4.5.1. Phơng pháp vẽ sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ ba pha kiểu đồng tâm
xếp đơn.
a) Các thông số cơ bản để thành lập sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ ba pha
- Số rãnh của lõi thép stato, kí hiệu Z1
- Số pha, m (m = 3) - Số đôi cực, 2p
- Số mạch nhánh song song, a - Số vòng dây của một pha, w - Bớc cực τ
- Bớc của bối dây, kí hiệu là y
- Số rãnh ứng với mỗi cực của mỗi pha, kí hiệu là q
Trong cuộn dây ba pha, các rãnh nằm trong một cực đợc chia làm ba phần, mỗi phần tơng ứng với một pha, tạo thành một “nhóm cực – pha” dới một cực. Vậy, d- ới mỗi cực có ba nhóm cực – pha. Ngợc lại, ứng với một pha dới một cực chỉ có một nhóm cực – pha(còn gọi là nhóm bối dây hay tổ bối dây).
b)Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn động cơ ba pha kiểu đồng tâm xếp đơn:
Phơng pháp vẽ tơng tự nh đối với dây quấn động cơ một pha tụ điện, và trớc tiên ta cũng phải đi tính các thông số:
- Bớc cực: τ = 2Zp
- Số rãnh ứng với mỗi cực của mỗi pha: q pZm
. 2 =
- Góc lệch pha: vì trong dây quấn động cơ ba pha, các cuộn dây pha đợc đặt lệch nhau trong không gian một góc 1200 điện, nên góc lệch pha đợc tính theo công thức: p Z 3 = α Các b ớc lập sơ đồ:
B1: Kẻ các đoạn thẳng song song cách đều nhau ứng với số rãnh Z và đánh số từ 1 ữ Z.
B2: Căn cứ vào bớc cực τ biểu thị qua số rãnh để phân ra các cực từ trên Stato.
B3: Trong vùng mỗi cực từ τ, căn cứ vào số rãnh mà mỗi pha chiếm, ta thực hiên theo quy tắc lần lợt: qA – qC – qB. Các bớc cực tiếp theo cũng thực hiện tơng tự nh vậy cho đến hết.
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 mỗi pha (pha A) và cách đấu các đầu nối (đồng tâm) ta kẻ các đờng nối liền các cạnh tác dụng để hình thành các tổ bối dây pha đó (pha A). Đấu dây giữa các tổ bối dây trong cùng pha A sao cho khi dòng điện chạy trong các tổ bối dây không làm thay đổi chiều dòng điện ta đã vạch.
B6: Căn cứ vào góc lệch pha α (tính theo rãnh α =3Zp) để xác định rãnh
khởi đầu pha kế tiếp (pha B). Tiến hành vẽ pha B rồi vẽ pha C tơng tự nh đã vẽ pha A.
B7: Kiểm tra lại toàn bộ các cuộn dây pha với cách đấu từng cuộn sao cho các cực từ liên tiếp phải trái dấu nhau. Bớc này cần lu ý là tại một thời điểm bất kỳ, sẽ có hai pha dòng điện chạy từ đầu đầu (A, B, C) đến đầu cuối (X, Y, Z), còn dòng điện ở pha thứ ba sẽ đi từ đầu cuối đến
Ví dụ: Vẽ sơ đồ trải một lớp (xếp đơn) bộ dây quấn stato động cơ không đồng bộ ba pha có Z = 24, 2p = 4, dây quấn đồng tâm xếp đơn.
• Tính toán một vài thông số:
- Bớc cực: 6 4 24 2 = = = p Z τ (rãnh)
- Số rãnh ứng với mỗi cực của mỗi pha:
2 3 . 4 24 . 2 = = = m p Z q (rãnh)
- Số tổ bối dây trong một pha:
2 = = p n
- Số tổ bối dây trong cả máy:
6 3 = = p n - Góc lệch pha: 4 2 . 3 24 3 = = = p Z α (rãnh) • Các bớc vẽ sơ đồ:
B1: Kẻ 24 đoạn thẳng song song cách đều nhau vàđánh số từ 1 ữ 24 (hình 3.1).
B2: Căn cứ vào bớc cực τ = 6 rãnh, chia 24 rãnh thành 4 bớc cực, mỗi bớc chiếm 6 rãnh.
B3: Trong mỗi bớc cực từ τ, pha A chiếm 2 rãnh, tiếp theo pha C chiếm hai rãnh và pha B chiếm hai. Ta thực hiện theo quy tắc lần lợt là: qA – qC – qB. Và cứ thực hiện nh vậy với các bớc cực khác cho đến hết. B4: Xác định dấu cực từ: ghi chiều mũi tên lên các cạnh tác dụng, sao cho
Trình tự thực hiện từ bớc 1 đến bớc 4 cho động cơ điện không đồng bộ ba pha với các thông số Z = 24, 2p = 4, τ = 6
B5: Ta vẽ cho pha A:
Mỗi tổ bối dây có q = 2bối, số tổ bối trong một pha là n = 2. Mỗi bối dây có hai cạnh tác dụng ở hai cực từ liên tiếp trái dấu nhau. Nối dây giữa các tổ bối dây trong cuộn dây pha A sao cho khi có dòng điện chạy trong tổ bối dây không làm đổi chiều đã xác định trớc (hình 3.2).
pha một lớp liểu đồng tâm với các thông số Z = 24, 2p = 4, τ = 6
B6: Căn cứ vào góc lệch pha α = 4rãnh, ta xác định đợc rãnh khởi đầu của pha B, tức là đầu đầu pha B vào rãnh 1 + 4 = 5. Cách vẽ cho pha B cũng tơng tự nh pha A.
Rãnh khởi đầu của pha C lệch so với rãnh khởi đầu của pha B là α = 4, tức là vào rãnh thứ 5 + 4 = 9 (hình 3.3).
Hình 3.3. Sơ đồ dây quấn một lớp liểu đồng tâm của động cơ điện không đồng bộ ba pha
với các thông số Z = 24, 2p = 4, q = 2
4.5.2. Phơng pháp vẽ sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ ba pha kiểu đồng
Phơng pháp vẽ tơng tự nh đối với dây quấn động cơ một pha tụ điện, và trớc tiên ta cũng phải đi tính các thông số:
- Bớc cực: τ = 2Zp
- Số rãnh ứng với mỗi cực của mỗi pha: q pZm
. 2 =
- Góc lệch pha: vì trong dây quấn động cơ ba pha, các cuộn dây pha đợc đặt lệch nhau trong không gian một góc 1200 điện, nên góc lệch pha đợc tính theo công thức: p Z 3 = α
Ví dụ: Vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn stato động cơ không đồng bộ ba pha có Z = 24, 2p = 4, dây quấn đồng khuôn xếp đơn kiểu tập trung.
• Tính toán một vài thông số:
- Bớc cực: 6 4 24 2 = = = p Z τ (rãnh)
- Số rãnh ứng với mỗi cực của mỗi pha:
2 3 . 4 24 . 2 = = = m p Z q (rãnh)
- Số tổ bối dây trong một pha:
2 = = p n
- Số tổ bối dây trong cả máy:
6 3 = = p n - Góc lệch pha: 4 2 . 3 24 3 = = = p Z α (rãnh) • Các bớc vẽ sơ đồ:
B2: Căn cứ vào bớc cực τ = 6 rãnh, chia 24 rãnh thành 4 bớc cực, mỗi bớc chiếm 6 rãnh.
B3: Trong mỗi bớc cực từ τ, pha A chiếm 2 rãnh, tiếp theo pha C chiếm hai rãnh và pha B chiếm hai. Ta thực hiện theo quy tắc lần lợt là: qA – qC – qB. Và cứ thực hiện nh vậy với các bớc cực khác cho đến hết. B4: Xác định dấu cực từ: ghi chiều mũi tên lên các cạnh tác dụng, sao cho
các cực từ liên tiếp phải trái dấu nhau.
Hình 3.4. Trình tự thực hiện từ bớc 1 đến bớc 4 cho động cơ điện không đồng bộ ba pha
với các thông số Z = 24, 2p = 4, τ = 6
B5: Ta vẽ cho pha A:
Mỗi tổ bối dây có q = 2bối, số tổ bối trong một pha là n = 2. Mỗi bối dây có hai cạnh tác dụng ở hai cực từ liên tiếp trái dấu nhau. Nối dây giữa các tổ bối dây trong cuộn dây pha A sao cho khi có dòng điện chạy trong tổ bối dây không làm đổi chiều đã xác định trớc (hình 3.5).
Hình 3.5. Trình tự bớc 5 thực hiện cho pha A của động cơ điện không đồng bộ ba pha một lớp
liểu đồng khuôn xếp đơn với các thông số Z = 24, 2p = 4, τ = 6
B6: Căn cứ vào góc lệch pha α = 4rãnh, ta xác định đợc rãnh khởi đầu của pha B, tức là đầu đầu pha B vào rãnh 1 + 4 = 5. Cách vẽ cho pha B cũng tơng tự nh pha A.
Rãnh khởi đầu của pha C lệch so với rãnh khởi đầu của pha B là α = 4, tức là vào rãnh thứ 5 + 4 = 9 (hình 3.6).
Hình 3.6. Sơ đồ dây quấn một lớp liểu đồng khuôn tập trung của động cơ điện không đồng bộ ba pha
với các thông số Z = 24, 2p = 4, q = 2
* Cũng cách lập luận tơng tự, ta có thể vẽ đợc sơ đồ quấn dây đồng khuôn mắt xích (hình 3.7).
Hình 3.7. Sơ đồ dây quấn một lớp liểu đồng khuôn mắt xích của động cơ điện không đồng bộ ba pha
với các thông số Z = 24, 2p = 4, q = 2
4.5.3. Phơng pháp vẽ sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ ba pha kiểu đồng
khuôn xếp kép.
Trớc hết, ta cũng đi tính một vài thông số nh dây quấn xếp đơn, sau đó tiến hành cách vẽ nh sau:
Pha A: Tổ 1: Bối 1: {1 ữ (y + 1)’} Bối 2: {2 ữ (y + 2)’}
………….
Tổ 2: Bối 1: {(1 + τ) ữ (1 + τ + y)’}
Bối 2: {(1 + τ) + 1 ữ {(1 + τ + y) + 1}’}
………….
Bối n: {(1 + τ) + (n - 1) ữ {(1 + τ + y) + (n - 1)}’}
Tổ n - Bối n: {{1 + ( n - 1)τ + (n - 1) ữ{1 + (n - 1)τ + y + ( n - 1)}’}
Pha B: Tổ 1: Bối 1: {(1 + α) ữ (1 + α + y)’}
Bối 2: {(1 + α) + 1 ữ {(1 + α + y) + 1}’} …………. Bối n: {(1 + α) + ( n - 1) ữ {(1 + α + y) + (n - 1)}’} Tổ 2: Bối 1: {(1 + α + τ) ữ (1 + α + τ + y)’} Bối 2: {(1 + α + τ) + 1 ữ {(1 + α + τ + y) + 1}’} …………. Bối n: {(1 + α + τ) + (n - 1) ữ {(1 + α + τ + y) + (n - 2)}’} Tổ n - Bối n: {(1 + α) + (n - 1)τ + (n - 1) ữ {(1+α) + (n-1)τ + y + (n - 1)}’}
Pha C: Tổ 1: Bối 1: {(1 + α + α) = (1 + 2α) ữ (1 + 2α +y)’} Bối 2: {(1 + 2α) + 1 ữ {(1 + 2α + y) + 1}’}
………….
Tổ 2: Bối 1: {(1 + 2α + τ) ữ (1 + 2α + τ + y)’} Bối 2: {(1 + 2α + τ) + 1 ữ {(1 + 2α + τ + y) + 1}’} …………. Bối n: {(1 + 2α + τ) + (n – 1) ữ {(1 + 2α + τ + y) + 1}’} Tổ n: Bối n: {(1 + 2α) + (n-1)τ + (n-1) ữ {(1 + 2α) + (n - 1)τ + y + (n - 1)}’}
Ví dụ: Vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn động cơ không đồng ba pha co Z = 24, 2p = 4, b- ớc đủ. * Tính các thông số cần thiết: - Bớc cực: 6 4 24 2 = = = p Z τ (rãnh)
- Số bối dây trong một tổ bối:
2 3 . 4 24 . 2 = = = m p Z q (rãnh)
- Số tổ bối dây trong một pha: n=2p=4
- Số tổ bối dây trong cả máy: 3n = 3.2p = 12
4 2 . 3 24 3 = = = p Z α (rãnh) * Thực hiện vẽ sơ đồ: Pha A: Tổ 1: Bối 1: {1 ữ (y + 1)’ = 7’} Bối 2: {2 ữ (y + 2)’ = 8’} Tổ 2: Bối 1: {(1 + τ) = 7 ữ (1 + τ + y)’ = 13’} Bối 2: {(1 + τ) + 1 = 8 ữ [(1 + τ + y) + 1]’=14’} Tổ 3: Bối 1: {(1 + τ + τ) = (1 + 2τ) = 13 ữ [(1 + 2τ + y)]’ = 19’} Bối 2: {[(1 + 2τ) + 1] = 14 ữ [(1 + 2τ + y) + 1]’ = 20’} Tổ 4: Bối 1: {(1 + τ + τ + τ) = (1 + 3τ) = 19 ữ [(1 + 3τ + y]’ = 1’} Bối 2: {[(1 + 3τ) + 1] = 20 ữ {(1 + 3τ + y) + 1]’ = 2’}
Pha B: Tổ 1: Bối 1: {(1 + α) = 5 ữ [(1 + α) + y]’ = 11’}
Bối 2: {[(1 + α) + 1] = 6 ữ [(1 + α + y) + 1]’ = 12’} Tổ 2: Bối 1: {(1 + α + τ) = 11 ữ [(1 + α + τ) + y]’ = 17’} Bối 2: {[(1 + α + τ) + 1] = 12 ữ [(1 + α + τ + y) + 1]’=18’} Tổ 3: Bối 1: {[(1 + α) + 2τ] = 17 ữ [(1 + α + 2τ) + y]’ = 23’} Bối 2: {[(1 + α + 2τ) + 1] = 18 ữ {(1 + α + 2τ + y) + 1]’ = 24’} Tổ 4: Bối 1: {[(1 + α) + 3τ] = 23 ữ [(1 + α + 3τ) + y]’ = 5’} Bối 2: {[(1 + α + 3τ) + 1] = 24 ữ [(1 + α + 3τ) + 1]’ = 6’}
Bối 2: {[(1 + 2α) +1] = 10 ữ [(1 + 2α + y) + 1]’ = 16’} Tổ 2: Bối 1: {[(1 + 2α) + τ] = 15 ữ [(1 + 2α + τ) + y’] = 21’} Bối 2: {[(1 + 2α + τ) + 1 = 16 ữ [(1 + 2α + τ + y) + 1]’ = 22’} Tổ 3: Bối 1: {(1 + 2α + 2τ) = 21 ữ [(1 + 2α + 2τ) + y]’ = 3’} Bối 2: {[(1 + 2α + 2τ) + 1] = 22 ữ [(1 + 2α + 2τ + y) + 1]’ = 4’} Tổ 4: Bối 1: {(1 + 2α + 3τ) = 3 ữ [(1 + 2α + 3τ) + y]’ = 9’} Bối 2: {[(1 + 2α + 3τ) + 1] = 4 ữ [(1 + 2α + 3τ + y) + 1]’ = 10’}
Hình 3.8. Sơ đồ dây quấn hai lớp kiểu đồng khuôn của động cơ điện không đồng bộ ba pha
Hình 3.9. Sơ đồ dây quấn hai lớp kiểu đồng khuôn của động cơ điện không đồng bộ ba pha
với các thông số Z = 24, 2p = 4, dây quấn bớc ngắn (β =5/6)
Bài tập
1) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ ba pha có các thông số sau: Z = 12, 2p = 2 với các kiểu dây quấn: đồng tâm xếp đơn (một mặt phẳng và ba mặt phẳng), đồng khuôn xếp đơn (tập trung và phân tán), đồng khuôn xếp kép (bớc đủ và bớc ngắn).
2) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ ba pha có các thông số sau: Z = 24, 2p = 4 với các kiểu dây quấn: đồng tâm xếp đơn (một mặt phẳng, hai mặt phẳng và ba mặt phẳng), đồng khuôn xếp đơn (tập trung và phân tán), đồng khuôn xếp kép (bớc đủ và bớc ngắn).
3) Vẽ sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ ba pha có các thông số sau: Z = 36, 2p = 4 với các kiểu dây quấn: đồng tâm xếp đơn (một mặt phẳng, hai mặt phẳng và ba mặt phẳng), đồng khuôn xếp đơn (tập trung và phân tán), đồng khuôn xếp kép (bớc đủ và bớc ngắn).
5 Làm bộ khuôn quấn dây động cơ ba pha kiểu đồng tâm.
Cách làm tơng tự nh đối với bộ khuôn quấn động cơ một pha tụ điện.
Cách quấn cũng tơng tự nh đối với cách quấn cuộn dây động cơ một pha tụ điện.
Bài tập
4) Làm các bộ khuôn quấn vạn năng đồng tâm theo kích thớc cho trớc. 5) Quấn các cuộn dây đồng tâm bằng khuôn quấn vạn năng.
7 Làm cách điện rãnh
- Kết cấu cách điện rãnh trong động cơ ba pha đối với dây quấn xếp đơn(hình 3.10) và dây quấn xếp kép (hình 3.11).
Hình 3.10. Kết cấu cách điện rãnh stato động cơ ba pha dây quấn xếp đơn
Hình 3.11. Kết cấu cách điện rãnh stato động cơ ba pha dây quấn xếp kép 1 - Bìa lót rãnh, 2 – Bìa úp, 3 – Nêm
gỗ
Cách làm cách điện cũng tơng tự nh cách làm cách điện rãnh động cơ một pha. Tuy nhiên, vì động cơ ba pha thờng có có suất lớn hơn và cấp điện áp sử dụng cũng lớn hơn nên vật liệu cách điện cũng phải có cấp cách điện cao hơn.
- Bộ dây quấn đồng tâm một mặt phẳng: tất cả nửa tổ bối dây nằm ở trên và nửa tổ bối dây kia nằm ở dới của nửa tổ bối dây kế tiếp của pha khác.
Cách lồng: trớc tiên lồng phần nửa tổ bối dây phía dới theo thứ tự bối dây có kích thớc nhỏ nhất đến to nhất, còn nửa tổ bối kia để chờ, rồi lồng tiếp nửa tổ bối dây khác đè lên phía trên (phần đầu cuộn dây), cứ nh vậy xen kẽ nhau cho đến tổ bối cuối cùng. Sau khi lồng sòng nửa phần trên thì lật phần nửa để chờ của tổ bối dây đầu tiên lên rồi lồng nốt phần nửa nằm dới của tổ bối dây cuối cùng, sau đó mới lồng phần nửa đầu tiên của tổ bối dây đầu tiên. Đặc điểm của loại này là sự sắp xếp của hai đầu bộ dây đều, đẹpnhng khó lồng hơn.
- Bộ dây quấn đồng tâm hai mặt phẳng: một số tổ bối dây mà cả hai nửa đều nằm ở dới và một số tổ cả hai nửa đều nằm ở trên.
Cách lồng: khi lồng tổ bối dây thứ nhất thì lồng ngay cả hai nửa mà không phải để chờ. Nh vậy cứ liên tiếp lồng hết số tổ bối dây nằm phía dới, rồi sau đó lồng đến các nhóm lồng phía trên.
- Bộ dây quấn đồng tâm ba mặt phẳng: lồng lần lợt hết pha thứ nhất rồi đến pha thứ hai, pha thứ ba.
Công tác chuẩn bị và yêu cầu các bớc lồng dây cũng tơng tự nh đối với động cơ một pha tụ điện.
- Đối với tổ bối dây đồng khuôn xếp đơn thì cách lồng tơng tự nh lồng tổ bối dây đồng tâm xếp đơn một mặt phẳng.
Đối với cuộn dây xếp kép thì cách lồng nh sau:
- Trớc hết ta phải đếm khoảng cách chờ: trong dây quấn xếp kép số các rãnh phải chờ là một bớc cực hay (y -1)rãnh - đó là các rãnh nằm ở lớp trên (ví dụ: nếu khoảng cách lồng dây của 1 bối là 1 ữ 7, thì khoảng cách chờ là 6 rãnh). - Sau đó ta tiến hành lồng lần lợt cả hai cạnh của các bối dây cho đến rãnh chờ
cuối cùng rồi hạ các rãnh chờ xuống (ví dụ: sau khi đã xác định đợc các rãnh chờ là 1 ữ 6, ta lần lợt hạ dây xuống các rãnh 7’-8’-9’-10’-11’-12’-7-13’-8- 14’-9-15’…6’, rồi hạ lốt các cạnh 1-2-3-4-5-6).
Chú ý: trong quá trính lồng nh trên nhng vẫn phải chú ý đến các bối dây của