TÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KĐB ROTOR LỒNG SÓC

TÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KĐB ROTOR LỒNG SÓCTÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KĐB ROTOR LỒNG SÓCTÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KĐB ROTOR LỒNG SÓCTÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KĐB ROTOR LỒNG SÓCTÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KĐB ROTOR LỒNG SÓCTÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KĐB ROTOR LỒNG SÓCTÍNH TOÁN DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KĐB ROTOR LỒNG SÓCvv

Phần I:

DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA

1 Những khái niệm cơ bản:

Dây quấn máy điện xoay chiều 3 pha gồm dây quấn trên Stato máy phát, động

cơ và kể cả dây quấn trên Rotor máy điện Rotor dây quấn

a Phân loại dây quấn:

- Căn cứ số cạnh tác dụng trong rãnh ta có dây quấn 1 lớp, 2 lớp

- Căn cứ hình dạng nhóm bối dây trong 1 pha ta có kiểu dây quấn đồng tâm, dây quấn đồng khuôn

- Căn cứ liên kết phần đầu nối nhóm bối dây ta có dây quấn tập trung, dây quấn phân tán

- Căn cứ số rãnh phân bố trong một pha trên một bước cực từ ta có số rãnh phân

bố cho một pha trên một cực từ (q ) nguyên hay là phân số

- Thuật ngữ:

• f : tần số lưới điện cung cấp cho động cơ, hoặc tần số máy phát ( Hz )

• 2p : số cực từ ( p là số đôi cực từ )

• nđb: tốc độ đồng bộ của từ trường quay ( vòng/ phút )

• τ : bước cực từ là khoảng cách giữa các cự từ ( số rãnh hoăc mét)

• q: số rãnh phân bố cho một pha trên một bước cực.

• αđ: góc độ điện giữa hai rãnh liên tiếp( độ )

Công thức tính toán:

Canh tac dung

- Bước bối dây: (y) là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của một bối dây

- Nhóm bối dây: Tập hợp nhiều bối dây cùng một pha được xếp liên tiếp hoặc cách nhau một rãnh

2 Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn:

Cần biết Z=?, 2p=?

Từ đó ta tính:

- Tính αđ, τ, q.

- Chọn kết cấu dây quấn ( tùy ý ): có thể chọn là dây quấn một lớp, hai lớp, đồng tâm, đồng khuôn hay dây quấn bước dài, bước ngắn hoặc bước đủ

- Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn:

Lưu ý: + Khi số nhóm bối dây của một pha bằng số cực từ thì ta đấu kiểu cực thật

+ Khi số nhóm bối dây của một pha bằng số đôi cực từ thì ta đấu kiểu cực giả

Ví dụ:

Cực giả

Chọn y= τ = 9, dây quấn đồng khuôn tập trung một lớp

Từ đó ta vẽ được giản đồ khai triển dây quấn sau:

* Số nhóm chiều dòng điện trong dây quấn máy điện xoay chiều ba pha có số cạnh tác dụng bằng nhau và thay đổi chiều bao nhiêu lần thì ta có bấy nhiêu cực từ.

* Trong mạch điện xoay chiều ba pha có: ia + ib + ic = 0

* Qui ước khi i > 0 dòng chạy từ đầu đến cuối cuộn dây

i < 0 dòng chạy từ cuối đến đầu đường dây

* Xét ở thời điểm ia>0, ib<0, ic>0

ia ic đi từ đầu đến cuối

ib đi từ cuối về đầu ( như trên hình vẽ )

4 Kiểm tra và sử dụng động cơ:

- Dùng MΩ-500V đo cách điện giữa cuộn và cuộn, vỏ và cuộn dây Với thiết bị điện hạ thế < 1000 (V) cho phép Rcđ ≥ 0,5 MΩ.

- Dùng đồng hồ Ω đo xác định từng cuộn dây ( máy lớn thì điện trở sẽ nhỏ )

- Xác định đầu và cuộn của từng cuộn dây bằng một trong hai phương pháp sau:

a Dùng nguồn một chiều có điện áp =1,5 – 4,5 (V) máy càng lớn dùng nguồn càng nhỏ do số vòng dây quấn ít

A

µ

Chọn một đầu bất kỳ của cuộn dây làm Đ1 nối Đ1 với đầu dương của E Nối cuộn dây 2 với μA như hình vẽ Khi mở khóa K nếu kim μA quay thuận thì chứng tỏ đầu Đ2 trùng với đầu dương của μA

b Dùng nguồn xoay chiều: U = 10%Uđapha và đồng hồ đo V~ ( V )

Dạng 6 đầu dây ra Đấu ∆ đơn hay Y đơn

Dạng 9 đầu dây ra Đấu Y đơn hay Y kép

Dạng 9 đầu dây ra Đấu ∆ hay ∆ kép

Dạng 12 đầu dây ra Đấu Y hay Y kép ∆ hay ∆ kép

2 Ước lượng số cực nhỏ nhất 2pmin :

Chọn 2p≥ 2pmin

2pmin=(0.4÷0.5)* t

g

D b

2p luôn chẵn gần nhất với bg [m], Dt [m]

3.Xác định quan hệ từ thông đi qua cực từ và mật độ từ thông qua khe hở không khí:

( ) *

Với:Φ(wB), τ(m), L(m), Bτ (T)

δ

α hệ số phụ thuộc dạng sóng từ trường qua khe hở không khí và độ bão hòa từ

của lõi thép

Cho Bδ biến thiên chậm từ 0 -1.

Chọn Bδ sao cho: + Bg ≤ Bgmax

+ Br ≤ Brmax.Với động cơ có Pđm ≤ 1 KW, cách điện cấp A, thông gió dọc trục ta có:

Bgmax = (1÷1.4) T

Brmax = (1.3÷1.5) T.

Sau khi lập bảng và chọn được Bδ theo điều kiện, đưa Bδ vào (*) để tính Φ

7 Chọn kết cấu dây quấn:

Tính hệ số dây quấn: với dây quấn 1 lớp

2 sin

*

) 2 sin(

dmph E

ph

k f K

U K N

*

*

*

* 4

N N

boi pha

S

S N U n

k = * * *

Chọn kld=(0.36÷ 0.46).

Trong đó:

n: số sợi chập

Ur: số cạnh tác dụng chứa trong rãnh

Scđ: tiết diện 1 sợi dây quấn có cách điện

Đường kính 1 sợi dây quấn cách điện

π

cd

cd cd

S d

d J

11 Xác định công suất động cơ:

ϕ

η cos

.

3 đmph đmph

đm U I

Trong đó:

η: hiệu suất động cơ, chọn η =0.77

cosφ: hệ số công suất động cơ, chọn cosφ = 0.77

12 Tính chu vi khuôn và trọng lượng dây quấn:

Gọi KL: chiều dài phần đầu nối giữa hai rãnh liên tiếp

Z

h D

L’ = L + 10 mm

Chiều dài một pha dây quấn:

pha

i bô N

*

*

* 3

* 8 , 9

* 1 ,

Phần II:

BÃI THỰC TẬP THIẾT BỊ PHÂN PHỐI NGOÀI TRỜI.

TRẠM BIẾN ÁP 35KV/22KV.

2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch nhất thứ:

Hai hệ thống vành góp có thanh góp vòng

Trạm: 3 thanh vòng đảm bảo tối ưu về kỹ thuật phân phối điện, vận hành và sửa chữa tuy nhiên không tối ưu về kinh tế

Cách vận hành sơ đồ (một sợi tương đương một pha)

2.2 Các thiết bị trong sơ đồ:

Thông thường cần cầu chì tự rơi đóng cát không tải.

Bảo vệ đường dây, phụ tải … ở phía đặt cầu chì

2.2.3 Chống sét van (thu lôi CSV):

Bảo vệ quá điện áp cho thiết bị ở trạng thái quá chịu đựng

Cấu tạo chính điện trở phi tuyến theo điện áp

Thu lôi đặt trên lưới chủ yếu để bảo vệ quá điện áp (sét) lan truyền và truyền điện áp thừa xuống đất

Dạng quá áp do sét đánh thẳng xuống đa số nó không bảo vệ được

Khi lắp đặt phải đặt thu lôi phù hợp với cấp điện áp bảo vệ

2.2.4 Thiết bị biến dòng điện (TI):

Biến từ dòng lớn xuống dòng nhỏ thường thì I/5A

Đo đếm điện năng

Chỉ thị, dòng, công suất…

Lấy tín hiệu để bảo vệ

* Biến dòng điện có hai loại:

- Biến dòng điện trực tiếp

- Biến dòng điện cảm ứng, trung gian

Các thiết bị biến dòng điện lắp nối tiếp với mạch điện

2.2.5 Biến điện áp (BU, TU):

Là thiết bị biến đổi điện áp máy biến áp nhỏ không có phân áp

Nhiệm vụ: Phục vụ cho việc đo đếm điện năng

Dùng để báo tín hiệu

Dùng để chỉ thị điện áp, công suất…

Lấy tín hiệu để cho các mạch bảo vệ

Có thể cấp nguồn cho các phụ tải nhỏ (máy cắt…)

( Áp dụng trong công tác, quản lý, vận hành sửa chữa, xây dựng mới của lưới

điện nói chung )

I Định nghĩa (quy ước) trong quá trình:

1 Đơn vị công tác:

Là đơn vị quản lý sửa chữa xây dựng Thường là một tổ, tối thiểu phải có 2 người

2 Người chỉ huy trực tiếp:

Là người trực tiếp phân công công việc thông qua các nhóm trưởng

3 Người lãnh đạo công việc: là người chỉ đạo trực tiếp

4 Người cho phép làm việc: (trực tiếp vận hành)

Là người chịu trách nhiệm nặng nề về biện pháp an toàn chuẩn bị nơi làm việc, bàn giao, tiếp nhận kết quả làm việc

5 Công việc làm có cách điện hoàn toàn:

Là công việc mà vùng công tác đã được cô lập điện về mọi phía trừ nguồn điện đưa đến phục vụ công tác

6 Công việc làm có cắt điện một phần:

7.Công việc mà không cắt điện hoàn toàn, không bảo đảm khoảng cách an toàn, phải có biện pháp an toàn đặc biệt

8 Công việc ở xa nơi có điện

9 Phiếu công tác: phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Lệnh cho phép làm việc

+ Nơi làm việc, vùng làm việc

+ Thời gian, điều kiện vùng làm việc

+ Thành phần, bậc an toàn của thành viên công tác

+ Người phụ trách, chịu trách nhiệm

10 Lệnh công tác gồm:

+ Lệnh bằng miệng

+ Viết ra giấy

+ Qua các phương tiện, thông tin

Nếu viết ra giấy thì cần phải ghi rõ: ai ra lệnh, tên, nội dung, thời gian, không gian…

II Nguyên tắc chung:

Quy trình này áp dụng cho những người làm công tác về điện

Điều 1: Phạm vi áp dụng:

- Toàn bộ công nhân, cán bộ ngành điện

- Tổ chức cá nhân liên quan đến ngành điện

- Kể cả sinh viên, học sinh tham gia thực tập

Điều 2: Quy ước về điện áp:

- Điện áp ≥ 1000 (V) gọi là cao áp

- Điện áp < 1000 (v) gọi là hạ áp

Điều 3: Cấm ra lệnh, chỉ thị cho những người chưa được học và sát hạch về những quy trình an toàn điện, người chưa hiểu rõ công việc

Điều 4: Chống lệnh nếu lệnh đưa ra sai quy trình

Điều 5: Trách nhiệm:

- Ngăn chặn những người làm trái quy trình gây nguy hiểm cho người, thiết bị

- Cứu chữa tai nạn điện

III Những biện pháp kỹ thuật để đảm bảo an toàn khi làm việc:

Điều 26: Các biện pháp kỹ thuật khi cắt điện hoàn toàn hoặc một phần:

1- Các biện pháp để tránh đóng điện nhầm:

+ Khóa bộ truyền động đối với dao cách ly

+ Khóa khí nén

+ Tháo cầu dao chảy

2- Treo biển báo: Cấm đóng điện

3- Đấu dây tiếp đất lưu động

4- Đặt những rào chắn ở một số trạng thái ( nếu cần ).

Điều 27: Tại nơi làm việc phải cắt điện những phần sau:

- Những phần mang điện mà phải tiến hành công việc

- Những phần mang điện không thể cắt điện thì phải bảo đảm khoảng cách an toàn

+ 0,7 m đối với cấp điện áp 1- 15 KV

+ 1,00 m đối với cấp điện áp 35KV

+ 1,5 m đối với cấp điện áp 110 KV

+ 2,5 m đối với cấp điện áp 220 KV

+ 4,5 m đối với cấp điện áp 500 KV

Trường hợp có rào chắn khoảng cách an toàn là:

+ 0,35 m đối với cấp điện áp 1 – 15 KV

+ 0,6 m đối với cấp điện áp 35 KV

+ 1,5 m đối với cấp điện áp 110 KV

+ 2,5 m đối với cấp điện áp 220 KV

+ 4,5 m đối với cấp điện áp 500 KV

Điều 28: Cắt điện:

- Nhìn rõ việc cắt điện

+ Dao cách ly,

+ Cầu chì, cầu chảy

+ Tháo đầu cáp

+ Tháo cả thanh dẫn

- Cấm cắt điện chỉ với:

+ Cắt điện chỉ bằng máy cắt

+ Dao cách ly truyền động tự động

+ Dao cách ly truyền tải truyền động tự động

Điều 29: Ngăn ngừa nguồn điện lạ tới:

Điều 30: Khi cắt điện xong: máy cắt, dao cách ly tự động, cắt cả nguồn cung cấp điện điều khiển

Điều 31: Việc cắt điện phải do nhân viên trực vận hành thực hiện, cấm ủy quyền Trừ một số trường hợp khẩn cấp, người được ủy quyền phải là người đã được huấn luyện thao tác

Điều 32: Cắt điện từng phần: phải giao cho người:

- Có kinh nghiệm

- Thạo lưới cung cấp ( khu vực công tác )

Điều 40: Người cắt điện xong phải xác minh việc cắt điện:

- Dùng bút thử điện, phải thử cả ba pha.

- Tiếp đất, tất cả các hướng có khả năng có nguồn điện dẫn đến; tiết diện dây tiếp đất ≥ 25 mm2

IV Những biện pháp tổ chức:

Điều 53: Những việc cần có phiếu công tác:

+ Sửa chữa cáp đường dây, đấu nối, xây dựng mới

+ Sửa chữa, tháo lắp, hiệu chỉnh, thí nghiệm như: máy phát, động cơ, MBA, máy ngắt, chỉnh lưu, rơle, bảo vệ…

+ Làm việc với thiết bị hạ áp đang mang điện

Điều 54: Những công việc được làm theo lệnh

+ Thao tác đóng cắt, xử lý sự cố

+ Những việc làm xa nơi có điện

+ Những việc đơn giản, thời gian khối lượng ít ( phải có người giám sát, trực vận hành )

Điều 59: Những người chịu trách nhiệm an toàn trong phiếu công tác:

+ Người cấp phiếu ( người ra lệnh )

+ Người lãnh đạo công việc

+ Người chỉ huy trực tiếp ( người giám sát )

Phải có bậc an toàn ≥ 4

Điều 65: Người cho phép làm việc phải:

+ Chỉ ra cho đơn vị công tác biết vùng làm việc, vùng đang mang dòng điện.+ Kiểm tra đối chiếu the an toàn

+ Ký vào phiếu

V Các biện pháp an toàn khi làm việc trên cao

+ Quần áo gọn gàng

+ Cài cúc ngực và buông tay áo

+ Đội mũ bảo hiểm, đi giày

+ Đeo dây an toàn

Cấm:

+ Đi guốc

+ Đi giày đinh

+ Dép không có quai hậu

Mùa lạnh phải mặc ấm.

Từ trường quay tổng hợp trong động cơ ba pha đổi chiều làm cho động cơ đổi chiều quay.

II Mạch động lực:

a b c

Ð/C

K11 K12 K13: tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ, công tắc tơ 1

K21 K22 K23: tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ, công tắc tơ 2

Chỉ thay đổi công tắc tơ 1 cho 2 thì ta đã đổi chiều quay

Công tắc tơ K1 K2 không được đồng thời đóng (đồng thời đóng pha a, b bị ngắn mạch)

III Mạch điều khiển:

Thực tế có rất nhiều mạch có thể điều khiển đổi chiều quay động cơ

1 Thiết bị:

a Công tắc tơ: Là thiết bị đóng cắt điều khiển đóng cắt qua cuộn dây

Kết cấu chính của Công tắc tơ:

- Mạch từ: loại hở ( hai nửa rời nhau).

Nửa động – liên kết với các tiếp điểm

Nửa cố định – liên kết phần cố định với các tiếp điểm

- Cuộn dây: Tạo ra từ lực ( lực điện từ ) để tác động lên mạch từ

Lưu ý:

+ Chỉ quan tâm điện áp cuộn dây

+ Không quan tâm dòng điện

- Hệ thống tiếp điểm chính: Dẫn dòng động lực ( thường gọi là dòng

contactor)

Cuộn dây có điện chứng tỏ tiếp điểm chính đóng

+ Số lượng: Thường có 3 cặp

- Hệ thống tiếp điểm phụ: tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường mở Hai loại tiếp điểm này tuân thủ nguyên tắc:

+ Dẫn dòng nhỏ ( dòng điều khiển ≤ 5 A )

+ Đổi trạng thái khi cuộn dây có điện

- Kết cấu khác:

b Rơ le thời gian: Cấu tạo gồm:

- Mạch từ.

- Cuộn dây, điện áp cuộn dây

- Hệ thống tiếp điểm:

Tối thiểu: + Cặp tiếp điểm đóng chậm

+ Cặp tiếp điểm mở chậm

+ Cặp tiếp điểm đóng tức thời+ Cặp tiếp điểm mở tức thời

* Lưu ý: Tất cả các tiếp điểm chỉ dẫn dòng điều khiển ( không dẫn dòng lớn )

c Nút ấn: có hai loại:

- Đổi trạng thái khi có tác động ( ngoài ) và về ngay trạng thái cũ ngay khi mất tác động

- Đổi và giữ trạng thái: muốn về trạng thai cũ thì cần tác động

2 Mạch điều khiển:

U dk

ON1

ON2M1

- OFF: tiếp điểm thường đóng của nút ấn.

- ON1, ON2: tiếp điểm thường mở của nút ấn

- M1, M2:tiếp điểm thường mở của công tắc tơ

- Đ1, Đ2:tiếp điểm thường đóng của công tắc tơ

- T1, T2:tiếp điểm đóng chậm của rơle thời gian

- L1, L2:cuộn dây công tắc tơ 1 và 2

- Th:cuộn dây rơle thời gian

- Uđk: điện áp điều khiển

3 Hoạt động của sơ đồ:

Quy ước:

- L1 cấp cho động cơ quay thuận

- L2 cấp cho động cơ quay ngược

Cấp điện cho mạch điều khiển, hay rơ le thời gian được cấp điện sau khoảng thời gian T0 thì T1 và T2 đóng mạch ở trạng thái chờ tác động ON

- Ví dụ: quay thuận nhấn ON1: - L1 có điện áp

- M1 đổi trạng thái

- Đ1 đổi trạng thái

4 Lưu ý:

- UL1, UL2, UTh khác nhau thì sơ đồ không vận hành được.

- M1 đóng duy trì cấp điện cho cuộn dây

- Muốn quay ngược nhấn OFF

Quay ngược ấn ON2 và thực hiện thao tác vận hành như quay thuận

K1, K2, Th cùng điện áp định mức Uđm (không cùng biến đổi sơ đồ)

- Vị trí các phần tử có thể thay đổi

Quy ước chiều lắp tại các tiếp điểm không phụ thuộc chiều các phần tử nói chung

- Tránh nối chung 3 đầu dây vào một vị trí

IV Kiểm tra không điện:

Sử dụng đồng hồ vạn năng để đo bậc trở

T1, T2 đang mở thì ngắn mạch hai tiếp điểm:

- Ấn vào ON1 đồng hồ đo RL1

- Ấn vào ON2 đồng hồ đo RL2

- Ấn đồng thời ON1 + ON2 đo được RL1// RL2

Đo đúng chưa chắc đã đúng

Nếu lắp mạch đúng thì phép đo cho kết quả đúng

V Sơ đồ điện rơle thời gian ( loại dùng trong mạch ):

Sơ đồ mạch điện của rơ le thời gian: gồm 8 chân

 Chân 2-7 cuộn dây

 Chân 1-3 cặp tiếp điểm đóng chậm

 Chân 1-5 cặp tiếp điểm mở chậm

 Chân 5-8 mở tức thời

 Chân 6-8 đóng tức thời

Mạch lắp cần hai rơ le:

~

VI Thực hành:

Yêu cầu theo thứ tự sau:

1 Đẹp