BÀI 4 : CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNGCƠ
1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ DÂYQUẤN
Máy điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều, làm việc theo ngun lí cảm ứng điện từ, có tốc độ quay rotor n (tốc độ quay của máy) khác với tốc độ quay của từ trƣờng n1.
Máy điện khơng đồng bộ có hai dây quấn stator (sơ cấp) nối với lƣới điện tần số f = const, dây quấn rotor (thứ cấp) đƣợc nối tắt lại hoặc khép kín qua điện trở. Dũng điện trong dây quấn rôto đƣợc sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần sốf2 phụ thuộc vào tốc độ rơto nghĩa là phụ thuộc vào tải trên trục của máy. Mỏy điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là làm việc ở 2 chế độ động cơ và máy phát.
Máy điện khơng đồng bộ có đặc tính làm việc khơng tốt lằm so với máy phát điện đồng bộ, nên ít đƣợc dùng.
Động cơ điện không đồng bộ so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên đƣợc dùng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt. Động cơ điện khơng đồng bộ có các loại: động cơ 3 pha, 2 pha và 1 pha.
58
Động cơ điện khơng đồng bộ có cơng suất trên 600 W là loại 3 pha có 3 dây quấn làm việc, trục các dây quấn lệch nhau trong khơng gian 1 góc 1200
điện. Các động cơ có cơng suất dƣới 600 W thƣờng là động cơ 2 pha hoặc 1 pha. Động cơ 2 pha có 2 dây quấn làm việc, truc của 2 dây quấn lệch nhau trong khơng gian 1 góc 900
điện. Động cơ điện 1 pha, chỉ có 1 dây quấn làm việc.
2. NHỮNG CƠ SỞ ĐỂ VẼ SƠ ĐỒ DÂY QUẤN
Dây quấn stator đƣợc hình thành do tổ hợp các bối dây nối với nhau theo 1 quy luật nhất định. Một bối dây gồm có nhiều vịng dây làm thành 2 cạch tác dụng đặt vào các rãnh của lõi thép và quét qua từ trƣờng của cực từ. Phần nối 2 cạnh tác dụng nằm ngoài rãnh gọi là phần đầu nối của dây quấn.
2.1. Các công thức dùng trong vẽ sơ đồ dây quấn:
a/ Bƣớc cực là khoảng cách giữa 2 cực từ liên tiếp. Nếu số rãnh lõi sắt là Z, số đơi cực là p thì bƣớc cực tính theo số rãnh là:
(rnh/1 bƣớc cực)
b/ Bƣớc dây quấn y: là khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng của 1 bối dây.
c/ Số rãnh của 1 pha dƣới 1 cực: (rnh/ 1pha/1 bƣớc cực) d/ Góc lệch điện (độ điện).
e/ Khoảng cách giữa 2 đầu vào 2 pha liên tiếp (ABC): rãnh
2.2. Các bƣớc thực hiện vẽ sơ đồ trải dây quấn stator động cơ 3 pha
- Bƣớc 1: Xác định các số liệu ban đầu. * Số rãnh Z của Stator.
* Số cực 2p (hoặc tốc độ định mức động cơ hoặc tốc độ đồng bộ). * Kiểu dây quấn.
- Bƣớc 2: Xác định các đại lƣợng cơ bản: * Bƣớc cực từ .
* Số rãnh 1 pha/ 1 bƣớc cực từ q. * Góc lệch điện giữa 2 rãnh liên tiếp.
59
- Bƣớc 3: Xác định các rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi khoảng bƣớc cực từ.
* Đầu tiên ta vẽ các đoạn thẳng song song, bằng nhau và cách đều nhau, mỗi đoạn thẳng tƣợng trƣng cho 1 cạnh tác dụng chứa trong rãnh. Đánh số thứ tự cho các doạn thẳng này, tổng số đoạn thẳng cần vẽ bằng với tổng số rãnh Stator động cơ.
* Dựa vào trị số để phân ra các bƣớc cực từ trên Stator.
* Trên mỗi vùng cực từ, căn cứ trên giá trị q để xác định số rãnh phân bố cho mỗi pha trong mỗi bƣớc cực, nếu thứ tự 3 pha đƣợc kí hiệu là A, B, C thì tại mỗi bƣớc cực phân bố rãnh cho mỗi pha nên chọn sắp xếp theo thứ tự A, C, B.
- Bƣớc 4: Căn cứ vào giá trị q chẳn hay lẻ và kiểu dây quấn, ta xác định số nhóm bối dây có trong mỗi pha dây quấn. Sau cùng vẽ phần đầu nối cho từng bối và từng nhóm bối dây theo thứ tự từng pha để hoàn chỉnh sơ đồ dây quấn.
+ Dây quấn bố trí trên 1 mặt phẳng là loại dây quấn chỉ lồng theo thứ tự của các nhóm bối dây.
+ Dây quấn bố trí trên 2 mặt phẳng: là loại dây quấn đƣợc lồng lần lƣợt các nhóm 1, 3, 5 trƣớc rồi sau đó lồng các nhóm 2, 4, 6 sau.
+ Dây quấn bố trí trên 3 mặt phẳng: là hình thức lồng dây vào rãnh động cơ theo thứ tự A, B, C tức là lồng các nhóm (1, 4), (2, 5) và (3, 6) ta sẽ đƣợc 3 mặt phẳng bố trí trên bề mặt Stator.
* Phương pháp đấu nối tiếp các nhóm bối dây thuộc 1 pha:
Khi đấu nối tiếp các nhóm bối dây của 1 pha dây quấn ta thƣờng gặp 1 trong 2 phƣơng pháp đấu sau:
- Khi tổng số nhóm bối dây của 1 pha bằng với số đôi cực p, các nhóm bối dây được đấu nối tiếp nhau bằng cách đấu CỰC GIẢ.
- Khi tổng số nhóm bối dây của 1 pha bằng với số cực 2p, các nhóm bối dây được đấu nối tiếp nhau bằng cách đấu CỰC THẬT.
Để áp dụng ta chấp nhận các qui ƣớc sau đây:
Khi có 1 bối dây hay 1 nhóm bối dây thì ta qui ƣớc vị trí đầu ĐẦU và vị trí đầu CUỐI của bối dây hay nhóm bối dây đó. Thƣờng ta qui ƣớc đầu ĐẦU ở phía trái và đầu CUỐI ở phía phải khi nhìn vào.
60
Hình 5.1. Các nhóm bối dây đấu cực giả
Hình 5.2. Các nhóm bối dây đấu cực thật
3. PHÂN LOẠI DÂY QUẤN
Có rất nhiều cơ sở để phân loại dây quấn động cơ nhƣ dựa trên công nghệ thiết kế cuộn dây, dạng nhóm cuộn dây, số cạnh tác dụng trong mỗi rảnh hoặc cách đấu dây giữa các nhóm cuộn.
Gọi là dây quấn 1 lớp hoặc 2 lớp khi mỗi rảnh trên stator đều chứa 1 cạnh dây hoặc mỗi rảnh đều cùng chứa 2 cạnh dây nhƣ nhau. Trong cách phân loại tổng quát này, không tùy thuộc dạng nhóm cuộn đồng tâm hay đồng khn.
Đối với dạng dây quấn của động cơ 3 pha
* Dây quấn đồng tâm
+ Dây quấn đồng tâm 3 mặt phẳng + Dây quấn đồng tâm 2 mặt phẳng + Dây quấn đồng tâm xếp lớp
* Dây quấn đồng khuôn
+ Dây quấn đồng khuôn 1 lớp + Dây quấn đồng khuôn 2 lớp
61 + Dây quấn đồng khn mắt xích
* Đối với dạng dây quấn của động cơ 1 pha
+ Dây quấn sin đồng tâm chiếm 90% + Dây quấn đồng khuôn 2 lớp
Mỗi dạng của dây quấn của động cơ 3 pha và động cơ 1 pha đều có đặc điểm riêng và có ƣu nhƣợc điểm của nó. Vì vậy khi vẽ trình bày 1 dạng dây quấn nào cũng phải thể hiện các đặc trƣng của dạng dây quấn đó.
* Dây quấn đồng tâm 3 phẳng
Đây là dạng dây quấn đƣợc hình thành bởi các cuộn đồng tâm, dạng dây quấn 1 lớp luôn luôn đấu cực thật, nên có số nhóm cuộn bằng số từ cực của động cơ. Khi trình bày dạng dây quấn này, phải vẽ thể hiện các đầu cuộn dây của mỗi pha, nằm trên 3 lớp phân cách khác nhau.
* Dây quấn đồng tâm 2 mặt phẳng
Đƣợc hình thành bởi các nhóm cuộn dây đồng tâm,dạng dây quấn 1 lớp và ln ln đấu cực giả, nên có số nhóm cuộn chỉ bằng 1/2 số từ cực của động cơ. Chỉ áp dụng khi động cơ có 2p>=4.
Khi trình bày dạng dây quấn này, nên vẽ các đầu cuộn dây của các pha nằm trên 2 lớp phân cách. Vì vậy vẽ các nhóm cuộn dây của mỗi pha có kích thƣớc khác nhau ( thực tế thì các nhóm cuộn của các pha đều có kích thƣớc bằng nhau)
4. VẼ SƠ ĐỒ DÂY QUẤN STATO.
4.1. Vẽ sơ đồ dây quấn stato kiểu đồng khuôn xếp 1 lớp.
Bƣớc 1: Xác định các số liệu ban đầu: Z, 2p, kiểu quấn. Bƣớc 2: Xác định các đại lƣợng cơ bản: , q, ,
Bƣớc 3: Xác định các rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi khoảng bƣớc cực từ. Bƣớc 4: Căn cứ vào giá trị q chẳn hay lẻ và kiểu dây quấn, ta xác định số nhóm bối dây có trong mỗi pha dây quấn
Ví dụ: Cho động cơ có Z = 24 rãnh, 2p = 4, kiểu quấn đồng khuôn tập trung. Hãy vẽ sơ đồ trãi cho động cơ trên?
Bƣớc 1: Xác định các số liệu ban đầu: Z = 24 rãnh, 2p = 4, kiểu quấn đồng khuôn tập trung.
62 - Bƣớc cực từ:
(rãnh/1 bƣớc cực)
b/ Bƣớc dây quấn y: là khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng của 1 bối dây. c/ Số rãnh của 1 pha dƣới 1 cực:
= /m=6/3=2 (rãnh/1pha/1bƣớc cực) d/ Góc lệch điện
(độ điện).
e/ Khoảng cách giữa 2 đầu vào 2 pha liên tiếp (ABC):
rãnh
Bƣớc 3: Xác định các rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi khoảng bƣớc cực từ. - Vẽ các đoạn thẳng song song bằng nhau, cách đều nhau và đánh số thứ tự cho các đoạn thẳng
Hình 5.3. Các đoạn thẳng hình thành số rãnh động cơ
- Dựa vào giá trị của để phân chia bƣớc cực từ
63
- Dựa vào giá trị của q để xác định số rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi bƣớc cực từ
Hình 5.5. Phân rãnh cho các pha của động cơ
Bƣớc 4: Căn cứ vào giá trị q chẳn hay lẻ và kiểu dây quấn, ta xác định số nhóm bối dây có trong mỗi pha dây quấn
- Do dây quấn là dây quấn đồng khn tập trung nên ta hình thành sơ đồ cho 1 pha (pha A) dây quấn nhƣ sau:
Hình 5.6. Vẽ sơ đồ dây quấn pha A kiểu quấn đồng khuôn tập trung với Z=24, 2p =4
- Dựa vào khoảng cách đầu vào giữa các pha liên tục (A,B,C) ta tiến hành vẽ tiếp cho các pha còn lại. Nhƣ thế, ta có đƣợc sơ đồ trãi của bộ dây quấn 3 pha hồn chỉnh:
64
Hình 5.7. Vẽ sơ đồ dây quấn 3 pha kiểu quấn đồng khuôn tâp trung với Z=24, 2p=4
4.2. Vẽ sơ đồ dây quấn stato kiểu đồng tâm hai mặt phẳng
Ví dụ: Cho động cơ có Z = 24 rãnh, 2p = 4, kiểu quấn đồng tâm tập trung. Hãy vẽ sơ đồ trãi cho động cơ trên?
Bƣớc 1: Xác định các số liệu ban đầu: Z = 24 rãnh, 2p = 4, kiểu quấn đồng khuôn tập trung.
Bƣớc 2: Xác định các đại lƣợng cơ bản: , q, , - Bƣớc cực từ:
(rãnh/1 bƣớc cực)
b/ Bƣớc dây quấn y: là khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng của 1 bối dây. c/ Số rãnh của 1 pha dƣới 1 cực:
= /m=6/3=2 (rãnh/1pha/1bƣớc cực) d/ Góc lệch điện
(độ điện).
e/ Khoảng cách giữa 2 đầu vào 2 pha liên tiếp (ABC):
rãnh
Bƣớc 3: Xác định các rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi khoảng bƣớc cực từ. - Vẽ các đoạn thẳng song song bằng nhau, cách đều nhau và đánh số thứ tự cho các đoạn thẳng
65
Hình 5.8. Các đoạn thẳng hình thành số rãnh động cơ
- Dựa vào giá trị của để phân chia bƣớc cực từ
Hình 5.9. Phân chia các bước cực từ động cơ
- Dựa vào giá trị của q để xác định số rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi bƣớc cực từ
Hình 5.10. Phân rãnh cho các pha của động cơ
Bƣớc 4: Căn cứ vào giá trị q chẳn hay lẻ và kiểu dây quấn, ta xác định số nhóm bối dây có trong mỗi pha dây quấn
- Do dây quấn là dây quấn đồng khuôn tập trung nên ta hình thành sơ đồ cho 1 pha (pha A) dây quấn nhƣ sau:
66
Hình 5.11. Vẽ sơ đồ dây quấn pha A kiểu quấn đồng tâm tập trung với Z=24, 2p =4
- Dựa vào khoảng cách đầu vào giữa các pha liên tục (A,B,C) ta tiến hành vẽ tiếp cho các pha cịn lại. Nhƣ thế, ta có đƣợc sơ đồ trãi của bộ dây quấn 3 pha hồn chỉnh:
Hình 5.12. Vẽ sơ đồ dây quấn 3 pha kiểu quấn đồng tâm tâp trung với Z=24, 2p=4
4.3. Vẽ sơ đồ dây quấn stato kiểu đồng tâm ba mặt phẳng.
Ví dụ: Cho động cơ có Z = 24 rãnh, 2p = 4, kiểu quấn đồng tâm phân tán. Hãy vẽ sơ đồ trãi cho động cơ trên?
Bƣớc 1: Xác định các số liệu ban đầu: Z = 24 rãnh, 2p = 4, kiểu quấn đồng khuôn tập trung.
67 - Bƣớc cực từ:
(rãnh/1 bƣớc cực)
b/ Bƣớc dây quấn y: là khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng của 1 bối dây. c/ Số rãnh của 1 pha dƣới 1 cực:
= /m=6/3=2 (rãnh/1pha/1bƣớc cực) d/ Góc lệch điện
(độ điện).
e/ Khoảng cách giữa 2 đầu vào 2 pha liên tiếp (ABC):
rãnh
Bƣớc 3: Xác định các rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi khoảng bƣớc cực từ. - Vẽ các đoạn thẳng song song bằng nhau, cách đều nhau và đánh số thứ tự cho các đoạn thẳng
Hình 5.13. Các đoạn thẳng hình thành số rãnh động cơ
- Dựa vào giá trị của để phân chia bƣớc cực từ
Hình 5.14. Phân chia các bước cực từ động cơ
- Dựa vào giá trị của q để xác định số rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi bƣớc cực từ
68
Hình 5.15. Phân rãnh cho các pha của động cơ
Bƣớc 4: Căn cứ vào giá trị q chẳn hay lẻ và kiểu dây quấn, ta xác định số nhóm bối dây có trong mỗi pha dây quấn
- Do dây quấn là dây quấn đồng khuôn tập trung nên ta hình thành sơ đồ cho 1 pha (pha A) dây quấn nhƣ sau:
Hình 5.16. Vẽ sơ đồ dây quấn pha A kiểu quấn đồng tâm phân tán với Z=24, 2p =4
- Dựa vào khoảng cách đầu vào giữa các pha liên tục (A,B,C) ta tiến hành vẽ tiếp cho các pha cịn lại. Nhƣ thế, ta có đƣợc sơ đồ trãi của bộ dây quấn 3 pha hoàn chỉnh:
69
Hình 5.17. Vẽ sơ đồ dây quấn 3 pha kiểu quấn đồng tâm phân tán với Z=24, 2p=4
Yêu cầu thực hiện
Vẽ sơ đồ trãi động cơ 3 pha từ động cơ thực tế:
- Xác định các số liệu ban đầu - Vẽ sơ đồ phân bố rãnh cho pha A - Vẽ sơ đồ trãi cho 3 pha dây quấn
CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Vẽ sơ đồ dây quấn 3 pha kiểu quấn đồng tâm phân tán với Z=36, 2p=4 Câu 2: Vẽ sơ đồ dây quấn 3 pha kiểu quấn đồng khuôn tập trung với Z=36, 2p=4 Câu 3: Vẽ sơ đồ dây quấn 3 pha kiểu quấn đồng tâm tập trung với Z=36, 2p=6
70
BÀI 6: QUẤN LẠI BỘ DÂY STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA CĨ DÂY QUẤN ĐỒNG KHN TẬP TRUNG 1 LỚP.
Mã mô đun: MĐ14-06
* Giới thiệu
Trong nội dung bài này, hƣớng dẫn cho HSSV về việc quấn lại bộ dây động cơ 3 pha với kiểu quấn đồng khuôn tập trung và lồng dây theo 1 mặt phẳng.
* Mục tiêu: Kiến thức
- Phân tích đƣợc sơ đồ dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp.
Kỹ năng
- Quấn lại đƣợc bộ dây stato động cơ không đồng bộ 3 pha dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
- Sửa chữa đƣợc một số pan hƣ hỏng bộ dây quấn.
Năng lực tự chủ và trách nhiệm
- R n luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, sáng tạo và khoa học.
* Nội dung:
1. THÁO, VỆ SINH ĐỘNG CƠ
Việc xác định đầy đủ khối lƣợng và tổ chức sửa chữa động cơ điện chỉ có thể thao tác đƣợc khi tháo máy, kiểm tra và xác định hƣ hỏng từng bộ phận. Việc tháo máy cần theo 1 trình tự nhất định, làm 1 cách thận trọng, các chi tiết khi tháo phải đƣợc sắp xếp gọn gàng để khi lắp vào tất cả các bộ phận đều đúng vị trí và đầy đủ.
Khi tháo máy phải thực hiện tất cả các biện pháp phù hợp với các qui tắc và an toàn lao động.
* An tồn cho ngƣời: đảm bảo khơng bị trầy sƣớt tay, chân.
* An tồn cho thiết bị: khơng để cho các chi tiết máy bị biến dạng hoặc bể vỡ.
71
Bảng 6.1. Quy trình tháo lắp động cơ rotor lồng sóc
T T
Bƣớc cơng việc
Trình tự thao tác u cầu kỹ thuật Dụng cụ Ghi chú 1 Vệ sinh động cơ, ghi chép số liệu cần thiết - Dùng ghẻ lao sạch bụi bám. - Ghi chép các số liệu ban đầu; Cách đấu; Các thông số định mức trên nhãn máy. - Chuẩn đoán nguyên nhân hƣ hỏng. - Thật sạch. - Ghi đầy đủ và đảm bảo đúng các thông số. - Khoanh vùng sự cố cho chính xác. Giẻ lao, giấy, viết. Nếu động cơ mất nhãn nên hỏi khách hàng về các thông số kỹ thuật Uđm, Iđm,.. và tình trạng hƣ hỏng. 2 Tháo buli ra khỏi trục động cơ - Tháo chốt định vị. - Tháo buli bằng VAM - Không bị mẻ đầu đai ốc.