Giáo trình Đ/C xoay chiều KĐB 3 pha - 150H (Trình độ Trung cấp) - Trường Cao đẳng Lào Cai

ba pha 4 2 2 1. Qui trình, phương pháp và yêu cầu bảo dưỡng bộ dây quấn động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha 2. Bảo dưỡng bộ dây quấn. 2 2 1 1 1 1 13 Bài 13: Lắp đặt động cơ điện xoay chiều ba pha 8 2 6 1. Phương pháp lắp đặt động cơ 2. Qui trình cân chỉnh độ đồng trục của động cơ sau khi lắp đặt 1 1 3. Lắp đặt động cơ có công suất nhỏ ( P < 10KW). 3 4 1 2 4 14 Bài 14: Vẽ sơ đồ trải dây quấn stato động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha 12 2 10 1. Các khái niệm về dây quấn 2. Các bước vẽ sơ đồ dây quấn 3. Các dạng sơ đồ dây quấn 4 2 2 4. Vẽ sơ đồ trải dây quấn 4.1.Dây quấn đồng khuôn 1 lớp, 2 lớp. 4 4 4.2.Dây quấn đồng tâm 1 lớp 4 4 15 Bài 15: Quấn bộ dây stato động cơ KĐB ba pha một lớp dây quấn đồng tâm 24 4 19 1 1. Qui trình quấn dây. 2. Thực hiện quấn hoàn chỉnh động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha một lớp, dây quấn đồng khuôn theo số đôi cực và số rãnh stato cho trước. 1 22 1 3 19 Kiểm tra số 3 1 1 16 Bài 16: Quấn bộ dây stato động cơ điện KĐB ba pha một lớp dây quấn đồng khuôn 24 4 18 2 1. Qui trình quấn dây. 2. Thực hiện quấn hoàn chỉnh động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha một lớp, dây quấn đồng tâm theo số đôi cực và số rãnh stato cho trước. 1 21 1 3 18 Kiểm tra số 4 2 2 Cộng 150 34 110 6 *Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành được tính vào giờ thực hành. Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý làm việc động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha 1. Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha 1.1.Stato ( phần tĩnh) - Lõi thép: Là phần dẫn từ, được làm từ các lá thép KTĐ dày 0.5mm ép lại và cách điện với nhau (để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên). Các lá thép hình trụ được dập rãnh bên trong. Lõi thép được ép bên trong vỏ máy. - Dây quấn: Được đặt trong các rãnh của lõi thép và được cách điện tốt với lõi thép. - Vỏ máy: Có tác dụng cố định lõi thép và dây quấn và cố định máy trên bệ, không dùng để dẫn từ. Thường vỏ máy làm bằng gang, 2 đầu vỏ máy có nắp máy, ổ đỡ trục, vỏ máy và nắp máy còn có tác dụng bảo vệ máy. 1.2. Rô to (Phần quay). - Lõi sắt: Gồm các lá thép KTĐ được dập rãnh mặt ngoài ghép lại tạo thành các rãnh theo hướng trục ở giữa có lỗ để lắp trục. - Dây quấn: có 2 kiểu: + Rô to ngắn mạch (Rô to lồng sóc) + Rô to dây quấn Rô to lồng sóc: trên mỗi rãnh của rô to đặt thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối ngắn mạch ở 2 đầu bằng 2 vòng bằng đồng hoặc nhôm tạo thành lồng sóc người ta thường quen gọi là lồng sóc hình 3.3. 2. Các thông số định mức *Các thông số cơ bản của động cơ KĐB: Công suất có ích trên trục động cơ: Pđm (W) Điện áp dây stato: U1đm (V) Hình 3.3 Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ. Dòng điện dây: I1đm (A) Tần số dòng điện stato: f (Hz) Tốc độ quay rô to: nđm Hệ số công suất: cosφđm Hiệu suất : ŋđm 3. Từ trường của máy điện KĐB ba pha 3.1 .Từ trường đập mạch của dây quấn một pha Từ trường của dây quấn một pha là từ trường có phương không đổi, song trị số và chiều biến đổi theo thời gian, được gọi là từ trường đập mạch. Gọi p là số đôi cực ta có thể cấu tạo dây quấn để tạo ra từ trường một, hai hoặc p đôi cực. Để đơn giản ta hãy xét dây quấn một pha đặt trong bốn rãnh của stato Dòng điện trong dây quấn là dòng điện một pha i =Imax sinωt (hình 2-5 và 2- 6). Trên hình vẽ, chiều dòng điện trong thanh 1 đi đến 1’ được kí hiệu (×) ở rãnh 1 (hình 2-5b) trong thanh 2 đi từ 2' đến 2 được kí hiệu (·) ở rãnh 2. Cũng kí hiệu tương tự đối với các thanh còn lại. Căn cứ vào chiều dòng điện, vì được chiều từ trường theo quy tắc vặn nút chai. Dây quấn hình 2.5a tạo thuật từ trường một đôi cực: p = hình 2-5b). Dây quấn ở hình 2.6a tạo nên từ trường 2 đôi cực: p =2 (hình 2-6b). Hình 2.5 Hình 2.6 3.2.Từ trường quay của dây quấn ba pha Dòng điện xoay chiều ba pha có ưu điểm lớn là tạo ra từ trường quay trong các máy điện. * Sự tạo thành từ trường quay Trên hình 2-7a,b,c, vẽ mặt cắt ngang của máy điện ba pha đơn giản, trong đó dây quấn ba pha đối xứng ở stato AX, BY, CZ, đặt trong 6 rãnh. Trục của, các dây quấn lệch nhau trong không gian một góc 1200 điện. Giả thiết trong ba dây quấn có dòng điện ba pha đối xứng chạy qua (hình 2-7). iA = Imaxsinωt iB = Imaxsin (ωt - 1200) iC = Imaxsin (ωt - 2400) Để thấy rõ sự hình thành từ trường, khi vẽ từ trường ta quy ước chiều dòng điện như sau: - Dòng điện pha nào dương có chiều từ đấu đến cuối pha, đầu được ký hiệu bằng vòng tròn có dấu nhân ở giữa (×), còn cuối ký hiệu bằng vòng tròn có dấu chấm ở giữa (·). Dòng điện pha nào âm có chiều và ký hiệu ngược lại, đấu ký hiệu bằng (·) cuối ký hiệu bằng (×). Bây giờ ta xét từ trường ở các thời điểm khác nhau: Hình 2-7. Sự tạo thành từ trường quay Thời điểm pha ωt = 900: ở thời điểm này, đòng điện pha A cực đại và dương ( xem hình 2-7a), dòng điện pha B và C âm. Theo quy định trên, dòng điện pha A dương, nên đầu A ký hiệu là (×), cuối X ký hiệu là (·); dòng điện pha B và C âm nên đầu B và C kí hiệu là (·) cuối Y và Z ký hiệu (×). Dùng quy tắc vặn nút chai xác định chiều đường sức từ trường do các dòng điện sinh ra (hình 2-7a); từ trường tổng có một cực S và một cực N, được gọi là từ trường một đôi cực (p =1). Trục của từ trường tổng trùng với trục dây quấn pha A là pha có dòng điện cực đại. Thời điểm pha ωt = 900 + 1200 : Là thời điểm sau thời điểm đã xét ở trên một phần ba chu kỳ. Ở thời điểm này, dòng điện pha B cực đại và dương, các dòng điện pha A và C âm (Hình 2-7b). Dùng qui tắc vặn nút chai xác định chiều đường sức từ trường. Ta thấy từ trường tổng đã quay đi một góc là 120o so với thời điểm trước. Trục của từ trường tổng trùng với trục dây quấn là pha có đòng điện cực đại. Thời điểm pha ωt = 900 + 2400 : Là thời điểm chậm sau thời điểm đầu 2/3 chu kỳ ; lúc này dòng điện pha C cực đại và dương, còn dòng điện pha A và B âm (hình 2.7c). - Từ trường tổng thời điểm này đã quay đi một góc 2400 so với thời điểm đầu. Trục của từ trường tổng trùng với trục của dây quấn pha C là pha có dòng điện cực đại. - Qua sự phân tích ở trên, ta thấy từ trường tổng của dòng điện ba pha là từ trường quay. Từ trường quay móc vòng với cả hai dây quấn stato và rôm, đó là từ trường chính của máy điện, tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng. - Với cách cấu tạo dây quấn như trên, ta có từ trường quay một đôi cực. Nếu thay đổi cách cấu tạo dây quấn, ta có từ trường 2,3 hay 4 v.v... đôi cực. * Đặc điểm của từ trường quay Từ trường quay của hệ thống dòng điện ba pha đối xứng cố 3 đặc điểm quan trọng. - Tốc độ từ trường quay. Tốc độ từ trường quay phụ thuộc vào tần số dòng điện stato f và số đôi cực p. Thật vậy, ở hình 2-7 khi dòng điện biến thiên một chu kỳ, từ trường quay được một vòng, do đó trong một giây dòng điện stato biến thiên f chu kỳ, từ trường quay được f vòng. Vậy khi từ trường cố một đôi cực tốc độ của từ trường quay là n1 = f (vòng/giây). Khi từ trường có 2 đôi cực dòng điện biến thiên một chu kỳ, từ trường quay được 1/2 vòng ( từ cực N qua S đến N là l/2vòng), do đó tốc độ từ trường quay là n1 = f/2. Một cách tổng quát, khi từ trường quay có p đôi cực, tốc độ từ trường quay (còn gọi là tốc độ đồng bộ) là: n1 = f p (vòng/giây) hoặc n = 60f p (vòng/phút) - Chiều quay của từ trường. Chiều quay của từ trường phụ thuộc vào thứ tự pha của dòng điện. Muốn đổi chiều quay của từ trường ta thay đổi thứ tự hai pha với nhau. Thật vậy, ở hình 2-8 khi thứ tự dòng điện các pha cực đại lần lượt là pha A, pha B rồi đến pha C một cách chu kỳ thì từ trường quay từ trục dây quấn pha A đến trục dây quấn pha B rồi đến trục dây quấn pha C một cách tương ứng. Như vậy nếu thay đổi thứ tự hai pha cho nhau, ví dụ dòng điện iB cho vào dây quấn CZ, dòng điện iC cho vào dây quấn BY, từ trường sẽ quay theo chiều từ trục dây quấn AX đến trục dây quấn CZ (có dòng điện iB), rồi trục dây quấn BY (có dòng điện iC), nghĩa là từ trường quay theo chiều ngược lại (xem bài tập 2.l). - Biên độ của từ trường quay. Từ trường quay sinh ra từ thông Φ xuyên qua mỗi dây quấn. Ví dụ ta xét từ thông của từ trường quay xuyên qua dây quấn AX. Dây quấn các pha lệch về không gian với pha A một góc lần lượt là 1200, 2400, từ thông xuyên qua dây quấn AX do dây quấn ba pha là: Φ = ΦA + ΦBcos (-1200) + ΦCcos (-2400) = ΦA - 1 2 (ΦB + ΦC) Hệ thống dòng điện ba pha đối xứng ΦA + ΦB + ΦC = 0 hay ΦB + ΦC = - ΦA Do đó: Φ = ΦA + ΦA 2 = 3 2 ΦA (2.3) Dòng điện iA = Imaxsinωt, nên: Từ thông của dòng điện pha A là: ΦA = Φmaxsinωt. Cuối cùng ta có: Φ = 3 2 ΦAmax sinωt Vậy từ thông của từ trường quay xuyên qua dây quấn biến thiên hình sin và có biên độ bằng 3/2 từ thông cực đại của một pha. Φmax = 3 2 Φpmax (24) Trong đó: Φpmax là từ thông cực đại của một pha Đối với dây quấn m pha thì: Φmax = m 2 Φpmax (2.5) 3.3. Từ trường quay của dây quấn hai pha Khi có dây quấn hai pha (m=2) đặt lệch nhau trong không gian góc 900 điện, dòng điện trong hai dây quấn lệch pha nhau về thời gian 900, cũng phân tích như trên, từ trường của hai pha là từ trường quay có các tính chất như đã xét ở trên và có biên độ là: Φmax = m 2 Φpmax = Φpmax (2.6) Từ trường quay của dây quấn hai pha có biên độ bằng biên độ từ trường một pha. Qua phân tích ở trên thấy rằng khi dây quấn đối xứng và dòng điện các pha đối xứng từ trường quay tròn có biên độ không đổi và tốc độ không đổi Từ trường quay tròn sẽ cho đặc tính của máy tốt. Khi không đối xứng từ trường quay chíp có biên độ và tốc độ quay biến đổi. 3.4. Nuyên lý làm việc cơ bản của động cơ không đồng bộ ba pha Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào ba dây quấn stato, sẽ tạo ra từ trường quay p đôi cực, quay với tốc độ là n1 = 60f p . Từ trường quay cắt các thành dẫn của dây quấn rôto, cảm ứng các sức điện động. Vì dây quấn rơm nối ngắn mạch, nên sức điện động cảm ứng sẽ sinh ra dòng trong các thanh dẫn rôto. Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường quay của máy với thanh dẫn mang dòng điện rôto, kéo rôto quay cùng chiều quay từ trường với tốc độ n. Để minh hoạ, trên hình 2-9a vẽ từ trường quay tốc độ n1 chiều sức điện động và dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn rôto, chiều các lực điện từ Fdt Hình 2- 9 Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo quy tắc bàn tay phải, ta căn cứ vào chiều chuyền động tương đối của thanh dẫn với từ trường. Nếu coi từ trường đứng yên, thì chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn ngược chiều n1, từ đó áp dụng bàn tay phải, xác định chiều sđđ như hình vẽ (dấu (×) chỉ chiều đi từ ngoài vào trang giấy). Chiều điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái, trùng với chiều quay n1. Tốc độ n của máy nhỏ hơn tốc độ từ trường quay n1 vì nếu tốc độ bằng nhau thì không có sự chuyển động tương đối, trong dây quấn rôto không có sđđ và dòng điện cảm ứng , lực điện từ bằng không. Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc độ trượt n2 n2 = n1 - n Hệ số trượt của tốc.độ là : s = n2 n1 = n1- n n1 (2.27) Khi rôto đứng yên (n=0), hệ số trượt s= l; khi rôto quay định mức s = 0 02 + 0,06. Tốc độ động cơ là: n = n1 (l - s) = 60f p (l - s) vg/ph (2.28) Bài 2: Xác định cực tính của bộ dây Stato động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha. 1. Xác định cực tính động cơ 3 pha bằng nguồn 1 chiều: Sơ đồ : A X Y Z B C mA+_ _ + - Xác định các cặp cuộn dây bằng đồng hồ. Ta nối hai đầu của cuộn dây bất kỳ với nguồn điện, cuộn dây kia được nối với đồng hồ mA (một chiều). + Nếu kim đồng hồ chỉ thuận thì đầu nối với cực dương (+) của nguồn và đầu nối với cực âm (-) của đồng hồ là đầu – đầu hoặc cuối – cuối. + Nếu ta quy định đầu dương (+) là đầu đầu thì đầu âm (-) của nguồn nối với cuộn dây là đầu cuối và ngược lại. Các cuộn còn lại ta cũng xác định tương tự. Bài 3: Đấu dây, kiểm tra, sửa chữa và vận hành động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha bằng cầu dao 3.1 Sơ đồ nguyên lý B CA KÐB 1CD CC 2CDCK 3.2 Giới thiệu sơ đồ 3.3 Nguyên lý làm việc 3.4 Đấu nối và vận hành Bài 4: Đấu dây, kiểm tra, sửa chữa và vận hành động cơ điện xoay chiều KĐB 3 pha bằng khởi động từ đơn 4.1. Sơ đồ nguyên lý 4.2. Trang bị trong mạch điện - Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực. - Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - Công tắc tơ, điều khiển động cơ làm việc. - Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - Nút bấm thường mở; thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ. - Đèn tín hiệu trạng thái làm việc và quá tải của động cơ. 4.3. Nguyên lý làm việc Sau khi đóng cầu dao CD, ấn nút M, công tắc tơ K có điện, tiếp điểm thường mở K bên mạch điều khiển đóng lại duy trì dòng điện cấp cho cuộn dây K, bên mạch động lực tiếp điểm K sẽ đóng lại cấp điện cho động cơ để mở máy trực tiếp với toàn bộ điện áp lưới. Muốn dừng, ấn nút D để cắt điện cuộn K. Động cơ dừng tự do. 4.2. Sơ đồ lắp đặt, đi dây Hình4.1 : Sơ đồ nguyên lý mạch điện CD 1Cc Rn A B C ®kb K N K M d rn 2Cc rn 2® 1® 1 3 5 k 2 4 6 8 4.4. Bảng quy trình lắp mạch Các bước Nội dung công việc Chỉ dẫn kỹ thuật Yêu cầu cần đạt 1 Kiểm tra các khí cụ điện lắp vào mạch + Công tắc tơ + Rơle nhiệt + Bộ nút bấm - Loại công tắc tơ và điện áp điều khiển - Công suất, cường độ dòng điện cho phép - Kiểm tra các tiếp điểm thường đóng, thường mở - Kiểm tra cuộn dây - Kiểm tra Iđm của phần tử đốt nóng - Dòng điện điều chỉnh của rơle nhiệt - Kiểm tra tiếp điểm thường đóng (D), tiếp -Xác định đúng vị trí các tiếp điểm thường đóng, thường mở - Xác định được chất lượng của công tắc tơ để đưa vào vận hành. Hình 1.2: Sơ đồ nối dây mạch điện 1CC k CD 2CC RN 1Đ 2Đ D M K điểm thường mở (M) 2 Gá lắp các khí cụ điện lên bảng gỗ Gá lắp theo sơ đồ lắp ráp Chắc chắn, vị trí các khí cụ điện hợp lý 3 Lắp mạch điều khiển Đấu theo sơ đồ lắp ráp Dây đi chắc chắn, gọn, đúng sơ đồ lắp ráp 4 Đấu mạch động lực Đấu theo sơ đồ lắp ráp ( chưa đấu phần động cơ vào mạch) Dây đi chắc chắn, gọn, đúng sơ đồ lắp ráp 5 Kiểm tra mạch, chay thử Ấn nút M. nếu mạch tác động tốt ta kiểm tra nguồn 3 pha ở các điểm U, V, W sau rơ le nhiệt bằng bút thử điện hoặc đồng hồ vôn. Nếu đủ 3 pha ta kết luận mạch tốt Mạch tác động tốt, công tắc tơ không có tiếng kêu 6 Đấu động cơ vào mạch, chạy thử Trước khi đấu động cơ vào mạch ta phải ngắt điện vào mạch điện sau đó mới đấu vào (U, V, W). kiểm tra và thử mạch Mạch vận hành tốt, động cơ chạy đạt yêu cầu sử dụng 4.5. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp * Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. * Sự cố 2: Cắt nguồn, hở mạch tiếp điểm K tại điểm số 3. Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. * Sự cố 3: Phục hồi lại sự cố trên, hở 1 pha mạch động lực. Cho mạch vận hành quan sát hiện tượng, giải thích. Bài 5: Đấu dây, kiểm tra, sửa chữa và vận hành mạch điện khởi động gián tiếp động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha theo phương pháp đổi nối Y/Δ bằng cầu dao 2 ngả. 5.1 Sơ đồ nguyên lý a.Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD : Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC : Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực - 2CC : Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển - M; D: Nút bấm thường mở, thường đóng điều khiển mở máy và dừng động cơ. - RN; Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - Đg: Công tắc tơ đóng cắt nguồn chính, bảo vệ điện áp thấp. Hình 5.1: Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy y -  ĐKB 3 pha rô to lồng sóc 3 CD Đg 1Cc A B C RN ®kb ky k RN §g K K Y RTh 1 RTh RTh 2CC ®g k ky 3 5 5 7 9 11 13 4 2 3® RN 15 17 D 1§ 2§ K KY 6 M - KY: Công tắc tơ để đấu Y động cơ lúc khởi động. - K: Công tắc tơ để đấu  động cơ khi làm việc. - RTh: Rơ le thời gian; định thời gian để chuyển từ chế độ đấu Y sang . - 1Đ; 2Đ; 3Đ: Đèn tín hiệu trạng thái làm việc, khởi động và quá tải của động cơ. c. Nguyên lý hoạt động - Đóng cầu dao CD ấn nút mở M công tắc tơ Đg, rơ le thời gian Rth và công tắc tơ KY có điện, stato được đấu Y và nối vào lưới qua tiếp điểm Đg. Động cơ được khởi động với điện áp giảm đi 3 lần so với định mức. Sau thời gian chỉnh định rơle thời gian Rth tác động, tiếp điểm Rth(5- 13) mở ra cắt điện công tắc tơ KY, tiếp điểm Rth (3-7) đóng lại cấp điện cho công tắc tơ K. Cuộn dây công tắc tơ chuyển sang nối , kết thúc quá trình mở máy. Muốn dừng ấn nút D động cơ dừng tự do. 5.2. Sơ đồ lắp đặt và đi dây (hình vẽ) e. Quy trình lắp mạch Các bước Nội dung công việc Chỉ dẫn kỹ thuật Yêu cầu cần đạt 1 Kiểm tra các khí cụ điện lắp vào mạch + Công tắc tơ + Rơle nhiệt + Bộ nút ấn 2 phím - Loại công tắc tơ và điện áp điều khiển - Công suất, cường độ dòng điện cho phép - Kiểm tra các tiếp điểm thường đóng, thường mở - Kiểm tra cuộn dây - Kiểm tra Iđm của phần tử đốt nóng - Dòng điện điều chỉnh của rơle nhiệt - Kiểm tra tiếp điểm thường đóng (D), tiếp điểm thường mở (M) -Xác định đúng vị trí các tiếp điểm thường đóng, thường mở - Xác định được chất lượng của Rơ le nhiệt để đưa vào vận hành. 2 Gá lắp các khí cụ điện Gá lắp theo sơ đồ lắp Chắc chắn, vị trí lên bảng gỗ ráp các khí cụ điện hợp lý 3 Mắc mạch điều khiển Đấu theo sơ đồ lắp ráp Dây đi chắc chắn, gọn, đúng sơ đồ lắp ráp 4 Đấu mạch động lực Đấu theo sơ đồ lắp ráp (chưa đấu phần động cơ vào mạch) Dây đi chắc chắn, gọn, đúng sơ đồ lắp ráp 5 Kiểm tra mạch, chạy thử - Kiểm tra mạch điều khiển - Kiểm tra mạch động lực. Mạch tác động tốt, công tắc tơ không có tiếng kêu 6 Đấu động cơ vào mạch, chạy thử Trước khi đấu động cơ vào mạch ta phải ngắt điện vào mạch điện sau đó mới đấu vào (U, V, W ). Ta kiểm tra lần cuối cùng nếu thấy an toàn ta đóng mạch chạy thử Mạch vận hành tốt, động cơ chạy đạt yêu cầu sử dụng 1CC CD 2CC Rth OFF ON §g K KY f. Mô phỏng một số hư hỏng thường gặp - Cắt nguồn cung cấp. - Sự cố 1: Dời điểm nối dây trên đế RTh ở cực số 6 sang điểm số 5 và ngược lại. Sau đó cho mạch vận hành. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Hở mạch cấp nguồn cho cuộn KY K; nối tắt tiếp điểm K(9,11) và KY(15,17). Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. Bài 7: Đấu dây, kiểm tra, sửa chữa và vận hành đảo chiều quay động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha bằng cầu dao 2 ngả. 7.1 Sơ đồ nguyên lý Lam viec - dung Khoi dongY B CA 1CD CC 2CD KÐB 7.2 Nguyên lý làm việc. 7.3 Đấu nối mạch và vận hành Bài 8: Đấu dây, kiểm tra, sửa chữa và vận hành đảo chiều quay động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha bằng khởi động từ kép. 8.1 Sơ đồ nguyên lý a. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch - CD : Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực. - 2CC: Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - T, N: Công tắc tơ, điều khiển động cơ quay thuận, nghịch. - MT; MN: Nút bấm thường mở, điều khiển động cơ quay thuận, quay nghịch. - D: Nút bấm thường đóng, điều khiển dừng động cơ. - 1Đ; 2Đ; 3Đ: Đèn tín hiệu trạng thái quay thuận, quay nghịch và quá tải của động cơ. c. Nguyên lý hoạt động - Muốn điều khiển động cơ quay thuận ta ấn nút mở MT công tắc tơ T có điện, tiếp điểm T bên mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ Đ quay thuận, đồng thời tiếp điểm T ( 3- 5) đóng lại để duy trì. - Muốn dừng ấn nút D động cơ dừng tự do. Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều quay gián tiếp KĐB 3 pha 2 T N RN 6 1 3 5 7 9 13 D Mt Mn t n N T RN 3Đ 1Đ 2Đ 2CC 4 3 CD T 1CC ®kb A B C N RN N - Muốn điều khiển động cơ quay ngược ấn nút mở MN công tắc tơ N có điện, tiếp điểm N bên mạch động lực đóng lại đổi thứ tự hai trong ba pha cấp điện cho động cơ Đ quay ngược đồng thời tiếp điểm N (3- 11) đóng lại để duy trì. - Để tránh ngắn mạch hai pha khi cả hai công tơ T và N cùng làm việc ta dùng các tiếp điểm liên động về điện. Tiếp điểm thường đóng T đấu gửi ở mạch cuộn dây N và ngược lại. d. Sơ đồ lắp đặt đi dây (hình vẽ) e. Bảng quy trình lắp đặt Các bước Nội dung công việc Chỉ dẫn kỹ thuật Yêu cầu cần đạt 1 Kiểm tra các khí cụ điện lắp vào mạch + Công tắc tơ + Rơle nhiệt + Bộ nút bấm - Loại công tắc tơ và điện áp điều khiển - Công suất, cường độ dòng điện cho phép - Kiểm tra các tiếp điểm thường đóng, thường mở - Kiểm tra cuộn dây - Kiểm tra Iđm của phần tử đốt nóng - Dòng điện điều chỉnh của rơle nhiệt - Kiểm tra tiếp điểm thường đóng (Stop), tiếp điểm thường mở (Start) - Xác định đúng vị trí các tiếp điểm thường đóng, thường mở. - Xác định được chất lượng của công tắc tơ để đưa vào vận hành. 2 Gá lắp các khí cụ điện lên bảng gỗ Gá lắp theo sơ đồ lắp ráp Chắc chắn, vị trí các khí cụ điện hợp lý 3 Mắc mạch điều khiển Đấu theo sơ đồ lắp ráp Dây đi chắc chắn, gọn, đúng sơ đồ lắp ráp 4 Đấu mạch động lực Đấu theo sơ đồ lắp ráp ( chưa đấu phần động cơ vào mạch) Dây đi chắc chắn, gọn, đúng sơ đồ lắp ráp 5 Kiểm tra mạch, chạy - Kiểm tra mạch điều Mạch tác động thử khiển: Đặt que đo của ôm mét vào 2 đầu mạch điều khiển, mạch điều khiển sẽ nối đúng nếu ôm mét chỉ giá trị vô cùng khi chưa tác động và chỉ giá trị tương đương với điện trở cuộn hút của công tắc tơ trong các trường hợp sau: Ấn nút MT Ấn nút MN Ấn vào vị trí tác động thử của công tăc tơ (để đóng tiếp điểm duy trì) - Kiểm tra mạch động lực: ấn vào vị trí tác động thử của công tắc tơ, đo lần lượt các cặp pha bằng đồng hồ vạn năng để thang điện trở x1, đồng hồ chỉ giá trị điện trở bằng điện trở giữa hai đầu cực ra dây động cơ. tốt, công tắc tơ không có tiếng kêu 6 Đấu động cơ vào mạch, chạy thử Trước khi đấu động cơ vào mạch ta phải ngắt điện vào mạch điện sau đó mới đấu vào (U, V, W). Ta kiểm tra lần cuối cùng nếu thấy an toàn mới đóng mạch chạy thử Mạch vận hành tốt, động cơ chạy đạt yêu cầu sử dụng f. Mô phỏng các hư hỏng thường gặp - Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Cắt nguồn, cô lập mạch động lực (hở dây nối mạch động lực phía sau rơ le nhiệt). Nối tắt tiếp điểm N(5,7) và T(9,11). Sau đó cấp lại nguồn, vận hành và quan sát hiện tượng, giải thích. Chú ý: sự cố này chỉ được mô phỏng khi đã cô lập mạch động lực. Bài 9: Đấu dây, kiểm tra, sửa chữa và vận hành mạch tự động đảo chiều quay động cơ điện xoay chiều ba pha bằng công tắc hành trì Mạch tự động giới hạn hành trình và đổi chiều chuyển động. Mạch giới hạn hành trình và đổi chiều chuyển động thường được tra bị để giới hạn hành trình vào đảo chiều chuyển động của bàn xe dao thiết bị gia công cơ khí như máy tiện, máy phay, máy bào...; giới hạn hành trình vào đảo chiều chuyển động của máy cưa gỗ; thang máy xây dựng; hệ thống cửa cuốn ... a, Sơ đồ nguyên lý Hình 1.8: Sơ đồ nối dây mạch đảo chiều gián tiếp KĐB 3 pha 1CC RN T N D Mt Mn CD 2CC 1Đ 2Đ 3Đ Hình 9.1: Sơ đồ nguyên lý mạch giới hạn hành trình và đổi chiều chuyển động b. Trang bị điện trong mạch - CD: Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực. - 2CC: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - D: Nút bấm thường mở điều khiển dừng cấp nguồn mạch điều khiển. - M: Nút bấm thường mở điều khiển cấp nguồn mạch điều khiển. - RN1: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐC1). c. Nguyên lý hoạt động Đóng cầu dao CD cấp nguồn cho mạch điều khiển và mạch động lực chuẩn bị làm việc. - Muốn điều khiển động cơ quay thuận (hành trình tiến) ta ấn nút mở MT công tắc tơ T có điện, tiếp điểm T bên mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ Đ quay thuận, đồng thời tiếp điểm T ( 3- 5) đóng lại để duy trì. Khi bàn máy tiến đến cuối hành trình tác động vào công tắc hành trình HT1 để mở tiếp điểm HT1 ra cắt nguồn cấp cho mạch điều khiển, bên mạch động lực KT mở ra cắt nguồn cấp cho động cơ để dừng bàn xe dao tại cuối hành trình. t n rn 6 1 3 5 7 9 11 3 d mt Mn t n n t 2CC 3 CD T 1Cc ®kb A B C N RN N HT1 HT2 - Để điều khiển động cơ quay ngược ấn nút mở MN công tắc tơ N có điện, tiếp điểm N bên mạch động lực đóng lại đổi thứ tự hai trong ba pha cấp điện cho động cơ Đ quay ngược đồng thời tiếp điểm N (3- 11) đóng lại để duy trì. Khi bàn máy tiến đến đầu hành trình tác động vào công tắc hành trình HT2 để mở tiếp điểm HT2 ra cắt nguồn cấp cho mạch điều khiển, bên mạch động lực KN mở ra cắt nguồn cấp cho động cơ để dừng bàn xe dao tại đầu hành trình. - Trong quá trình làm việc muốn dừng máy ta ấn nút D động cơ dừng tự do. d. Sơ đồ lắp đặt đi dây (hình vẽ) e. Mô phỏng các hư hỏng thường gặp - Sự cố 1: Mạch đang vận hành tác động vào nút test ở RN1; RN2; RN3. Quan sát động cơ, ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 2: Bỏ qua tiếp điểm duy trì K1, cấp nguồn và vận hành mạch, Quan sát và ghi nhận hiện tượng, giải thích. - Sự cố 3: Bỏ qua 1 trong 3 tiếp điểm K1 bên mạch động lực, cấp nguồn và vận hành mạch, Quan sát và ghi nhận hiện tượng, giải thích. Hình 1.34: Sơ đồ nối dây mạch giới hạn hành trình 1CC RN T N D Mt Mn CD 2CC HT1 HT2 Bài 10: Đấu dây, kiểm tra, sửa chữa và vận hành mạch tự động đảo chiều quay động cơ điện xoay chiều ba pha. 1. Sơ đồ nguyên lý b. Trang bị điện trong mạch : - CD : Cầu dao nguồn, đóng cắt không tải toàn bộ mạch. - 1CC: Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực. - 2CC: Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển. - RN: Rơ le nhiệt, bảo vệ quá tải cho động cơ (ĐKB). - T, N: Công tắc tơ, điều khiển động cơ quay thuận, nghịch. - MT; MN: Nút bấm thường mở, điều khiển động cơ quay thuận, quay nghịch. - D: Nút bấm thường đóng, điều khiển dừng động cơ. - 1Đ; 2Đ; 3Đ: Đèn tín hiệu trạng thái quay thuận, quay nghịch và quá tải của động cơ. 2. Nguyên lý hoạt động: Muốn điều khiển động cơ quay thuận ta ấn nút mở MT công tắc tơ T có điện. Tiếp điểm thường mở T bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều trực tiếp KĐB 3 pha MT MN N 1 t d N t 3 3 5 7 11 13 n t rn 9 15 6 4 rn 3® 1® 2® A N 2CC 2 cơ Đ quay thuận đồng thời tiếp điểm thường mở T (3-5) bên mạch điều khiển đóng lại để duy trì dòng điện cho cuộn hút T. - Muốn điều khiển động cơ quay ngược ấn nút mở MN công tắc tơ N có điện. Tiếp điểm thường mở N bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ Đ quay ngược đồng thời tiếp điểm thường mở N (3-11) đóng lại để duy trì dòng điện cho cuộn hút T. - Để tránh ngắn mạch hai pha khi cả hai công tơ T và N cùng làm việc ta dùng các tiếp điểm liên động: + Liên động về điện dùng tiếp điểm thường đóng T đấu gửi ở mạch cuộn dây N và ngược lại. + Liên động về cơ nhờ nút ấn liên động: Khi ấn nút MT thì tiếp điểm thường đóng liên động với nó ở mạch cuộn dây N mở ra không cho cuộn N có điện. Tương tự khi ấn nút mở MN thì tiếp điểm liên động với nó ở mạch cuộn dây T mở ra không cho T có điện. 3. Sơ đồ lắp đặt đi dây (hình vẽ) Bài 11: Bảo dưỡng ổ bi, bạc đỡ động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha 11.1 Làm sạch động cơ: Bước 1: Dùng dẻ khô lau sạch bụi bẩn và dầu mỡ trên rôto, stato, ổ bi, trục và vỏ máy. Bước 2: Dùng giấy nhám rà tẩy những vị trí rỉ sét. Bước 3: Dùng dẻ khô lau sạch tiếp xúc giữa chổi than với vành trượt, vành góp, tiếp điểm của công tắc ly tâm (nếu có). 11.2. Kiểm tra tổng quát tình trạng động cơ. a. Xem xét vỏ máy: Bước 1: Kiểm tra rạn nứt, bể vỏ máy. Bước 2: Kiểm tra rạn nứt, bể hoặc vênh nắp, nắp không lắp sát được vào thân vỏ động cơ. Bước 3: Kiểm tra rỉ sét, mục vỏ máy, trầy sước và hỏng sơn cách điện. b. Kiểm tra rôto: Bước 1: Kiểm tra rạn nứt hỏng vòng ngắn mạch. Bước 2: Kiểm tra rạn nứt đứt thanh dẫn bằng rô nha. Bước 3: Kiểm tra lá thép rôto. c. Kiểm tra vòng bi (bạc đạn): Bước 1: Kiểm tra độ rơ, rạn nứt và bể. Bước 2: Kiểm tra điều kiện bôi trơn. Bài 12: Bảo dưỡng bộ dây quấn stato động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha Bảo dưỡng bộ dây quấn stato thực hiện các bước sau: Bước 1: Kiểm tra thông mạch từng cuộn dây: - Tách điểm nối chung giữa các pha. - Dùng đồng hồ vạn năng hoặc mêgômmet để kiểm tra thông mạch từng pha. Bước 2: Kiểm tra chạm chập giữa các cuộn dây: - Tách điểm nối chung giữa các pha. - Dùng đồng hồ vạn năng hoặc mêgômmet để kiểm tra chạm chập giữa các pha. Bước 3: Kiểm tra chạm chập giữa các cuộn dây với vỏ: - Tách điểm nối chung giữa các pha. - Dùng đồng hồ vạn năng hoặc mêgômmet để kiểm tra chạm chập từng pha với vỏ. Bước 4: Kiểm tra chạm chập giữa các bối trong cuộn dây: - Tách điểm nối chung giữa các bối trong cuộn dây. - Dùng đồng hồ vạn năng hoặc mili ôm đo điện trở từng cuộn dây và so sánh với các cuộn dây tương ứng của nhóm khác hoặc cuộn mẫu (nếu có). Bài 13: Lắp đặt động cơ điện xoay chiều ba pha 13.1. Đấu dây vận hành động cơ 3 pha: Bước 1: Căn cứ số liệu ghi trên nhãn và điện áp lưới chọn cách đấu Y hoặc Δ. Bước 2: Tháo các êru trên hộp cực, xếp các cầu đấu dây theo kiểu đấu Y (hoặc Δ - Như hình vẽ), xiết êru ở các cực cố định: Z; X; Y. Bước 3: Đưa cáp nguồn vào các cực: A; B; C và xiết êru cố định các đầu dây. Bước 4: Vận hành động cơ thông qua khí cụ khống chế (Cầu dao, áp tô mát, ) * Lưu ý: Để đảo chiều quay động cơ ta đảo 2 trong pha bất kỳ nguồn cấp cho động cơ. HÌNH 4.4 SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY TRÊN HỘ CỰC ĐỘNG CƠ BA PHA. 13.2. Đấu dây vận hành động cơ 1 pha Bước 1: Tháo các êru trên hộp cực, xếp các cầu đấu dây và đưa các đầu dây tụ vào cọc đấu dây (như hình vẽ), xiết êru ở các cực cố định: B1; B2. Bước 2: Đưa cáp nguồn vào các cực: A1; A2 và xiết êru cố định các đầu dây. Bước 3: Vận hành động cơ thông qua khí cụ khống chế (Cầu dao, áp tô mát, ) * Lưu ý: Để đảo chiều quay động cơ ta có thể đấu như hình 4.6.b/ và 4.5.b/ A B C Z X Động cơ 3 pha ñấu Y Động cơ 3 pha đñấu A B C Z X 13.3. Kiểm tra dòng điện không tải: Bước 1: Thao tác vận hành động cơ. Bước 2: Đưa ampe kìm vào đo dòng không tải các pha. Bước 3: So sánh dòng không tải với dòng định mức ghi trên nhãn máy. Bước 4: Kết luận: Động cơ đạt yêu cầu theo cách kiểm ra dòng không tải khi: Dòng ở các pha bằng nhau và dòng không tải nằm trong giớ hạn: I0 = (0,2 ÷ 0,4)Iđm (A) Hình a/. Hình b/. A1 B1 A2 B2 A1 B1 BA2 Cách đấu dây động cơ 4 vị trí ra dây với 2 chiều quay khác nhau C C A1 B1 C1 C A Hình a/. Hình b/. CLV KLT CK A1 B1 C1 C A CLV KLT CK Cách đấu dây động cơ 6 vị trí ra dây với 2 chiều quay khác nhau Bài 14: Vẽ sơ đồ trải dây quấn stato động cơ điện xoay chiều KĐB ba pha 14.1 Sơ đồ dây quấn động cơ KĐB ba pha. * Khái niệm. Dây quấn máy điện xoay chiều có nhiệm vụ cảm ứng lên 1 sđđ xác định đồng thời cũng tham gia vào việc tạo ra từ trường cần thiết cho sự biến đổi năng lượng cơ điện trên máy. Kết cấu của dây quấn phải đảm bảo được những yêu cầu như tiết kiệm dây đồng ( chủ yếu là phần đầu nối, bền về cơ, điện, nhiệt) đồng thời chế tạo đơn giản lắp ráp sữa chữa dễ dàng. Dây quấn có thể chế tạo với số pha m = 1,2,3 trong đó chủ yếu là dây quấn 3 pha, sau đó là dây quấn 2pha chỉ có ở những trường hợp đặc biệt. Thường thì số rãnh dưới 1 pha của 1 cực q là số nguyên, có những trường hợp đặc biệt thì q là phân số. Dây quấn máy điện xoay chiều có thể đặt trong rãnh thành 1 hoặc 2 lớp và tương ứng là dây quấn 1 lớp và dây quấn 2 lớp, trong thực tế rất nhiều kiểu dây quấn máy điện xoay chiều. 14.1.1 Dây quấn 3 pha 1 lớp động cơ điện không đồng bộ Dây quấn 1 lớp thường được dùng trong các động cơ điện công suất nhỏ duới 7kw. Đó là loại dây quấn trong mỗi rãnh chỉ đặt một cạnh tác dụng của 1 phần tử ( còn gọi là bối dây). Vì mỗi phần tử có 2 cạnh tác dụng nên đối với dây quấn 1 lớp số phần tử là S = Z/2 Dây quấn 1 lớp của ĐKB 3 pha có 2 kiểu - Dây quấn kiểu đồng tâm - Dây quấn kiểu xếp đơn * Dây quấn kiểu đồng tâm *Đặc điểm Trên mỗi đôi cực gồm các cuộn dây riêng có hình dạng và chiều dài khác nhau chia thành 1 nhóm các cuộn dây, mỗi cuộn dây có 2 cạnh nằm trong 2 rãnh khác nhau của stato có khoảng cách bằng 1 bước quấn Y, trong dây quấn đồng tâm các cuộn dây khác nhau thuộc 1 pha phân bố dưới 1 đôi cực nối tiếp với dây quấn này tạo thành nhóm cuộn dây. Số cuộn dây trong 1 nhóm phụ thuộc vào số rãnh dưới 1 cực của 1pha. q = Z / 2P.m *Phương pháp tính toán + tính số rãnh dưới 1 cực của 1 pha: q = Z/ 2P.m + Tính bước quấn Y: - Bước quấn nhỏ nhất Y1 = 2q + 2 Y2 = Y1 +2 Yn = Y(n - 1) + 2 + Tính rãnh đấu dây là khoảng cách giữa 2 rãnh trong 1 pha của nhóm cuộn dây thứ nhất đến nhóm cuộn dây thứ 2 được tính bằng rãnh. Zđ = 3q + 1( kể cả rãnh bắt đầu đấu) + Tính rãnh cho dòng điện vào ra trong 3 pha ABC / XYZ = 2/3. = 2q + 1 - Phương pháp vẽ sơ đồ trải VD: Đ/c KĐB 3pha Z=24; 2p=4; m=3. q=Z/2P.m=24/4.3=2. Y1=2q+2=6. Y2=Y1+2=8. Zđ= 3q+1=7 ABC/XYZ=2q+1=5. - Căn cứ vào q vạch những đường thẳng song song ứng với 3 pha. - Căn cứ vào Y1 và Y2 để nối các phần tử dây quấn . - Căn cứ vào ABC/XYZ để đặt các đầu dây ABC và XYZ. VD2: Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ KĐB 3 pha quấn kiểu đồng tâm biết: - Z = 36; 2p = 4; m =3 - Z = 36; 2p = 6; m =3 - Z = 48; 2p = 4; m =3 - Z = 54; 2p = 6; m =3 * Dây quấn kiểu xếp đơn * Đặc điểm Trên mỗi cực các phần tử dây quấn có kích thước hoàn toàn giống nhau, 2 cạnh của 1 phần tử cách nhau 1 bước quấn Y. Quấn xếp đơn có 2 kiểu: Quấn bước đủ Y =  Quấn bước ngắn Y <  b1. Dây quấn kiểu xếp đơn bước đủ * Phương pháp tính toán  = z/2p q = z/ 2p.m Zđ = 2q+1 y =  ABC/XYZ = 2q + 1 + Vẽ sơ đồ trải VD:Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ KĐB 3 pha quấn kiểu xếp đơn bước đủ biết Z = 24 ;2p =4 ; m=3 q = Z/2p.m = 24/4.3 = 2 Y = ( = Z/2p = 24/4 = 6 k/c = 7 Rãnh Zđ = 3q = 3.2 = 6 A-B-C / X-Y-Z= 2q +1 = 2.2 +2 =5 VD2: Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ KĐB 3 pha quấn kiểu xếp đơn bước đủ biết: - Z = 36; 2p = 4; m =3 - Z = 36; 2p = 6; m =3 - Z = 48; 2p = 4; m =3 - Z = 54; 2p = 6; m =3 B2. Dây quấn kiểu xếp đơn bước ngắn * Đặc điểm: Dây quấn bước ngắn có y < ( 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 y = ( Thường chọn (= 5/6 hoặc = 3/4) *Phương pháp tính toán: q = Z/ 2P.m Y = 3q ( q là 1 số chẵn) Y = 3q - 1 ( q là 1 số lẻ). Zđ = 3q + 1 ( q chẵn) Zđ = 3q ( q lẻ) ABC/XYZ = 2q + 1. *Vẽ sơ đồ trải: VD:Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ KĐB 3 pha quấn kiểu xếp đơn bước ngắn biết: Z = 24 ;2p =4 ; m=3 q = Z/2p.m = 24/4.3 = 2 Y = 3q = 6 Zđ = 3q+1 = 3.2 +1 = 7 A-B-C / X-Y-Z= 2q +1 = 2.2 +2 =5 VD2: Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ KĐB 3 pha quấn kiểu xếp đơn bước ngắn biết: - Z = 36; 2p = 4; m =3 - Z = 36; 2p = 6; m =3 - Z = 48; 2p = 4; m =3 - Z = 54; 2p = 6; m =3 14.2 Dây quấn 3 pha 2 lớp động cơ điện KĐB * Đặc điểm: Dây quấn 3 pha 2 lớp là loại dây quấn mà trong mỗi rãnh có đặt 2 cạnh tác dụng của 2 phần tử. Như vâyh đối với dây quấn 2 lớp số phần tử S bằng số rãnh Z ( S = Z). So với dây quấn 1 lớp , dây quấn 2 lớp cơ ưu điểm có thể chọn số rãnh dưới một cực là một phân số mà kiểu quấn 1 lớp không thực hiện được. a. Dây quấn 2 lớp bước đủ ( Y =( ) * Đặc điểm - Số nhóm dây trong một pha bằng số cực 2p - Trong một rãnh đặt 2 cạnh tác dụng của 2 phần tử dây quấn thuộc 1 pha - Nhóm cuộn dây thứ 2 cách nhóm cuộn dây thứ nhất cùng pha một bước cực * Phương pháp tính toán: Giống như xếp đơn bước đủ, chỉ khác là Zđ = 3q + 1 * Phương pháp vẽ sơ đồ VD: Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ KĐB 3 pha quấn kiểu xếp kép bước đủ biết: Z = 24; 2p = 4; m =3 q = Z/2p.m = 24/4.3 = 2 Y = ( = Z/2p = 24/4 = 6 k/c = 7 Rãnh Zđ = 3q + 1 = 3.2 + 1 = 7 A-B-C / X-Y-Z= 2q +1 = 2.2 +2 =5 b. Dây quấn 2 lớp bước ngắn ( Y < ( ) * Đặc điểm: - Dây quấn 2 lớp bước ngắn có Y < ( ( thường Y = 5/6( hoặc Y = 3/4 ( ) - Trong một rãnh đặt 2 cạnh tác dụng của 2 phần tử dây quấn thuộc 1 pha hoặc 2 pha khác nhau * Phương pháp tính toán: Giống như xếp kép bước đủ * Phương pháp vẽ sơ đồ VD: Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ KĐB 3 pha quấn kiểu xếp kép bước ngắn biết: Z = 24; 2p = 4; m =3 q = Z/2p.m = 24/4.3 = 2 Y = ( = Z/2p = 24/4 = 6 k/c = 7 Rãnh Zđ = 3q + 1 = 3.2 + 1 = 7 A-B-C / X-Y-Z= 2q +1 = 2.2 +2 =5 * Phương pháp vẽ sơ đồ trải Bài 15: Quấn bộ dây stato động cơ KĐB ba pha một lớp dây quấn đồng tâm 15.1. Chuẩn bị: - Vật tư: Dây emay phù hợp với từng loại động cơ, giấy cách điện, ống gen, chì hàn, nhựa thông ... - Thiết bị: Động cơ ba pha. - Dụng cụ đồ nghề: Kìm, kéo, tuốc nơ vít, cưa, bàn quấn, mỏ hàn ... 15.2. Trình tự thực hiện: 15.2.1 Dây quấn một lớp: *. Tháo và vệ sinh động cơ. a. Tháo: Bước 1: Tháo các liên kết ở trục trước, nắp bảo vệ quạt làm mát và quạt khỏi trục sau. Bước 2: Tháo nắp trước. Bước 3: Tháo rôto. Bước 4: Tháo nắp sau. b. Vệ sinh động cơ. Bước 1: Lau chùi sạch sẽ các chi tiết, bộ phận đã được tháo. Bước 2: Kiểm tra bổ sung phụ gia bôi trơn cho ổ bi nếu cần và lau chùi sạch sẽ. Bước 3: Thực hiện tháo bộ dây quấn cháy hỏng. Bước 4: Vệ sinh lõi thép: - Nạo sạch cách điện bám trên lõi thép và trong rãnh. - Dùng xăng rửa và lau chùi sạch sẽ. - Hiệu chỉnh các lá thép bị cong vênh. c. Bảng kê các thiết bị - khí cụ Bảng 6.1: TT Thiết bị - khí cụ SL Đơn vị Ghi chú 1 Giấy cách điện pha m Dùng chung 2 Giấy cách điên rãnh m Dùng chung 3 Băng Cuoän Dùng chung 4 Daây 2 x 32 m 0.5 m / 1hs 5 E may nhoâm 0.75 Kg 0.65 Kg/caùi 6 Oáng gen trung Sôïi 1/2 Dùng chung 7 15..2.2 Khảo sát và vẽ lại sơ đồ dây quấn. Khảo sát và vẽ lại bộ dây quấn hoặc tính tóan vẽ lại. Bài tập ứng dụng: Tính toán vẽ sơ đồ dây quấn một lớp đồng tâm phân tán và thực hiện quấn dây cho động cơ có: Z = 36; 2P = 4; P = 1,1KW. Bước 1: Trình tự tính toán: - Số phần tử dây quấn: S = 2 1 Z = 2 1 .36 = 18 - Bước cực:  = P Z 2 = 4 36 = 9 - Số rãnh tác dụng của 1 pha dưới 1 cực: q = mP Z .2 = 3.4 36 = 3 - Góc độ điện:  = Z P.3600 = 36 2.3600 = 200 - Vùng pha:  = q. = 3.200 = 600 - Pha cách pha: Zp =  0120 = 0 0 20 120 = 6 * Lưu ý: Theo yêu cầu dây quấn phân tán nên số nhóm = 2P = 4 (nhóm), tuy nhiên số phần tử mỗi pha là Sp = 6 không chia đều cho 4 nhóm vì vậy giữa các nhóm có số phần tử không đều nhau. Cụ thể mỗi pha sẽ có 2 nhóm lớn (2 phần tử/nhóm) và 2 nhóm nhỏ (1 phần tử/nhóm) - Bước dây quấn y: Dây quấn bước ngắn y <  Nhóm lớn có yTB = 3 2  +  = 8, ( = 2), với y1 = 7; y2= 9. Nhóm nhỏ có y = 3 2  +  = 7, ( = 1). Bước 2: Vẽ sơ đồ dây quấn: HÌNH 4.1 SƠ ĐỒ TRÃI DÂY QUẤN 1 LỚP ĐỘNG CƠ 3 PHA . 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 5 6 7 8 9 30 1 2 3 4 5 6 /9 Y A X Z C  8/9   15.2.3 Thu thập các số liệu cần thiết. Lấy số liệu từ bộ dây quấn cũ hoặc tham khảo quấn theo số liệu sau: d = 0.75 (mm); Wb = 65 (vòng/bối) m = 0,65 Kg (Dây emay nhôm) 15.2.4. Thi công quấn dây. a. Cắt lót cách điện: Bước 1: Chọn bìa cách điện phù hợp, đo các kích thước và triển khai lên bìa cách điện các kích thước như hình vẽ: h: Chiều cao rãnh. a: Bề rộng đáy rãnh. d1: Chiều dài thực của rãnh d2 = d’2: Phần gia công bên ngoài rãnh. HÌNH 4.2 BIỂU DIỄN CÁC KÍCH THƯỚC GẤP BÌA CÁCH ĐIỆN. Bước 2: Gấp bìa cách điện: - Cắt đủ số bìa cách điện. - Gấp theo đường nét đứt giữa a và h, mặt trơn vào trong. - Gấp theo đường nét đứt giữa d2 và d’2 , gấp ngược mặt trơn ra sau lưng. d2 d2 d’d’ a d1 h h HÌNH 4.3 BÌA CÁCH ĐIỆN ĐÃ GẤP HOÀN CHỈNH . Bước 3: Lót cách điện: - Luồn lần lượt bìa cách điện vào các rãnh. - Bẻ tai cách điện để định vị bìa cách điện, dùng que nong ép chặt bìa cách điện vào sát các bề mặt của rãnh. Bước 4: Cắt đủ bìa lót miệng rãnh theo yêu cầu - Kích thước dài: d1 + 2d2 - Bề rộng phải đủ ôm 1/3 kích thước cạnh tác dụng. - Bo cong các góc. b. Làm khuôn quấn dây: Bước 1: Xác định kích thước bối dây: - Lần lượt xác định chiều rộng bối dây theo các bước dây đã xác định. - Nhóm lớn: + Chiều dài bối dây có bước dây y1 là: l1 = (d1 + 2d2) + 2k (mm). + Chiều dài bối dây có bước dây y2 là: l2 = l1 + k (mm). - Nhóm nhỏ: Chiều dài bối dây có bước dây y = y1 - k là độ dôi phụ thuộc vào công suất và kiểu quấn dây, thường lấy: TT P (KW) k : Dq đồng tâm 01 0.5 ÷ 1 7 ÷ 10 (mm) 02 1 ÷ 2 10 ÷ 12 (mm) 03 2 ÷ 3 12 ÷ 15 (mm) 04 3 ÷ 5 15 ÷ 17 (mm) 05 5 ÷ 7 17 ÷ 20 (mm) Bước 2: Triển khai lên ván khuôn: - Chọn ván, xác định kích thước bối dây lớn nhất và khai triển lên ván khuôn. - Cộng thêm mỗi bên từ 20 ÷ 25 (mm). Bước 3: Gia công khuôn: - Cắt 2 miếng ván khuôn - Xác định tâm khuôn và khoan lỗ  = 8 ÷ 10 (mm) - Lần lượt xác định lỗ góc các khuôn theo kích thước các bối dây đã xác định và khoan lỗ  = 3 ÷ 4 (mm) - Tạo rãnh ra dây và rãnh buộc bối dây cho khuôn. - Làm nhẵn mép khuôn. * Lưu ý: Cắt 3 miếng ván khuôn để tạo bộ khuôn quấn dây đồng thời cả nhóm lớn và nhóm nhỏ. Bước 4: Tạo khung khuôn: - Gia công tấm đệm khuôn bằng ván dày có kích thước nằm lọt trong khuôn nhỏ nhất, không tiếp xúc với dây quấn và các lỗ khuôn, bề dày tối thiểu bằng chiều cao rãnh h. - Khoan lỗ tâm và mài nhẵn các mép. - Vót que tre tương ứng với kích thước lỗ khuôn tạo khung khuôn. HÌNH 6.4 KHUÔN QUẤN DÂY ĐỒNG TÂM . c. Vót que nong, que nêm, que gạt: Rãnh ra dây Rãnh buộc bối dây (2 tấm) (1 tấm) Bước 1: Vót que nong: Que nong được vót bằng tre có chiều dài dài hơn rãnh có tiết diện mặt cắt như mặt cắt rãnh nhưng nhỏ hơn dùng để ép định vị giấy cách điện vào rãnh. Bước 2: Vót que nêm: Que nêm thường làm bằng cật tre có tiết diện mặt cắt ngang dẹp và rộng hơn miệng rãnh, chiều dài bằng giấy cách điện dùng để nêm chặt bìa lót miệng rãnh và dây quấn trong rãnh vì vậy bề dày phụ thuộc vào mức độ chiếm chỗ của dây trong rãnh. Bước 3: Vót que gạt: (Dao gạt dây) - Dùng cật tre già vót có hình dạng như 1 dao nhỏ có cán cầm, yêu cầu: + Phần lưỡi và mũi chải dây có bề dày bằng 1/3 bề rộng miệng rãnh. + Có kích thước đủ dài để tiện cho thao tác. - Chuốt bóng bằng giấy nhám. d. Tạo bối dây: Bước 1: Lắp khuôn: - Chọn vị trí thích hợp gá định vị máy quấn dây. - Định vị chắc chắn bộ khuôn lên máy quấn dây theo đúng vị trí đã định. - Chọn tỷ số truyền phù hợp, căn chỉnh máy quấn, xác định chiều quấn. Bước 2: - Đặt dây vào khuôn quấn có bước dây quấn nhỏ nhất, đầu dây đưa qua rãnh ra dây ra ngoài. - Quay tay quay đếm đủ số vòng yêu cầu. - Lắp que tre tạo khung khuôn có bước dây kế tiếp và thực hiện quấn đủ số vòng theo yêu cầu. Tiến hành thực hiện tương tự với các bối dây còn lại. Bước 3: Ra dây: - Tháo bộ khuôn dây ra khỏi máy quấn dây. - Luồn dây qua rãnh buộc bối dây định vị bối dây chắc chắn không làm rối dây. - Tháo khuôn lấy lấy lần lượt từng bối dây ra khỏi khuôn. - Vào lại khuôn và thực hiện quấn đủ số bối dây trong nhóm, số nhóm, số pha theo yêu cầu. * Lưu ý: - Không thực hiện hàn nối dây trên cạnh tác dụng. - Hai đầu dây của bối dây phải cùng phía, đầu dây giữa các bối, các nhóm phải đủ dài. e. Lồng dây: Bước 1: Bước 1: Xác định cách thức lồng dây: - Các vị trí đưa dây ra hộp cực, chiều lồng dây thuận tiện. - Vị trí đặt nhóm bối dây, rãnh đặt dây, rãnh đặt dây tiếp theo... * Lưu ý: Lồng bối dây có bước dây nhỏ trước, lớn sau. Bước 2: Đưa dây vào lòng stato: - Định dạng bối dây: Tạo độ võng cho đầu bối dây. - Đưa dây vào lòng stato, lót cách điện tạm thời cho cạnh tác dụng chưa vào, tháo dây định vị cạnh tác dụng cần lồng. Bước 3: Lồng dây vào rãnh: - Dùng que gạt tách từng nhóm nhỏ các sợi dây đưa vào rãnh. - Dùng que gạt chải các sợi dây đã lồng vào rãnh sao cho không chồng chéo và đưa các nhóm dây kế tiếp vào rãnh và thực hiện chải dây cho đến hết. - Lót bìa cách điện miệng rãnh. - Lồng dây vào rãnh kế tiếp theo sơ đồ và thực hiện tương tự cho đến hết. * Lưu ý: - Trong quá trình lồng dây tùy theo đặc điểm thực tế có thể thực hiện: + Đồng thời việc lót cách điện các đầu dây và nêm rãnh. + Cắt rời các nhóm hoặc không - Các đầu dây đưa ra cùng phía. HÌNH 4.5 ĐỘNG CƠ 3 PHA ĐANG ĐƯỢC LỒNG DÂY . f. Lót cách điện, đấu nối, đai dây: Bước 1: Lót bìa cách điện miệng rãnh và nêm miệng rãnh. Bước 2: Đấu nối: - Nạo sạch cách điện, nối theo sơ đồ - Làm sạch mối nối và hàn * Lưu ý: - Đối với động cơ 3 pha không thực hiện đấu bên trong, các đầu dây được đưa ra hộp cực như hình vẽ để tiện cho việc đấu Y hoặc Δ. HÌNH 4.6 BỐ TRÍ CỌC ĐẤU DÂY TRÊN HỘ CỰC ĐỘNG CƠ BA PHA. - Đối với động cơ 3 pha tùy thuộc điện áp lưới có thể thực hiện đấu Y hoặc Δ theo sơ đồ nguyên lý sau: HÌNH 4.7 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ 3 PHA. Bước 3: Kiểm tra toàn bộ bộ dây quấn: Chạm chấp, hở mạch, sai sơ đồ, ... Bước 4: Lót cách điện pha các đầu dây, đai dây. 15.2.5 Thử nghiệm. A B C Z X A B C X Y Z NGUỒN 3 PHA A B C A B C X Y Z NGUỒN 3 PHA A B C Động cơ 3 pha đấu Y Động cơ 3 pha đấu Δ Bước 1: Kiểm tra nguội: - Lắp ráp, quay trục kiểm tra sát cốt, rơ, tiếng kêu lạ. - Kiểm tra thông mạch, chạm chập, chạm vỏ ... các sai sót trong quá trình thực hiện, kiểm tra sơ lược phần cơ. HÌNH 4.8 THAO TÁC KIỂM TRA BẰNG RÔ NHA. HÌNH 4.9 THAO TÁC KIỂM TRA BẰNG ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG . Bước 2: Kiểm tra nóng: - Đưa nguồn vào vân hành và kiểm tra các thông số: I0, Imm0, Ur, n, t0 - Kiểm tra chiều quay, nghe tiếng kêu lạ. Bước 3: Tháo thực hiện sơn tẩm và sấy: - Sấy khô máy điện làm thóat hơi nước và tạo điều kiện cho việc tẩm sơn ở nhiệt độ 700C ÷ 800C trong 2 ÷ 4 giờ. - Tẩm sơn: Dùng cọ quét sơn nhiều lần lên đầu các bối dây để sơn ngấm sâu vào dây quấn đến khi sơn chớm chảy sang đầu bên kia thì lật ngược lại và thực hiện tương tự. Tùy theo điều kiện cụ thể có thể tẩm 2 ÷ 3 lần. - Sấy khô: Tùy theo điều kiện cụ thể mà chọn phương pháp sấy phù hợp để sấy trong thời gian từ 6 ÷ 8 giờ ở nhiệt độ 700C ÷ 800C Bước 4: Kiểm tra chất lượng sau khi sấy: - Sơn không còn dính tay. - Điện trở cách điện: R ≥ 0.5 (MW), với Uđm < 500 (V) 15.2.6 Các pan hư hỏng và biện pháp khắc phục. TT Hư hỏng Nguyên nhân Cách khắc phục 1 Không có nguồn vào Đứt dây quấn. Kiểm tra hàn nối lại hoặc quấn mới. Đứt dây nguồn. Kiểm tra hàn nối lại. 2 Có nguồn vào nhưng không hoạt động Bị chập (cháy) dây quấn Quấn lại Mất pha Kiểm tra nối lại Sát cốt Kiểm tra bi, điều chỉnh lại khe hở rôto và stato Đấu sai Kiểm tra đấu lại 3 Quay ngược Đấu sai Kiểm tra đấu lại 4 Động cơ kêu, rung và nóng Sát cốt Kiểm tra bi, điều chỉnh lại khe hở rôto và stato Quạt làm mát vênh, nứt vỡ Thay mới Lỏng ốc vít định vị Kiểm tra xiết lại hoặc thay mới. Đấu sai Kiểm tra đấu lại 5 Bài 16: Quấn bộ dây stato động cơ điện KĐB ba pha một lớp dây quấn đồng khuôn 16.1. Chuẩn bị: - Vật tư: Dây emay phù hợp với từng loại động cơ, giấy cách điện, ống gen, chì hàn, nhựa thông ... - Thiết bị: Động cơ ba pha. - Dụng cụ đồ nghề: Kìm, kéo, tuốc nơ vít, cưa, bàn quấn, mỏ hàn ... 16.2. Trình tự thực hiện: 16.2.1 Dây quấn một lớp: *. Tháo và vệ sinh động cơ. a. Tháo: Bước 1: Tháo các liên kết ở trục trước, nắp bảo vệ quạt làm mát và quạt khỏi trục sau. Bước 2: Tháo nắp trước. Bước 3: Tháo rôto. Bước 4: Tháo nắp sau. b. Vệ sinh động cơ. Bước 1: Lau chùi sạch sẽ các chi tiết, bộ phận đã được tháo. Bước 2: Kiểm tra bổ sung phụ gia bôi trơn cho ổ bi nếu cần và lau chùi sạch sẽ. Bước 3: Thực hiện tháo bộ dây quấn cháy hỏng. Bước 4: Vệ sinh lõi thép: - Nạo sạch cách điện bám trên lõi thép và trong rãnh. - Dùng xăng rửa và lau chùi sạch sẽ. - Hiệu chỉnh các lá thép bị cong vênh. c. Bảng kê các thiết bị - khí cụ Bảng 6.1: TT Thiết bị - khí cụ SL Đơn vị Ghi chú 1 Giấy cách điện pha M Dùng chung 2 Giấy cách điện rãnh m Dùng chung 3 Băng dính cách điện Cuộn Dùng chung 4 Dây điện 2 x 32 m 0.5 m / 1hs 5 E may 0.75 Kg 0.65 Kg/cân 6 Ống ghen lụa Sợi 1/2 Dùng chung 7 16..2.2 Khảo sát và vẽ lại sơ đồ dây quấn. Khảo sát và vẽ lại bộ dây quấn hoặc tính tóan vẽ lại. Bài tập ứng dụng: Tính toán vẽ sơ đồ dây quấn một lớp đồng khuôn và thực hiện quấn dây cho động cơ có: Z = 36; 2P = 4; P = 1,1KW. Bước 1: Trình tự tính toán: - Số phần tử dây quấn: S = 2 1 Z = 2 1 .36 = 18 - Bước cực:  = P Z 2 = 4 36 = 9 - Số rãnh tác dụng của 1 pha dưới 1 cực: q = mP Z .2 = 3.4 36 = 3 - Góc độ điện:  = Z P.3600 = 36 2.3600 = 200 - Vùng pha:  = q. = 3.200 = 600 - Pha cách pha: Zp =  0120 = 0 0 20 120 = 6 (1-7) * Lưu ý: Theo yêu cầu dây quấn phân tán nên số nhóm = 2P = 4 (nhóm), tuy nhiên số phần tử mỗi pha là Sp = 6 không chia đều cho 4 nhóm vì vậy giữa các nhóm có số phần tử không đều nhau. Cụ thể mỗi pha sẽ có 2 nhóm lớn (2 phần tử/nhóm) và 2 nhóm nhỏ (1 phần tử/nhóm) Bước 2: Vẽ sơ đồ dây quấn: 6 7 8 9 01 2 3 4 5 6 7 8 9 01 2 3 4 5 6 7 8 9 01 2 3 4 5 61 A Z B C X Y  2 3 4 5 16.2.3 Thi công quấn dây động cơ.