BÀI 4 : CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNGCƠ
3. MỞ MÁY ĐỘNGCƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1PHA
Hình 8.2. Sơ đồ mở máy động cơ 1 pha dùng tụ ngậm
3.1. Động cơ điện không dồng bộ 2 pha
Ở động cơ điện khơng đồng bộ 2 pha rotor kiểu lồng sóc, Stator có dây quấn 2 pha, lệch nhau về khơng gian 1 góc 900 điện. Khi dịng điện trong 2 dây quấn có biên độ bằng nhau và lệch pha nhau 1 góc 900sẽ tạo ra trong máy từ trường quay tròn với tần số quay là 𝒏𝟏 =𝟔𝟎𝒇
103
Để tạo ra sự lệch pha về thời gian giữa dòng điện trong 2 dây quấn người ta nối tiếp với dây quấn phụ một điện dung C. Hai dây quấn được nối song song với nhau và nối vào lưới điện 1 pha.
Loại động cơ này được sử dụng nhiều trong dân dụng (quạt điện) hoặc trong các thiết bị của hệ thống tự động, …
3.2. Động cơ điện khơng đồng bộ 1 pha
Hình 8.3. Sơ đồ cấu tạo động cơ 1 pha
Về cấu tạo, động cơ 1 pha chỉ có dây quấn 1 pha, rotor thường là lồng sóc, dây quấn Stator được nối với lưới điện xoay chiều 1 pha.
Dòng điện xoay chiều 1 pha chạy trong dây quấn stator không tạo ra từ trường quay. Do sự biến thiên của dòng điện, chiều và trị số từ trường thay đổi nhưng phương của từ trường cố định trong không gian. Từ trường này gọi là từ trường đập mạch.
Vì khơng phải là từ trường quay nên khi ta cho dịng điện vào dây quấn stator, độngcơ khơng tự quay được. Để động cơ làm việc được trước hết ta phải quay rotor của động cơ theo 1 chiều nào đó thì rotor sẽ tiếp tục quay theo chiều ấy và động cơ làm việc. Vì thế ta phải có biện pháp mở máy, nghĩa là ta phải tạo cho động cơ 1 pha mômen mở máy, ta thường dùng các phương pháp dây quấn phụ, vòng ngắn mạch ở cực từ.
- Dùng dây quấn phụ:
Ở loại động cơ này, ngồi dây quấn chính cịn có dây quấn phụ. Dây quấn phụ có thể thiết kế để làm việc khi mở máy hoặc làm việc lâu dài (động cơ 2 pha). Dây quấn phụ đặt trong 1 số rãnh stator, sao cho sinh ra 1 từ thông lệch với từ thơng chính 1 góc 900 trong khơng gian và dịng điện trong dây quấn
104
phụ lệch với dịng điện trong dây quấn chính 1 góc 900. Dịng điện ở dây quấn phụ và dây quấn chính sinh ra từ trường quay để tạo ra mơmen mở máy.
Để dịng điện trong dây quấn phụ lệch pha với dòng điện trong dây quấn chính 1 góc 900ta thường nối tiếp với dây quấn phụ 1 điện dung C. Loại động cơ tụ điện có đặt tính mở máy tốt.
- Dùng vịng ngắn mạch ở cực từ:
Hình 8.4. Sơ đồ mở máy động cơ 1 pha khởi động bằng vòng ngắn mạch
Người ta chẻ cực từ ra và cho vào đó 1 vịng đồng ngắn mạch. Vòng ngắn mạch coi như dây quấn phụ. Tổng hợp hai từ trường của dây quấn chính và phụ sẽ sinh ra từ trường quay để tạo ra mômen mở máy. Các loại động cơ này thường chế tạo với công suất nhỏ từ 0,5 đến 30W dùng vào các cơ cấu truyền động tự động và thường gặp nhất là quạt bàn.
Đặc điểm:
- Có ưu điểm là cấu tạo gọn nhẹ, sử dụng ở lưới điện 1 pha nên được sử dụng nhiều trong các hệ tự động và dân dụng suất nhỏ
- Nhược điểm là cos thấp, hiệu suất thấp vì tổn hao ở rotor lớn, mômen nhỏ nên làm việc kém ổn định, khả năng quá tải kém.
CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ 1 pha? Câu 2: Trìng bày các phương pháp mở máy động cơ 1 pha?
105
BÀI 9: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ DÂY QUẤN STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1 PHA
Mã mô đun: MĐ16-09
* Giới thiệu
Trong nội dung bài này, hướng dẫn cho HSSV tìm hiểu về những thuật ngữ dùng trong quấn dây máy điện. Trong đó, việc xây dựng được sơ đồ dây quấn cho động cơ là trọng tâm của bài...
* Mục tiêu: Kiến thức
- Trình bày được các bước để tiến hành vẽ sơ đồ dây quấn stato động cơ không đồng bộ ba pha 1 lớp.
Kỹ năng
- Vẽ được sơ đồ dây quấn stato động cơ khơng đồng bộ ba pha có
Năng lực tự chủ và trách nhiệm
- Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, sáng tạo và khoa học.
* Nội dung:
1. NHỮNG CƠ SỞ ĐỂ VẼ SƠ ĐỒ DÂY QUẤN
1.1. Khái niệm
Đặc điểm của dây động cơ một pha thường có dạng q số chẳn. Do đó tổng số rãnh Stator phải phân bố theo tỉ lệ định trước cho pha chính và pha phụ.
Ta gọi: QA tổng số rãnh phân bố cho pha chính QB tổng số rãnh phân bố cho pha phụ. Ta có tỉ lệ phân bố như sau:
- QA = 3 QB ; QA = 2 QB; QA = QB
2.2. Các công thức và ký hiệu
Khi dùng dây quấn một lớp hoặc 2 lớp, ta có các cơng thức và kí hiệu sau:
- Gọi qA số rãnh phân bố cho pha chính trên một bước cực. - Gọi qB số rãnh phân bố cho pha phụ trên một bước cực.
106 Ta có quan hệ như sau:
𝑸𝑨+ 𝑸𝑩 = 𝒁 𝒒𝑨 =𝑸𝟐𝒑𝑨; 𝒒𝑩 =𝑸𝟐𝒑𝑩 𝒒𝑨 + 𝒒𝑩 = 𝝉
Tùy theo loại động cơ một pha, hay 2 pha, khi dùng dây quấn một lớp hay 2 lớp ta có thể chọn phân bố sau:
- Điều kiện sử dụng phân bố: QA = QB.
Muốn sử dụng phân bố QA = QB = Z/ 2 cho dây quấn Stator ta cần có qA và qB là các số nguyên.
qA = qB = / 2. Vậy là bội số của 2.
Vậy muốn sử dụng phân bố QA = QB ta cần có điều kiện là bội số của 2.
- Điều kiện sử dụng phân bố: QA = 2 QB. Khi QA = 2 QB ta có: 𝑸𝑨 =𝟐𝒁𝟑 ; 𝑸𝑩 =𝒁𝟑
Muốn qA và qB là các số nguyên thì 𝒒𝑨 =𝟐𝟑𝝉 nguyên và 𝒒𝑩 =𝟏𝟑𝝉 nguyên. Vậy là bội số của 3.
Vậy muốn sử dụng phân bố QA = 2 QB thì ta cần có điều kiện là là bội
số của 3.
- Điều kiện sử dụng phân bố: QA = 3 QB.
Tương tự muốn muốn sử dụng phân bố QA = 3 QB thì ta cần có điều kiện là là bội số của 4.
2.3. Tình tự xây dựng sơ đồ dây quấn
- Bước 1: Xác định Z, 2p, kiểu phân bố
- Bước 2: Tính tốn các giá trị và đ ta có:
𝝉 =𝟐𝒑𝒁; 𝜶𝒅 =𝟏𝟖𝟎𝝉𝟎
Tùy theo là bội số của 2, 3, 4 ta chọn phân bố rãnh cho pha chính và phụ, sau đó tính qA và qB.
107
- Bước 4: Tùy theo dạng dây quấn cần vẽ, ta tạo đầu nối cho các nhóm bối dây, vẽ cho pha chính rồi pha phụ. Một điều khác biệt của dây quấn động cơ một pha so với dây quấn 3 pha là đầu vào pha phụ so với pha chính khơng cần lệch với nhau 900 điện.
2. PHÂN LOẠI DÂYQUẤN
Về dây quấn động cơ 1 pha có thể được chia thành các loại ơ bản sau - Dây quấn Sin
- Dây quấn dạng đồng tâm phân tán - Dây quấn kiểu vòng chập
- Dây quấn kiểu vịng ngắn mạch
Động cơ khơng đồng bộ một pha thường dùng trong các dụng cụ sinh hoạt và công nghiệp, công suất từ vài watt đến vài nghìn watt và nối vào lưới điện xoay chiều một pha. Do nguyên lý mở máy khác nhau và yêu cầu tính năng khác nhau mà xuất hiện những kết cấu khác nhau, nhưng về mặt kết cấu cơ bản giống như động cơ điện ba pha, chỉ khác là trên stator có hai dây quấn; dây quấn chính hay dây quấn làm việc và dây quấn phụ hay dây quấn mở máy. Rơto thường là lồng sóc.
Dây quấn chính được nối vào lưới điện trong suốt q trình làm việc, cịn dây quấn phụ thường chỉ nối vào khi mở máy. Trong quá trình mở máy, khi tốc độ đạt đến 75-80% tốc độ đồng bộ thì dùng cơng tắc ngắt điện kiểu ly tâm cắt dây quấn phụ ra khỏi lưới. Có loại động cơ sau khi mở máy, dây quấn phụ vẫn nối vào lưới, đó là động cơ một pha kiểu điện dung (hay còn gọi động cơ hai pha).
3. VẼ SƠ ĐỒ DÂY QUẤN STATO.
Xây dựng các sơ đồ khai triển dây quấn một lớp cho Stator động cơ một pha có Z = 24, 2p = 2. Kiểu phân bố QA=QB
Giải
Do dây quấn động cơ 1 pha thông thường là dây quấn đồng tâm phân tán nên trong ví dụ này khơng đề cập tới kiểu quấn.
Bước 1: Với Z = 24, 2p =2 ta tính được:
𝝉 =𝟐𝒑𝒁 =𝟐𝟒𝟐 = 𝟏𝟐 rãnh
108
Vì là bội số của 2,3,4 nên ta có thể dùng phân bố: QA = QB, QA = 2QB hoặc QA = 3QB
* Trường hợp QA = QB
𝑸𝑨 =𝒁𝟐 =𝟐𝟒𝟐 = 𝟏𝟐 rãnh ⇒ 𝒒𝑨 =𝑸𝑨𝟐𝑷 = 𝟏𝟐𝟐 = 𝟔 rãnh/ pha chính/
𝑸𝑩 =𝒁𝟐 = 𝟏𝟐 rãnh ⇒ 𝒒𝑩 =𝑸𝑩
𝟐𝑷 =𝟏𝟐𝟐 = 𝟔rãnh/ pha phụ/
Bước 2: Phân bố rãnh cho pha chính và phụ:
Bước 3: Vẽ sơ đồ dây quấn dạng đồng tâm phân tán, trong đó đầu và
cuối pha chính là A – X, pha phụ là B – Y
Bước 3: Vẽ sơ đồ dây quấn dạng đồng tâm phân tán, trong đó đầu và cuối pha chính là A – X, pha phụ là B – Y.
Hình 9.1. Sơ đồ dây quấn động cơ 1 pha có Z=24, 2p=2 kiểu quấn đồng tâm
phân tán, QA=QB
* Trường hợp QA = 2QB
Hình 9.2. Sơ đồ dây quấn động cơ 1 pha có Z=24, 2p=2 kiểu quấn đồng
tâm phân tán, QA=2QB
109
Hình 9.2. Sơ đồ dây quấn động cơ 1 pha có Z=24, 2p=2 kiểu quấn đồng tâm
phân tán, QA=3QB
Yêu cầu thực hiện
Vẽ sơ đồ trãi động cơ 1 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 toàn động cơ
CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Vẽ sơ đồ dây quấn động cơ 1pha kiểu quấn đồng tâm phân tán với Z=36, 2p=4, QA=2QB
Câu 2: Vẽ sơ đồ dây quấn động cơ 1 pha kiểu quấn đồng tâm phân tán với Z=32, 2p=4, QA=3QB
110
BÀI 10: QUẤN LẠI BỘ DÂY STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1 PHA RƠ TO LỒNG SĨC
Mã mô đun: MĐ16-10
* Giới thiệu
Trong nội dung bài này, hướng dẫn cho HSSV về việc quấn lại bộ dây động cơ 1 pha.
* Mục tiêu: Kiến thức
-Phân tích được sơ đồ dây quấn stato không đồng bộ 1 pha dây quấn đồng tâm phân tán một lớp.
Kỹ năng
-Quấn lại được bộ dây stato động cơ không đồng bộ 1pha dây quấn đồng tâm phân tán một lớp đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
-Sửa chữa được một số pan hư hỏng bộ dây quấn.
Năng lực tự chủ và trách nhiệm
- Rèn 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 lượng và tổ chức sửa chữa động cơ điện chỉ có thể thao tác được khi tháo máy, kiểm tra và xác định hư 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 được 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 toàn cho người: đảm bảo không bị trầy sướt tay, chân.
* An tồn cho thiết bị: khơng để cho các chi tiết máy bị biến dạng hoặc bể vỡ.
111
Bảng 10.1. Quy trình tháo lắp động cơ
T T
Bước cơng
việc Trình tự thao tác Yêu 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 hư 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 hư hỏng. 2 Tháo buli ra khỏi trục động cơ - Tháo chốt định vị. - Tháo buli bằng VAM - Không bị mẻ đầu đai ốc. - Đặt VAM đúng tâm. Clê, kìm, VAM Khơng được dùng búa gõ vào buli 3 Tháo bộ phận che cánh quạt và cánh quạt
- Tháo bulông, lấy nắp che cánh quạt ra. - Nới lỏng đai ốc định vị quạt gió. - Lấy cánh quạt ra khỏi trục. Cánh quạt khơng bị cong vênh, gãy. Clê, tuốcnơv ít 4 Tháo nắp sau của động cơ. - Đánh dấu cẩn thận các bulông. - Tháo bulông giữa nắp trước và sau.
- Không bị mất dấu trong khi tháo.
- Không bị mẻ đầu bulơng hoặc lờn ren. Clê, kìm, búa, nêm gỗ dùng để cạy. Nếu các đai ốc bị gỉ sét ta bôi dầu vào và để trong vài giờ cho nhả sét.
112 - Dùng búa và đục mỏng tạo khe hở giữa nắp và thân động cơ. - Cạy dần 4 góc xứng nhau để lấy nắp ra. - Gỏ nhẹ không bị mẻ hoặc vỡ nắp động cơ. - Đảm bảo nắp nhích đều khơng bị chênh. 5 Lấy Rotor và nắp trước ra khỏi đông cơ
Dùng miếng bìa nhẵn luồng vào khe hỡ giữa Stator và Rotor để đệm. - Dùng búa và đục mỏng để tạo khe hỡ giữa nắp trước thân động cơ.
- Dùng tay nhấc Rotor ra khỏi thân động cơ. Đảm bảo cách khoảng giữa Stator và Rotor không cạ vào nhau.
- Tạo khe hở đều quanh thân.
- Khơng làm xây sướt dây quấn.
Bìa mỏng, búa, đục. Nếu Rotor loại lớn, ta phải dùng Palăng hoặc cẩu đưa ra. 6 Tháo ổ trục để sửa chữa. Lau sạch ổ trục và cho dầu nhờn vào vòng bi. - Dùng vịng sắt nung nóng ốp vào vòng bi. - Dùng VAM để tháo. Đặt VAM đúng tâm, ngàm của phải ngậm vào vòng trong của vịng bi. VAM Trường hợp khó tháo ta nhúng vịng bi vào dầu sơi 1000C.
7 Kiểm tra sửa chữa
- Kiểm tra ổ bi, ổ trục, lưng bạc đạn, vòng đệm, cách điện dây quấn, nắp máy, ...
- Sửa chữa phần hư.
- Kiểm tra cẩn thận, xác định các hư hỏng.
113
- Đúng tính năng ban đầu.
8 Kiểm tra lại các bộ phận và tiến hành lắp máy
Trình tự thao tác ngược lại với qui trình tháo. - Khi định vị xong rotor, quay thử rotor. - Lắp tất cả các bulơng, ốc vít. - Kiểm tra lại lần cuối. - Rotor đảm bảo quay nhẹ, êm. - Đảm bảo chắc chắn, thẩm mỹ. Sử dụng dụng cụ như khi tháo. Nếu rotor bị kẹt, có tiếng kêu thì xem lại cách lắp, ổ trục, giá ổ trục,...
2. PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ DÂY QUẤN.
Dựa vào sơ đồ dây quấn để ta xác định:
- Bước dây quấn y: Phải xác định được khoảng cách của bước dây quấn y để tiến hành đo khuôn
- Dây quấn là dây quấn đồng tâm phân tán.
- Số bối dây trong 1 nhóm dây chạy là 4 bối, dây đề là 2 bối. - Lồng dây pha chạy trước, pha đề sau.
- Cách đấu nối giữa các nhóm bối dây ln là đấu cực thật (CUỐI – CUỐI, ĐẦU –ĐẦU).
Ví dụ: Cho động cơ có Z=24, 2p =2, kiểu phân bố QA = 2QB.
Hình 10.1. Sơ đồ dây quấn động cơ 1 pha có Z=24, 2p=2 kiểu quấn đồng tâm phân
114
3. LÓT CÁCH ĐIỆN RÃNH.
Bảng 10.2. Quy trình lót rãnh động cơ
TT Bước
cơng việc Trình tự thao tác kỹ thuậtYêu cầu Dụng cụ
Ghi chú
1 Chọn
giấy
Tùy theo công suất của động cơ ta chọn giấy từ ( 0,5 - 1)mm hoặc phim. Đảm bảo đủ độ cách điện. Kéo hoặc bàn cắt, thướt đo Nếu động cơ có cơng suất lớn ta chọn giấy dầy và kết hợp với lụa 2 Xác định kích thước bìa lót rãnh
- Đặt 1 miếng giấy lên miệng rãnh, dùng búa gỏ nhẹ.
- Dùng thước đo chu vi, đó chính là chiều ngang bìa lót rãnh.
- Đo chiều dài rãnh.
- Không xê dịch trong quá trình lấy mẫu. - Vết in lên giấy