Giáo trình máy điện ppsx

Cuộn dây khởi động đợc đặt lệch trong không gian so với cuộn làm việc một góc 900 độ điện tơng tự nh cuộn thứ hai của động cơ điện xoay chiều hai pha.. Ngời ta cũng làm cho dòng điện xoa

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc hiện đại hóa hiện nay, máy móc đã dần dần thay thế sức lao động của con người Để máy móc hoạt động được không thể thiếu phần động cơ bên trong Nhằm giúp sinh viên ngành điện có những kỹ năng sửa chữa, quấn lại

được động cơ tôi biên soan cuốn “Giáo trình Máy điện” dùng làm tài liệu học lý

thuyết và hướng dẫn thực hành về phần động cơ điện

Nội dung giáo trình gồm 2 phần: Máy điện một pha và máy điện ba pha

Trong đó: Phần lý thuyết một pha và ba pha chung cho cả chuyên ngành điện công nghiệp và ngành điện lạnh

Phần thực hành: Ngành điện lạnh học phần một pha

Ngành điện công nghiệp học 2 phần: Một pha và Ba pha

Trong quá trình biên soạn sẽ không tránh được những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn

Hà Nội, Ngày 18 tháng 11 năm 2010

Biên soạn

Nguyễn Ngọc Tuấn

MỤC LỤC Trang

.1

.1

2

Trong công cuộc hiện đại hóa hiện nay, máy móc đã dần dần thay thế sức lao động của con người Để máy móc hoạt động được không thể thiếu phần động cơ bên trong Nhằm giúp sinh viên ngành điện có những kỹ năng sửa chữa, quấn lại được động cơ tôi biên soan cuốn “Giáo trình Máy điện” dùng làm tài liệu học lý thuyết và hướng dẫn thực hành về phần động cơ điện 2

Nội dung giáo trình gồm 2 phần: Máy điện một pha và máy điện ba pha 2

Trong đó: Phần lý thuyết một pha và ba pha chung cho cả chuyên ngành điện công nghiệp và ngành điện lạnh 2

Phần thực hành: Ngành điện lạnh học phần một pha 2

Ngành điện công nghiệp học 2 phần: Một pha và Ba pha

2

Trong quá trình biên soạn sẽ không tránh được những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn 2

Hà Nội, Ngày 18 tháng 11 năm 2010 2

MỤC LỤC Trang 3

CHƯƠNG II: THỰC HÀNH QUẤN ĐỘNG CƠ MỘT PHA 29

PHẦN II: MÁY ĐIỆN BA PHA 45

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN 45

Bài 1: Cơ sở lý thuyết máy điện 45

1.1 Giới thiệu chung về máy điện 45

1.2 Nguyên lý máy phát điện và động cơ điện 46

1.3 Sơ lược về các vật liệu chế tạo máy điện 48

1.4 Phát nóng và làm mát máy điện 50

Bài 2: Máy điện không đồng bộ 51

2.1 Khái niệm chung 51

2.2 Phân loại và kết cấu 51

2.4 Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ 54

Bài 3: Cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha 55

3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha 55

3.2 Nguyên lý làm việc 57

3.3 Đặc điểm và các yêu cầu cơ bản bộ dây quấn động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha 59

4.1 Khái niệm và các thông số cơ bản 61

4.2 Cách đấu giữa các nhóm cuộn dây 63

4.3 Cách dựng sơ đồ dây quấn động cơ 3 pha 63

4.4Phương pháp lấy mẫu bộ dây quấn stato động cơ ba pha 64

4.5 Phương pháp vẽ sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ ba pha 65

Bài 1 Tháo lắp bảo dưỡng máy điện cảm ứng từ ba pha 82

1.1 Những yêu cầu khi sử dụng tháo lắp máy điện 82

1.2 Tháo lắp bảo dưỡng động cơ điện 83

Bài 2: Kỹ thuật quấn dây cho động cơ 84

2.1 Chuẩn bị khuôn .84

2.4 Dụng cụ 87

2.5 Thực hành quấn động cơ 88

2.6 Phương pháp đấu đây tạo cực của động cơ điện không đồng bộ ba pha 98

Tài liệu tham khảo 98

PHẦN I: ĐỘNG CƠ MỘT PHA

CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA

1.1 Cấu tạo động cơ điện xoay chiều một pha

Động cơ điện là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tợng lực điện từ cho nên cấu tạo cơ bản của nó gồm có bộ phận điện là cuộn dây và bộ phận dẫn từ là lõi thép Theo kết cấu, động cơ điện bao giờ cũng có hai phần chính là phần tĩnh (stato) và phần quay (rôto) đợc ngăn cách nhau bằng khe hở không khí

Stato là một khối thép hình vành khăn đợc đặt vừa khít trong một vỏ kim loại

Vỏ này có hai nắp ở hai đầu, chính giữa hai nắp có hai ổ bạc hoặc hai ổ bi Vỏ và nắp có nhiệm vụ định vị cho rôto và stato đợc đồng tâm để khi quay, chúng không

bị va chạm vào nhau Trong lòng stato ngời ta khoét các rãnh để đặt các cuộn dây, các cuộn dây này đợc gọi là các cuộn dây stato, nó có nhiệm vụ tạo ra từ trờng quay Tuỳ theo cấu tạo của các cuộn dây stato mà các rãnh này có thể bằng nhau hoặc có thể rộng, hẹp khác nhau Để chống dòng fucô sinh nóng động cơ stato không phải đợc đúc liền một khối mà đợc ghép bằng lá thép kỹ thuật điện mỏng, bên ngoài của các lá thép đợc phủ một lớp sơn cách điện

Đa số các stato đều nằm bên ngoài

chỉ trong một số trờng hợp đặc biệt

stato mới đợc nằm bên trong (các loại

Các cuộn dây này có nhiệm vụ sinh ra

dòng điện cảm ứng để tác dụng tơng hỗ với từ

trờng quay, tạo thành mômen quay làm quay

rôto Chính giữa tâm của rôto có một trục tròn

và thẳng Trục này sẽ đợc xuyên qua hai nắp

của động cơ ở chỗ ổ bạc hoặc ở bi để truyền

chuyển động quay của rôto ra phía ngoài

Rôto này đợc gọi là rôto quấn dây nó có nhợc

Hình dạng lá thép rôto quấn dây

Đa số các động cơ không đồng bộ đang sử dụng

trong kỹ thuật và đời sống hiện nay đều sử dụng rôto có

cuộn dây thờng xuyên ngắn mạch Loại rôto này có mặt

ngoài đợc xẻ thành những rãnh, bên trong các rãnh có

các thanh đồng , nhôm hoặc nhôm pha chì đợc nối với

nhau ở hai đầu tạo thành một cái lồng Loại rôto này đợc

gọi là rôto ngắn mạch hay rôto lồng sóc Mỗi một đôi Hình dạng lá thép rôto

lồng sóc

1.2 Cách tạo ra từ trờng quay ở cuộn dây stato động cơ điện xoay chiều một pha

Động cơ điện xoay chiều một pha là loại động cơ có công suất nhỏ (cỡ 600W trở lại) nó đợc sử dụng rộng rãi nhất trong kỹ thuật cũng nh trong đời sống bởi vì

nó dùng đợc ở mạng điện một pha 110V hay 220V thông dụng (một dây nóng và một dây nguội) Các động cơ điện xoay chiều một pha có rôto lồng sóc và cuộn dây một pha đặt trong rãnh stato Bây giờ ta hãy nghiên cứu các cách tạo ra từ trờng quay trong động cơ điện xoay chiều một pha

Nếu trong rãnh lõi thép stato ta chỉ đặt một cuộn dây thì khi cho dòng điện

trong không gian với vận tốc và độ lớn bằng nhau nhng ngợc chiều nhau Do vậy mụmen quay tổng hợp ở trên rôto bằng không Kết quả động cơ không thể quay đ-ợc.

Lúc này, nếu ta dùng tay mồi cho động cơ quay theo chiều nào đó thì nó sẽ quay theo chiều ấy nhng do có mômen khởi động rất nhỏ nên động cơ quay lờ đờ

và gần như không kéo đợc tải

Để khởi động động cơ điện xoay chiều một pha, ngời ta phải sử dụng những sơ

đồ đặc biệt nh cuộn dây phụ khởi động hay dùng vũng chập mạch Bây giờ ta sẽ đi tìm hiểu sâu hơn về các loại này:

1.3 Khởi động động cơ điện xoay chiều một pha bằng cuộn dây phụ

Để tạo ra từ trờng quay trong thời gian khởi động, ngời ta đặt thêm vào trong lừi thép stato một cuộn dây thứ hai gọi là cuộn dây phụ khởi động (thờng gọi là cuộn đề hay cuộn dây khởi động) Cuộn thứ nhất gọi là cuộn chạy cuộn công tác hay cuộn làm việc Cuộn dây khởi động đợc đặt lệch trong không gian so với cuộn làm việc một góc 900 (độ điện) tơng tự nh cuộn thứ hai của động cơ điện xoay chiều hai pha Ở đây nó là cuộn dây phụ, và đôi khi chỉ dùng trong thời gian khởi

động nên kích thớc dây nhỏ hơn ở cuộn làm việc

Ngời ta cũng làm cho dòng điện xoay chiều trong cuộn dây làm việc và cuộn dây khởi động lệch pha nhau 900 về thời gian (1/4 chu kỳ) để có đợc từ trờng quay

nh ở động cơ điện xoay chiều hai pha người ta đấu nối tiếp cuộn dây khởi động với một cuộn cảm hoặc một tụ điện Như vậy, động cơ điện sẽ tự khởi động đợc khi

đóng vào lới điện một pha

Đấu bằng cuộn cảm dòng điện trong cuộn làm việc và cuộn khởi động không bao giờ đạt đợc lệch pha đúng 900 nên ít đợc dùng vì có mômen khởi động nhỏ Khi đấu bằng tụ điện điều kiện lệch pha gần 900 đợc thực hiện cho nên nó đợc sử dụng rộng rãi do có mômen khởi động lớn

Sơ đồ nguyên lý động cơ điện xoay chiều một pha:

a) Đấu nối tiếp cuộn cảm trong cuộn dây phụ khởi động.

b) Đấu nối tiếp tụ điện trong cuộn dây phụ khởi động.

Nh vậy, động cơ điện xoay chiều một pha dùng cuộn dây phụ khởi động có nguyên tắc hoạt động giống hệt nh động cơ điên xoay chiều hai pha Điểm khác biệt duy nhất ở đây là cả hai cuộn dây của động cơ điện xoay chiều hai pha đợc quấn cùng cỡ dây còn cuộn khởi động của động cơ điện xoay chiều một pha đợc quấn bằng cỡ dây bé hơn cỡ dây của cuộn làm việc Có thể dùng động cơ điện xoay chiều hai pha để mắc vào động cơ điện xoay chiều một pha, hoặc cũng có thể dùng động cơ điện xoay chiều một pha để mắc vào động cơ điện xoay chiều ba pha, miễn sao vẫn bảo đảo điện áp của động cơ là đợc Tuy nhiên, trong thực tế không mấy khi ngời ta chế tạo động cơ điện xoay chiều hai pha Một khi đã có đợc hai pha của lới điện xoay chiều ba pha thì chắc chắn sẽ có đợc cả ba pha điện của

nó Vậy sử dụng động cơ điện xoay chiều ba pha ở những nơi đó sẽ có lợi hơn nhiều vì vừa có khả năng cho công suất lớn, vừa có kích thớc thu nhỏ gọn lại vừa tiêu tốn ít điện năng hơn Còn những nơi chỉ có lới điện xoay chiều một pha thông thờng (một dây nóng và một dây nguội) thì đã có động cơ xoay chiều một pha đáp ứng Vì thế chúng ta hãy coi nh động cơ điện xoay chiều hai pha và động cơ điện xoay chiều một pha chỉ là một và gọi chung là động cơ điện xoay chiều một pha

Nói đến động cơ điện xoay chiều một pha thì hiểu đó là loại động cơ hai dây có thể là một dây nóng và một dây nguội có thể cả hai dây đều nóng.

Trong động cơ điện xoay chiều một pha, cuộn dây phụ khởi động có thể đợc

đấu liên tục trong suốt thời gian vận hành nhưng cũng có thể chỉ trong thời gian khởi động động cơ Đấu liên tục sẽ cho mômen khởi động lớn nhng hiệu suất làm việc của động cơ sẽ bị giảm thấp (hiệu suất làm việc đợc tính là tỷ số giữa công suất trên trục động cơ và công suất tiêu thụ từ nguồn) Nghĩa là tốn điện và gây nóng động cơ Đấu không liên tục sẽ cho hiệu suất cao hơn nhng mômen khởi động lại giảm thấp

Để cải thiện đặc tính khởi động của

động cơ điện xoay chiều một pha có khi

ngời ta sử dụng hai tụ điện, một tụ để khởi

động đợc ngắt ra khi tốc độ động cơ đã lên

tới 70 đến 80% tốc độ định mức, và một tụ

thờng trực luôn luôn đấu nối tiếp với cuộn

khởi động Khi đó, cả mômen khởi động và

hiệu suất của động cơ điện đồng thời đợc

Với động cơ điện xoay chiều một

pha có công suất rất nhỏ (cỡ 150w trở

lại), ngời ta không dùng cuộn dây phụ

mà dùng vòng dây chập mạch để khởi

động động cơ Đó là loại có kết cấu

đơn giản nhất trong các loại động cơ

điện xoay chiều hiện nay.Ở đây vòng

chập mạch đóng vai trò cuộn dây phụ

+ +

+ +

S

S N

φ’ và φnm trừ khử lẫn nhau sẽ còn lại từ thông φp chạy trong phần mạch từ thông φp chạy trong phần mạch từ có vòng ngắn mạch và khép mạch qua rôto Từ thông này

đợc gọi là từ thông phụ

Còn lại từ thông φ’’, là thành phần từ thông đi qua lõi cực không có vòng ngắn mạch và cũng khép mạch từ qua lõi thép rôto Từ thông này gọi là từ thông chính.Kết quả ta đợc từ thông chính và từ thông phụ lệch nhau về không gian một góc

β Hai từ thông lệch nhau trong không gian và lệch nhau về thời gian sẽ tạo nên từ trờng quay làm cho rôto lồng sóc quay về phía có vòng chập mạch Chỳ ý bao giờ rôto cũng quay về phía vòng chập mạch Cho nên vòng đồng chập mạch ở các cực luôn đợc đặt thống nhất về cùng một phía

Động cơ điện xoay chiều một pha kiểu vòng chập có u điểm:

Kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy, dễ chế tạo, dễ sửa chữa Nếu phát hiện chính xác bối dây cực nào hỏng , có thể tháo riêng từng bối dây đó ra để sữa chữa

Nhợc điểm chủ yếu của động cơ này là có hiệu suất thấp vì có tổn hao đáng kể

ở vòng đồng ngắn mạch làm động cơ Từ trờng quay của động cơ không phải là hình sin mà hình bầu dục do đó mômen khởi động nhỏ và không thể chế tạo động cơ có công suất lớn

Bài 2: Lấy mẫu và vẽ sơ đồ trải động cơ một pha

2.1 Phơng pháp lấy mẫu bộ dây quấn stato động cơ một pha

Bộ dây quấn stato động cơ một pha vòng chập chỉ có một cuộn dây gồm các tổ bối dây (tổ bối đơn) quấn trên các cực lồi, vì vậy việc lấy mẫu rất đơn giản

a Ghi lại các thông số ban đầu: Công suất, điện áp, dòng điện, tốc độ quay

b Vẽ sơ đồ dây quấn:

Vì chỉ có một cuộn dây nên chỉ có hai đầu dây ra (trờng hợp không có cuộn số trong) nên ta không cần phần biệt các đầu dây mà có thể vẽ luôn sơ đồ của nó Đầu tiên phải dùng sơ đồ tròn để vẽ lại cấu tạo của ống dây sau đó dùng sơ đồ ngang để

vẽ lại sơ đồ đấu dây (vễ từ đầu đây này đến đầu dây kia)

- Xác định đờng kính dây trần: chọn nhng sời dây cha bị cháy, đốt bỏ cách

điện, vuốt sạch, sau đó dùng panme đo đờng kính dây

Đối với động cơ một pha tụ điện, các bớc lấy mẫu cũng tơng tự nh trên nhng phải chú ý một số điểm sau: Nh đã nói ở trên, bộ dây quấn stato động cơ một pha tụ

điện gồm có hai đến ba cuộn dây với các cỡ dây khác nhau, vì vậy phải phân biềt

đ-ợc nhiệm vụ của các đầu dây ra và tìm các ghi nhớ chúng bằng màu sắc vỏ dây, bằng nút thắt hoặc xâu giấy Phải phân biệt đợc đâu là đầu dây chung, đâu là đầu dây làm việc, đâu là đầu dây khởi động, đâu là đầu dây số(nếu có) Sau đó mới thực hiện vẽ sơ đồ bộ dây quấn

- Phải dùng sơ đồ tròn để vẽ lại cấu tạo ống dây Cần phải vẽ chi tiết đến từng bối dây để sau này có căn cứ mà lồng dây lại nh cũ Những bối dây đợc lồng vào trớc hoặc những cạnh bối dây nằm ở lớp dới nên vẽ bằng nét đứt, những bối dây lồng vào sau hoặc những cạnh bối dây ở lớp trên nên vẽ bằng nét liền

- Tiếp đến, phải dùng sơ đồ ngang để vẽ lại sơ đồ đấu dây Với những động cơ một pha tụ điện không có cuộn dây số lắp trong thì vẽ từ mối dây chung vẽ

đi, với những động cơ một pha tụ điện có cuộn dây số lắp trong thì vẽ từ mối dây làm việc vẽ đi.

- Tháo rỡ ống dây và lấy số liệu: Là loại lõi thép cực ẩn nên khe miệng rãnh rất nhỏ, hơn nữa, các bối dây thờng đợc tẩm sơn rất chắc chắn, vì vậy việc tháo rỡ phải theo trình tự sau:

+ Trớc hết phải dùng ca sắt cắt cụt các đầu nối về một phía của các bối dây Các mảnh đầu nối đợc cắt ra cần phải giữ lại để lấy số liệu Tiếp đến tống cho các nêm giữ dây trợt ra khỏi các rãnh, sau đó, dùng tuôcnơvit hoặc que sắt, bẩy cho phần còn lại của các bối dây tụt sang phía ống dây cha bị cắt

Đối với những động cơ lớn, có thể dùng búa hoặc đột, đặt cho sơn cách điện bong ra rồi tháo dần các vòng dây ra khỏi rãnh Khi lấy số liệu, nên gõ nhẹ lên các mảnh đầu nối đã cắt ở trên cho sơn cách điện bong ra, dựa vào màu men và cỡ dây, ta đếm đợc số vòng dây quấn cho từng bối của các cuộn dây

Để tránh nhầm lẫn, nên lấy số liệu ở ba mảnh đầu nối khác nhau Số liệu chính thức sẽ đợc lấy ở mảnh có số liệu trung bình Với những động cơ dùng làm quạt bàn thờng có các cuộn dây số lồng chung với cuộn khởi động nên hơi khó phân biệt Muốn lấy số liệu đợc chính xác thì nên đốt cháy ống dây rồi dỡ dần các vòng dây qua phía khe miệng rãnh chứ không cắt đầu các bối dây nh cách làm ở trên Trờng hợp không phân biệt đợc bao nhiêu vòng thuộc về dây khởi động, bao nhiêu vòng thuộc về dây số thì tạm thời lấy số vòng của một cuộn số bẳng từ 1/4 đến 1/3 số vòng của cuộn làm việc, số vòng dây còn lại sẽ thuộc về cuộn khởi động Sau đó, quấn thử rồi điều chỉnh dần cho hợp lý hơn

2.2 Phơng pháp vẽ sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ một pha

Nh đã nói ở trên, cuộn dây stato động cơ một pha vòng chập gồm các tổ bối đơn quấn trên các cực lồi, vì vậy ta chỉ căn cứ vào số tổ bối dây để đấu sao cho đủ số cực Trên thực tế, ngời ta thờng thực hiện hai cách đấu:

- Đấu nối tiếp cùng phía: tạo ra số cực bằng số tổ bối dây

- Đấu nối tiếp khác phía: tạo ra số cực bằng hai lần số tổ bối dây

Ngoài ra khi cần thay đổi điện áp, ngời ta còn thực hiện cách đấu song song hai mạch rẽ

Cấu tạo ống dây và sơ đồ đấu dây động cơ điện một pha vòng chập 4 cực,

4 tổ bối đơn, sử dụng cả hai cấp điện áp.

Đối với bộ dây quấn stato động cơ một pha tụ điện thì cách vẽ theo các bớc dới

đây:

2.3 Cỏch lập sơ đồ dõy quấn xếp đơn

B1:Kẻ các đoạn thẳng song song cách đều nhau ứng với số rãnh Z và đánh số từ

1 ữ Z

B3: Trong vùng mỗi cực từ τ, căn cứ vào số rãnh mà cuộn dây chính và cuộn dây phụ sẽ có, ta phân bố số rãnh này xen kẽ nhau, tức là, nếu gọi số bối dây của một tổ bối dây cuộn dây chính (LV) là qc và số bối dây của một tổ bối cuộn dây phụ là qp, ta thực hiện lần lợt theo quy tắc: qc - qp – qc - qp Cho đến tổ cuối cùng.B4: Xác định dấu cực từ bằng cách ghi chiều mũi tên lên các cạnh tác dụng, sao cho các cực từ liên tiếp phải trái dấu nhau.

B5: Căn cứ vào số các tổ bối dây trong một cuộn dây và cách đấu các đầu nối ta

kẻ các đờng nối liền các cạnh tác dụng để hình thành các tổ bối dây của cuộn dây chính Đấu dây giữa các tổ bối dây cuộn dây chính sao cho khi có dòng điện chạy vào sẽ không làm thay đổi chiều mũi tên mà ta đã vạch

B6: Căn cứ vào số rãnh tơng ứng đợc xác định bởi sự lệch nhau 900 (độ điện) giữa cuộn dây chính và cuộn dây phụ để xác định rãnh khởi đầu của cuộn dây phụ, xác định nh sau:

Z p

p hh

đ

360 =

= α

α

Cách vẽ cuộn dây phụ giống nh cuộn dây chính

Chú ý: Bớc bối dây của cuộn dây chính y c và bớc bối dây của cuộn dây phụ

có thể không bằng nhau, nên để xác định rãnh khởi đầu của cuộn dây phụ ta phải xác định góc lệch giữa tâm của tổ bối dây đầu tiên của cuộn dây chính với tâm của

tổ bối dây đầu tiên của cuộn dây phụ.

B7:Kiểm tra lại toàn bộ cuộn dây chính và cuộn dây phụ với cách đấu từng cuộn sao cho các cực từ liên tiếp phải trái dấu nhau

Ví dụ: Một động cơ điên xoay chiều không đồng bộ một pha rôto lồng sóc dùng dây quấn mở máy có Z = 24, 2p = 4 Hãy vẽ sơ đồ trải một lớp bộ dây quấn.

a) Trớc tiên ta tính toán một vài thông số:

a- Bớc cực:

6 4

24

1- Vẽ sơ đồ kiểu đồng khuôn đơn giản (kiểu hoa sen hay dốc lồng tôm):

B1: Kẻ 24 đoạn thẳng song song cách đều nhau và đánh số từ 1 ữ 24

B2: Chia 24 rãnh làm bốn bớc cực τ, nỗi bớc chiếm 6 rãnh

B3: Trong vùng mỗi cực từ τ, cuộn dây chính chiếm 4 rãnh, tiếp theo cuộn dây phụ chiếm 2 rãnh: ta thực hiện lần lợt theo quy tắc: qc - qp – qc - qp– qc - qp– qc - qp– qc - qp

20, 15 – 21, 16 – 22 với yc = 6 Đấu dây giữa hai tổ bối sao cho không làm thay

đổi chiều mũi tên đã vạch

B6: Căn cứ vào Z/4p = 3 rãnh, ta xác định rãnh khởi đầu cuộn dây phụ sao cho giữa tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây chính cách tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây phụ là 3 rãnh hoặc rãnh đầu tiên của cuộn dây phụ cách rãnh đầu tiên của cuộn dây chính 1/2τ = 3 rãnh (1 ữτ)

2- Vẽ sơ đồ dạng đồng khuôn phân tán (bổ đôi):

Đối với những sơ đồ dây quấn khi tổ bối dây có số bối dây nhiều (2, 4, 6, 8.bối), kích thớc phần đầu nối của các bối dây sẽ khá dài Để giảm bớt kích thớc phần đầu nối của các tổ bối dây nh trên ngời ta thực hiện phân tán (bổ đôi) tổ bối dây ra làm hai phần bằng nhau

Cách vẽ: Ta cũng thực hiện các bớc tơng tự nh ở trên, ở đây mỗi tổ bối dây cuộn dây chính có hai bối dây

Ta thấy rằng, cuộn dây quấn đồng khuôn đơn giản có bớc bối dây là bớc đủ (yc

= yp = τ = 6), trong khi đó ở cuộn dây quấn đồng khuôn phân tán có bớc bối dây bé hơn (yc = yp = 5) Chính vì vậy, nên dạng đồng khuôn phân tán đợc sử dụng phổ biến

3- Vẽ sơ đồ dạng đồng tâm:

Cách vẽ cũng tơng tự, nhng tổ bối dây ở đây là những tổ bối dây kiểu đồng tâm (mẹ con).

Chú ý: Chỉ có dây quấn xếp đơn mới phân tán đợc.

Ngoài ra còn có kiểu dây quấn kiểu đồng khuôn mắt xích, tuy nhiên, dạng sơ đồ này ít sử dụng Ta sẽ nghiên cứu kỹ hơn kiểu dây quấn này đối với động cơ ba pha

2.3 Cỏch lập sơ đồ dõy quấn hai lớp

Từ bớc 1 đến bớc 6 làm tơng tự nh lập sơ đồ dây quấn một lớp, cái khác ở đây là cách đặt các cuộn dây và cách chọn hệ số dây quấn (hệ số bớc ngắn)

Đầu cuộn phụ tính theo rãnh giữa tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây chính với tâm của tổ bối dây đầu tiên cuộn dây phụ (Z/4p) Cách đặt các bối dây cũng t-

ơng tự cuộn dây chính

Chú ý, ở đây chữ số có dấu phảy ở trên biểu thị cạnh của bối dây nằm ở lớp dới rãnh, còn chữ số không có dấu phảy ở trên biểu thị cạnh của bối dây nằm ở lớp trên của rãnh.

Ví dụ: Vẽ sơ đồ bộ dây quấn hai lớp của động cơ điện xoay chiều không

đồng bộ một pha, dùng tụ điện mở máy, có Z = 24, 2p = 2, bối dây bớc ngắn với hệ

2 3

1 3

16

8

9 12 12

24 4

Sè tæ bèi d©y cña cuén d©y chÝnh vµ cuén d©y phô lµ n = 2p = 2 tæ

Sè bèi d©y cña cuén d©y chÝnh trong mét tæ lµ 8 bèi (b»ng qc)

Sè bèi d©y cña cuén d©y phô trong mét tæ lµ 4 bèi (b»ng qp)

Cuộn dây phụ:

Căn cứ vào góc lệc α để xác định rãnh khởi đầu của cuộn dây phụ Ta nhận thấy, tâm của tổ bối dây thứ nhất của cuộn dây chính nằm ở rãnh số 9 và theo cách

đặt các bối dây thì tâm của tổ bối dây thứ nhất của cuộn dây phụ sẽ là rãnh thứ 15 (6 rãnh) Tức là, rãnh khởi đầu của cuộn dây phụ sẽ là rãnh số 9 hình vẽ

21

Sơ đồ dây quấn hai lớp của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ một pha

dùng tụ điện mở máy với các thông số Z = 24, 2p = 2, β = 9/12

6) Vẽ sơ đồ đấu dây động cơ điện động cơ một pha vòng chập 6 cực, 6 tổ bối

đơn, sử dụng 2 cấp điện áp khác nhau

7) Vẽ sơ đồ đấu dây động cơ điện động cơ một pha vòng chập 16 cực, 8 tổ bối

10) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ không đồng bộ một pha tụ điện có Z

= 16, 2p = 4, 3 số (2 cuộn số) lồng chung rãnh với cuộn khởi động

11) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ không đồng bộ một pha tụ điện có Z

= 16, 2p = 4, 3 số (1 cuộn số – sử dụng từng cặp dây số đối xứng), cuộn lồng chung rãnh với cuộn khởi động

12) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ không đồng bộ một pha tụ điện có Z

= 16, 2p = 4, 3 số (2 cuộn số) lồng chung rãnh với cả hai cuộn dây

13) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn một lớp động cơ không đồng bộ một pha tụ điện có Z

CHƯƠNG II : THỰC HÀNH QUẤN ĐỘNG CƠ MỘT PHA

1 Làm khuôn quấn dây động cơ một pha

Động cơ một pha vòng chập đều là những động cơ có công suất nhỏ, lõi thép không có vỏ bọc, ta có thể thực hiện làm khuôn cho loại động cơ này nh sau:

- Vật liệu để làm khuôn là gỗ hoặc xốp cứng

- Chiều dày của khuôn khoảng (1 ữ 1,5)cm

- Chọn chiều rộng của khuôn quấn bằng khoảng cách bé nhất giữa hai đáy của hai rãnh lồng dây

- Chọn chiều dài của khuôn quấn lớn hơn chiều dày của phần lõi thép stato khoảng 2cm là vừa

Sau khi đã xác định đợc các kích thớc, vẽ lên mặt vật liệu một hình chữ nhật có kích thớc nh đã chọn Kẻ đờng chéo của hình chữ nhật và khoan tại giao của hai đ-ờng chéo một lỗ Φ8 hoặc Φ10 (tuỳ thuộc vào kích thớc đờng kính trục máy quấn) Sau đó dùng dao hoặc ca cắt tới đờng vạch và mài cho nhẵn cả 6 mặt Sửa cho 4

đỉnh khuôn hơi tròn và bề mặt khuôn hơi vát (hình côn) Cuối cùng quấn ra ngoài khuôn một hoặc hai lớp bìa dày cỡ 1,5dm và tiến hành quấn thử một bối dây (số vòng vừa phải) rồi lồng thử vào rãnh Nếu khi uốn hai đầu bối dây xuống mà thấy các vòng dây đồng vừa chạm đến mép ngoài của stato là đợc Nếu không phải điều chỉnh lại (lót bìa hoặc mài bớt)

Khuôn quấn dây Ốp khuôn quấn dây

- Đối với những động cơ một pha tụ điện dùng làm quạt bàn và quạt trần, cách làm khuôn tơng tự nh đối với động cơ một pha vòng chập

- Còn đối với những động cơ một pha tụ điện lớn hơn (động cơ bơm nớc), Nếu phải thờng xuyên sửa chữa chỉ một loại động cơ thì chỉ cần chế tạo một bộ khuôn nh đối với cách thực hiện bộ khuôn cho quạt (cách đo trình bày sau) Còn nếu phải sửa chữa cho nhiều loại, nhiều kích cỡ động cơ khác nhau thì nên chế tạo bộ khuôn vạn năng Cách thực hiện bộ khuôn quấn vạn năng trình bày trên hình 3.19, 3.20, 3.21

- Nên chế tạo số rãnh là 6 để khi quấn ta có thể cùng một lần gá khuôn quấn

đợc 2,3 tổ bối (tổ bối 3, tổ bối 2)

Bộ khuôn quấn kiểu đồng tâm với các kích thớc

(áp dụng với những động cơ nhỏ)

Bộ khuôn quấn kiểu đồng khuôn với các kích thớc

(áp dụng với những động cơ nhỏ)

Mô hình máy quấn dây bằng tay.

Bộ khuôn quấn hoàn chỉnh và cách bắt lên trục bàn quấn dây

2 Quấn cuộn dây

- Dây quấn động cơ một pha vòng chập và dây quấn động cơ một pha tụ điện loại dùng làm quạt bàn và quạt trần đều là loại dây đồng mềm nhiều vòng trực tiếp quấn trên khuôn tạo thành hình nhất định

- Để quấn đợc dây ta dùng loại máy quấn dây quay tay có đĩa đếm số vòng dây quấn.

- Khi gá khuôn quấn dây lên trục quấn phải đảm bảo đủ số khuôn và gá chắc chắn

Bộ khuôn quấn đợc lắp vào trục quấn dây

Thực hiện quấn dây:

- Cố định đầu bối dây quấn lên trên trục quấn, điều chỉnh kim chỉ trên đĩa đếm vòng về vị trí 0, dùng một sợi dây đặt ngang khuôn vào khe của ốp khuôn, dùng tay giữ và quấn một số vòng dây đầu tiên

- Dây quấn phải sóng, không đợc nối và có nút

- Nếu vì thiếu dây hoặc đứt mà phải hàn nối thì mối hàn phải đợc hàn kỹ rồi luồn vào một ống cách điện và phải đặt mối nối ở đoạn đầu về phía không có

đầu dây ra

- Trong khi quấn lực căng vừa phải và đều, phải nhất thiết có miếng bìa hoặc

rẻ để lót dây

- Sau mỗi lần quấn xong một nhóm bối dâythì buộc các đầu sợi dây đã đợc luồn sẵn rồi mới cắt đứt dây đồng Nh vậy khi tháo dây ra khỏi khuôn các bối dây sẽ không bị sổ tung ra Khi vào dây tới bối nào ta sẽ cắt bỏ các sợi dây xoắn của các bối dây ra tới đó

- Trớc hết bắt chặt thanh rằng lên trục bàn quấn.

- Đo kích thớc bối dây: dùng một sợi dây đồng lồng vào hai rãnh tơng ứng với bớc bối dây (theo sơ đồ), hai đầu bẻ vuông góc theo đờng kính lõi thép stato, uốn hai phần đầu cong theo chu vi lõi thép sao cho sát với phía dới của bìa lót rãnh Cách đo này cũng có thể áp dụng để làm bộ khuôn quấn nh trờng hợp thứ nhất

a)

b)

Cách đo kích thớc bối dây a) Sợi dây đợc bẻ vuông theo đờng kính lõi thép b) Sau khi đo xong thì xoăn chặt đầu sợi dây để tạo thành một vòng kín

- Lồng vòng dây sau khi đã đo lên khuôn, điều chỉnh hai nửa khuôn sao cho vòng dây căng đều và xiết chặt các bulông lại

- Sau khi đã xác định đợc kích thớc và cố định khuôn quấn ta tiến hành quấn dây theo đúng yêu cầu số liệu và kỹ thuật.

- Trớc khi tháo dây ra khỏi khuôn, ta dùng các dợi dây đồng hoặc dây gai buộc các cạnh bối dây lại để tránh dây bị sổ lung tung khi ta tháo ra Lới lỏng các bulông bắt khuôn ra và tháo đồng loạt các bối dây ra khỏi khuôn

- Vật liệu là các loại bìa cách điện chuyên dùng có chiều dày từ (1,5 ữ 2)dm

- Khi lót cách điện với loại động cơ này ngời ta thờng quấn luôn bìa cách điện lên cạnh bối dây và đút cả vào rãnh lõi thép hoặc ngời ta cũng có thể gấp bìa lót trớc sau đó mới cho bối dây vào rãnh

Chú ý: Để khi uốn đầu bối dây giấy cách điện không bị xé rách và giấy không

bị xô lệch dọc rãnh lõi thép ta nên gấp mép ở hai đầu miếng bìa cách điện khoảng 2mm mỗi bên Nên gấp mép bìa ra phía ngoài để chúng không chiếm chỗ của bối dây

Cách làm cách điện rãnh stato động cơ một pha vòng chập

Động cơ một pha tụ điện cũng thờng đợc chế tạo với công suất nhỏ và vừa, nhng vì bộ dây quấn stato gồm hai đến ba cuộn dây lồng chồng đè lên nhau nên kết cấu cách điện cũng phức tạp hơn động cơ một pha vòng chập

- Kết cấu cách điện rãnh

a)

b)

Kết cấu cách điện rãnh stato động cơ một pha tụ điện

a) Cách điện rãnh dây quấn xếp đơn b) Cách điện rãnh dây quấn xếp kép: 1 - Bìa lót rãnh, 2 Bìa úp, 3 Nêm gỗ – –

- Bìa lót và bìa úp cũng là các loại bìa cách điện chuyên dùng có chiều dày từ (1,5 ữ 2)dm.

- Nêm có thể là gỗ hoặc tre đã đợc sấy khô hoàn toàn, dùng để chèn vào phần còn lại của miệng rãnh để giữa chặt bối dây trong rãnh

a) Cách làm bìa lót rãnh

- Xác định kích thớc mẫu: cắt miếng bìa cách điện có chiều dài lớn hơn chiều dày của lõi thép (4 – 6)mm Chiều rộng lấy bằng chu vi mặt cắt ngang của rãnh tính từ hai điểm gấp của miệng rãnh Cắt và gấp mép hai đầu miếng bìa

về mỗi phía (2 – 3)mm (tuỳ động cơ nhỏ hay vừa mà nên gấp 2 hay 3mm), lồng miếng bìa vào trong rãnh rồi dùng một long tre lùa vào rãnh để ép miếng bìa sát vào thành rãnh

Long tre có mặt cắt ngang đồng dạng với mặt cắt ngang của rãnh, có chiều dài lơn hơn chiều dài của rãnh một chút và khi đút vào rãnh phải gần khít

- Nếu thấy miếng bìa vừa vặn vào rãnh thì lấy đó làm mẫu để cắt cho các rãnh khác Còn nếu cha thấy vừa thì lấy ra và điều chỉnh lại, sau đó thử lại cho

đến khi nào đợc thì thôi

Cách lót cách điện rãnh lõi thép stato

b) Cách làm bìa úp

Hình dạng là một hình chữ nhật (có thể cắt vát bốn góc) có chiều dài phải bằng hoặc dài hơn một chút bìa lót rãnh sau khi đã gấp mép, có chiều rộng lớn hơn chiều rộng của rãnh tại vị trí úp

c) Làm nêm

Vót nêm với mặt cắt có thể là hình thang hoặc hình bán nguyệt, chiều dài bằng với chiều dài của bìa úp Chiều rộng nên căn cứa vào rãnh và khoảng trống còn thừa của rãnh sau khi đã lồng dây.

Chú ý:

+ Để bìa đỡ gẫy theo thớ ta nên cắt bìa chéo một góc 450 theo thớ của bìa

+ Nêm tre thì nên để lại phần cật, khi nêm vào rãnh thì nên quay phần cật lên phía trên

+ Trong động cơ một pha tụ điện không có cuộn số lắp trong, khi cho đầu đầu của cuộn khởi động lệch về phía trớc đầu đầu của cuộn làm việc một nửa bớc cực, động cơ sẽ quay ngợc chiều đấu dây Khi chọn đầu đầu của cuộn khởi động lệch về phía sau so với đầu đầu của cuộn làm việc một nửa bớc cực động cơ sẽ quay cùng chiều với chiều đấu dây

+ Trong động cơ một pha tụ điện có cuộn số lắp trong, khi cho đầu đầu của cuộn khởi động lệch về phía sau đầu đầu của cuộn làm việc một nửa bớc cực, rôto luôn quay ngợc chiều với chiều đấu dây

- Khi lồng dây phải tuân thủ nguyên tắc, cạnh nằm ở lớp dới lồng vào trớc, cạnh nằm ở lớp trên lồng vào sau (giữa hai lớp phải đặt bìa cách điện); bối dây nhỏ lồng vào trớc, bối dây lớn lồng vào sau (đối với tổ bối dây kiểu đồng tâm) Sau khi đã vào hết thì phải đặt bìa úp cách điện và đóng nêm tre Cách

đóng nêm trình bày trên

Đóng nêm vào rãnh 1- Thanh gỗ đệm; 2- Nêm tre, gỗ; 3 Bìa úp; 4 Phần đầu cuộn dây– –

- Các bối dây khi quấn trên khuôn thờng bị phình to chiều ngang ra một chút, khi lồng đến bối dây nào nên nắn lại bối dây đó cho phù hợp với khoảng cách giữa hai khe miệng rãnh cần lồng

- Rãnh lõi thép stato động cơ một pha tụ điện đều là loại nửa kín, vì vậy khi lồng không thể thực hiện đút cả bối vào trong rãnh đợc nh động cơ một pha vòng chập, mà phải gạt dần từng lợng dây một vào trong rãnh cho đến hết

Cách cho dây vào rãnh lõi thép stato động cơ mổt pha tụ điện

Các bối dây sau khi lồng vào rãnh phải đảm bảo những yêu cầu sau:

+ Các sợi dây dẫn trong rãnh phải thẳng hàng và song song với nhau, vị trí tơng

đối của các vòng dây sau khi lồng rồi vẫn tơng tự nh trớc khi lồng để cho các vòng dây không bị chồng chéo lên nhau làm đầy rãnh và dễ bị đánh thủng