV) Ta xác định xác tên đầu dây 1, - Cố định que đo đầu số 5, đo điện trở với hai đầu lại (đầu 4) phép đo cho giá trị nhỏ điện trở hai đầu 4, ta xác định tiếp đầu dây số Đầu dây lại số Các loại quạt dùng sinh hoạt sử dụng động điện pha vòng chập động pha chạy tụ Ta gọi tên tương ứng Quạt vòng chập Quạt chạy tụ Đặc điểm cấu tạo dễ nhận biết Quạt vịng chập có vịng ngắn mạch đồng đặt bề mặt cực cuộn dây quấn đưa ngồi đầu dây; Để điều khiển cho quạt việc ta việc cấp nguồn cho quạt vào đầu dây 11 § § K 220V 220V Hình 2.3: Đấu quạt vòng chập Trong trường hợp sử dụng điều chỉnh tốc độ quạt (hộp số) thi ta đấu hộp số nối tiếp với quạt - Một điểm cần lưu ý trước đấu loại quạt động điện ta phải tiến hành kiểm tra điện trở cách điện cuộn dây với Stator, vỏ quạt Dùng đồng hồ vạn năng, để thang đo điện trở cách điện; Đo điện trở cuộn dây với Stator, vỏ máy Với động giá trị điện trở cách điện cao (trên 3M), động cũ điện trở cách điện giảm nhỏ không nhỏ 0,5M Nếu điện trở cách điện quạt nhỏ 0,3 M động bị ẩm có vịng dây bị chạm vỏ, cần phải kiểm tra để sửa chữa quấn lại dây - Các loại quạt vịng chập dùng hệ số công suất thấp, mômen khởi động nhỏ không ổn định, khả tải thấp Dùng phổ biến sinh hoạt loại Quạt chạy tụ; Về cấu tạo chung loại quạt chạy tụ dây Stato gồm có cuộn dây, ta gọi cuộn làm việc (LV) cuộn khởi động (KĐ) Để quạt quay cuộn khởi động phải nối tiếp với tụ điện mắc song song với cuộn làm việc * Các loại quạt bàn cũ thường chế tạo cuộn dây giống quạt trần sử dụng cuộn cảm gắn bên để điều chỉnh tốc độ Ngày người 12 ta thường quấn cuộn dây số bên quạt , từ quạt đưa ngồi khơng mà đầu dây theo sơ đồ sau : LV C1 K§ Cuén sè Cuén sè Hình 2.4: Quạt bàn chạy tụ với cuộn dây số quấn 2.2.2 Cách đấu nới Hình 2.5: Sơ đồ quạt cơng tắc có tụ 13 CHƯƠNG III : THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ PHA ĐẦU DÂY 3.1 Khái niệm động pha Động pha động dây quấn loại động dây quấn stato có cuộn dây pha , nguồn dây pha dây nguội (cịn có thêm tụ để làm cho lệch pha) 3.2 Quy trình chế tạo động pha đầu dây Hình 3.1: Sơ đồ động pha a) Chuẩn bị dụng cụ,vật liệu - Động điện pha - hộp nhựa ABS hình vuông - Tụ điện, hộp số gồm số, atomat pha - Mỏ hàn , khoan , dây dẫn , băng dính cách điện, cưa , kìm, kéo… b) Thiết kế động pha đầu dây Hộp nhựa ABS có độ dầy cứng phù hợp với tốn Bố trí thiết bị hộp nhựa ABS 6cm Nguồn A/C 220V cm Attomat 1pha Động ng pha 9c 6cm 20cm đầu dây Tụ 400V – AC 2uf ± 5% 50/60Hz Hộng p số gồm số (0,1,2,3) 14 Gắn linh kiện lên hộp nhựa xác định lại khoảng cách cho lại cho phù hợp Thi cơng Hồn thiện sản phẩm Hình 3.2: Sản phẩm hoàn thành KẾT LUẬN 15 Như vậy, sau hai tháng nhận thực đồ môn học với đề tài: “Nghiên cứu , chế tạo modul đấu động điện pha đầu dây.” Cho đến chúng em hoàn thành Cùng với nỗ lực cố gắng thân bạn nhóm em , giúp đỡ bạn bè lớp, đặc biệt với giúp đỡ nhiệt tình, tận tâm giáo hướng dẫn Nguyễn Thị Vân Anh chúng em thực cách tương đối yêu cầu mà đề tài đặt Nhưng bên cạnh đó, thời gian thực đề tài, với trình độ kiến thức cịn có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót Do chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy giáo bạn để đề tài chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng yên, ngày tháng năm 2022 16