III. Dự trự vật tư, thiết bị thực hành
2 Động cơ khụng đồng bộ 3pha
2.1 Cấu tạo:
Gồm 2 phần chớnh * Phần tĩnh (Stator)
+ Lừi thộp: Gồm cỏc thộp KTĐ ghộp cỏch điện với nhau tạo thành hỡnh trụ rỗng, mặt trong của hỡnh trụ cú phay rĩnh để đặt dõy quấn, lừi thộp đợc ộp vào vỏ mỏy
+ Dõy quấn: Gồm 3 cuộn dõy AX; BY ; CZ .đặt lệch nhau 1 gúc 120Ođiện. Khi cho dũng xoay chiều 3 pha chạy trong dõy quấn Stator tạo thành từ trường quay cú tốc độ n1
+ Vỏ mỏy: làm bằng gang dựng để giữ chặt lừi thộp và cố định trờn bệ
Hỡnh 4.3 Lừi thộp Stator
* Phần động (Rotor): Là phần quay gồm dõy quấn, lừi thộp, trục mỏy
+ Lừi thộp: Gồm cỏc lỏ thộp KTĐ ghộp cỏch điện với nhau tạo thành hỡnh trụ cú phay rĩnh để đặt dõy quấn, ở giữa cú lồng trục của mỏy
+ Dõy quấn: Gồm 2 kiểu:
- Roto ngắn mạch (Roto lồng súc) (Hỡnh5-2a, b,c) dõy quấn là những thanh dẫn đặt trong cỏc rĩnh của roto 2 đầu đợc nối ngắn mạch bằng 2 vũng đồng tạo thành lồng súc
- Roto dõy quấn: trong rĩnh roto đợc đặt dõy quấn 3 pha, đợc nối với Y ba đầu dõy ra đợc nối với 3 vũng tiếp xỳc và nối với chổi than để đa ra mạch ngồi nối vơớ biến trở để khởi động mỏy
Hỡnh 4.4 Hỡnh ảnh về rụ to
2.2 Nguyờn lý hoạt động
Khi cho dũng điện xoay chiều 3 pha tần số f vào 3 pha dõy quấn Starto động cơ sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ n1 = 60f/p
Từ trường quay này cắt cỏc thanh dẫn của Roto cảm ứng ra trờn dõy quấn Roto 1 sức điện động cảm ứng. Vỡ dõy quấn Roto nối ngắn mạch(mạch khộp kớn) nờn sinh ra dũng điện trong thanh dẫn của rụto . Dũng điện này nằm trong từ trường của stato nờn dõy quấn roto chịu tỏc dụng 1 lực sinh ra momen quay làm cho Roto quay cựng chiều với chiều quay từ trường Stator với vận tốc n
n ≠ n1
Nếu n = n1 => thỡ khụng cú sự chuyển động tương đối giữa Roto và Stator => SĐĐ cảm ứng trong dõy quấn Roto = 0 => Fđt= 0 động cơ khụng quay
n2 = n1 - n n2 gọi là tốc độ trượt 2 1 n s n s gọi là hệ số trượt tốc độ Nếu n = 0 => S = 1
Ứng dụng: Biến đổi điện năng thành cơ năng truyền chuyển động cho hệ thống truyền động. 3. Động cơ đồng bộ 3 pha. 3.1 Cấu tạo Gồm 2 phần chớnh: - Stator: + Lừi thộp (1)
+ Dõy quấn (2) - Rotor: Gồm 2 phần
+ Lừi thộp (3) + Dõy quấn (4)
Cú hai loại rotor: Rotor cực ẩn (hỡnh 4-6b) : Dựng trong mỏy cú tốc độ cao 3000v/p => Dõy quấn kớch từ đợc đặt trong cỏc rĩnh
Cực lồi (hỡnh 4.6c): Dựng ở cỏc mỏy cú tốc độ thấp cú nhiều đụi cực dõy quấn kớch từ đợc quấn xung quanh thõn cực từ
Hỡnh 4.6 a) Cấu tạo Stato, b) Cấu tạo roto cực ẩn, c) Cấu tạo roto cực lồi
3.2 Nguyờn lý làm việc của mỏy điện đồng bộ
Cho dũng điện kớch từ (dũng điện khụng đổi) vào dõy quấn kớch từ sẽ tạo nờn từ tr- ờng Rotor, khi quay Rotor bằng động cơ sơ cấp (hoặc bằng ngoại lực) từ trường của Rotor sẽ cắt qua dõy quấn phần ứng Stator và cảm ứng Suất điện động xoay chiều hỡnh sin cú trịsố hiệu dụng
EO = 4,44 f W1 kdq O Trong đú
EO : Suất điện động 3 pha W1 : Số vũng dõy trong 1 pha kdq: Hệ số dõy quấn
O : Từ thụng cực từ Rotor
Nếu Rotor cú P đụi cực khi Rotor quay đợc 1 vũng Suất điện động phần ứng sẽ biến thiờn P chu kỳ
f =Pn (n đobằng vũng/S) f = Pn/60 (n đo bằng vũng/phỳt)
4. Động cơ 1 chiều4.1 Cấu tạo 4.1 Cấu tạo
* Stator (hỡnh 4.10): Gồm một khối thộp đỳc hỡnh trụ rỗng mặt trong hỡnh trụ cú phay rĩnh để đặt dõy quấn gọi là dõy quấn cực từ
Stator được ộp vào vỏ mỏy
Hỡnh 4.7 Cấu tạo mỏy điện một chiều
* Rotor (hỡnh 5-7): Gồm cỏc lỏ thộp KTĐ ghộp cỏch điện với nhau tạo thành hỡnh trụ giữa hỡnh trụ cú đặt trục chớnh là trục của mỏy
+ Dõy quấn Rotor: Gồm cỏc phần tử được nối với nhau theo một qui luật nhất định thụng qua cỏc phiếu gúp
+ Phiếu gúp: làm bằng cỏc phiến đồng ghộp cỏch điện với nhau đợc gắn đồng trục với trục rotor
+ Chổi điện(chổi than): Làm bằng than Graphit và được gắn cố định vào vỏ mỏy
4.2 Nguyờn lý làm việc:
Chế độ động cơ:
Đa điện ỏp 1 chiều vào phần ứng nhờ chổi than A và B vào thanh dẫn abcd, thanh dẫn mang dũng điện nằm trong từ trường Stator nờn chịu tỏc dụng một lực điện từ cú chiều được xỏc định bằng qui tắc bàn tay trỏi. Kết quả là thanh dẫn quay theo chiều nhưhỡnh 4.11 => Roto quay => động cơlàm việc
5. Phương phỏp xỏc định đầu đầu, đầu cuối cuộn dõy động cơ điện xoay chiều 3 pha. pha.
Cực tớnh là sự quy ước khi ta chọn một đầu dõy làm cực tớnh thỡ một đầu cũn nào đo của một cuộn dõy cũn lại sẽ cú cựng cực tớnh. Cực tớnh cuộn dõy cú ý nghĩa tương đối. Hai cuộn dõy (hay nhiều cuộn dõy) cú liờn hệ hỗ cảm sẽ cú khỏi niệm cực tớnh tương đối so với nhau. Cỏc cuộn dõy “cú cựng cực tớnh” khi vectơ điện ỏp cảm ứng trong từng cuộn dõy đều “cựng phương cựng chiều”
Phương phỏp xỏc định cự tớnh dựng nguồn xoay chiều:
Hỡnh 4.9 Phương phỏp cỏc định cực tớnh dựng nguồn xoay chiều.
Khi nối dõy động cơ 3 pha theo hỡnh a, ta cú thể coi đú như một mỏy biến ỏp cảm ứng cú cuộn sơ cấp được tạo bởi hai cuộn dõy pha nối tiếp cựng chiều, khi cho dũ điện xoay chiều chạy qua cuộn dõy sơ cấp thỡ trờn cuộn AX và BY se sinh ra từ thụng cú chiều được cỏc định theo quy tắc vặn nỳt trai.
Vậy 2 từthụng này cựng chiều, múc vũng xuyờn qua cuộn dõy CZ đúng vai trũ là cuộn thứ cấp nờn từ thụng tổng qua CZ là lớn nhất. Theo định luật cảm ứng điện từ trong cuộn dõy CZ sinh ra một sức điện động cảm ứng Ecư=1,7Uthử . Khi đú cỏc đầu dõy A,B cựng cực tớnh, X,Y cựng cực tớnh. Việc xỏc định đầu dõy cũn lại làm tương tự.
Khi nối dõy động cơ 3 pha theo hỡnh b do hai cuộn dõy đấu ngược chiều nhau nờn khi cho dũng xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp thỡ trờn cuộn AX và BY sẽ sinh ra từthụng cú chiều ngược nhau được xỏc định theo quy tắc vặn nỳt chai.
Vậy 2 từthụng này ngược chiều, múc vũng xuyờn qua cuộn dõy CZ đúng vai trũ là cuộn thứ cấp nờn từ thụng tổng qua CZ bị triệt tiờu. Theo định luật cảm ứng điện từ trong cuộn dõy CZ khụng cú sức điện động cảm ứng Ecư=0. Khi đú cỏc đầu dõy A,B ngược cực tớnh, X,Y ngược cực tớnh. Việc xỏc định đầu dõy cũn lại làm tương tự.
Hỡnh 4.10 Phương phỏp cỏc định cực tớnh dựng nguồn một chiều.
Khi nối dõy như hỡnh 4.10 ta thấy: Khi đúng khúa K, từ thụng do cuộn dõy pha A sinh ra được xỏc định theo quy tắc vặn nỳt chai. Nếu K chuyển trạng thỏi từ đúng sang mở thỡ từ thụng qua cuộn BY suy giảm, theo định luật cảm ứng điện từ trong cuộn BY sinh ra một sức điện động cảm ứng Ecư cựng chiều với chiều từ thụng để chống lại suy giảm của từthụng.
Kết luận: Nếu K chuyển trạng thỏi từ đúng sang mở mà điện ỏp cảm ứng cú giỏ trịdương ( Kim đồng hồVụnmet theo chiều dương của thang chia) thỡ đầu nối với cực (+) của vụnmet cú cựng cực tớnh với đầu nối với cực( +) của nguồn thử, thỡ đầu nối với cực - của vụnmet cú cựng cực tớnh với đầu nối với cực( -) của nguồn thử,
Chỳ ý:
+ Do sức điện động cảm ứng rất nhỏnờn đồng hồ thử sử dụng loại milivon cú giỏ trị“0” nằm giữa.
+ Khi sử dụng đồng hồ vạn năng, cần chỳ ý đến nguồn Pin trong đồng hồ.
III. Dự trự vật tư, thiết bị thực hành.
Thiết bị, vật tư cho một nhúm thực tập (4 sinh viờn)
TT Tờn thiết bị lượngSố Đv tớnh Ghi chỳ
1 Động cơ 1 pha quạt bàn 01 cỏi
2 Động cơ 1 pha quạt trần 01 cỏi
3 Động cơ 3 pha 6 đầu dõy 01 cỏi
4 Động cơ 3 pha 9 đầu dõy 01 cỏi
5 Động cơ 3 pha 12 đầu dõy 01 cỏi
6 Động cơ 1 chiều 01 cỏi
7 Đồng hồ vạn năng 01 cỏi
TT Dụng cụ lượngSố Đv tớnh Ghi chỳ
1 Cơ lờ 10x12 01 cỏi
2 Kỡm vạn năng 01 cỏi
3 Tụ vit cỏc loại 01 bộ
IV. Thực hành
1. Động cơ điện khụng đồng bộ 1 pha.
1.1. Lập bảng ghi cỏc thụng số kỹ thuật của cỏc loại động cơ thường dựng với cỏc loại khỏc nhau.
TT Tờn thiết bị, mĩ hiệu
Thụng số
kỹ thuật Ghi chỳ
1.2. Phương phỏp xỏc định đầu đầu, đầu cuối cuộn dõy động cơ điện xoay chiều 1 pha.
1.2.1 Động cơ 1 pha khụng chạy tụ
Động cơ chỉ cú một cuộn dõy làm việc. Việc xỏc định cực tớnh đơn giản ta chỉ cần xỏc định đầu và đầu cuối cuộn dõy.
Cú thể dựng đốn thử hoặc đồng hồ vạn năng đo tớn hiệu cuộn dõy và điện trở cỏch điện pha với vỏ.
Loại động cơ này thường dựng thờm 1 cuộn dõy khởi động để khởi động trong thời gian rất ngắn khoảng vài giõy sau đo được cắt ra khỏi mạch điện, chủ yếu dựng trong trường hợp đặc biệt. Cũn lại được dựng hầu hết trong loại động cơ roto dõy quấn cụng suất nhỏnhư động cơ cú tải trọng nhỏ.
1.2.2 Động cơ 1 pha chạy tụ
Đõy là loại động cơ thụng dụng hiện nay được sử dụng rộng rĩi như quạt bàn, quạt trần. Việc xỏc định cực tớnh cuộn dõy ta làm như sau:
a. Khi động cơ cú 3 mối dõy ra
+ Dựng đốn thử:
- Đo sự thụng mạch của cuộn dõy làm việc và khởi động và so sỏnh sự khỏc nhau, nếu cuộn nào đốn sỏng hơn thỡ đú là cuộn làm việc cũn cuộn nào tối hơn là cuộn khởi động.
- Đặt 2 đầu que đo thửvà 2 đầu làm việc, khởi động ta cũng đo được sựthụng mạch của 2 cuộn dõy làm việc và khởi động nối tiếp nhau và đốn thử tối nhất so với 2 lần trước ta xỏc định được 2 đầu này cốđịnh với 2 đầu tụđiện.
Chỳ ý: Trong phương phỏp xỏc định trờn nếu cuộn dõy bị đứt thỡ đốn khụng sỏng cũn nếu sỏng bỡnh thường (đốn khụng tối đi) thỡ cuộn dõy bị chạm chập.
+ Dựng đồng hồ vạn năng.
Người ta thường kớ hiệu 3 mối dõy ra là C (dõy chung), R (dõy chạy), S (dõy khởi động). Việc của chỳng ta là xỏc định trong 3 mối dõy đú, dõy nào là C, dõy nào là R, là S.
Vỡ điện trở của cuộn dõy chạy nhỏhơn điện trở cuộn dõy chạy, nờn: Điện trở đo giữa R và C là nhỏ nhất, giữa R và S là lớn nhất, giữa S và C ở khoảng giữa hai trị số trờn. Cỏch xỏc định như sau (hỡnh 4-14): 1 2 3 3 2 1 1 2 3
Hỡnh 4.11 Đo điện trởđểxỏc định cỏc đầu dõy C, R, S
Bước 1: Đỏnh sốcỏc đầu dõy.
- Đỏnh số 1, 2, 3 một cỏch tuỳý ba đầu dõy ra,
Bước 2: Đo thụng mạch cỏc cuộn dõy.
- Dựng ụmmột với thang đo Rx1 đo điện trở ở từng cặp đầu dõy: 1-2; 1-3; 2-3 và ghi cỏc kết quảđo đểcú cơ sở kết luận.
Bước 3: Xỏc định cuộn dõy
- Cặp nào cú trị sốđiện trở lớn nhất thỡ cặp đú là R và S, đầu cũn lại sẽlà C. Khi biết được C, đo giữa C và hai đầu dõy kia, nếu đầu nào cú điện trở lớn là S, cũn lại là R
b. Khi động cơ cú 6 đầu dõy ra
6 110V a) NĐLT CKĐ 5 3 4 2 1 CKĐ NĐLT 1 2 3 4 5 6 110V b) Hỡnh 4.12 Xỏc định cực tớnh cuộn dõy pha chớnh ử ầ ử ầ
Trong 6 đầu dõy ra cú 4 đầu là của cuộn dõy chớnh, 2 đầu là của cuộn phụ.
Cỏch xỏc định như sau:
Bước 1: Đo thụng mạch cỏc cuộn dõy.
- Dựng đồng hồ vạn năng thang đo R x 1 đo từng cặp đầu dõy, cú ba cặp dõy liờn lạc từng đụi.
Bước 2: Đỏnh sốcỏc đầu dõy.
- Đỏnh sốcỏc đầu dõy: cuộn chớnh là 1 - 2; 3 - 4, cuộn phụ 5 - 6.
- Đỏnh dấu từng cặp đầu dõy liờn lạc với nhau và trị sốđiện trở của chỳng.
Bước 3: Xỏc định cuộn dõy.
- Hai cặp nào cú điện trở bằng nhau thỡ đú là hai cặp của cuộn dõy chớnh (4 đầu dõy), hai đầu cũn lại sẽlà của cuộn phụ.
+ Xỏc định cực tớnh của cỏc đầu dõy của cuộn dõy chớnh:
Để xỏc định cỏc đầu dõy ra của động cơ một pha ta thực hiện cỏc bước sau:
Bước 1: Xỏc định sự liờn lạc của cuộn dõy(sử dụng đồng hồ vạn năng ở thang đo điện trở).
- Chọn tầm đo R10 hoặc R100.
- Đo lần lượt cỏc cặp đầu dõy ra của động cơ để xỏc định cỏc cuộn dõy. - Ở cặp đầu dõy nào, kim đồng hồ lờn chỉ một số Ohm nhất định thỡ hai đầu
đú là hai đầu của một cuộn dõy.
Hỡnh 4.13 Sơ đồ đo cỏc cuộn dõy liờn lạc
Bước 2: Xỏc định cuộn dõy làm việc, cuộn dõy khởi động của động cơ:
- Sử dụng đồng hồ mA và nguồn điện một chiều (PIN) để xỏc định cuộn dõy làm việc - khởi động của cỏc động cơ.
- Khi ta nhấp pin vào một cuộn dõy và đo ở cỏc cuộn dõy cũn lại, sẽ cú thể xảy ra một trong hai trường hợp sau:
TH1: Ta nhấp pin vào một trong hai cuộn làm việc thỡ khi đo ở hai cuộn cũn lại sẽ cú một cuộn kim lờn và một cuộn kim khụng lờn hoặc lờn ớt. Cuộn nào kim đồng hồ lờn là cuộn làm việc cũn lại, và cuộn nào kim đồng hồ khụng lờn là cuộn khởi động.
TH2: Ta nhấp pin vào cuộn khởi động thỡ khi đo ở hai cuộn cũn lại kim đồng hồ sẽ khụng lờn hoặc lờn ớt. Cuộn nhấp pin vào là cuộn khởi động.
A1 X1 A2 X2
Y B
+ _
Hỡnh 4.14 Sơ đồ xỏc định cuộn làm việc, khởi động
Bước 3: Xỏc định cực tớnh của cỏc cuộn dõy:
- Ta nhấp pin vào một cuộn làm việc và dựng mA- kế đo ở hai cuộn cũn lại, ta thấy:
- Nếu kim đồng hồ khụng lờn hoặc lờn ớt thỡ cuộn đú chớnh là cuộn dõy khởi động. - Ta tiếp tục đo cuộn dõy cũn lại. Nếu kim đồng hồ nờn thuận thỡ ta kết luận :
+ Gọi đầu dương của pin chớnh là đầu đầu của cuộn dõy1 (A1). Đầu õm của pin chớnh là đầu cuối của cuộn dõy 1 (X1).
+ Thỡ đầu õm của đồng hồ là đầu đầu của cuộn dõy 2 (A2). Và dương của đồng hồ cũng là đầucuối của cuộn dõy 2 (X2).
- Chỳ ý: Nếu nhấp pin vào cuộn dõy ta thấy đo vào cỏc cuộn cũn lại kim đồng hồ khụng lờn hoặc lờn ớt thỡ cuộn dõy nhấp pin chớnh là cuộn dõy khởi động. Để kiểm tra lại, ta phải đổi nguồn điện một chiều (pin) sang cuộn dõy khỏc và đo đồng hồ trờn cuộn dõy đú.
1.3 Đấu dõy vận hành cho động cơ.
Đối với điện ỏp cao 220V:
- Đối với điện ỏp cao ta đấu như sau đấu cuối cuộn lamg việc 1 (R1) vớớ đầu đầu cuộn làm việc 2(R2).
- Một đầu dõy khởi động (S) nối vào điểm chung giữa hai đầu cuộn dõy chạy, đầu cũn lại đấu vào tụ và một đầu dõy của tụ đấu vào đầu đầu của cuộn làm việc một (R1). Nếu muốn đảo chiều quay của động cơ ta chỉ cần đưa một đầu dõy của tụ từ đầu đầu của cuộn làm việcmột sang đầu cuối của cuộn làm việc 2 thỡ động cơ sẽ quay
R2
S R1
Hỡnh 4.15 Sơ đồ đõu dõy động cơ điện 1 pha chạy điện ỏp 220V
Đối với điện ỏp thấp (110V):
Để cho động cơ chạy với điện ỏp thấp, ta đấu tụ nối tiếp với cuộn dõy để sau đú