Giáo trình môn Máy điện

98 trang huongle 90

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình môn Máy điện", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_mon_may_dien.doc

Nội dung text: Giáo trình môn Máy điện

Giáo trình máy điện LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc hiện đại hóa hiện nay, máy móc đã dần dần thay thế sức lao động của con người. Để máy móc hoạt động được không thể thiếu phần động cơ bên trong. Nhằm giúp sinh viên ngành điện có những kỹ năng sửa chữa, quấn lại được động cơ tôi biên soan cuốn “Giáo trình Máy điện” dùng làm tài liệu học lý thuyết và hướng dẫn thực hành về phần động cơ điện. Nội dung giáo trình gồm 2 phần: Máy điện một pha và máy điện ba pha Trong đó: Phần lý thuyết một pha và ba pha chung cho cả chuyên ngành điện công nghiệp và ngành điện lạnh. Phần thực hành: Ngành điện lạnh học phần một pha Ngành điện công nghiệp học 2 phần: Một pha và Ba pha Trong quá trình biên soạn sẽ không tránh được những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn. Hà Nội, Ngày 18 tháng 11 năm 2010 Biên soạn Nguyễn Ngọc Tuấn GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 1
Giáo trình máy điện MỤC LỤC Trang PHẦN I: ĐỘNG CƠ MỘT PHA 3 CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA 4 Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 4 1.1 CÊu t¹o ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha 4 1.2 C¸ch t¹o ra tõ trêng quay ë cuén d©y stato ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha 5 1.3 Khëi ®éng ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha b»ng cuén d©y phô khëi ®éng 6 1.4 Khëi ®éng ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha b»ng vßng ®ång chËp m¹ch. 8 Bài 2: Lấy mẫu và vẽ sơ đồ trải động cơ một pha 10 2.1 Ph¬ng ph¸p lÊy mÉu bé d©y quÊn stato ®éng c¬ mét pha 10 2.2 Ph¬ng ph¸p vÏ s¬ ®å bé d©y quÊn stato ®éng c¬ mét pha. 11 2.3 Cách lập sơ đồ dây quấn xếp đơn 14 2.3 Cách lập sơ đồ dây quấn hai lớp 21 CHƯƠNG II: THỰC HÀNH QUẤN ĐỘNG CƠ MỘT PHA 28 1. Lµm khu«n quÊn d©y ®éng c¬ mét pha 28 2. QuÊn cuén d©y 32 3 Lµm c¸ch ®iÖn r·nh 35 4 Lång ®Êu d©y 38 5 Cét bã ®Çu cuén d©y vµ ch¹y thö 40 6 TÈm sÊy bé d©y quÊn 42 PHẦN II: MÁY ĐIỆN BA PHA 44 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN 44 Bài 1: Cơ sở lý thuyết máy điện 44 1.1 Giới thiệu chung về máy điện 44 1.2 Nguyên lý máy phát điện và động cơ điện 45 1.3 Sơ lược về các vật liệu chế tạo máy điện 47 1.4 Phát nóng và làm mát máy điện 49 Bài 2: Máy điện không đồng bộ 50 2.1 Khái niệm chung 50 2.2 Phân loại và kết cấu 50 2.4 Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ 53 Bài 3: Cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha 54 GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 2
Giáo trình máy điện 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha 54 3.2 Nguyên lý làm việc 56 3.3 Đặc điểm và các yêu cầu cơ bản bộ dây quấn động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha 58 Bài 4: Cơ sở thiết kế bộ dây quấn stato động cơ không đồng bộ 60 4.1 Khái niệm và các thông số cơ bản 60 4.2 Cách đấu giữa các nhóm cuộn dây 62 4.3 Cách dựng sơ đồ dây quấn động cơ 3 pha 62 4.4 Phương pháp lấy mẫu bộ dây quấn stato động cơ ba pha 63 4.5 Phương pháp vẽ sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ ba pha 64 CHƯƠNG II: THỰC HÀNH QUẤN ĐỘNG CƠ BA PHA 81 Bài 1. Tháo lắp bảo dưỡng máy điện cảm ứng từ ba pha. 81 1.1 Những yêu cầu khi sử dụng tháo lắp máy điện 81 1.2 Tháo lắp bảo dưỡng động cơ điện 82 Bài 2: Kỹ thuật quấn dây cho động cơ 83 2.1 Chuẩn bị khuôn 83 2.2 Kỹ thuật cách điện rãnh 83 2.3 Cách lắp dây vào rãnh 84 2.4 Dụng cụ. 86 2.5 Thực hành quấn động cơ 88 2.6 Phương pháp đấu đây tạo cực của động cơ điện không đồng bộ ba pha 98 Tài liệu tham khảo 98 GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 3
Giáo trình máy điện PHẦN I: ĐỘNG CƠ MỘT PHA CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 1.1 CÊu t¹o ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha §éng c¬ ®iÖn lµ thiÕt bÞ ho¹t ®éng dùa trªn hiÖn tîng lùc ®iÖn tõ cho nªn cÊu t¹o c¬ b¶n cña nã gåm cã bé phËn ®iÖn lµ cuén d©y vµ bé phËn dÉn tõ lµ lâi thÐp. Theo kÕt cÊu, ®éng c¬ ®iÖn bao giê còng cã hai phÇn chÝnh lµ phÇn tÜnh (stato) vµ phÇn quay (r«to) ®îc ng¨n c¸ch nhau b»ng khe hë kh«ng khÝ. Stato lµ mét khèi thÐp h×nh vµnh kh¨n ®îc ®Æt võa khÝt trong mét vá kim lo¹i. Vá nµy cã hai n¾p ë hai ®Çu, chÝnh gi÷a hai n¾p cã hai æ b¹c hoÆc hai æ bi. Vá vµ n¾p cã nhiÖm vô ®Þnh vÞ cho r«to vµ stato ®îc ®ång t©m ®Ó khi quay, chóng kh«ng bÞ va ch¹m vµo nhau. Trong lßng stato ngêi ta khoÐt c¸c r·nh ®Ó ®Æt c¸c cuén d©y, c¸c cuén d©y nµy ®îc gäi lµ c¸c cuén d©y stato, nã cã nhiÖm vô t¹o ra tõ trêng quay. Tuú theo cÊu t¹o cña c¸c cuén d©y stato mµ c¸c r·nh nµy cã thÓ b»ng nhau hoÆc cã thÓ réng, hÑp kh¸c nhau. §Ó chèng dßng fuc« sinh nãng ®éng c¬ stato kh«ng ph¶i ®îc ®óc liÒn mét khèi mµ ®îc ghÐp b»ng l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn máng, bªn ngoµi cña c¸c l¸ thÐp ®îc phñ mét líp s¬n c¸ch ®iÖn. §a sè c¸c stato ®Òu n»m bªn ngoµi chØ trong mét sè trêng hîp ®Æc biÖt stato míi ®îc n»m bªn trong (c¸c lo¹i qu¹t trÇn). H×nh bên m« t¶ mét l¸ thÐp stato trong nh÷ng ®éng c¬ th«ng dông. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 4
Giáo trình máy điện H×nh d¹ng l¸ thÐp stato R«to lµ mét khèi thÐp h×nh trô còng ®îc ghÐp b»ng thÐp l¸ kü thuËt ®iÖn máng víi r·nh ë mÆt ngoµi. Trong c¸c r·nh cã ®Æt c¸c cuén d©y, gäi lµ cuén d©y r«to. C¸c cuén d©y nµy cã nhiÖm vô sinh ra dßng ®iÖn c¶m øng ®Ó t¸c dông t¬ng hç víi tõ trêng quay, t¹o thµnh m«men quay lµm quay r«to. ChÝnh gi÷a t©m cña r«to cã mét trôc trßn vµ th¼ng. Trôc nµy sÏ ®îc xuyªn qua hai n¾p cña ®éng c¬ ë chç æ b¹c hoÆc ë bi ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng quay cña r«to ra phÝa ngoµi. R«to nµy ®îc gäi lµ r«to quÊn d©y nã cã nhîc ®iÓm ph¶i sö dông bé gãp b»ng chæi quÐt vµ vµnh khuyªn nªn hay háng vµ sinh H×nh d¹ng l¸ thÐp r«to quÊn d©y nhiÔu ®iÖn tõ. H×nh bên m« t¶ mét l¸ thÐp r«to quÊn d©y cña ®éng c¬ ®iÖn th«ng dông. §a sè c¸c ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®ang sö dông trong kü thuËt vµ ®êi sèng hiÖn nay ®Òu sö dông r«to cã cuén d©y thêng xuyªn ng¾n m¹ch. Lo¹i r«to nµy cã mÆt ngoµi ®îc xÎ thµnh nh÷ng r·nh, bªn trong c¸c r·nh cã c¸c thanh ®ång , nh«m hoÆc nh«m pha ch× ®îc nèi víi nhau ë hai ®Çu t¹o thµnh mét c¸i lång. Lo¹i r«to nµy ®îc gäi lµ r«to ng¾n m¹ch hay r«to lång sãc. Mçi mét H×nh d¹ng l¸ thÐp r«to ®«i thanh nh«m cã t¸c dông nh mét khung d©y khÐp lång sãc kÝn, c¶ c¸i lång h×nh thµnh mét cuén d©y ng¾n m¹ch. 1.2 C¸ch t¹o ra tõ trêng quay ë cuén d©y stato ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 5
Giáo trình máy điện §éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha lµ lo¹i ®éng c¬ cã c«ng suÊt nhá (cì 600W trë l¹i) nã ®îc sö dông réng r·i nhÊt trong kü thuËt còng nh trong ®êi sèng bëi v× nã dïng ®îc ë m¹ng ®iÖn mét pha 110V hay 220V th«ng dông (mét d©y nãng vµ mét d©y nguéi). C¸c ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha cã r«to lång sãc vµ cuén d©y mét pha ®Æt trong r·nh stato. B©y giê ta h·y nghiªn cøu c¸c c¸ch t¹o ra tõ trêng quay trong ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha. NÕu trong r·nh lâi thÐp stato ta chØ ®Æt mét cuén d©y th× khi cho dßng ®iÖn xoay chiÒu mét pha ch¹y qua trong ®éng c¬ chØ sinh ra tõ trêng ®Ëp m¹ch (tøc lµ kh«ng cã tõ trêng quay). Tõ trêng nµy cã thÓ ph©n tÝch thµnh hai lo¹i tõ trêng quay trong kh«ng gian víi vËn tèc vµ ®é lín b»ng nhau nhng ngîc chiÒu nhau. Do vËy mômen quay tæng hîp ë trªn r«to b»ng kh«ng. KÕt qu¶ ®éng c¬ kh«ng thÓ quay ®îc. Lóc nµy, nÕu ta dïng tay måi cho ®éng c¬ quay theo chiÒu nµo ®ã th× nã sÏ quay theo chiÒu Êy nhng do cã m«men khëi ®éng rÊt nhá nªn ®éng c¬ quay lê ®ê vµ gÇn như kh«ng kÐo ®îc t¶i. §Ó khëi ®éng ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha, ngêi ta ph¶i sö dông nh÷ng s¬ ®å ®Æc biÖt nh cuén d©y phô khëi ®éng hay dïng vòng chËp m¹ch. B©y giê ta sÏ ®i t×m hiÓu s©u h¬n vÒ c¸c lo¹i nµy: 1.3 Khëi ®éng ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha b»ng cuén d©y phô. §Ó t¹o ra tõ trêng quay trong thêi gian khëi ®éng, ngêi ta ®Æt thªm vµo trong lõi thÐp stato mét cuén d©y thø hai gäi lµ cuén d©y phô khëi ®éng (thêng gäi lµ cuén ®Ò hay cuén d©y khëi ®éng). Cuén thø nhÊt gäi lµ cuén ch¹y cuén c«ng t¸c hay cuén lµm viÖc. Cuén d©y khëi ®éng ®îc ®Æt lÖch trong kh«ng gian so víi cuén lµm viÖc mét gãc 900 (®é ®iÖn) t¬ng tù nh cuén thø hai cña ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu hai pha. Ở ®©y nã lµ cuén d©y phô, vµ ®«i khi chØ dïng trong thêi gian khëi ®éng nªn kÝch thíc d©y nhá h¬n ë cuén lµm viÖc. Ngêi ta còng lµm cho dßng ®iÖn xoay chiÒu trong cuén d©y lµm viÖc vµ cuén d©y khëi ®éng lÖch pha nhau 900 vÒ thêi gian (1/4 chu kú) ®Ó cã ®îc tõ trêng quay nh ë ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu hai pha người ta ®Êu nèi tiÕp cuén d©y khëi ®éng với mét cuén c¶m hoÆc mét tô ®iÖn. Như vậy, động cơ điện sẽ tù khëi ®éng ®îc khi ®ãng vµo líi ®iÖn mét pha. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 6
Giáo trình máy điện §Êu b»ng cuén c¶m dßng ®iÖn trong cuén lµm viÖc vµ cuén khëi ®éng kh«ng 0 bao giê ®¹t ®îc lÖch pha ®óng 90 nªn Ýt ®îc dïng v× cã m«men khëi ®éng nhá. Khi ®Êu b»ng tô ®iÖn ®iÒu kiÖn lÖch pha gÇn 900 ®îc thùc hiÖn cho nªn nã ®îc sö dông réng r·i do cã m«men khëi ®éng lín. ~ K ~ K LV LV C 3 K§ L 3 K§ a) b) S¬ ®å nguyªn lý ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha: a) §Êu nèi tiÕp cuén c¶m trong cuén d©y phô khëi ®éng. b) §Êu nèi tiÕp tô ®iÖn trong cuén d©y phô khëi ®éng. Nh vËy, ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha dïng cuén d©y phô khëi ®éng cã nguyªn t¾c ho¹t ®éng gièng hÖt nh ®éng c¬ ®iªn xoay chiÒu hai pha. §iÓm kh¸c biÖt duy nhÊt ë ®©y lµ c¶ hai cuén d©y cña ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu hai pha ®îc quÊn cïng cì d©y cßn cuén khëi ®éng cña ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha ®îc quÊn b»ng cì d©y bÐ h¬n cì d©y cña cuén lµm viÖc. Cã thÓ dïng ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu hai pha ®Ó m¾c vµo ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha, hoÆc còng cã thÓ dïng ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha ®Ó m¾c vµo ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu ba pha, miÔn sao vÉn b¶o ®¶o ®iÖn ¸p cña ®éng c¬ lµ ®îc. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ kh«ng mÊy khi ngêi ta chÕ t¹o ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu hai pha. Mét khi ®· cã ®îc hai pha cña líi ®iÖn xoay chiÒu ba pha th× ch¾c ch¾n sÏ cã ®îc c¶ ba pha ®iÖn của nã. VËy sö dông ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu ba pha ë nh÷ng n¬i ®ã sÏ cã lîi GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 7
Giáo trình máy điện h¬n nhiÒu v× võa cã kh¶ n¨ng cho c«ng suÊt lín, võa cã kÝch thíc thu nhá gän l¹i võa tiªu tèn Ýt ®iÖn n¨ng h¬n. Cßn nh÷ng n¬i chØ cã líi ®iÖn xoay chiÒu mét pha th«ng thêng (mét d©y nãng vµ mét d©y nguéi) th× ®· cã ®éng c¬ xoay chiÒu mét pha ®¸p øng. V× thÕ chóng ta h·y coi nh ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu hai pha vµ ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha chØ lµ mét vµ gäi chung lµ ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha. Nãi ®Õn ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha th× hiÓu ®ã lµ lo¹i ®éng c¬ hai d©y cã thÓ lµ mét d©y nãng vµ mét d©y nguéi cã thÓ c¶ hai d©y ®Òu nãng. Trong ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha, cuén d©y phô khëi ®éng cã thÓ ®îc ®Êu liªn tôc trong suèt thêi gian vËn hµnh nhưng cũng cã thÓ chØ trong thêi gian khëi ®éng ®éng c¬. §Êu liªn tôc sÏ cho m«men khëi ®éng lín nhng hiÖu suất lµm viÖc cña ®éng c¬ sÏ bÞ gi¶m thÊp (hiÖu suÊt lµm viÖc ®îc tÝnh lµ tû sè gi÷a c«ng suÊt trªn trôc ®éng c¬ vµ c«ng suÊt tiªu thô tõ nguån). NghÜa lµ tèn ®iÖn vµ g©y nãng ®éng c¬. §Êu kh«ng liªn tôc sÏ cho hiÖu suÊt cao h¬n nhng m«men khëi ®éng l¹i gi¶m thÊp. §Ó c¶i thiÖn ®Æc tÝnh khëi ®éng cña ~ ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha cã khi ngêi ta sö dông hai tô ®iÖn, mét tô ®Ó khëi K ®éng ®îc ng¾t ra khi tốc độ ®éng c¬ ®· C LV 1 lªn tíi 70 ®Õn 80% tèc ®é ®Þnh møc, vµ mét C2 tô thêng trùc lu«n lu«n ®Êu nèi tiÕp víi cuén khëi ®éng. Khi ®ã, c¶ m«men khëi ®éng vµ hiÖu suÊt cña ®éng c¬ ®iÖn ®ång K§ thêi ®îc n©ng cao. §Ó ng¾t cuén khëi ®éng ra khái líi ®iÖn sau khi ®éng c¬ ®· ch¹y ngêi ta Dïng c¶ tô khëi ®éng vµ tô lµm viÖc thêng dïng c«ng t¾c kiÓu li t©m bè trÝ trªn trong ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét trôc cña ®éng c¬. §«i khi ngêi ta cßn pha. dïng r¬le tõ hoÆc r¬le nhiÖt ®Ó thay cho c«ng t¾c li t©m. 1.4 Khëi ®éng ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha b»ng vßng ®ång chËp m¹ch. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 8
Giáo trình máy điện Víi ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét + N pha cã c«ng suÊt rÊt nhá (cì 150w trë + S l¹i), ngêi ta kh«ng dïng cuén d©y phô S mµ dïng vßng d©y chËp m¹ch ®Ó khởi + ®éng ®éng c¬. §ã lµ lo¹i cã kÕt cÊu N + ®¬n gi¶n nhÊt trong c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu hiÖn nay.Ở ®©y vßng chËp m¹ch ®ãng vai trß cuén d©y phô khëi ®éng, stato cùc låi vµ cuén d©y CÊu t¹o ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha quÊn tËp trung (tæ bèi ®¬n) lo¹i ®éng kiÓu vßng chËp m¹ch. c¬ nµy thêng gäi t¾t lµ ®éng c¬ vßng chËp, chØ thÊy cã ë ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha. Trªn kho¶ng 1/3 bÒ réng cña mét lâi thÐp cùc låi, ngêi ta ®Æt vßng ®ång, ®ãng vai trß cuén thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p. Trong ®ã, cuén s¬ cÊp chÝnh lµ cuén d©y cùc. Khi cã dßng ®iÖn xoay chiÒu mét pha ch¹y vµo cuén d©y stato, trong m¹ch stato sÏ xuÊt hiÖn tõ th«ng ®Ëp m¹ch . Tõ th«ng nµy khi qua mçi cùc sÏ ph©n thµnh hai thµnh phÇn. Thµnh phÇn ®i qua lâi cùc cã vßng ng¾n m¹ch lµ ’, thµnh phÇn ®i qua phÇn lâi cùc kh«ng cã vßng ng¾n m¹ch lµ ’’. ’ sÏ lµm xuÊt hiÖn trong vßng ng¾n m¹ch mét suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng enm do ®ã cã dßng ®iÖn ng¾n m¹ch inm ch¹y qua. inm t¹o nªn mét tõ th«ng  nm cã chiÒu chèng l¹i tõ th«ng ’ sinh ra nã. Hai tõ th«ng ’ vµ  nm trõ khö lÉn nhau sÏ cßn l¹i tõ th«ng  p ch¹y trong phÇn m¹ch tõ th«ng p ch¹y trong phÇn m¹ch tõ cã vßng ng¾n m¹ch vµ khÐp m¹ch qua r«to. Tõ th«ng nµy ®îc gäi lµ tõ th«ng phô. Cßn l¹i từ th«ng ’’, lµ thµnh phÇn tõ th«ng ®i qua lâi cùc kh«ng cã vßng ng¾n m¹ch vµ còng khÐp m¹ch tõ qua lâi thÐp r«to. Tõ th«ng nµy gäi lµ tõ th«ng chÝnh. KÕt qu¶ ta ®îc tõ th«ng chÝnh vµ tõ th«ng phô lÖch nhau vÒ kh«ng gian mét gãc . Hai tõ th«ng lÖch nhau trong kh«ng gian vµ lÖch nhau vÒ thêi gian sÏ t¹o nªn tõ trêng quay lµm cho r«to lång sãc quay vÒ phÝa cã vßng chËp m¹ch. Chú ý bao giê r«to còng quay vÒ phÝa vßng chËp m¹ch. Cho nªn vßng ®ång chËp m¹ch ë c¸c cùc lu«n ®îc ®Æt thèng nhÊt vÒ cïng mét phÝa. §éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu mét pha kiÓu vßng chËp cã u ®iÓm: GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 9
Giáo trình máy điện KÕt cÊu ®¬n gi¶n, lµm viÖc tin cËy, dÔ chÕ t¹o, dÔ söa ch÷a. NÕu ph¸t hiÖn chÝnh x¸c bèi d©y cùc nµo háng , cã thÓ th¸o riªng tõng bèi d©y ®ã ra ®Ó s÷a ch÷a mµ kh«ng lµm háng bèi d©y bªn c¹nh. Nhîc ®iÓm chñ yÕu cña ®éng c¬ nµy lµ cã hiÖu suÊt thÊp v× cã tæn hao ®¸ng kÓ ë vßng ®ång ng¾n m¹ch lµm ®éng c¬. Tõ trêng quay cña ®éng c¬ kh«ng ph¶i lµ h×nh sin mµ h×nh bÇu dôc do ®ã m«men khëi ®éng nhá vµ kh«ng thÓ chÕ t¹o ®éng c¬ cã c«ng suÊt lín. Bài 2: Lấy mẫu và vẽ sơ đồ trải động cơ một pha 2.1 Ph¬ng ph¸p lÊy mÉu bé d©y quÊn stato ®éng c¬ mét pha. Bé d©y quÊn stato ®éng c¬ mét pha vßng chËp chØ cã mét cuén d©y gåm c¸c tæ bèi d©y (tæ bèi ®¬n) quÊn trªn c¸c cùc låi, v× vËy viÖc lÊy mÉu rÊt ®¬n gi¶n. a. Ghi l¹i c¸c th«ng sè ban ®Çu: C«ng suÊt, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, tèc ®é quay. b. VÏ s¬ ®å d©y quÊn: V× chØ cã mét cuén d©y nªn chØ cã hai ®Çu d©y ra (trêng hîp kh«ng cã cuén sè trong) nªn ta kh«ng cÇn phÇn biÖt c¸c ®Çu d©y mµ cã thÓ vÏ lu«n s¬ ®å cña nã. ĐÇu tiªn ph¶i dïng s¬ ®å trßn ®Ó vÏ l¹i cÊu t¹o cña èng d©y sau ®ã dïng s¬ ®å ngang ®Ó vÏ l¹i s¬ ®å ®Êu d©y (vÔ tõ ®Çu ®©y nµy ®Õn ®Çu d©y kia). c. Th¸o rì èng d©y: Cã thÓ th¸o trùc tiÕp c¸c bèi d©y ra khái r·nh qua khe miÖng r·nh hoÆc nÕu v× ho¸ cøng do tÈm s¬n th× cã thÓ c¾t côt mét phÝa ®Çu d©y b»ng k×m c¾t hoÆc ca, sau ®ã tèng c¸c ®Çu cßn l¹i ra phÝa bªn kia. d. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè tiÕp theo: - X¸c ®Þnh ®êng kÝnh d©y trÇn: chän nhng sêi d©y cha bÞ ch¸y, ®èt bá c¸ch ®iÖn, vuèt s¹ch, sau ®ã dïng panme ®o ®êng kÝnh d©y . §èi víi ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn, c¸c bíc lÊy mÉu còng t¬ng tù nh trªn nhng ph¶i chó ý mét sè ®iÓm sau: Nh ®· nãi ë trªn, bé d©y quÊn stato ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn gåm cã hai ®Õn ba cuén d©y víi c¸c cì d©y kh¸c nhau, v× vËy ph¶i ph©n biÒt ®îc nhiÖm vô cña c¸c ®Çu d©y ra vµ t×m c¸c ghi nhí chóng b»ng mµu s¾c vá d©y, b»ng nót th¾t hoÆc x©u giÊy. Ph¶i ph©n biÖt ®îc ®©u lµ ®Çu d©y chung, ®©u lµ ®Çu d©y lµm viÖc, ®©u lµ ®Çu d©y khëi ®éng, ®©u lµ ®Çu d©y sè(nÕu cã). Sau ®ã míi thùc hiÖn vÏ s¬ ®å bé d©y quÊn. - Ph¶i dïng s¬ ®å trßn ®Ó vÏ l¹i cÊu t¹o èng d©y. CÇn ph¶i vÏ chi tiÕt ®Õn tõng bèi d©y ®Ó sau nµy cã c¨n cø mµ lång d©y l¹i nh cò. Nh÷ng bèi d©y ®îc lång vµo tríc hoÆc nh÷ng c¹nh bèi d©y n»m ë líp díi nªn vÏ b»ng nÐt ®øt, GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 10
Giáo trình máy điện nh÷ng bèi d©y lång vµo sau hoÆc nh÷ng c¹nh bèi d©y ë líp trªn nªn vÏ b»ng nÐt liÒn. - TiÕp ®Õn, ph¶i dïng s¬ ®å ngang ®Ó vÏ l¹i s¬ ®å ®Êu d©y. Víi nh÷ng ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn kh«ng cã cuén d©y sè l¾p trong th× vÏ tõ mèi d©y chung vÏ ®i, víi nh÷ng ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn cã cuén d©y sè l¾p trong th× vÏ tõ mèi d©y lµm viÖc vÏ ®i. - Th¸o rì èng d©y vµ lÊy sè liÖu: Lµ lo¹i lâi thÐp cùc Èn nªn khe miÖng r·nh rÊt nhá, h¬n n÷a, c¸c bèi d©y thêng ®îc tÈm s¬n rÊt ch¾c ch¾n, v× vËy viÖc th¸o rì ph¶i theo tr×nh tù sau: + Tríc hÕt ph¶i dïng ca s¾t c¾t côt c¸c ®Çu nèi vÒ mét phÝa cña c¸c bèi d©y. C¸c m¶nh ®Çu nèi ®îc c¾t ra cÇn ph¶i gi÷ l¹i ®Ó lÊy sè liÖu. TiÕp ®Õn tèng cho c¸c nªm gi÷ d©y trît ra khái c¸c r·nh, sau ®ã, dïng tu«cn¬vit hoÆc que s¾t, bÈy cho phÇn cßn l¹i cña c¸c bèi d©y tôt sang phÝa èng d©y cha bÞ c¾t. §èi víi nh÷ng ®éng c¬ lín, cã thÓ dïng bóa hoÆc ®ét, ®Æt cho s¬n c¸ch ®iÖn bong ra råi th¸o dÇn c¸c vßng d©y ra khái r·nh. Khi lÊy sè liÖu, nªn gâ nhÑ lªn c¸c m¶nh ®Çu nèi ®· c¾t ë trªn cho s¬n c¸ch ®iÖn bong ra, dùa vµo mµu men vµ cì d©y, ta ®Õm ®îc sè vßng d©y quÊn cho tõng bèi cña c¸c cuén d©y. §Ó tr¸nh nhÇm lÉn, nªn lÊy sè liÖu ë ba m¶nh ®Çu nèi kh¸c nhau. Sè liÖu chÝnh thøc sÏ ®îc lÊy ë m¶nh cã sè liÖu trung b×nh. Víi nh÷ng ®éng c¬ dïng lµm qu¹t bµn thêng cã c¸c cuén d©y sè lång chung víi cuén khëi ®éng nªn h¬i khã ph©n biÖt. Muèn lÊy sè liÖu ®îc chÝnh x¸c th× nªn ®èt ch¸y èng d©y råi dì dÇn c¸c vßng d©y qua phÝa khe miÖng r·nh chø kh«ng c¾t ®Çu c¸c bèi d©y nh c¸ch lµm ë trªn. Trêng hîp kh«ng ph©n biÖt ®îc bao nhiªu vßng thuéc vÒ d©y khëi ®éng, bao nhiªu vßng thuéc vÒ d©y sè th× t¹m thêi lÊy sè vßng cña mét cuén sè b¼ng tõ 1/4 ®Õn 1/3 sè vßng cña cuén lµm viÖc, sè vßng d©y cßn l¹i sÏ thuéc vÒ cuén khëi ®éng. Sau ®ã, quÊn thö råi ®iÒu chØnh dÇn cho hîp lý h¬n. 2.2 Ph¬ng ph¸p vÏ s¬ ®å bé d©y quÊn stato ®éng c¬ mét pha. Nh ®· nãi ë trªn, cuén d©y stato ®éng c¬ mét pha vßng chËp gåm c¸c tæ bèi ®¬n quÊn trªn c¸c cùc låi, v× vËy ta chØ c¨n cø vµo sè tæ bèi d©y ®Ó ®Êu sao cho ®ñ sè cùc. Trªn thùc tÕ, ngêi ta thêng thùc hiÖn hai c¸ch ®Êu: - §Êu nèi tiÕp cïng phÝa: t¹o ra sè cùc b»ng sè tæ bèi d©y. - §Êu nèi tiÕp kh¸c phÝa: t¹o ra sè cùc b»ng hai lÇn sè tổ bèi d©y. Ngoµi ra khi cÇn thay ®æi ®iÖn ¸p, ngêi ta cßn thùc hiÖn c¸ch ®Êu song song hai m¹ch rÏ. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 11
Giáo trình máy điện 3 2 4 1 2 2 3 3 4 4 1 1 a) b) S 1 N 2 S 3 N 4 S 1 N c) CÊu t¹o èng d©y vµ s¬ ®å ®Êu d©y ®éng c¬ ®iÖn mét pha vßng chËp 4 cùc, 4 tæ bèi ®¬n GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 12
Giáo trình máy điện 3 2 3 4 1 2 4 1 b) a) 2 N 3 S 4 N 1 S c) CÊu t¹o èng d©y vµ s¬ ®å ®Êu d©y ®éng c¬ ®iÖn mét pha vßng chËp 4 cùc, 2 tæ bèi ®¬n 1 2 2 3 3 4 4 1 3 (1) (4) (2) (3) 2 4 (2) (3) (4) (2) (3) (1) 1 (4) (1) 110V 220V a) b) GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 13
Giáo trình máy điện CÊu t¹o èng d©y vµ s¬ ®å ®Êu d©y ®éng c¬ ®iÖn mét pha vßng chËp 4 cùc, 4 tæ bèi ®¬n, sö dông c¶ hai cÊp ®iÖn ¸p. §èi víi bé d©y quÊn stato ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn th× c¸ch vÏ theo c¸c bíc díi ®©y: 2.3 Cách lập sơ đồ dây quấn xếp đơn B1:KÎ c¸c ®o¹n th¼ng song song c¸ch ®Òu nhau øng víi sè r·nh Z vµ ®¸nh sè tõ 1  Z. B2: C¨n cø vµo bíc cùc  biÓu thÞ qua sè r·nh ®Ó ph©n ra c¸c cùc tõ trªn Stato. B3: Trong vïng mçi cùc tõ , c¨n cø vµo sè r·nh mµ cuén d©y chÝnh vµ cuén d©y phô sÏ cã, ta ph©n bè sè r·nh nµy xen kÏ nhau, tøc lµ, nÕu gäi sè bèi d©y cña mét tæ bèi d©y cuén d©y chÝnh (LV) lµ qc vµ sè bèi d©y cña mét tæ bèi cuén d©y phô lµ qp, ta thùc hiÖn lÇn lît theo quy t¾c: q c - qp – qc - qp . Cho ®Õn tæ cuèi cïng. B4: X¸c ®Þnh dÊu cùc tõ b»ng c¸ch ghi chiÒu mòi tªn lªn c¸c c¹nh t¸c dông, sao cho c¸c cùc tõ liªn tiÕp ph¶i tr¸i dÊu nhau. B5: C¨n cø vµo sè c¸c tæ bèi d©y trong mét cuén d©y vµ c¸ch ®Êu c¸c ®Çu nèi ta kÎ c¸c ®êng nèi liÒn c¸c c¹nh t¸c dông ®Ó h×nh thµnh c¸c tæ bèi d©y cña cuén d©y chÝnh. §Êu d©y gi÷a c¸c tæ bèi d©y cuén d©y chÝnh sao cho khi cã dßng ®iÖn ch¹y vµo sÏ kh«ng lµm thay ®æi chiÒu mòi tªn mµ ta ®· v¹ch. B6: C¨n cø vµo sè r·nh t¬ng øng ®îc x¸c ®Þnh bëi sù lÖch nhau 90 0 (®é ®iÖn) gi÷a cuén d©y chÝnh vµ cuén d©y phô ®Ó x¸c ®Þnh r·nh khëi ®Çu cña cuén d©y phô, x¸c ®Þnh nh sau: 900 90 360 d p Z Víi ® lµ gãc lÖch ®iÖn gi÷a hai r·nh liªn tiÕp lµ: 360 p. p đ hh Z C¸ch vÏ cuén d©y phô gièng nh cuén d©y chÝnh. Chó ý: Bíc bèi d©y cña cuén d©y chÝnh y c vµ bíc bèi d©y cña cuén d©y phô cã thÓ kh«ng b»ng nhau, nªn ®Ó x¸c ®Þnh r·nh khëi ®Çu cña cuén d©y phô ta GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 14
Giáo trình máy điện ph¶i x¸c ®Þnh gãc lÖch gi÷a t©m cña tæ bèi d©y ®Çu tiªn cña cuén d©y chÝnh víi t©m cña tæ bèi d©y ®Çu tiªn cña cuén d©y phô. B7:KiÓm tra l¹i toµn bé cuén d©y chÝnh vµ cuén d©y phô víi c¸ch ®Êu tõng cuén sao cho c¸c cùc tõ liªn tiÕp ph¶i tr¸i dÊu nhau. VÝ dô: Mét ®éng c¬ ®iªn xoay chiÒu kh«ng ®ång bé mét pha r«to lång sãc dïng d©y quÊn më m¸y cã Z = 24, 2p = 4. H·y vÏ s¬ ®å tr¶i mét líp bé d©y quÊn. a) Tríc tiªn ta tÝnh to¸n mét vµi th«ng sè: a- Bíc cùc: Z 24  6 2 p 4 b- Sè phÇn tö díi mét cùc: Z 24 q 6 2 p.m 4.1 c- Bíc quÊn d©y: yc y p  6(1 7) d- V× ®éng c¬ dïng d©y quÊn më m¸y nªn díi mçi cùc tõ cuén d©y chÝnh chiÕm 2/3 sè r·nh (4 r·nh), cuén d©y phô chiÕm 1/3 sè r·nh (2 r·nh). Gãc lÖc pha: Z 24  6 2 p 4 b) Thùc hiÖn vÏ s¬ ®å: 1- VÏ s¬ ®å kiÓu ®ång khu«n ®¬n gi¶n (kiÓu hoa sen hay dèc lång t«m): B1: KÎ 24 ®o¹n th¼ng song song c¸ch ®Òu nhau vµ ®¸nh sè tõ 1  24. B2: Chia 24 r·nh lµm bèn bíc cùc , nçi bíc chiÕm 6 r·nh. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 15
Giáo trình máy điện B3: Trong vïng mçi cùc tõ , cuén d©y chÝnh chiÕm 4 r·nh, tiÕp theo cuén d©y phô chiÕm 2 r·nh: ta thùc hiÖn lÇn lît theo quy t¾c: qc - qp – qc - qp– qc - qp– qc - qp– qc - qp. Z  2 p    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 q q q q q q qA B qA B A B A B     1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 A X Tr×nh tù thùc hiªn vÏ s¬ ®å theo d¹ng ®ång khu«n GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 16
Giáo trình máy điện     A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 A B X Y S¬ ®å d©y quÊn d¹ng ®ång khu«n cña ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu kh«ng ®ång bé mét pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4, qA = 4, qB = 2, yA = 7, yB = 7. B4: X¸c ®Þnh dÊu cùc tõ: ghi chiÒu mòi tªn lªn sao cho c¸c cùc tõ liªn tiÕp tr¸i dÊu xen kÏ nhau. B5: Trong toµn bé 24 r·nh, cuén chÝnh chiÕm 2 tæ bèi lµ 2x4x2 = 16 r·nh, cuén d©y phô chiÕm 2x2x2 = 8 r·nh. Ta kÎ c¸c ®êng nèi liÒn víi c¸c c¹nh t¸c dông ®Ó h×nh thµnh c¸c tæ bèi d©y cuén d©y chÝnh: tæ bèi ®Çu tiªn chiÕm c¸c r·nh: 1 – 7, 2 – 8, 3 – 9, 4 – 9 víi yc = 6. Tæ bèi d©y thø hai chiÕm c¸c r·nh: 13 – 19, 14 – 20, 15 – 21, 16 – 22 víi yc = 6. §Êu d©y gi÷a hai tæ bèi sao cho kh«ng lµm thay ®æi chiÒu mòi tªn ®· v¹ch. B6: C¨n cø vµo Z/4p = 3 r·nh, ta x¸c ®Þnh r·nh khëi ®Çu cuén d©y phô sao cho gi÷a t©m cña tæ bèi d©y ®Çu tiªn cuén d©y chÝnh c¸ch t©m cña tæ bèi d©y ®Çu tiªn cuén d©y phô lµ 3 r·nh hoÆc r·nh ®Çu tiªn cña cuén d©y phô c¸ch r·nh ®Çu tiªn cña cuén d©y chÝnh 1/2 = 3 r·nh (1 ). GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 17
Giáo trình máy điện 2- VÏ s¬ ®å d¹ng ®ång khu«n ph©n t¸n (bæ ®«i): §èi víi nh÷ng s¬ ®å d©y quÊn khi tæ bèi d©y cã sè bèi d©y nhiÒu (2, 4, 6, 8.bèi), kÝch thíc phÇn ®Çu nèi cña c¸c bèi d©y sÏ kh¸ dµi. §Ó gi¶m bít kÝch thíc phÇn ®Çu nèi cña c¸c tæ bèi d©y nh trªn ngêi ta thùc hiÖn ph©n t¸n (bæ ®«i) tæ bèi d©y ra lµm hai phÇn b»ng nhau. C¸ch vÏ: Ta còng thùc hiÖn c¸c bíc t¬ng tù nh ë trªn, ë ®©y mçi tæ bèi d©y cuén d©y chÝnh cã hai bèi d©y.     A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 20 2 23 5 A B X Y S¬ ®å d©y quÊn d¹ng ®ång khu«n ph©n t¸n cña ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu kh«ng ®ång bé mét pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4, qA = 4, qB = 2, yA = 4, yB = 5. Ta thÊy r»ng, cuén d©y quÊn ®ång khu«n ®¬n gi¶n cã bíc bèi d©y lµ bíc ®ñ (yc = yp =  = 6), trong khi ®ã ë cuén d©y quÊn ®ång khu«n ph©n t¸n cã bíc bèi d©y bÐ h¬n (yc = yp = 5). ChÝnh v× vËy, nªn d¹ng ®ång khu«n ph©n t¸n ®îc sö dông phæ biÕn. 3- VÏ s¬ ®å d¹ng ®ång t©m: GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 18
Giáo trình máy điện C¸ch vÏ còng t¬ng tù, nhng tæ bèi d©y ë ®©y lµ nh÷ng tæ bèi d©y kiÓu ®ång t©m (mÑ con).     A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 A B X Y S¬ ®å d©y quÊn d¹ng ®ång t©m cña ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu kh«ng ®ång bé mét pha víi c¸c th«ng sè: Z = 24, 2p = 4, qA = 4, qB = 2. Ta còng cã s¬ ®å d¹ng ®ång t©m ph©n t¸n: GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 19
Giáo trình máy điện     A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 20 2 23 5 A B X Y S¬ ®å d©y quÊn d¹ng ®ång t©m ph©n t¸n cña ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu kh«ng ®ång bé mét pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4, qA = 4, qB = 2, yA = 4, yB = 5. Chó ý: ChØ cã d©y quÊn xÕp ®¬n míi ph©n t¸n ®îc. Ngoµi ra cßn cã kiÓu d©y quÊn kiÓu ®ång khu«n m¾t xÝch, tuy nhiªn, d¹ng s¬ ®å nµy Ýt sö dông. Ta sÏ nghiªn cøu kü h¬n kiÓu d©y quÊn nµy ®èi víi ®éng c¬ ba pha. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 20
Giáo trình máy điện     A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 21 3 23 5 A B X Y S¬ ®å d©y quÊn d¹ng ®ång khu«n m¾t xÝch cña ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu kh«ng ®ång bé mét pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4, qA = 4, qB = 2. 2.3 Cách lập sơ đồ dây quấn hai lớp Tõ bíc 1 ®Õn bíc 6 lµm t¬ng tù nh lËp s¬ ®å d©y quÊn mét líp, c¸i kh¸c ë ®©y lµ c¸ch ®Æt c¸c cuén d©y vµ c¸ch chän hÖ sè d©y quÊn (hÖ sè bíc ng¾n). C¸ch chän hÖ sè bíc ng¾n nh b¶ng díi: Sè r·nh díi mét cùc 1 2 3 4 5 6 7 cña mét pha Bíc cùc tõ  3 6 9 12 15 18 21 Bíc quÊn d©y y 2 5+1 7+1 10 12 15+1 17+1 TØ sè bíc ng¾n ( = y/) 2/3 5/6 7/9 10/12 12/15 15/18 17/21 Tr×nh tù c¸ch lËp s¬ ®å bé d©y quÊn hai líp nh sau: Cuén d©y chÝnh: GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 21
Giáo trình máy điện Tæ thø nhÊt: Bèi thø 1: {1  (y + 1)’} Bèi thø 2: {2  (y + 1 + 1)’ = (y + 2)’} Bèi thø 3: {3  (y + 1 + 1 + 1)’ = (y + 3)’} Bèi thø n: {n  (y+ n)’} Tæ thø 2: Bèi thø 1: {(1 + )  (1 +  + y)’} Bèi thø 2: {(1 + ) + 1  {(1 +  + y) + 1}’} Bèi thø 3: {(1 + ) + 1 + 1 = ((1 + ) + 2)  {(1 +  + y) + 2}’} Bèi thø n: {(1 + ) + (n – 1)  {(1 +  + y) + (n – 1)}’} Tæ thø 3: Bèi thø 1: {(1 +  + ) = (1 + 2)  (1 + 2 + y)’} Bèi thø 2: {(1 + 2) + 1  {(1 + 2 + y) +1}’} Bèi thø 3: {(1 + 2) + 2  {(1 + 2 + y) +2}’} Bèi thø n: {(1 + 2) + (n – 1)  {(1 + 2 + y) + (n - 1)}’} Tæ thø n, bèi thø n: {1 + (n – 1) + (n – 1)  {1 + (n – 1) + y + (n - 1)}’} Cuén d©y phô: GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 22
Giáo trình máy điện §Çu cuén phô tÝnh theo r·nh gi÷a t©m cña tæ bèi d©y ®Çu tiªn cuén d©y chÝnh víi t©m cña tæ bèi d©y ®Çu tiªn cuén d©y phô (Z/4p). C¸ch ®Æt c¸c bèi d©y còng t¬ng tù cuén d©y chÝnh. Chó ý, ë ®©y ch÷ sè cã dÊu ph¶y ë trªn biÓu thÞ c¹nh cña bèi d©y n»m ë líp díi r·nh, cßn ch÷ sè kh«ng cã dÊu ph¶y ë trªn biÓu thÞ c¹nh cña bèi d©y n»m ë líp trªn cña r·nh. VÝ dô: VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn hai líp cña ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu kh«ng ®ång bé mét pha, dïng tô ®iÖn më m¸y, cã Z = 24, 2p = 2, bèi d©y bíc ng¾n víi hÖ sè bíc ng¾n  = 9/12. Gi¶i: a) TÝnh to¸n c¸c th«ng sè: a- Bíc cùc: Z 24  12 2 p 2 §©y lµ lo¹i ®éng c¬ dïng d©y quÊn më m¸y, nªn cuén chÝnh chiÕm sè r·nh: 2 2 Z Z .24 16 (r·nh), cßn cuén d©y phô chiÕm lµ: c 3 3 1 1 Z Z .24 8 (r·nh). p 3 3 b- Sè r·nh díi mét cùc mµ cuén d©y chÝnh chiÕm lµ: Z 16 q c 8 (r·nh) c 2 p.m 2.1 c- Sè r·nh díi mét cùc mµ cuén d©y phô chiÕm lµ: Z 8 q p 4 (r·nh) p 2 p.m 2.1 d- Bíc quÊn d©y: GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 23
Giáo trình máy điện 9 y y . .12 9(r·nh) c p 12 e- Gãc lÖch tÝnh theo r·nh gi÷a t©m cña tæ bèi d©y ®Çu tiÖn cuén d©y chÝnh víi t©m cña tæ bèi d©y ®Çu tiªn cuén d©y phô lµ: Z 24 1 6 (r·nh) 4 p 4.1 b) VÏ s¬ ®å: Thùc hiÖn c¸c bíc 1, 2, 3, 4, 5 vµ 6 t¬ng tù nh c¸c bíc vÏ s¬ ®å d©y quÊn mét líp, nhng ë ®©y, chó ý lµ mçi r·nh cã hai c¹nh t¸c dông. Chó ý, ë bíc 4 ta ®¸nh dÊu chiÒu mòi tªn ®èi víi nh÷ng c¹nh bèi d©y n»m ë líp trªn, cßn nh÷ng c¹nh bèi d©y n»m ë líp díi sau khi ®· vÏ xong c¸c bèi d©y, v× víi nh÷ng bé d©y quÊn hai líp bíc ng¾n th× cã thÓ sÏ cã mét sè r·nh cã hai c¹nh bèi d©y líp trªn vµ líp díi kh«ng cïng chiÒu dßng ®iÖn. Sè tæ bèi d©y cña cuén d©y chÝnh vµ cuén d©y phô lµ n = 2p = 2 tæ. Sè bèi d©y cña cuén d©y chÝnh trong mét tæ lµ 8 bèi (b»ng qc). Sè bèi d©y cña cuén d©y phô trong mét tæ lµ 4 bèi (b»ng qp). Ta lËp ®îc b¶ng nh sau: Cuén d©y chÝnh: Tæ thø nhÊt: Bèi thø 1: (1  y + 1 = 10') Bèi thø 2: (2  y + 2 = 11') Bèi thø 3: (3  12') Bèi thø 4: (4  13') Bèi thø 5: (5  14') Bèi thø 6: (6  15') GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 24
Giáo trình máy điện Bèi thø 7: (7  16') Bèi thø 8: (8  17') Tæ thø hai: Bèi thø 1: (1 +  = 13  1 +  + y = 22') Bèi thø 2: (1 +  + 1 = 14  1 +  + y + 1 = 23') Bèi thø 3: (1 +  + 2 = 15  1 +  + y + 2 = 24') Bèi thø 4: (16  1') Bèi thø 5: (17  2') Bèi thø 6: (18  3') Bèi thø 7: (19  4') Bèi thø 8: (20  5') Cuén d©y phô: C¨n cø vµo gãc lÖc ®Ó x¸c ®Þnh r·nh khëi ®Çu cña cuén d©y phô. Ta nhËn thÊy, t©m cña tæ bèi d©y thø nhÊt cña cuén d©y chÝnh n»m ë r·nh sè 9 vµ theo c¸ch ®Æt c¸c bèi d©y th× t©m cña tæ bèi d©y thø nhÊt cña cuén d©y phô sÏ lµ r·nh thø 15 (6 r·nh). Tøc lµ, r·nh khëi ®Çu cña cuén d©y phô sÏ lµ r·nh sè 9 h×nh vẽ.   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 17 5 21 9 A B X Y GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 25
Giáo trình máy điện S¬ ®å d©y quÊn hai líp cña ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu kh«ng ®ång bé mét pha dïng tô ®iÖn më m¸y víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 2,  = 9/12. Bµi tËp 1) LÊy mÉu bé d©y quÊn stato ®éng c¬ mét pha vßng chËp vµ ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn. 2) VÏ s¬ ®å ®Êu d©y ®éng c¬ ®iÖn ®éng c¬ mét pha vßng chËp 2 cùc, 2 tæ bèi ®¬n. 3) VÏ s¬ ®å ®Êu d©y ®éng c¬ ®iÖn ®éng c¬ mét pha vßng chËp 4 cùc, 2 tæ bèi ®¬n thµnh ®éng c¬ 2 cùc. 4) VÏ s¬ ®å ®Êu d©y ®éng c¬ ®iÖn ®éng c¬ mét pha vßng chËp 4 cùc, 4 tæ bèi ®¬n, cã mét bèi d©y sè. 5) VÏ s¬ ®å ®Êu d©y ®éng c¬ ®iÖn ®éng c¬ mét pha vßng chËp 4 cùc, 4 tæ bèi ®¬n, cã 4 bèi d©y sè. 6) VÏ s¬ ®å ®Êu d©y ®éng c¬ ®iÖn ®éng c¬ mét pha vßng chËp 6 cùc, 6 tæ bèi ®¬n, sö dông 2 cÊp ®iÖn ¸p kh¸c nhau. 7) VÏ s¬ ®å ®Êu d©y ®éng c¬ ®iÖn ®éng c¬ mét pha vßng chËp 16 cùc, 8 tæ bèi ®¬n. 8) VÏ s¬ ®å ®Êu d©y ®éng c¬ ®iÖn ®éng c¬ mét pha vßng chËp 20 cùc, 20 tæ bèi ®¬n. 9) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 16, 2p = 4. 10) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 16, 2p = 4, 3 sè (2 cuén sè) lång chung r·nh víi cuén khëi ®éng. 11) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 16, 2p = 4, 3 sè (1 cuén sè – sö dông tõng cÆp d©y sè ®èi xøng), cuén lång chung r·nh víi cuén khëi ®éng. 12) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 16, 2p = 4, 3 sè (2 cuén sè) lång chung r·nh víi c¶ hai cuén d©y. 13) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 24, 2p = 4. 14) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 24, 2p = 6. 15) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 36, 2p = 6. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 26
Giáo trình máy điện 16) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 48, 2p = 12. 17) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 48, 2p = 16. 18) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 36, 2p = 18. 19) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 28, 2p = 14. 20) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn mét líp ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha tô ®iÖn cã Z = 18, 2p = 18. 21) VÏ s¬ ®å ®Êu d©y trong ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn cã Z = 24, 2p = 2, n¨m tæ bèi n¨m kiÓu mÑ con. 22) VÏ s¬ ®å ®Êu d©y trong ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn cã Z = 36, 2p = 4, mçi cuén gåm hai tæ bèi bèn vµ hai tæ bèi n¨m ®ång khu«n. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 27
Giáo trình máy điện CHƯƠNG II: THỰC HÀNH QUẤN ĐỘNG CƠ MỘT PHA 1. Lµm khu«n quÊn d©y ®éng c¬ mét pha. §éng c¬ mét pha vßng chËp ®Òu lµ nh÷ng ®éng c¬ cã c«ng suÊt nhá, lâi thÐp kh«ng cã vá bäc, ta cã thÓ thùc hiÖn lµm khu«n cho lo¹i ®éng c¬ nµy nh sau: - VËt liÖu ®Ó lµm khu«n lµ gç hoÆc xèp cøng. - ChiÒu dµy cña khu«n kho¶ng (1  1,5)cm. - Chän chiÒu réng cña khu«n quÊn b»ng kho¶ng c¸ch bÐ nhÊt gi÷a hai ®¸y cña hai r·nh lång d©y. - Chän chiÒu dµi cña khu«n quÊn lín h¬n chiÒu dµy cña phÇn lâi thÐp stato kho¶ng 2cm lµ võa. Sau khi ®· x¸c ®Þnh ®îc c¸c kÝch thíc, vÏ lªn mÆt vËt liÖu mét h×nh ch÷ nhËt cã kÝch thíc nh ®· chän. KÎ ®êng chÐo cña h×nh ch÷ nhËt vµ khoan t¹i giao cña hai ®êng chÐo mét lç 8 hoÆc 10 (tuú thuéc vµo kÝch thíc ®êng kÝnh trôc m¸y quÊn). Sau ®ã dïng dao hoÆc ca c¾t tíi ®êng v¹ch vµ mµi cho nh½n c¶ 6 mÆt. Söa cho 4 ®Ønh khu«n h¬i trßn vµ bÒ mÆt khu«n h¬i v¸t (h×nh c«n). Cuèi cïng quÊn ra ngoµi khu«n mét hoÆc hai líp b×a dµy cì 1,5dm vµ tiÕn hµnh quÊn thö mét bèi d©y (sè vßng võa ph¶i) råi lång thö vµo r·nh. NÕu khi uèn hai ®Çu bèi d©y xuèng mµ thÊy c¸c vßng d©y ®ång võa ch¹m ®Õn mÐp ngoµi cña stato lµ ®îc. NÕu kh«ng ph¶i ®iÒu chØnh l¹i (lãt b×a hoÆc mµi bít). Chó ý: - §Ó tr¸nh ph¶i hµn nèi nhiÒu ta nªn lµm sè lîng khu«n nhiÒu lªn (cã thÓ b»ng sè tæ bèi d©y). - Bªn c¹nh khu«n quÊn ngêi ta cßn ph¶i lµm mét sè miÕng èp ®Ó èp hai bªn c¸c khu«n lóc quÊn nh»m gi÷ cho d©y khái ®æ ra khái khu«n. KÝch thíc cña èp khu«n ph¶i b»ng kÝch thíc cña khu«n céng víi chiÒu dÇy líp d©y quÊn. C¸c c¹nh cña èp ph¶i ®îc xÎ r·nh ®Ó sang d©y vµ buéc cè ®Þnh bèi d©y. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 28
Giáo trình máy điện Khu«n quÊn d©y Ốp khu«n quÊn d©y - §èi víi nh÷ng ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn dïng lµm qu¹t bµn vµ qu¹t trÇn, c¸ch lµm khu«n t¬ng tù nh ®èi víi ®éng c¬ mét pha vßng chËp. - Cßn ®èi víi nh÷ng ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn lín h¬n (®éng c¬ b¬m níc), NÕu ph¶i thêng xuyªn söa ch÷a chØ mét lo¹i ®éng c¬ th× chØ cÇn chÕ t¹o mét bé khu«n nh ®èi víi c¸ch thùc hiÖn bé khu«n cho qu¹t (c¸ch ®o tr×nh bµy sau). Cßn nÕu ph¶i söa ch÷a cho nhiÒu lo¹i, nhiÒu kÝch cì ®éng c¬ kh¸c nhau th× nªn chÕ t¹o bé khu«n v¹n n¨ng. C¸ch thùc hiÖn bé khu«n quÊn v¹n n¨ng tr×nh bµy trªn h×nh 3.19, 3.20, 3.21. - Nªn chÕ t¹o sè r·nh lµ 6 ®Ó khi quÊn ta cã thÓ cïng mét lÇn g¸ khu«n quÊn ®îc 2,3 tæ bèi (tæ bèi 3, tæ bèi 2) GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 29
Giáo trình máy điện 10 10 88 72 56 40 120 136 104 Bé khu«n quÊn kiÓu ®ång t©m víi c¸c kÝch thíc (¸p dông víi nh÷ng ®éng c¬ nhá) 10 10 80 100 Bé khu«n quÊn kiÓu ®ång khu«n víi c¸c kÝch thíc (¸p dông víi nh÷ng ®éng c¬ nhá) GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 30
Giáo trình máy điện Mô hình máy quấn dây bằng tay. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 31
Giáo trình máy điện M8 – M10 Bé khu«n quÊn hoµn chØnh vµ c¸ch b¾t lªn trôc bµn quÊn d©y 2. QuÊn cuén d©y - D©y quÊn ®éng c¬ mét pha vßng chËp vµ d©y quÊn ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn lo¹i dïng lµm qu¹t bµn vµ qu¹t trÇn ®Òu lµ lo¹i d©y ®ång mÒm nhiÒu vßng trùc tiÕp quÊn trªn khu«n t¹o thµnh h×nh nhÊt ®Þnh. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 32
Giáo trình máy điện - §Ó quÊn ®îc d©y ta dïng lo¹i m¸y quÊn d©y quay tay cã ®Üa ®Õm sè vßng d©y quÊn. - Khi g¸ khu«n quÊn d©y lªn trôc quÊn ph¶i ®¶m b¶o ®ñ sè khu«n vµ g¸ ch¾c ch¾n . Bé khu«n quÊn ®îc l¾p vµo trôc quÊn d©y Thùc hiÖn quÊn d©y: - Cè ®Þnh ®Çu bèi d©y quÊn lªn trªn trôc quÊn, ®iÒu chØnh kim chØ trªn ®Üa ®Õm vßng vÒ vÞ trÝ 0, dïng mét sîi d©y ®Æt ngang khu«n vµo khe cña èp khu«n, dïng tay gi÷ vµ quÊn mét sè vßng d©y ®Çu tiªn. - D©y quÊn ph¶i sãng, kh«ng ®îc nèi vµ cã nót. - NÕu v× thiÕu d©y hoÆc ®øt mµ ph¶i hµn nèi th× mèi hµn ph¶i ®îc hµn kü råi luån vµo mét èng c¸ch ®iÖn vµ ph¶i ®Æt mèi nèi ë ®o¹n ®Çu vÒ phÝa kh«ng cã ®Çu d©y ra. - Trong khi quÊn lùc c¨ng võa ph¶i vµ ®Òu, ph¶i nhÊt thiÕt cã miÕng b×a hoÆc rÎ ®Ó lãt d©y. - Sau mçi lÇn quÊn xong mét nhãm bèi d©yth× buéc c¸c ®Çu sîi d©y ®· ®îc luån s½n råi míi c¾t ®øt d©y ®ång. Nh vËy khi th¸o d©y ra khái khu«n c¸c bèi d©y sÏ kh«ng bÞ sæ tung ra. Khi vµo d©y tíi bèi nµo ta sÏ c¾t bá c¸c sîi d©y xo¾n cña c¸c bèi d©y ra tíi ®ã. Khi thùc hiÖn quÊn cuén d©y b»ng khu«n quÊn v¹n n¨ng: GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 33
Giáo trình máy điện - Tríc hÕt b¾t chÆt thanh r»ng lªn trôc bµn quÊn. - §o kÝch thíc bèi d©y: dïng mét sîi d©y ®ång lång vµo hai r·nh t¬ng øng víi bíc bèi d©y (theo s¬ ®å), hai ®Çu bÎ vu«ng gãc theo ®êng kÝnh lâi thÐp stato, uèn hai phÇn ®Çu cong theo chu vi lâi thÐp sao cho s¸t víi phÝa díi cña b×a lãt r·nh. C¸ch ®o nµy còng cã thÓ ¸p dông ®Ó lµm bé khu«n quÊn nh trêng hîp thø nhÊt. a) b) C¸ch ®o kÝch thíc bèi d©y a) Sîi d©y ®îc bÎ vu«ng theo ®êng kÝnh lâi thÐp b) Sau khi ®o xong th× xo¨n chÆt ®Çu sîi d©y ®Ó t¹o thµnh mét vßng kÝn - Lång vßng d©y sau khi ®· ®o lªn khu«n, ®iÒu chØnh hai nöa khu«n sao cho vßng d©y c¨ng ®Òu vµ xiÕt chÆt c¸c bul«ng l¹i. Chó ý: + §Ó tr¸nh kho¶ng c¸ch ®Çu trong vµ ®Çu ngoµi cña khu«n kh«ng b»ng nhau ta nªn dïng mét thanh tre chèng vµo gi÷a hai nöa khu«n. + Kho¶ng c¸ch gi÷a hai nöa khu«n nªn ®iÒu chØnh sao cho c¸ch ®Òu trôc bµn quÊn. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 34
Giáo trình máy điện - Sau khi ®· x¸c ®Þnh ®îc kÝch thíc vµ cè ®Þnh khu«n quÊn ta tiÕn hµnh quÊn d©y theo ®óng yªu cÇu sè liÖu vµ kü thuËt. - Tríc khi th¸o d©y ra khái khu«n, ta dïng c¸c dîi d©y ®ång hoÆc d©y gai buéc c¸c c¹nh bèi d©y l¹i ®Ó tr¸nh d©y bÞ sæ lung tung khi ta th¸o ra. Líi láng c¸c bul«ng b¾t khu«n ra vµ th¸o ®ång lo¹t c¸c bèi d©y ra khái khu«n. Bµi tËp 1) Lµm c¸c bé khu«n quÊn d©y cho c¸c lo¹i qu¹t bµn vµ qu¹t trÇn vßng chËp vµ tô ®iÖn. 2) Lµm c¸c bé khu«n quÊn v¹n n¨ng ®ång t©m vµ ®ång khu«n theo kÝch thíc cho tríc. 3) QuÊn c¸c cuén d©y. 3 Lµm c¸ch ®iÖn r·nh V× ®éng c¬ vßng chËp ®Òu lµ c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt nhá vµ chØ cã mét cuén d©y duy nhÊt nªn kÕt cÊu c¸ch ®iÖn rÊt ®¬n gi¶n. - VËt liÖu lµ c¸c lo¹i b×a c¸ch ®iÖn chuyªn dïng cã chiÒu dµy tõ (1,5  2)dm. - Khi lãt c¸ch ®iÖn víi lo¹i ®éng c¬ nµy ngêi ta thêng quÊn lu«n b×a c¸ch ®iÖn lªn c¹nh bèi d©y vµ ®ót c¶ vµo r·nh lâi thÐp hoÆc ngêi ta còng cã thÓ gÊp b×a lãt tríc sau ®ã míi cho bèi d©y vµo r·nh. Chó ý: §Ó khi uèn ®Çu bèi d©y giÊy c¸ch ®iÖn kh«ng bÞ xÐ r¸ch vµ giÊy kh«ng bÞ x« lÖch däc r·nh lâi thÐp ta nªn gÊp mÐp ë hai ®Çu miÕng b×a c¸ch ®iÖn kho¶ng 2mm mçi bªn. Nªn gÊp mÐp b×a ra phÝa ngoµi ®Ó chóng kh«ng chiÕm chç cña bèi d©y. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 35
Giáo trình máy điện C¸ch lµm c¸ch ®iÖn r·nh stato ®éng c¬ mét pha vßng chËp §éng c¬ mét pha tô ®iÖn còng thêng ®îc chÕ t¹o víi c«ng suÊt nhá vµ võa, nhng v× bé d©y quÊn stato gåm hai ®Õn ba cuén d©y lång chång ®Ì lªn nhau nªn kÕt cÊu c¸ch ®iÖn còng phøc t¹p h¬n ®éng c¬ mét pha vßng chËp. - KÕt cÊu c¸ch ®iÖn r·nh. 3 2 1 b) a) KÕt cÊu c¸ch ®iÖn r·nh stato ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn a) C¸ch ®iÖn r·nh d©y quÊn xÕp ®¬n GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 36
Giáo trình máy điện b) C¸ch ®iÖn r·nh d©y quÊn xÕp kÐp: 1 - B×a lãt r·nh, 2 – B×a óp, 3 – Nªm gç - B×a lãt vµ b×a óp còng lµ c¸c lo¹i b×a c¸ch ®iÖn chuyªn dïng cã chiÒu dµy tõ (1,5  2)dm. - Nªm cã thÓ lµ gç hoÆc tre ®· ®îc sÊy kh« hoµn toµn, dïng ®Ó chÌn vµo phÇn cßn l¹i cña miÖng r·nh ®Ó gi÷a chÆt bèi d©y trong r·nh. a) C¸ch lµm b×a lãt r·nh. - X¸c ®Þnh kÝch thíc mÉu: c¾t miÕng b×a c¸ch ®iÖn cã chiÒu dµi lín h¬n chiÒu dµy cña lâi thÐp (4 – 6)mm. ChiÒu réng lÊy b»ng chu vi mÆt c¾t ngang cña r·nh tÝnh tõ hai ®iÓm gÊp cña miÖng r·nh. C¾t vµ gÊp mÐp hai ®Çu miÕng b×a vÒ mçi phÝa (2 – 3)mm (tuú ®éng c¬ nhá hay võa mµ nªn gÊp 2 hay 3mm), lång miÕng b×a vµo trong r·nh råi dïng mét long tre lïa vµo r·nh ®Ó Ðp miÕng b×a s¸t vµo thµnh r·nh. Long tre cã mÆt c¾t ngang ®ång d¹ng víi mÆt c¾t ngang cña r·nh, cã chiÒu dµi l¬n h¬n chiÒu dµi cña r·nh mét chót vµ khi ®ót vµo r·nh ph¶i gÇn khÝt. - NÕu thÊy miÕng b×a võa vÆn vµo r·nh th× lÊy ®ã lµm mÉu ®Ó c¾t cho c¸c r·nh kh¸c. Cßn nÕu cha thÊy võa th× lÊy ra vµ ®iÒu chØnh l¹i, sau ®ã thö l¹i cho ®Õn khi nµo ®îc th× th«i. C¸ch lãt c¸ch ®iÖn r·nh lâi thÐp stato b) C¸ch lµm b×a óp H×nh d¹ng lµ mét h×nh ch÷ nhËt (cã thÓ c¾t v¸t bèn gãc) cã chiÒu dµi ph¶i b»ng hoÆc dµi h¬n mét chót b×a lãt r·nh sau khi ®· gÊp mÐp, cã chiÒu réng lín h¬n chiÒu réng cña r·nh t¹i vÞ trÝ óp. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 37
Giáo trình máy điện c) Lµm nªm Vãt nªm víi mÆt c¾t cã thÓ lµ h×nh thang hoÆc h×nh b¸n nguyÖt, chiÒu dµi b»ng víi chiÒu dµi cña b×a óp. ChiÒu réng nªn c¨n cøa vµo r·nh vµ kho¶ng trèng cßn thõa cña r·nh sau khi ®· lång d©y. Chó ý: + §Ó b×a ®ì gÉy theo thí ta nªn c¾t b×a chÐo mét gãc 450 theo thí cña b×a. + Nªm tre th× nªn ®Ó l¹i phÇn cËt, khi nªm vµo r·nh th× nªn quay phÇn cËt lªn phÝa trªn. 4 Lång ®Êu d©y - Lâi thÐp sau khi ®· ®îc lµm s¹ch, c¸c cuén d©y vµ c¸c vËt liÖu c¸ch ®iÖn sau khi ®· ®îc chuÈn bÞ s½n sµng th× cã thÓ tiÕn hµnh lång d©y vµo r·nh. Lâi thÐp ®îc ®Æt t¹i vÞ trÝ lµm viÖc, c¸c vËt liÖu c¸ch ®iÖn nªn ®Æt vµo mét hép ®Ó ë bªn c¹nh, cßn c¸c cuén d©y xÕp thµnh xÕp ®Ó ë bªn ph¶i lâi thÐp. Cuén d©y vµ c¸c vËt liÖu c¸ch ®iÖn cÇn ph¶i gi÷ g×n cho s¹ch sÏ khái ¶nh hëng xÊu ®Õn c¸ch ®iÖn cña m¸y. - ChuÈn bÞ dông cô ®Ó lång d©y, gåm: k×m má dÑt, dao, bóa s¾t vµ bóa cao su, kÐo, dao tre. - Tríc khi lång ph¶i nghiªn cøu kü s¬ ®å trßn ®Ó x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch lång d©y, chiÒu lång d©y vµ ®Êu d©y; X¸c ®Þnh phÝa cho d©y ra ®Ó chän phÝa ®Êu d©y. + Trong ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn kh«ng cã cuén sè l¾p trong, khi cho ®Çu ®Çu cña cuén khëi ®éng lÖch vÒ phÝa tríc ®Çu ®Çu cña cuén lµm viÖc mét nöa bíc cùc, ®éng c¬ sÏ quay ngîc chiÒu ®Êu d©y. Khi chän ®Çu ®Çu cña cuén khëi ®éng lÖch vÒ phÝa sau so víi ®Çu ®Çu cña cuén lµm viÖc mét nöa bíc cùc ®éng c¬ sÏ quay cïng chiÒu víi chiÒu ®Êu d©y. + Trong ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn cã cuén sè l¾p trong, khi cho ®Çu ®Çu cña cuén khëi ®éng lÖch vÒ phÝa sau ®Çu ®Çu cña cuén lµm viÖc mét nöa bíc cùc, r«to lu«n quay ngîc chiÒu víi chiÒu ®Êu d©y. - Khi lång d©y ph¶i tu©n thñ nguyªn t¾c, c¹nh n»m ë líp díi lång vµo tríc, c¹nh n»m ë líp trªn lång vµo sau (gi÷a hai líp ph¶i ®Æt b×a c¸ch ®iÖn); bèi d©y nhá lång vµo tríc, bèi d©y lín lång vµo sau (®èi víi tæ bèi d©y kiÓu ®ång t©m). Sau khi ®· vµo hÕt th× ph¶i ®Æt b×a óp c¸ch ®iÖn vµ ®ãng nªm tre. C¸ch ®ãng nªm tr×nh bµy trªn. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 38
Giáo trình máy điện 1 2 3 4 §ãng nªm vµo r·nh 1- Thanh gç ®Öm; 2- Nªm tre, gç; 3 – B×a óp; 4 – PhÇn ®Çu cuén d©y - C¸c bèi d©y khi quÊn trªn khu«n thêng bÞ ph×nh to chiÒu ngang ra mét chót, khi lång ®Õn bèi d©y nµo nªn n¾n l¹i bèi d©y ®ã cho phï hîp víi kho¶ng c¸ch gi÷a hai khe miÖng r·nh cÇn lång. - R·nh lâi thÐp stato ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn ®Òu lµ lo¹i nöa kÝn, v× vËy khi lång kh«ng thÓ thùc hiÖn ®ót c¶ bèi vµo trong r·nh ®îc nh ®éng c¬ mét pha vßng chËp, mµ ph¶i g¹t dÇn tõng lîng d©y mét vµo trong r·nh cho ®Õn hÕt. C¸ch cho d©y vµo r·nh lâi thÐp stato ®éng c¬ mæt pha tô ®iÖn C¸c bèi d©y sau khi lång vµo r·nh ph¶i ®¶m b¶o nh÷ng yªu cÇu sau: + C¸c sîi d©y dÉn trong r·nh ph¶i th¼ng hµng vµ song song víi nhau, vÞ trÝ t¬ng ®èi cña c¸c vßng d©y sau khi lång råi vÉn t¬ng tù nh tríc khi lång ®Ó GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 39
Giáo trình máy điện cho c¸c vßng d©y kh«ng bÞ chång chÐo lªn nhau lµm ®Çy r·nh vµ dÔ bÞ ®¸nh thñng. + §o¹n th¼ng thßi ra hai ®Çu r·nh (®o¹n M ) ph¶i ®Òu nhau, c©n xøng, M hai ®Çu kh«ng ®îc so le hoÆc ng¾n dÇn ®i. N + §o¹n chÐo (®o¹n N) ph¶i song song, c¸c gãc nghiªng ph¶i gi÷ kh«ng thay ®æi. PhÇn ®Çu cuén d©y tr¶i réng + C¸c ®Ønh cña phÇn thßi ra ph¶i n»m th¼ng hµng vµ ph¶i n»m ë kho¶ng gi÷a trong kho¶ng c¸ch bíc lång d©y. - Khi ®Êu d©y th× dùa vµo s¬ ®å ngang ®Ó ®Êu. - C¸c mèi nèi ph¶i ®¶m b¶o ch¾c ch¾n, tin cËy: tríc khi nèi cÇn c¹o s¹ch c¸c ®Çu d©y, xo¾n l¹i ch¾c ch¾n råi míi bäc thiÕc ra bªn ngoµi; TÊt c¶ c¸c mèi nèi ®Òu ®îc lång gen c¸ch ®iÖn b»ng chÊt chÞu nhiÖt. - NÕu quÊn c¸c tæ bèi d©y theo kiÓu dÝnh ®«i, dÝnh ba, dÝnh bèn th× sè lîng c¸c mèi nèi sÏ gi¶m nhng khi lång d©y h¬i khã vµ ph¶i lång sao cho ®óng víi chiÒu nèi d©y. 5 Cét bã ®Çu cuén d©y vµ ch¹y thö Khi ®· biÕt ch¾c ch¾n c¸c mèi nèi ®· ®îc ®Êu chÝnh x¸c råi, ta tiÕn hµnh cét bã gän gµng hai ®Çu bé d©y l¹i, råi cho ch¹y thö. - Tríc khi cét bã ph¶i dïng b×a lãt vµo chç ®Çu c¸c bèi d©y hay tæ bèi d©y gèi lªn nhau ®Ó tr¸nh bÞ ®¸nh thñng. C¸ch c¾t vµ lãt b×a phÇn ®Çu d©y tr×nh bµy bên dưới . GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 40
Giáo trình máy điện C¸ch c¾t b×a lãt phÇn ®Çu bé d©y quÊn C¾t miÕng b×a c¸ch ®iÖn thµnh h×nh vu«ng sau ®ã gÊp cheo gãc thµnh h×nh tam gi¸c vµ c¾t c¸c gãc lîn (theo h×nh d¹ng ®Çu bé d©y quÊn). MiÕng c¸ch ®iÖn ®îc lãt gi÷a c¸c pha kh¸c nhau, nghÜa lµ cø c¸ch mét nhãm bèi d©y (tæ bèi d©y – b»ng q r·nh) l¹i ®Æt mét c¸i. Cè g¾ng ®Èy miÕng c¸ch ®iÖn s¸t xuèng sao cho ch¹m tíi c¸ch ®iÖn r·nh vµ ®Ì lªn trªn c¸ch ®iÖn gi÷a hai líp (nÕu lµ d©y quÊn xÕp kÐp). §Ó tr¸nh miÕng b×a bÞ co lªn khi cét bã, ta nªn xÎ miÕng b×a t¹i vÞ trÝ sîi d©y. C¸ch lãt c¸ch ®iÖn phÇn ®Çu bé d©y - D©y dïng ®Ó cét bã ph¶i lµ lo¹i d©y chÞu nhiÖt. C¸ch cét bã ®Çu cuén d©y tr×nh bµy trªn h×nh dưới. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 41
Giáo trình máy điện C¸ch cét bã ®Çu cuén d©y - Khi bã xong, n¾n l¹i c¸c ®Çu bèi d©y sao cho chóng kh«ng ch¹m vµo r«to, kh«ng ch¹m vµo vá vµ n¾p ®Ëy. - §o kiÓm tra bé d©y xem cã bÞ ®øt hay ch¹m chËp hay kh«ng. - NÕu bé d©y ®· ®¶m b¶o an toµn vµ ch¾c ch¾n th× g¸ l¾p ®éng c¬ l¹i råi cho ch¹y thö kh«ng t¶i 15 ®Õn 20 phót. §éng c¬ ch¹y ªm, ®ñ tèc ®é, c¸c th«ng sè râ rµng, vá kh«ng nãng hoÆc ©m Êm lµ ®¹t yªu cÇu. 6 TÈm sÊy bé d©y quÊn Sau khi ch¹y thö thÊy ®éng c¬ ®¹t yªu cÇu th× tiÕn hµnh tÈm sÊy bé d©y theo c¸c bíc sau: - SÊy s¬ bé: cho ®éng c¬ vµo sÊy ®Ó tho¸t hÕt h¬i Èm tr«ng d©y quÊn. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 42
Giáo trình máy điện - TÈm s¬n: tuú theo s¬n nhiÒu hay Ýt mµ ta nhóng c¶ bé d©y vµo s¬n hoÆc tíi s¬n lªn bé d©y, nhng ph¶i ®¶m b¶o lµ s¬n ph¶i ngÊm ®Òu toµn bé bé d©y quÊn. - SÊy hoµn chØnh: tuú theo lo¹i s¬n mµ sÊy víi nhiÖt ®é vµ thêi gian thÝch hîp. NÕu kh«ng cã lß sÊy th× cã thÓ dïng bãng ®Ìn sîi ®èt ®Ó sÊy. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 43
Giáo trình máy điện PHẦN II: MÁY ĐIỆN BA PHA CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN Bài 1: Cơ sở lý thuyết máy điện 1.1 Giới thiệu chung về máy điện Máy điện là thiết bị điện hoạt động dựa trên nguyên lý thuyết cảm ứng điện từ. Về cấu tạo máy điện gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (dây quấn) dùng để biến đổi các dạng năng lượng khác như cơ năng thành điện năng (máy phát điện) hoặc điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc dùng để biến đổi các thông số điện như điện áp, dòng điện, tần số pha Sự biến đổi cơ điện trong máy điện dựa trên nguyên lý về điện từ. Nguyên lý này cúng đặt cơ sở cho sự làm việc của các bộ biến đổi cảm ứng dùng để biến đổi các thông số điện. Máy điện dùng làm máy biến đổi năng lượng là phần tử quan trọng nhất của bất cứ thiết bị điện năng nào, nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, các hệ điều khiển và tự động điều chỉnh. Máy điện có nhiều loại được phân loại theo nhiều cách khác nhau: phân loại theo công suất, theo cấu tạo, theo chức năng, theo dòng điện, theo nguyên lý làm việc .ở đây ta phân loại theo nguyên lý biến đổi năng lượng. * Máy điện tĩnh: Máy điện tĩnh thường gặp là các loại máy biến áp. Máy điện tĩnh làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiện từ thông giữa các cuộn dây không có sự chuyển động tương đối với nhau. Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện năng. Do tính chất thuận nghịch của các quy luật cảm ứng điện từ, quá trình biến đổi có tính chất thuận nghịch. Ví dụ: máy biến áp có thể biến đổi điện năng có các thông số U1, I1, F1 thành điện năng có các thông số U2, I2, F2 và ngược lại. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 44
Giáo trình máy điện * Máy điện có phần động (quay hoặc chuyển động thẳng): Nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ do từ trường và dòng điện của các cuộn dây có chuyển động tương đối với nhau gây ra. Loại máy điện này thường dùng để biến đổi năng lượng. Ví dụ: Biến điện năng thành cơ năng( động cơ điện)hoặc biến cơ năng thành cơ điện năng( máy phát điện).Trong quá trình biến đổi có tính thuận nghịch nghĩa là máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát hoặc động cơ điện. Sơ đồ phân loại máy điện thông dụng thông thường 1.2 Nguyên lý máy phát điện và động cơ điện Máy điện có tính thuận nghịch nghĩa là có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc động cơ điện. 1. Chế độ máy phát điện: Cho cơ năng của động cơ sở cấp tác dụng và thanh dẫn 1 lực cơ học Fc, thanh dẫn sẽ chuyển động với tốc độ trong từ trường của nam châm NS trong thanh dẫn sẽ cảm ứng một sức điện E. Nếu nối 2 cực của thanh dẫ điện trở R của tải thì dòng điện I chạy trong thanh dẫn sẽ cung cấp điện cho tải. Nếu bỏ qua điện trở thành thanh dẫn thì điện áp đặt vào tải U = E. Công suất điện máy phát cung cấp cho tải là P = UI = EI. Dòng điện I nằm trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ FĐT – BIL có chiều như hình vẽ. Khi máy quay với tốc độ không đổi lực điện từ sẽ cân bằng với lực cơ của động cơ sơ cấp. FC = FĐT > FC.V = FĐT.V => BILV = LI GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 45
Giáo trình máy điện Như vậy công suất cơ của động cơ sở cấp được biến đổi thành công suất điện nghĩa là cơ năng đã được biến đổi thành điện năng. 2. Chế độ động cơ điện: Cung cấp điện cho máy điện, điện áp U của nguồn điện sẽ gây ra dòng i trong thanh dẫn. Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ Fđt = Bil tác dụng lên thanh dẫn làm thanh dẫn chuyển động với tốc độ v. Công suất điện đưa vào động cơ P = UI = EI = BILV = Fđt.V Như vậy, công suất điện đưa vào động cơ đã biến thành công suất cơ trên trục Pc = Fđt .v. Điện năng đã biến thành cơ năng. Ta thấy, cùng một thiết bị điện từ, tuỳ theo dạng năng lượng đưa vào mà máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc động cơ điện. Đây chính là tính chất thuận nghịch của mọi loại máy điện. 2. Chế độ động cơ điện: Cung cấp điện cho máy điện, điện áp U của nguồn điện sẽ gây ra dòng i trong thanh dẫn. Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ Fđt = Bil tác dụng lên thanh dẫn làm thanh dẫn chuyển động với tốc độ v. Công suất điện đưa vào động cơ P = UI = EI = BILV = Fđt.V Như vậy, công suất điện đưa vào động cơ đã biến thành công suất cơ trên trục Pc = Fđt .v. Điện năng đã biến thành cơ năng. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 46
Giáo trình máy điện Ta thấy, cùng một thiết bị điện từ, tuỳ theo dạng năng lượng đưa vào mà máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc động cơ điện. Đây chính là tính chất thuận nghịch của mọi loại máy điện. 1.3 Sơ lược về các vật liệu chế tạo máy điện Các vật liệu dùng để chế tạo có thể chia làm 3 loại: - Vật liệu tác dụng - Vật liệu kết cấu - Vật liệu cách điện 1.3.1 Vật liệu tác dụng: - Đây là vật liệu dẫn từ và dẫn điện. Các vật liệu này được dùng để tạo điều kiện cần thiết sinh ra các biến đổi điện từ. a) Vật liệu dẫn từ: - Để chế tạo mạch từ của máy điện, người ta thường dùng các loại thép khác nhau như thép lá kỹ thuật điện, thép lá thường, thép đúc, thép rèn. Gang ít được dùng vì dẫn từ không tốt lắm. Người ta chủ yếu sử dụng thép lá kỹ thuật điện có hàm lượng silic khác nhau nhưng không được vượt quá 4,5%. Hàm lượng silic này dùng để hạn chế tổn hao do từ trễ, tăng điện trở của thép để giảm tổn hao do dòng điện xoáy. Người ta hay sử dụng các lá thép dày 0,50mm dùng trong máy điện quay, ghép lại làm lõi thép để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây lên. Tuy theo cách chế tạo người ta phân lá thép kỹ thuật điện làm 2 loại: Cán nóng và cán nguội. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 47
Giáo trình máy điện Loại cán nguội có đặc tính từ tốt hơn như độ từ thấm cao hơn, tổn hao thép ít hơn loại cán nóng. Thép lá cán nguội lại chia làm 2 loại: Đẳng hướng và vô hướng. Loại đẳng hướng có đặcđiểm là dọc theo chiều cán thì tính năng từ tínhtốt hơn hẳn so với ngang chiều cán, do đó thường được sử dụng trong máy biến áp còn loại vô hướng thì đặc tính từ đều theo mọi hướng lên được dùng trong máy điện quay. Ví dụ: Thép cán nóng J21 J31A, thép cán nguội: J410;J310 Chữ J chỉ thép kỹ thuật điện Chữ A chỉ tổn hao thấp Chữ O chỉ thép cán nguội Chỉ số thứ nhất chỉ hàm lượng silíc. Chỉ số thứ hai chỉ tổn hao riêng của các loại thép ở đoạn mạch từ có từ thông biến đổi với tần số 50Hg thường dùng là thép kỹ thuật điện dày 0,35-0,5mm trong thành phần thép có từ 2-5% silíc. ở tần số cao hơn dùng thép là kỹ thuật điện dày 0,1-0,2mm. ở đoạn mạch từ có từ trường không đổi thường dùng thép đúc, thép rèn hoặc thép lá. b) Vật liệu dẫn điện: Vật liệu dãn điện dùng để chế tạo các bộ phận dẫn điện. Vật liệu đẫn điện dùng trong máy tốt nhất là đồng vì giá thành không đắt lắm và có điện trở suấtnhỏ. Ngoài ra còn dùng nhôm và các hợp kim khác như đồng thau Để chế tạo dây quấn ta thường dùng đồng đôi khi dùng nhuôm. Dây đồng và đây nhuôm được chế tạo theo tiết điện tròn hoặc chữ nhật, có bọc cách điện khác nhau như vải, sợi thuỷ tinh, giấy, nhựa hoá học, sơn emay. Với các loại máy có công suất nhỏ và trung bình, điện áp dười 700V thường dùng sơn emay vì lớp cách điện của dây mỏng, đạt độ bền yêu cầu. Đối với các bộ phận khác như vành đổi chiều, lồng sóc hoặc vành trượt; ngoài đồng, nhôm người ta còn dùng cả các hợp kim của đồng hoặc nhôm hoặc có chỗ dùng cả thép để tăng độ bền cơ học và giảm kim loại màu. 1.3.2. Vật liệu kết cấu: Để cách điện các bộ phận mang điện trong máy, người ta sử dụng vật liệu cách điện. Trong máy điện, vật liệu cách điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm và bền về cơ học. Độ bền vững về nhiệt của chất cách điện bọc day dẫn quyết định nhiệt độ cho phép của dây và do đó quyết định tải của nó. Nếu tính năng chất cách điện càng cao thì lớp cách điện có thể mỏng và kích thước của máy giảm. Chất cách điện của máy điện chủ yếu ở thể rắn, gồm 4 nhóm: - Chất hữu cơ thiên nhiên như: giấy, vải, lụa GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 48
Giáo trình máy điện - Chất vô cơ như: amiăng, mica, sợi thuỷ tinh - Các chất tổng hợp - Các loại men, sơn cách điện Chất cách điện tốt nhất là mica, song tương đối đắt nên chỉ dùng trong các máy có điện áp cao. Do đó, thường dùng các vật liệu có sợi như giấy, vải Chúng có độ bền cơ học tốt, rẻ tiền nhưng hút ẩm kém, dẫn nhiệt kém, cách điện kém. Vì vậy, dây dẫn cách điện sợi phải được sấy, tẩm để cải thiện tính năng của vật liệu cách điện. Ngoài ra còn có chất cách điện ở thể khí (không khí, hyđrô, khí trơ) hoặc thể lỏng (dầu máy biến áp). Vật liệu khí: Không khí là một chất cách điện tốt, tuy nhiên để cách điện tốt hơn người ta thường dùng khí trơ. Hyđrô được sử dụng trong trường hợp cần cách điện và làm mát bên trong vật liệu. Vật liệu lỏng: Đây là loại vật liệu cách điện rất quan trọng trong máy điện vì nó có thể len lỏi vào các khe hở rất nhỏ và còn có thể sử dụng để dập hồ quang. Căn cứ vào độ bền nhiệt, vật liệu cách điện được chia ra nhiều loại, cấp cách điện như sau: 1.4 Phát nóng và làm mát máy điện Trong quá trình làm việc có tổn hao công suất. Tổn hao năng lượng trong máy điện gồm tổn hao sắt từ (do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy) trong thép, tổn hao đồng trong điện trở dây quấn và tổn hao do ma sát (ở máy điện quay). Tất cả tổn hao năng lượng đều biến thành nhiệt năng làm nóng máy điện. Khi đó do tác động của nhiệt độ, chấn động và các tác động lý hoá khác, lớp cách điện sẽ bị lão hoá, GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 49
Giáo trình máy điện nghĩa là mất dần các tính bền về điện và cơ. Thực nghiệm cho thấy khi nhiệt độ tăng quá nhiệt độ cho phép 8÷100C thì tuổi thọ của vật liệu cách điện giảm đi một nửa. ở nhiệt độ làm việc cho phép, độ tăng nhiệt của các phần tử không vượt quá độ tăng nhiệt cho phép, tuổi thọ trung bình của vật liệu cách điện vào khoảng 10÷15 năm. Khi máy làm việc quá tải, độ tăng nhiệt độ sẽ vượt quá nhiệt độ cho phép. Vì vậy, khi sử dụng máy điện cần tránh để máy quá tải làm nhiệt độ tăng cao trong một thời gian dài. Để làm mát máy điện phải có biện pháp tản nhiệt ra ngoài môi trường xung quanh. Sự tản nhiệt không những phụ thuộc vào bề mặt làm mát của mặt máy mà còn phụ thuộc vào sự đối lưu của không khí xung quanh hoặc của môi trường làm mát khác như dầu máy biến áp Thông thường, vỏ máy điện được chế tạo có các cánh tản nhiệt và máy điện có hệ thống quạt gió để làm mát. Bài 2: Máy điện không đồng bộ 2.1 Khái niệm chung Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ có tốc độ quay của rôto n khác với tốc độ quay của từ trường n1. Máy điện không đồng bộ có 2 dây quấn: dây quấn stato (sơ cấp), với lưới điện tần số không đổi f1, dây quấn rôto (thứ cấp) được n1 tắt lại hoặc khép kín trên điện trở. Dòng điện trong dây quấn rôto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số phụ f2 phụ thuộc vào rôto; nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy. Cũng như các máy điện quay khác, máy điện không đồng có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện cũng như chế độ máy phát điện. 2.2 Phân loại và kết cấu 2.2.1 Phân loại Máy điện không đồng bộ có nhiều loại, được phân loại theo nhiều cách khác nhau: Theo kết cấu của nó, theo kết cấu của rôto, theo số pha trên dây quấn stato * Theo kết cấu của vỏ: Máy điện không đồng bộ có thể chia thành các kiểu chính sau: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phòng nổ * Theo kết cấu rôto: Máy điện không đồng bộ chia làm 2 loại: Loại rôto kiểu dây quấn và rôto kiểu lồng sóc. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 50
Giáo trình máy điện * Theo số pha trên dây quấn stato có thể chia làm 3 loại: 1 pha, 2 pha, 3 pha. 2.2.2. Kết cấu Giống như những máy quay khác, máy điện không đồng bộ gồm các bộ phận chính sau: 1) Stato: Stato là phần tĩnh gồm 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn. Ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy. a. Lõi thép: Lõi thép được ép trong vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ. Lõi thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục. Vì từ trường đi qua lõi thép lá, từ trường quay lên để giảm tổn hao lõi thép được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5mm ép lại. Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm hao tổn do dòng xoáy gây nên. b. Dây quấn: Dây quấn stato làm bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) và được đặt trong các rãnh của lõi thép. Kiểu dây quấn, hình dạng và cách bố trí dây quấn sẽ được trình bày chi tiết trong bài sau: c. Vỏ máy: Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc gang dùng để cố định lõi thép và dây quấn cũng như cố định máy trên bệ. Không dùng để làm mạch dẫn từ. Đối với máy có công suất tương đối lớn (1000kw) thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ. Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau: Kiểu vỏ hở, vỏ bảo vệ, vỏ kín hay vỏ phòng nổ Hai đầu vỏ có nắp máy và ổ đỡ trục. Vỏ máy và nắp máy còn dùng để bảo vệ máy. 2) Rôto: Rôto là phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục máy. a. Lõi thép: Nói chung người ta sử dụng lá thép kỹ thuật điện như ở stato. Lõi thép được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy. Phía ngoài của lá thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn. b. Dây quấn rôto: Có 2 loại chính: Rôto lồng sóc và rôto dây quấn - Loại rôto kiểu dây quấn: Rôto có dây quấn giống như dây quấn stato. Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng 2 lớp vì bớt được những đầu dây nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ. Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm 1 lớp. Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao, còn ba đầu kia được nối vào ba rãnh trượt GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 51
Giáo trình máy điện thường làm bằng đồng đặt cố định ở 1 đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài. Đặc điểm của loại động cơ điện rôto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện roto để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy. Khi máy làm việc bình thường, dây quấn rôto được nối ngắn mạch. - Loại roto kiểu lồng sóc: Kết cấu của loại dây quấn này rất khác so với dây quấn stato. Trong mỗi rãnh của lõi thép rôto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi thép và được nối tắt lại 2 đầu bằng 2 vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành 1 cái lồng mà người ta quen gọi là lồng sóc. Ở các máy công suất nhỏ, lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép roto tạo thành thanh nhôm 2 đầu đúc vòng ngắn mạch và cánh quạt làm mát. Dây quấn roto lồng sóc không cần cách điện với lá thép. Để cải thiện tính năng mở máy, trong máy công suất tương đối lớn, rãnh roto có thể làm thành rãnh sâu hoặc làm thành 2 rãnh lồng sóc (rãnh lồng sóc kép). Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh roto thường được làm chéo đi một góc so với tâm trục. Động cơ lồng sóc là loại rất phổ biến do giá thành rẻ và làm việc bảo đảm. Động cơ roto dây quấn có ưu điểm về mở máy và điều chỉnh tốc độ, song giá thành cao và vận hành kém, tin cậy hơn roto lồng sóc nên chỉ được dùng khi động cơ roto lồng sóc không đáp ứng các yêu cầu về truyền động. 2.2.3 Khe hở: Vì roto là một khối tròn nên khe hở đều. Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (0,2÷1mm trong máy điện cỡ vừa và nhỏ) để hạn chế dòng điện từ hoá và như vậy mới có thể làm cho hệ số công suất của máy cao hơn. 2.3 Công dụng của máy điện không đồng bộ Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều, chủ yếu làm động cơ điện. Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ là một loại máy được dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến vài nghìn kw. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho các máy cán thép vừa và nhỏ, cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 52
Giáo trình máy điện Trong các hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay gia công nông sản. Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm một vị trí quan trọng: Quạt gió, động cơ trong tủ lạnh Tóm lại, theo sự phát triển của nền sản xuất, điện khí hoá và tự động hoá, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ có phần bị hạn chế. Máy điện không đồng bộ có thể dùng làm máy phát điện nhưng đặc tính không tốt lắm so với máy phát điện đồng bộ nên chỉ trong một vài trường hợp đặc biệt nào đó (như trong quá trình điện khí hoá nông thôn) cần nguồn điện phụ hay tạm thời thì nó cũng có ý nghĩa quan trọng. 2.4 Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ Khi trong lõi thép stato của máy điện không đồng bộ, ta tạo một từ trường quay với tốc độ n1 = 60f : p (f: tần số dòng điện lưới đưa vào ; p: số cặp cực) thì từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi thép roto và cảm ứng trong dây quấn đó suất điện động và dòng điện. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của stato tạo thành từ thông tổng ở khe hở. Dòng điện trong dây quấn tác dụng với từ thông khe hở sinh ra mômen, tác dụng đó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của roto. Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau. Khi roto quay thuận với từ trường quay nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc độ đồng bộ thì dòng điện sinh ra trong dây quấn roto cùng chiều với sức điện động và tác dụng từ trường tổng trong khe hở sinh ra lực F và mômen M kéo roto quay theo chiều từ trường quay. Điện năng đưa tới roto đã biến thành cơ năng trên trục nghĩa là máy điện làm việc trong chế độ động cơ. Những máy chỉ làm việc ở chế độ này khi n n1,khi đó chiều của từ trường quay quét qua dây dẫn sẽ có chiều ngược lại, sức điện động và dòng điện trong dây dẫn roto cũng đổi chiều nên chiều của mômen cũng ngược chiều quay của n1 nghĩa là ngược với chiều của roto nên đó là mômen hãm. Máy điện đã biên cơ năng tác dụng lên trục động cơ điện, GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 53
Giáo trình máy điện do động cơ sơ cấp kéo, thành điện năng cung cấp cho lưới điện nghĩa là máy điện làm việc ở chế độ máy phát điện. - Khi roto quay ngược với chiều từ trường quay thì chiều của sức điện động, dòng điện và cả mômen vẫn giống như lúc ở chế độ động cơ điện. Vì mômen sinh ra ngược với chiều quay của roto nên có tác dụng hạm roto đứng lại. Trong trường hợp này máy điện vừa lấy điện năng ở lưới điện vào vừa lấy cơ năng ở động cơ sơ cấp. Chế độ làm việc này gọi là chế độ hãm điện từ. Bài 3: Cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha 3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha 3.1.1 Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha: GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 54
Giáo trình máy điện *Cấu tạo của Stato GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 55
Giáo trình máy điện Cấu tạo của Stato (phần tĩnh): Gồm vỏ máy, có nắp chắn hai đầu để đỡ trục roto nhờ các ổ bi. Lõi thép Stato làm mạch từ, mặt trong có rãnh đặt dây. Dây quấn stato gồm 3 cuộn dây đặt lệch nhau *Cấu tạo của roto - Roto (phần quay): Do các lá thép kỹ thuật mỏng ghép lại. Mặt ngoài roto có rãnh đặt các thanh đồng hay nhôm, hai đầu được nối vào vành kim loại tạo thành roto lồng sóc. Ngoài ra còn có loại roto dây quấn (gọi là roto pha) 3.2 Nguyên lý làm việc Cho dòng điện xoay chiều ba pha vào dây quấn stato của động cơ thì trong lòng stato sẽ có từ trường quay GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 56
Giáo trình máy điện Từ trường quay biến thiên qua các khung dây kín của roto, làm xuất hiện trong đó các sđđ và dòng điện cảm ứng GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 57
Giáo trình máy điện Phương pháp thay đổi tốc độ của động cơ điện không đồng bộ ba pha kiểu roto dây quấn thông qua biến trở 3.3 Đặc điểm và các yêu cầu cơ bản bộ dây quấn động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha - D©y quÊn Stato ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu K§B ba pha gåm ba cuén d©y cè ®Þnh gièng hÖt nhau ®Æt lÖch nhau mét gãc 1200 trong kh«ng gian (mçi cuén t¬ng øng víi mét pha). Mçi cuén d©y gåm hai ®Çu d©y, ®Çu lång vµo tríc ®îc gäi lµ ®Çu ®Çu, ®Çu lång vµo sau ®îc gäi lµ ®Çu cuèi. Nh vËy, ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu K§B ba pha sÏ cã ba ®Çu ®Çu pha vµ ba ®Çu cuèi pha vµ nh vËy sÏ cã 6 ®Çu d©y ®îc ®a ra ngoµi ®Ó thùc hiÖn c¸c c¸ch ®Êu Y vµ . - C¸c cuén d©y ba pha ph¶i ®îc ®Æt trong lâi thÐp stato vµ r«to c¸ch nhau 1200 vµ 2400 ®é ®iÖn vÒ kh«ng gian. - C¸c ®iÖn trë mét chiÒu vµ c¶m kh¸ng cña c¸c cuén d©y pha ph¶i b»ng nhau. - Cuén d©y ph¶i cã c¸ch ®iÖn tin cËy gi÷a c¸c vßng d©y vµ gi÷a c¸c cuén d©y pha víi nhau vµ víi vá. - Cuén d©y kh«ng ®îc nãng qu¸ giíi h¹n cho phÐp khi phô t¶i ®Þnh møc, phÇn ®Çu cuén d©y cÇn cã h×nh d¹ng thÝch hîp. 3.3.1 §Æc ®iÓm cña cuén d©y stato ®éng c¬ ba pha Theo c¸ch ®Æt tæ bèi d©y vµo trong r·nh stato mµ chia d©y quÊn ®éng c¬ ra lo¹i xÕp ®¬n (mét líp) vµ l¹o xÕp kÐp (hai líp). Tuú theo h×nh d¹ng bèi d©y, ngêi ta chia ra tæ bèi d©y ®ång t©m vµ tæ bèi d©y ®ång khu«n. 3.3.1.1. Cuén d©y xÕp ®¬n kiÓu ®ång t©m - C¸c tæ bèi d©y cña d©y quÊn ®ång t©m cã thÓ ®Æt vµo r·nh víi phÇn ®Çu bèi d©y cña c¸c tæ bèi t¹o thµnh hai mÆt ph¼ng hay ba mÆt ph¼ng vµ ta cã d©y quÊn ®ång t©m hai mÆt ph¼ng hay ba mÆt ph¼ng. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 58
Giáo trình máy điện - Trong d©y quÊn kiÓu ®ång t©m, hai c¹nh cña mét bèi d©y cã thÓ ®ång thêi ®Æt v¶o r·nh mµ kh«ng trë ng¹i cho viÖc ®Æt c¸c bèi d©y kh¸c trong r·nh, nªn viÖc cho d©y vµo r·nh dÔ dµng, tèn Ýt thêi gian, c¸ch ®iÖn ®¬n gi¶n. - Nhîc ®iÓm cña d©y quÊn kiÓu nµy lµ: kh«ng thÓ lµm thµnh bíc ng¾n, do ®ã kh«ng thÓ triÖt tiªu ¶nh hëng cña sãng bËc cao, ®ång thêi phÇn ®Çu nèi d©y quÊn kh¸ dµi, tèn nhiÒu d©y ®ång h¬n; h¬n n÷a kÝch thíc cña c¸c bèi d©y kh¸c nhau nªn khu«n quÊn kh«ng gièng nhau. 3.3.1.2. Cuén d©y xÕp ®¬n kiÓu ®ång khu«n - KÝch thíc c¸c bèi d©y gièng nhau vµ cã thÓ lµm thµnh bíc ng¾n hoÆc bíc ®ñ (trong d©y quÊn mãc xÝch). - C¸c tæ bèi d©y ®îc lång vµo r·nh theo kiÓu tËp trung hoÆc ph©n t¸n (ph©n t¸n ®¬n gi¶n hoÆc mãc xÝch) KiÓu tËp trung: C¸c bèi d©y trong mét tæ bèi ®îc lång lÇn lît vµo r·nh theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh. KiÓu ph©n t¸n ®¬n gi¶n: C¸c bèi d©y trong mét tæ bèi ®îc t¸ch ra lµm hai phÇn vµ lång vµo r·nh nh nh÷ng tæ bèi riªng rÏ. KiÓu ph©n t¸n mãc xÝch: C¸c bèi d©y trong mét tæ bèi ®îc t¸ch ra lµm hai phÇn vµ lång vµo r·nh ®an xen vµo nhau (nh nh÷ng m¾t xÝch). - Bé d©y quÊn kiÓu ®ång khu«n xÕp ®¬n thêng ®îc chÕ t¹o víi c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt nhá díi 10KW. 3.3.1.3. Cuén d©y kiÓu ®ång khu«n xÕp kÐp - Cuén d©y xÕp kÐp lµ cuén d©y gåm c¸c bèi d©y cã mét c¹nh n»m ë nöa trªn cña r·nh, mét c¹nh n»m ë nöa díi cña mét r·nh kh¸c c¸ch nhau mét bíc bèi d©y (mçi r·nh cã hai c¹nh t¸c dông cña hai bèi d©y kh¸c nhau). - Cuén d©y xÕp kÐp cã thÓ lµm thµnh bíc ng¾n hoÆc bíc ®ñ: cuén d©y bíc ®ñ th× mçi r·nh cã hai c¹nh t¸c dông cña hai bèi d©y cïng mét pha, do ®ã, søc ®iÖn ®éng cña c¸c tæ bèi d©y cïng pha sÏ ®ång pha; cuén d©y bíc ng¾n kh¸c víi cuén d©y bíc ®ñ ë chç, c¸c c¹nh bèi d©y líp díi sÏ xª dÞch t¬ng ®èi víi líp trªn vµ sÏ cã mét sè r·nh chøa hai c¹nh bèi d©y kh«ng cïng mét pha. ¦u ®iÓm cña d©y quÊn bíc ng¾n lµ c¶i thiªn ®îc ®êng cong søc ®iÖn ®éng vµ tõ trêng do d©y quÊn sinh ra gÇn h×nh sin nhÊt; Ngoµi ra do rót ng¾n ®îc bíc bèi d©y nªn phÇn ®Çu nèi còng ®îc rót ng¾n, v× vËy tiÕt kiÓm ®îc ®ång. Nhîc ®iÓm cña d©y quÊn xÕp kÐp lµ khi lång vµo r·nh ph¶i ®Ó bèi chê, c¸c bèi chê chiÕm ph¹m vi mét bíc cùc, c¸c c¹nh trªn cña c¸c bèi chê g©y khã kh¨n cho viÖc lång c¸c bèi d©y sau cïng. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 59
Giáo trình máy điện Bài 4: Cơ sở thiết kế bộ dây quấn stato động cơ không đồng bộ 4.1 Khái niệm và các thông số cơ bản 4.1.1. Số cặp cực p: Được hình thành bởi một cuộc dây hay nhóm cuộc dây và được đấu dây sao cho khi có dòng điện đi qua sẽ tạo được các cặp cực N-S xen kẽ kế tiếp nhau trong cùng 1 pha. Khoảng cánh từ tâm cực từ này đến tâm cực từ kế tiếp được gọi là bước cực từ T. Bước từ T còn được hiểu là khoảng cách nhất định hay góc độ điện giữa pha A, pha B, pha C. Trong tính toán T được tính theo đơn vị rãnh và xác định bằng công thức: T = (rãnh) Trong đó: Z là tổng số rãnh được lập trên stato. 2. Cuộn dây: Có thể là 1 hoặc nhiều vòng, khi cuộn dây được bố trí trên stato thì chia làm các cạnh dây và các đầu dây (đầu ra, đầu vào). Bước dây quấn là khoảng cách giữa 2 cạnh dây của cuộn dây đang được bố trí trên stato và được tính theo đơn vị ranh, ký hiệu là y. So sánh bước dây quấn với bước cực từ, ta có: + Bước đủ: y = T + Bước ngắn: y T 3. Các thông số khác: - m : số pha của động cơ - a : số mạch nhánh song song trong máy - q : số rãnh tác động lên 1 cực 4. Nhóm cuộn dây Quấn dây trong máy điện nhìn chung có thể được thực hiện với 2 loại nhóm dây. - Nhóm cuộn dây đồng tâm - Nhóm cuộn dây đồng khuôn a. Nhóm cuộn dây đồng tâm: Nhóm cuộn dây đồng tâm được hình thành bởi nhiều cuộn dây có bước cuộn dây khác nhau và được mắc nối tiếp với nhau theo cùng một chiều GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 60
Giáo trình máy điện cuốn. Các cạnh dây của mỗi cuộn chiếm các rãnh kề cận nhau để tạo thành cực từ. Để tạo hình nhóm cuộn dây đồng tâm người ta quấn liên tiếp các dây dẫn theo cùng một chiều quấn lên trên một bộ khuôn có kích thước khác nhau và đặt đồng tâm trên cùng một bục quấn. Ưu điểm của cách quấn dây này là dễ lắp đặt cuộn dây vào stato nhưng có nhược điểm là các đầu cuộn dây choán chỗ nhiều hơn so với cách quấn khác. Dạng nhóm cuộn dây đồng tâm thường phổ biến trong các động cơ điện công suất nhỏ. b. Nhóm cuộn dây đồng khuôn: Nhóm cuộn dây này có bước của các cuộn dây đều bằng nhau nên chúng cũng có cùng một khuôn định hình. Các cuộn dây này được bố trí trên stato ở các rãnh kế tiếp nhau để tạo rãnh cực từ. Thông thường, bước cuộn dây trong nhóm cuộn dây đồng khuôn đều là bước ngắn nên có ưu điểm: ít tốn dây, thu gọn các đầu cuộn dây. Tuy nhiên để đạt yêu cầu thu gọn, các đầu cuộn dây í choán chỗ thì việc lắp bộ dây cuốn dạng này khó khăn hơn và tốn nhiều thờ gian hơn so với nhóm đồng tâm. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 61
Giáo trình máy điện 4.2 Cách đấu giữa các nhóm cuộn dây Khi thiết lập sơ đồ bộ dây quấn trên động cơ ba pha, các nhóm dây có thể đấu để tạo các từ cực thật hoặc các từ cực giá tuỳ theo sự bố trí của nhóm cuộn dây trong cùng 1 pha. 1. Đấu dây các nhóm tạo các từ cực thật: Trong cách đấu này các nhóm dây cùng 1 pha được bố trí sát nhau và nối dây giữa các nhóm sao cho dòng điện qua các nhóm tạo thành các cực từ N- S xen kẽ nhau. Đặc điểm của cách đấu này là số nhóm cuộn dây trong một pha bằng số cặp cực. Khi đấu dây có thể áp dụng nguyên tắc “đầu - đầu” “cuối – cuối”. 2. Đấu dây các nhóm tạo các từ cực giả: Khi muốn đấu dây tạo các cực từ giả tức là các cực từ cùng dấu, người ta phải bố trí các nhóm cuộn dây trong cùng 1 pha phải cách xa nhau ít nhất là 1 rãnh trống. Khi đấu dây áp dụng nguyên tắc “đầu – cuối” bằng cách nối đầu của nhóm này với cuối của nhóm kế tiếp. Đặc điểm của cách đấu này là số nhóm cuộn dây trong 1 pha bằng nửa số cặp cực và cách đấu này chỉ áp dụng khi 2p>2. Khi các cụm dây của cùng 1 pha nằm ở những vị trí khác nhau trên thân máy thì ta gọi đó là dây quấn tập trung. Nếu ta tách nhỏ các phần tử dây cuốn tập trung và rải đều trên thân máy thì ta sẽ có dây quấn phân tán. 4.3 Cách dựng sơ đồ dây quấn động cơ 3 pha * Muốn dựng sơ đồ dây quấn động cơ 3 pha, ta cần phải xác định các thông số cơ bản sau của stato: - Dạng dây quấn định thiết kế GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 62
Giáo trình máy điện - Tổng số rãnh Z của stato - Số cặp cực 2p và sự phân bố của day trên stato * Các bước thành lập: - Xác định bước cực từ: T = Z/2p - Tính số cạnh dây của mỗi cực, của mỗi pha: q = Z/3.2.p - Tiến hành dựng sơ đồ theo các bước: + Kẻ các đường song song và đánh số tương ứng với số rãnh của stato. + Trải số cạnh dây/cực/pha cho phân bố đều tại các trực cực từ và xác định chiều dòng điện theo chiều đầu vào. + Căn cứ vào dạng dây quấn định dựng vẽ các đầu cuộn dây nối liền các cạnh dây lại thành hình dạng nhóm cuộn và nối dây giữa các nhóm cuộn pha sao cho chiều dòng điện của cùng 1 bối trên các cạnh dây kế tiếp không được ngược chiều nhau. + Dựa vào độ lệch pha ∝ = Z/3p xác định rãnh khởi đầu của pha B và vẽ tương tự. + Cuối cùng vẽ pha C tương tự pha B và cách pha B độ lệch pha ∝ . * Các ví dụ: (1). Thành lập sơ đồ dây quấn đồng đồng khuôn phân tán 1 lớp có: Z = 24 ; 2p = 4 ; y = 6 ; q = 2 (2). Thành lập sơ đồ dây quấn đồng tâm tập trung 1 lớp có: Z = 36 ; 2p = 4 ; y = 9 ; q = 3 Sơ đồ dây quấn đồng khuôn phân tán một lớp: Z = 24 ; 2p = 4 ; y = 5 ; q = 2 4.4 Phương pháp lấy mẫu bộ dây quấn stato động cơ ba pha Tr×nh tù c¸c bíc lÊy mÉu bé d©y quÊn stato ®éng c¬ ba pha: Ghi l¹i c¸c th«ng sè ban ®Çu: c«ng suÊt, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, tèc ®é quay . VÏ s¬ ®å d©y quÊn: GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 63
Giáo trình máy điện Bé d©y quÊn stato ®éng c¬ ba pha gåm cã ba cuén d©y gièng hÖt nhau, v× vËy ta chØ cÇn ph©n biÖt ®©u lµ ®Çu ®Çu pha, ®©u lµ ®Çu cuèi pha vµ ®©u lµ nh÷ng mèi d©y chung vµ t×m c¸ch ghi nhí chóng b»ng mµu s¾c vá d©y, b»ng nót th¾t hoÆc x©u giÊy. Sau ®ã míi thùc hiÖn vÏ s¬ ®å bé d©y quÊn. - Ph¶i dïng s¬ ®å trßn ®Ó vÏ l¹i cÊu t¹o èng d©y. CÇn ph¶i vÏ chi tiÕt ®Õn tõng bèi d©y ®Ó sau nµy cã c¨n cø mµ lång d©y l¹i nh cò. - TiÕp ®Õn, ph¶i dïng s¬ ®å ngang ®Ó vÏ l¹i s¬ ®å ®Êu d©y, vÏ tõ ba ®Çu d©y ®Êu vµo ba d©y pha cña líi ®iÖn ba pha bªn ngoµi vÏ ®i. Th¸o rì èng d©y vµ lÊy sè liÖu: §éng c¬ ba pha, lâi thÐp còng ®Òu lµ lâi thÐp cùc Èn nªn khe miÖng r·nh rÊt hÑp, h¬n n÷a, c¸c bèi d©y thêng ®îc tÈm s¬n rÊt ch¾c ch¾n, v× vËy viÖc th¸o rì ph¶i theo tr×nh tù sau: Tríc hÕt ph¶i dïng ca s¾t c¾t côt c¸c ®Çu nèi vÒ mét phÝa cña c¸c bèi d©y. C¸c m¶nh ®Çu nèi ®îc c¾t ra cÇn ph¶i gi÷ l¹i ®Ó lÊy sè liÖu. TiÕp ®Õn tèng cho c¸c nªm gi÷ d©y trît ra khái c¸c r·nh, sau ®ã, dïng tu«cn¬vit hoÆc que s¾t, bÈy cho phÇn cßn l¹i cña c¸c bèi d©y tôt sang phÝa èng d©y cha bÞ c¾t. §èi víi nh÷ng ®éng c¬ lín, cã thÓ dïng bóa hoÆc ®ét, ®Æt cho s¬n c¸ch ®iÖn bong ra råi th¸o dÇn c¸c vßng d©y ra khái r·nh. Khi lÊy sè liÖu, nªn gâ nhÑ lªn c¸c m¶nh ®Çu nèi ®· c¾t ë trªn cho s¬n c¸ch ®iÖn bong ra, dùa vµo mµu men vµ cì d©y, ta ®Õm ®îc sè vßng d©y quÊn cho tõng bèi cña c¸c cuén d©y. §Ó tr¸nh nhÇm lÉn, nªn lÊy sè liÖu ë ba m¶nh ®Çu nèi kh¸c nhau. Sè liÖu chÝnh thøc sÏ ®îc lÊy ë m¶nh cã sè liÖu trung b×nh. 4.5 Phương pháp vẽ sơ đồ bộ dây quấn stato động cơ ba pha 4.5.1. Ph¬ng ph¸p vÏ s¬ ®å bé d©y quÊn stato ®éng c¬ ba pha kiÓu ®ång t©m xÕp ®¬n. a) C¸c th«ng sè c¬ b¶n ®Ó thµnh lËp s¬ ®å bé d©y quÊn stato ®éng c¬ ba pha - Sè r·nh cña lâi thÐp stato, kÝ hiÖu Z1 - Sè pha, m (m = 3) - Sè ®«i cùc, 2p - Sè m¹ch nh¸nh song song, a - Sè vßng d©y cña mét pha, w - Bíc cùc  - Bíc cña bèi d©y, kÝ hiÖu lµ y - Sè r·nh øng víi mçi cùc cña mçi pha, kÝ hiÖu lµ q Trong cuén d©y ba pha, c¸c r·nh n»m trong mét cùc ®îc chia lµm ba phÇn, mçi phÇn t¬ng øng víi mét pha, t¹o thµnh mét “nhãm cùc – pha” díi mét cùc. VËy, GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 64
Giáo trình máy điện díi mçi cùc cã ba nhãm cùc – pha. Ngîc l¹i, øng víi mét pha díi mét cùc chØ cã mét nhãm cùc – pha (cßn gäi lµ nhãm bèi d©y hay tæ bèi d©y). b)Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n vÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn ®éng c¬ ba pha kiÓu ®ång t©m xÕp ®¬n: Ph¬ng ph¸p vÏ t¬ng tù nh ®èi víi d©y quÊn ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn, vµ tríc tiªn ta còng ph¶i ®i tÝnh c¸c th«ng sè: Z - Bíc cùc:  2 p Z - Sè r·nh øng víi mçi cùc cña mçi pha: q 2 p.m - Gãc lÖch pha: v× trong d©y quÊn ®éng c¬ ba pha, c¸c cuén d©y pha ®îc ®Æt lÖch nhau trong kh«ng gian mét gãc 1200 ®iÖn, nªn gãc lÖch pha ®îc tÝnh theo c«ng thøc: Z 3p C¸c bíc lËp s¬ ®å: B1: KÎ c¸c ®o¹n th¼ng song song c¸ch ®Òu nhau øng víi sè r·nh Z vµ ®¸nh sè tõ 1  Z. B2: C¨n cø vµo bíc cùc  biÓu thÞ qua sè r·nh ®Ó ph©n ra c¸c cùc tõ trªn Stato. B3: Trong vïng mçi cùc tõ , c¨n cø vµo sè r·nh mµ mçi pha chiÕm, ta thùc hiªn theo quy t¾c lÇn lît: qA – qC – qB. C¸c bíc cùc tiÕp theo còng thùc hiÖn t¬ng tù nh vËy cho ®Õn hÕt. B4: X¸c ®Þnh dÊu cùc tõ b»ng c¸ch ghi chiÒu mòi tªn lªn c¸c c¹nh t¸c dông, sao cho c¸c cùc tõ liªn tiÕp ph¶i tr¸i dÊu nhau. B5: C¨n cø vµo sè c¸c tæ bèi d©y trong mçi pha (pha A) vµ c¸ch ®Êu c¸c ®Çu nèi (®ång t©m) ta kÎ c¸c ®êng nèi liÒn c¸c c¹nh t¸c dông ®Ó h×nh thµnh c¸c tæ bèi d©y pha ®ã (pha A). §Êu d©y gi÷a c¸c tæ bèi d©y trong cïng pha A sao cho khi dßng ®iÖn ch¹y trong c¸c tæ bèi d©y kh«ng lµm thay ®æi chiÒu dßng ®iÖn ta ®· v¹ch. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 65
Giáo trình máy điện Z B6: C¨n cø vµo gãc lÖch pha (tÝnh theo r·nh ) ®Ó x¸c ®Þnh r·nh 3p khëi ®Çu pha kÕ tiÕp (pha B). TiÕn hµnh vÏ pha B råi vÏ pha C t¬ng tù nh ®· vÏ pha A. B7: KiÓm tra l¹i toµn bé c¸c cuén d©y pha víi c¸ch ®Êu tõng cuén sao cho c¸c cùc tõ liªn tiÕp ph¶i tr¸i dÊu nhau. Bíc nµy cÇn lu ý lµ t¹i mét thêi ®iÓm bÊt kú, sÏ cã hai pha dßng ®iÖn ch¹y tõ ®Çu ®Çu (A, B, C) ®Õn ®Çu cuèi (X, Y, Z), cßn dßng ®iÖn ë pha thø ba sÏ ®i tõ ®Çu cuèi ®Õn ®Çu ®Çu. VÝ dô: VÏ s¬ ®å tr¶i mét líp (xÕp ®¬n) bé d©y quÊn stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha cã Z = 24, 2p = 4, d©y quÊn ®ång t©m xÕp ®¬n. TÝnh to¸n mét vµi th«ng sè: - Bíc cùc: Z 24  6 (r·nh) 2 p 4 - Sè r·nh øng víi mçi cùc cña mçi pha: Z 24 q 2 (r·nh) 2 p.m 4.3 - Sè tæ bèi d©y trong mét pha: n p 2 - Sè tæ bèi d©y trong c¶ m¸y: n 3p 6 - Gãc lÖch pha: Z 24 4 (r·nh) 3p 3.2 C¸c bíc vÏ s¬ ®å: B1: KÎ 24 ®o¹n th¼ng song song c¸ch ®Òu nhau vµ®¸nh sè tõ 1  24 (h×nh 3.1). GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 66
Giáo trình máy điện B2: C¨n cø vµo bíc cùc  = 6 r·nh, chia 24 r·nh thµnh 4 bíc cùc, mçi bíc chiÕm 6 r·nh. B3: Trong mçi bíc cùc tõ , pha A chiÕm 2 r·nh, tiÕp theo pha C chiÕm hai r·nh vµ pha B chiÕm hai. Ta thùc hiÖn theo quy t¾c lÇn lît lµ: qA – qC – qB. Vµ cø thùc hiÖn nh vËy víi c¸c bíc cùc kh¸c cho ®Õn hÕt. B4: X¸c ®Þnh dÊu cùc tõ: ghi chiÒu mòi tªn lªn c¸c c¹nh t¸c dông, sao cho c¸c cùc tõ liªn tiÕp ph¶i tr¸i dÊu nhau.      1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 qA qC qB qA qC qB qA qC qB qA qC qB Tr×nh tù thùc hiÖn tõ bíc 1 ®Õn bíc 4 cho ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4,  = 6 B5: Ta vÏ cho pha A: Mçi tæ bèi d©y cã q = 2bèi, sè tæ bèi trong mét pha lµ n = 2. Mçi bèi d©y cã hai c¹nh t¸c dông ë hai cùc tõ liªn tiÕp tr¸i dÊu nhau. Nèi d©y gi÷a c¸c tæ bèi d©y trong cuén d©y pha A sao cho khi cã dßng ®iÖn ch¹y trong tæ bèi d©y kh«ng lµm ®æi chiÒu ®· x¸c ®Þnh tríc (h×nh 3.2). GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 67
Giáo trình máy điện      1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 A X H×nh 3.2. Tr×nh tù bíc 5 thùc hiÖn cho pha A cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha mét líp liÓu ®ång t©m víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4,  = 6 B6: C¨n cø vµo gãc lÖch pha = 4r·nh, ta x¸c ®Þnh ®îc r·nh khëi ®Çu cña pha B, tøc lµ ®Çu ®Çu pha B vµo r·nh 1 + 4 = 5. C¸ch vÏ cho pha B còng t¬ng tù nh pha A. R·nh khëi ®Çu cña pha C lÖch so víi r·nh khëi ®Çu cña pha B lµ = 4, tøc lµ vµo r·nh thø 5 + 4 = 9 (h×nh 3.3). GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 68
Giáo trình máy điện      1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 A Z B C X Y H×nh 3.3. S¬ ®å d©y quÊn mét líp liÓu ®ång t©m cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4, q = 2 4.5.2. Ph¬ng ph¸p vÏ s¬ ®å bé d©y quÊn stato ®éng c¬ ba pha kiÓu ®ång khu«n xÕp ®¬n. Ph¬ng ph¸p vÏ t¬ng tù nh ®èi víi d©y quÊn ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn, vµ tríc tiªn ta còng ph¶i ®i tÝnh c¸c th«ng sè: Z - Bíc cùc:  2 p Z - Sè r·nh øng víi mçi cùc cña mçi pha: q 2 p.m - Gãc lÖch pha: v× trong d©y quÊn ®éng c¬ ba pha, c¸c cuén d©y pha ®îc ®Æt lÖch nhau trong kh«ng gian mét gãc 1200 ®iÖn, nªn gãc lÖch pha ®îc tÝnh theo c«ng thøc: Z 3p GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 69
Giáo trình máy điện VÝ dô: VÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha cã Z = 24, 2p = 4, d©y quÊn ®ång khu«n xÕp ®¬n kiÓu tËp trung. TÝnh to¸n mét vµi th«ng sè: - Bíc cùc: Z 24  6 (r·nh) 2 p 4 - Sè r·nh øng víi mçi cùc cña mçi pha: Z 24 q 2 (r·nh) 2 p.m 4.3 - Sè tæ bèi d©y trong mét pha: n p 2 - Sè tæ bèi d©y trong c¶ m¸y: n 3p 6 - Gãc lÖch pha: Z 24 4 (r·nh) 3p 3.2 C¸c bíc vÏ s¬ ®å: B1: KÎ 24 ®o¹n th¼ng song song c¸ch ®Òu nhau vµ ®¸nh sè tõ 1  24 (h×nh 3.4). B2: C¨n cø vµo bíc cùc  = 6 r·nh, chia 24 r·nh thµnh 4 bíc cùc, mçi bíc chiÕm 6 r·nh. B3: Trong mçi bíc cùc tõ , pha A chiÕm 2 r·nh, tiÕp theo pha C chiÕm hai r·nh vµ pha B chiÕm hai. Ta thùc hiÖn theo quy t¾c lÇn lît lµ: qA – qC – qB. Vµ cø thùc hiÖn nh vËy víi c¸c bíc cùc kh¸c cho ®Õn hÕt. B4: X¸c ®Þnh dÊu cùc tõ: ghi chiÒu mòi tªn lªn c¸c c¹nh t¸c dông, sao cho c¸c cùc tõ liªn tiÕp ph¶i tr¸i dÊu nhau. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 70
Giáo trình máy điện      1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 qA qC qB qA qC qB qA qC qB qA qC qB H×nh 3.4. Tr×nh tù thùc hiÖn tõ bíc 1 ®Õn bíc 4 cho ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4,  = 6 B5: Ta vÏ cho pha A: Mçi tæ bèi d©y cã q = 2bèi, sè tæ bèi trong mét pha lµ n = 2. Mçi bèi d©y cã hai c¹nh t¸c dông ë hai cùc tõ liªn tiÕp tr¸i dÊu nhau. Nèi d©y gi÷a c¸c tæ bèi d©y trong cuén d©y pha A sao cho khi cã dßng ®iÖn ch¹y trong tæ bèi d©y kh«ng lµm ®æi chiÒu ®· x¸c ®Þnh tríc (h×nh 3.5).      1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 A X GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 71
Giáo trình máy điện H×nh 3.5. Tr×nh tù bíc 5 thùc hiÖn cho pha A cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha mét líp liÓu ®ång khu«n xÕp ®¬n víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4,  = 6 B6: C¨n cø vµo gãc lÖch pha = 4r·nh, ta x¸c ®Þnh ®îc r·nh khëi ®Çu cña pha B, tøc lµ ®Çu ®Çu pha B vµo r·nh 1 + 4 = 5. C¸ch vÏ cho pha B còng t¬ng tù nh pha A. R·nh khëi ®Çu cña pha C lÖch so víi r·nh khëi ®Çu cña pha B lµ = 4, tøc lµ vµo r·nh thø 5 + 4 = 9 (h×nh 3.6).      1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 A Z B C X Y H×nh 3.6. S¬ ®å d©y quÊn mét líp liÓu ®ång khu«n tËp trung cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4, q = 2 GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 72
Giáo trình máy điện * Còng c¸ch lËp luËn t¬ng tù, ta cã thÓ vÏ ®îc s¬ ®å quÊn d©y ®ång khu«n m¾t xÝch (h×nh 3.7).      1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 19 1 23 5 A Z B C X Y H×nh 3.7. S¬ ®å d©y quÊn mét líp liÓu ®ång khu«n m¾t xÝch cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4, q = 2 4.5.3. Ph¬ng ph¸p vÏ s¬ ®å bé d©y quÊn stato ®éng c¬ ba pha kiÓu ®ång khu«n xÕp kÐp. Tríc hÕt, ta còng ®i tÝnh mét vµi th«ng sè nh d©y quÊn xÕp ®¬n, sau ®ã tiÕn hµnh c¸ch vÏ nh sau: Pha A: Tæ 1: Bèi 1: {1  (y + 1)’} Bèi 2: {2  (y + 2)’} GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 73
Giáo trình máy điện . Bèi n: {n  (y + n)’} Tæ 2: Bèi 1: {(1 + )  (1 +  + y)’} Bèi 2: {(1 + ) + 1  {(1 +  + y) + 1}’} . Bèi n: {(1 + ) + (n - 1)  {(1 +  + y) + (n - 1)}’} Tæ n - Bèi n: {{1 + ( n - 1) + (n - 1) {1 + (n - 1) + y + ( n - 1)}’} Pha B: Tæ 1: Bèi 1: {(1 + )  (1 + + y)’} Bèi 2: {(1 + ) + 1  {(1 + + y) + 1}’} . Bèi n: {(1 + ) + ( n - 1)  {(1 + + y) + (n - 1)}’} Tæ 2: Bèi 1: {(1 + + )  (1 + +  + y)’} Bèi 2: {(1 + + ) + 1  {(1 + +  + y) + 1}’} . Bèi n: {(1 + + ) + (n - 1)  {(1 + +  + y) + (n - 2)}’} Tæ n - Bèi n: {(1 + ) + (n - 1) + (n - 1)  {(1+ ) + (n-1) + y + (n - 1)}’} GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 74
Giáo trình máy điện Pha C: Tæ 1: Bèi 1: {(1 + + ) = (1 + 2 )  (1 + 2 +y)’} Bèi 2: {(1 + 2 ) + 1  {(1 + 2 + y) + 1}’} . Bèi n: {(1 + 2 ) + (n - 1)  {(1 + 2 + y) + (n - 1)}’} Tæ 2: Bèi 1: {(1 + 2 + )  (1 + 2 +  + y)’} Bèi 2: {(1 + 2 + ) + 1  {(1 + 2 +  + y) + 1}’} . Bèi n: {(1 + 2 + ) + (n – 1)  {(1 + 2 +  + y) + 1}’} Tæ n: Bèi n: {(1 + 2 ) + (n-1) + (n-1)  {(1 + 2 ) + (n - 1) + y + (n - 1)}’} VÝ dô: VÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn ®éng c¬ kh«ng ®ång ba pha co Z = 24, 2p = 4, bíc ®ñ. * TÝnh c¸c th«ng sè cÇn thiÕt: -Bíc cùc: Z 24  6 (r·nh) 2 p 4 - Sè bèi d©y trong mét tæ bèi: Z 24 q 2 (r·nh) 2 p.m 4.3 - Sè tæ bèi d©y trong mét pha: n=2p=4 GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 75
Giáo trình máy điện - Sè tæ bèi d©y trong c¶ m¸y: 3n = 3.2p = 12 - X¸c ®Þnh sè bíc bèi d©y:Bíc ®ñ: y =  = 6 (r·nh) - Gãc lÖch pha: Z 24 4 (r·nh) 3p 3.2 * Thùc hiÖn vÏ s¬ ®å: Pha A: Tæ 1: Bèi 1: {1  (y + 1)’ = 7’} Bèi 2: {2  (y + 2)’ = 8’} Tæ 2: Bèi 1: {(1 + ) = 7  (1 +  + y)’ = 13’} Bèi 2: {(1 + ) + 1 = 8  [(1 +  + y) + 1]’=14’} Tæ 3: Bèi 1: {(1 +  + ) = (1 + 2) = 13  [(1 + 2 + y)]’ = 19’} Bèi 2: {[(1 + 2) + 1] = 14  [(1 + 2 + y) + 1]’ = 20’} Tæ 4: Bèi 1: {(1 +  +  + ) = (1 + 3) = 19  [(1 + 3 + y]’ = 1’} Bèi 2: {[(1 + 3) + 1] = 20  {(1 + 3 + y) + 1]’ = 2’} Pha B: Tæ 1: Bèi 1: {(1 + ) = 5  [(1 + ) + y]’ = 11’} Bèi 2: {[(1 + ) + 1] = 6  [(1 + + y) + 1]’ = 12’} Tæ 2: Bèi 1: {(1 + + ) = 11  [(1 + + ) + y]’ = 17’} Bèi 2: {[(1 + + ) + 1] = 12  [(1 + +  + y) + 1]’=18’} Tæ 3: Bèi 1: {[(1 + ) + 2] = 17  [(1 + + 2) + y]’ = 23’} Bèi 2: {[(1 + + 2) + 1] = 18  {(1 + + 2 + y) + 1]’ = 24’} Tæ 4: Bèi 1: {[(1 + ) + 3] = 23  [(1 + + 3) + y]’ = 5’} Bèi 2: {[(1 + + 3) + 1] = 24  [(1 + + 3) + 1]’ = 6’} GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 76
Giáo trình máy điện Pha C: Tæ 1: Bèi 1: {(1 + + ) = (1 + 2 ) = 9  [(1 + 2 ) + y]’ = 15’} Bèi 2: {[(1 + 2 ) +1] = 10  [(1 + 2 + y) + 1]’ = 16’} Tæ 2: Bèi 1: {[(1 + 2 ) + ] = 15  [(1 + 2 + ) + y’] = 21’} Bèi 2: {[(1 + 2 + ) + 1 = 16  [(1 + 2 +  + y) + 1]’ = 22’} Tæ 3: Bèi 1: {(1 + 2 + 2) = 21  [(1 + 2 + 2) + y]’ = 3’} Bèi 2: {[(1 + 2 + 2) + 1] = 22  [(1 + 2 + 2 + y) + 1]’ = 4’} Tæ 4: Bèi 1: {(1 + 2 + 3) = 3  [(1 + 2 + 3) + y]’ = 9’} Bèi 2: {[(1 + 2 + 3) + 1] = 4  [(1 + 2 + 3 + y) + 1]’ = 10’}      1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 19 1 23 5 A Z B C X Y H×nh 3.8. S¬ ®å d©y quÊn hai líp kiÓu ®ång khu«n cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4, d©y quÊn bíc ®ñ GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 77
Giáo trình máy điện      1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 19 1 23 5 A Z B C X Y H×nh 3.9. S¬ ®å d©y quÊn hai líp kiÓu ®ång khu«n cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha víi c¸c th«ng sè Z = 24, 2p = 4, d©y quÊn bíc ng¾n ( =5/6) Bµi tËp 1) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn stato ®éng c¬ ba pha cã c¸c th«ng sè sau: Z = 12, 2p = 2 víi c¸c kiÓu d©y quÊn: ®ång t©m xÕp ®¬n (mét mÆt ph¼ng vµ ba mÆt ph¼ng), ®ång khu«n xÕp ®¬n (tËp trung vµ ph©n t¸n), ®ång khu«n xÕp kÐp (bíc ®ñ vµ bíc ng¾n). 2) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn stato ®éng c¬ ba pha cã c¸c th«ng sè sau: Z = 24, 2p = 4 víi c¸c kiÓu d©y quÊn: ®ång t©m xÕp ®¬n (mét mÆt ph¼ng, hai mÆt ph¼ng vµ ba mÆt ph¼ng), ®ång khu«n xÕp ®¬n (tËp trung vµ ph©n t¸n), ®ång khu«n xÕp kÐp (bíc ®ñ vµ bíc ng¾n). 3) VÏ s¬ ®å bé d©y quÊn stato ®éng c¬ ba pha cã c¸c th«ng sè sau: Z = 36, 2p = 4 víi c¸c kiÓu d©y quÊn: ®ång t©m xÕp ®¬n (mét mÆt ph¼ng, hai mÆt ph¼ng vµ ba mÆt ph¼ng), ®ång khu«n xÕp ®¬n (tËp trung vµ ph©n t¸n), ®ång khu«n xÕp kÐp (bíc ®ñ vµ bíc ng¾n). 5 Lµm bé khu«n quÊn d©y ®éng c¬ ba pha kiÓu ®ång t©m. C¸ch lµm t¬ng tù nh ®èi víi bé khu«n quÊn ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 78
Giáo trình máy điện 6 QuÊn cuén d©y C¸ch quÊn còng t¬ng tù nh ®èi víi c¸ch quÊn cuén d©y ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn. Bµi tËp 4) Lµm c¸c bé khu«n quÊn v¹n n¨ng ®ång t©m theo kÝch thíc cho tríc. 5) QuÊn c¸c cuén d©y ®ång t©m b»ng khu«n quÊn v¹n n¨ng. 7 Lµm c¸ch ®iÖn r·nh - KÕt cÊu c¸ch ®iÖn r·nh trong ®éng c¬ ba pha ®èi víi d©y quÊn xÕp ®¬n(h×nh 3.10) vµ d©y quÊn xÕp kÐp (h×nh 3.11). 3 2 1 H×nh 3.11. KÕt cÊu c¸ch ®iÖn r·nh stato H×nh 3.10. KÕt cÊu c¸ch ®iÖn r·nh stato ®éng c¬ ba pha d©y quÊn xÕp kÐp ®éng c¬ ba pha d©y quÊn xÕp ®¬n 1 - B×a lãt r·nh, 2 – B×a óp, 3 – Nªm gç C¸ch lµm c¸ch ®iÖn còng t¬ng tù nh c¸ch lµm c¸ch ®iÖn r·nh ®éng c¬ mét pha. Tuy nhiªn, v× ®éng c¬ ba pha thêng cã cã suÊt lín h¬n vµ cÊp ®iÖn ¸p sö dông còng lín h¬n nªn vËt liÖu c¸ch ®iÖn còng ph¶i cã cÊp c¸ch ®iÖn cao h¬n. 8 Lång ®Êu d©y GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 79
Giáo trình máy điện - §èi víi tæ bèi d©y kiÓu ®ång t©m th× lu«n lång bèi nhá tríc, bèi to sau. - Bé d©y quÊn ®ång t©m mét mÆt ph¼ng: tÊt c¶ nöa tæ bèi d©y n»m ë trªn vµ nöa tæ bèi d©y kia n»m ë díi cña nöa tæ bèi d©y kÕ tiÕp cña pha kh¸c. C¸ch lång: tríc tiªn lång phÇn nöa tæ bèi d©y phÝa díi theo thø tù bèi d©y cã kÝch thíc nhá nhÊt ®Õn to nhÊt, cßn nöa tæ bèi kia ®Ó chê, råi lång tiÕp nöa tæ bèi d©y kh¸c ®Ì lªn phÝa trªn (phÇn ®Çu cuén d©y), cø nh vËy xen kÏ nhau cho ®Õn tæ bèi cuèi cïng. Sau khi lång sßng nöa phÇn trªn th× lËt phÇn nöa ®Ó chê cña tæ bèi d©y ®Çu tiªn lªn råi lång nèt phÇn nöa n»m díi cña tæ bèi d©y cuèi cïng, sau ®ã míi lång phÇn nöa ®Çu tiªn cña tæ bèi d©y ®Çu tiªn. §Æc ®iÓm cña lo¹i nµy lµ sù s¾p xÕp cña hai ®Çu bé d©y ®Òu, ®Ñpnhng khã lång h¬n. - Bé d©y quÊn ®ång t©m hai mÆt ph¼ng: mét sè tæ bèi d©y mµ c¶ hai nöa ®Òu n»m ë díi vµ mét sè tæ c¶ hai nöa ®Òu n»m ë trªn. C¸ch lång: khi lång tæ bèi d©y thø nhÊt th× lång ngay c¶ hai nöa mµ kh«ng ph¶i ®Ó chê. Nh vËy cø liªn tiÕp lång hÕt sè tæ bèi d©y n»m phÝa díi, råi sau ®ã lång ®Õn c¸c nhãm lång phÝa trªn. - Bé d©y quÊn ®ång t©m ba mÆt ph¼ng: lång lÇn lît hÕt pha thø nhÊt råi ®Õn pha thø hai, pha thø ba. C«ng t¸c chuÈn bÞ vµ yªu cÇu c¸c bíc lång d©y còng t¬ng tù nh ®èi víi ®éng c¬ mét pha tô ®iÖn. - §èi víi tæ bèi d©y ®ång khu«n xÕp ®¬n th× c¸ch lång t¬ng tù nh lång tæ bèi d©y ®ång t©m xÕp ®¬n mét mÆt ph¼ng. §èi víi cuén d©y xÕp kÐp th× c¸ch lång nh sau: - Tríc hÕt ta ph¶i ®Õm kho¶ng c¸ch chê: trong d©y quÊn xÕp kÐp sè c¸c r·nh ph¶i chê lµ mét bíc cùc hay (y -1)r·nh - ®ã lµ c¸c r·nh n»m ë líp trªn (vÝ dô: nÕu kho¶ng c¸ch lång d©y cña 1 bèi lµ 1  7, th× kho¶ng c¸ch chê lµ 6 r·nh). - Sau ®ã ta tiÕn hµnh lång lÇn lît c¶ hai c¹nh cña c¸c bèi d©y cho ®Õn r·nh chê cuèi cïng råi h¹ c¸c r·nh chê xuèng (vÝ dô: sau khi ®· x¸c ®Þnh ®îc c¸c r·nh chê lµ 1  6, ta lÇn lît h¹ d©y xuèng c¸c r·nh 7’-8’-9’-10’-11’-12’-7- 13’-8-14’-9-15’ 6’, råi h¹ lèt c¸c c¹nh 1-2-3-4-5-6). Chó ý: trong qu¸ trÝnh lång nh trªn nhng vÉn ph¶i chó ý ®Õn c¸c bèi d©y cña tõng tæ bèi cña tõng pha sao cho khái nhÇm lÉn. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 80
Giáo trình máy điện CHƯƠNG II: THỰC HÀNH QUẤN ĐỘNG CƠ BA PHA Bài 1. Tháo lắp bảo dưỡng máy điện cảm ứng từ ba pha. 1.1 Những yêu cầu khi sử dụng tháo lắp máy điện 1.1.1 Mục đích sử dụng dụng cụ - Tránh những hỏng hóc và nâng cao tuổi thọ cho thiết bị. - Không làm hỏng hoặc biến dạng các chi tiết được tháo lắp. - Rút ngắn được thười gian, thao tác công việc - Tránh được những tai nạn lao động 1.1.2 Bố trí dụng cụ hợp lý Khi sử dụng trang thiết bị người thợ cần tuân thủ nguyên tắc sau: - Chỉ đặt trang thiết bị cần thiết cho công việc được giao tại vị trí là việc - Bố trí sắp đặt các dụng cụ phải thuận lợi nhất cho công việc lắp ráp - Các dụng cụ phải được cố định theo trình tự trên bàn hoặc trên giá bảo đảm dễ tìm, dễ thấy, dễ lấy. 1.1.3 Bảo quản dụng cụ - Cất dụng cụ không dùng một cách thích hợp và ngăn lắp - Luôn giữ cho sàn làm việc sạch sẽ, vệ sinh công nghiệp - Tham khảo ý kiến cấp trên khi thiết bị bị hỏng hoặc thất lạc 1.1.4 Sử dụng dụng cụ một cách an toàn Trong quá trình tháo lắp chúng ta phải sử dụng dụng cụ một cách an toàn và thích hợp là một điều rất quan trọng. Sau đây là những quy định an toàn khi sử dụng dụng cụ. - Luôn mang kính bảo hộ khi sử dụng đục, búa hoặc các dụng cụ cắt - Luôn mang đồ bảo vệ tai khi tiếng ồn vượt quá mức cho phép - Mặc đồ bảo vệ lao động một cách gon gàng - Dùng đúng loại dụng cụ cho từng công việc - Giữ cho dụng cụ luôn sắc và không bị biến dạng, giữ sạch các dụng cụ - Tay cầm của búa, tuốcnơvít và các loại tay cầm bọc nhựa thông thường không được thiết kế để sử dụng như vật cách điện vì vậy không dùng để tháo lắp những vật có điện. - Không dùng bất cứ loại dụng cụ lao động nào làm búa, trừ trường hợp chúng được thiết kế với chức năng đó. - Không được dùng ống nối hoặc các thanh tương tự để tăng lực đòn bẩy của clê, mỏlết. - Không dùng búa đóng vào clê, mỏlết. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 81
Giáo trình máy điện - Nên sử dụng kìm giữ mũi đục nếu có thể - Không kéo tủ dụng cụ khi di chuyển mà phải đẩy nó trước mặt - Trước khi di chuyển tủ phải đóng lắp khóa ngăn cửa. - Không được mở hơn 1 ngăn tủ đựng dụng cụ cùng một lúc. Đóng lại một ngăn trước khi mở ngăn khác. Mở nhiều ngăn tủ cùng một lúc có thể làm lật tủ. - Cài khóa bánh xe sau khi tủ đã được định vị tại nơi là việc - Không cho người không có trách nhiệm đứng nhìn vượt quá nơi an toàn phạm vi là việc. 1.2 Tháo lắp bảo dưỡng động cơ điện. Trình tự tháo lắp máy điện. Bước 1: Tháo động cơ ra khỏ máy sản xuất và các bộ phận truyền động Bước 2: Vệ sinh ngoài động cơ - Dùng bàn chải hoặc máy nén khí để là sạch bụi bẩn, dầu mỡ ở thân động cơ và các bộ phận khác. Bước 3: Tháo buli ra khỏi động cơ Sử dụng van 2 càng, 3 càng hoặc dùng bàn ép thủy lực ép cho puli ra khỏ trục động cơ Bước 4: Tháo lắp che cánh quạt Bước 5: Tháo lắp mỡ (bộ phận che ổ bi ngoài với vòng bi cầu) của mặt trước động cơ Chú ý: Đánh dấu vị trí bulông, nắp mỡ trước, sau, trong, ngoài Bước 6: Tháo bulông của nắp trước, nắp sau của động cơ Dùng tuốcnơvít hoặc clê, morlết tháo bulông, êcu tháo nắp trước, nắp sau. Khi tháo phả nới đều, đối xứng các bulông, êcu. Sau cùng dùng búa cao su hoặc miếng gỗ, tông với búa nguội hoặc búa nguội và mảnh vải đậy đóng vào trục của động cơ. Bước 7: Rút rôto và nắp sau ra khỏi Stato Lót giấy cách điện hoặc phần bìa lên phần đầu của bộ dây. Dùng Palăng, cầu trục đưa rôto và lắp ra khỏi Stato. Tránh làm xây sát (hỏng cách điện bộ dây quấn) GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 82
Giáo trình máy điện Chú ý: Nếu động cơ có chổi than thì phải lấy chổi than ra khỏi hộp chổi than trước. Với máy điện một chiều thì phải đánh dấu đường trung tính hình học của chổi than trên vành đỡ, giá chổi than và náp cố định. Để khi lắp khỏ bị nhầm lẫn. Khi lắp động cơ thì thực hiện ngược lại. 1.3 Bảo dưỡng động cơ Tùy theo tình trạng của động cơ, khi bảo dưỡng ta cần tiến hành các công việc kiểm tra định tình trạng của động cơ để có biện pháp xử lý phù hợp. Bảo đảm động cơ làm việc lâu dài, hiệu quả. Bài 2: Kỹ thuật quấn dây cho động cơ 2.1 Chuẩn bị khuôn Dùng khuôn quả trám có các kích thước: a: Bằng một cung ở ẵ chiều cao của răng tính từ tâm rãnh cạnh tác dụng thứ nhất đến cạnh tác dụng thứ 2 của cùng một phần tử. b: Mỗi bên lấy chiều sâu của nắp máy h: Chiều cao của lõi sắt + 3cm. Khuôn này thường dùng cho dây quấn đồng khuôn. Nếu là dây quấn đồng tâm phải có thêm 2 cổ lỗ nữa, hai cổ lỗ này liền nhau và cách nhau bằng 1 bước rãnh thên stato. - Dụng cụ lắp đặt dây Khi lắp bộ dây quấn vào các rãnh của stato cần phải có các dụng cụ chuyên dùng: búa, kéo, kìm, dao tre 2.2 Kỹ thuật cách điện rãnh Cách điện rãnh nhằm mục đích cách điện giữa cuộn dây với stato để tránh chạm masse và phải có hình dạng của rãnh để ôm sát vào rãnh thuận tiện cho việc vào dây. GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 83
Giáo trình máy điện - Yêu cầu cách điện: + Những vật dẫn điện phải được cách điện trọn vẹn trong vật liệu cách điện. + Khi sử dụng vật liệu cách điện phải đảm bảo độ bóng của vật liệu tránh xước sát, gãy dập . Có 2 dạng cách điện: + Cách điện vỏ + Cách điện pha * Cách điện vỏ: Lớp thứ nhất là lớp giấy dày 0,3cm có chiều rộng bằng diện tích rãnh và chiều dài bằng chiều dài của rãnh + 3cm. Mỗi đầu của lớp giấy dầy này được gập lại 0,75cm để chống xe dịch. Lớp thứ hai là lớp giấy dày 0,1cm có chiều rộng lớn hơn lớp giấy 0,3cm một khoảng bằng 2 bản rãnh hai bên và co chiều dài bằng chiều dài lớp giấy 0,3cm sau khi đã gập hai đầu. * Cách điện pha: Dùng một miếng giấy dày(> 0,3cm) có chiều dài bằng a, chiều cao bằng b, một đầu cắt tròn theo hình của đầu bối dây để cách điện giữa các bối dây trong các pha khác nhau. 2.3 Cách lắp dây vào rãnh - Khi vào dây phải vuốt thẳng, tránh bị xây xước. Nếu như trong bối dây có mối nối ta phải cạo sát lớp sơn cách điện ở bên hai đầu dây chỗ nối, nối dây thật chặt để đảm bảo khi động cơ làm việc mối nối không bị hỏng làm cho 2 đầu dây không tiếp xúc với nhau dẫn đến bối dây bị hở, động cơ sẽ không làm việc được. Khi cuốn dây cuốn dây phải chú ý đưa mối nối lên đầu bối dây và dùng gen cách điện để đảm bảo an toàn. Trước khi lắp dây vào rãnh nên chọn vị trí các nhóm cuộn dây sao cho thuận lợi nhất và có mỹ thuật. Thường chọn vị trí sao cho đầu ra các bối dây ở gần phía hộp cực. Cần chú ý phần đầu cuộn che lấp các cuộn lỗ xơ bu lông, giảm khó khăn kho lắp roto. Phải kiểm tra thông mạch đấu đúng cực tính sao cho động cơ chạy được. Thường khi đặt dây vào máy ta phải kiểm tra thông mạch ngay từ bối dây đầu tiên đồng thời kiểm tra sự chạm masse giữa bối dây và vỏ máy. Quy định chung: Đấu máy 220/380 - ∆ /Y 1. Lắp nhóm dây đồng tâm: GV: Nguyễn Ngọc Tuấn_ Khoa Điện – Điện tử 84