Giáo trình Quấn dây máy điện xoay chiều (Trình độ Cao đẳng)

áo lắp hệ thống chị thị, kiểm soát, công tắc khởi động, tắt máy, công tắc chuyển mạch Ampe, Volt, Rơ le nhiệt, Rơ le chống rò điện. 61 Tháo lắp các ổ bi của roto. 5. Quấn dây máy phát điện Mục tiêu: - Quấn được dây máy phát điện đạt yêu cầu kỹ thuật - An toàn cho người và thiết bị 5.1.Vệ sinh máy phát điện Tháo bối dây đầu tiên ra và đếm số vòng dây của một bối, đo kích thước của dây quấn. Tháo tất cả các bối dây còn lại và vệ sinh sạch lõi thép. Dùng xăng rửa sạch vòng bi 2 bên. Dùng mỡ chịu nhiệt bôi vào 2/3 khoảng trống của vòng bi. Quan sát bên trong rãnh xem còn dính các cách điện cũ hay các lớp vecni khô và bị cháy còn sót trong rãnh, dùng lưỡi cưa sắt gãy mài sắc một cạnh làm thành dao để cạo sạch các vật bẩn đang chứa bên trong rãnh. Nếu có phương tiện dung khí nén thổi sạch các vật bẩn đã được cạo ra khỏi rãnh. 5.2. Tính toán các thông số kỹ thuật. Chọn dây điện từ để quấn bộ dây máy phát điện. Khi sửa chữa bất kì một máy phát điện nào, tốt nhất là lấy mẫu dây thật đầy đủ các số liệu: Quy cách dây quấn, trọng lượng, số vòng, tính chất cách điện, cách đấu dây, quấn lại đúng như cũ, máy phát điện sẽ chạy an toàn, đảm bảo các tiêu chuẩn kĩ thuật của nhà chế tạo. Thực tế trên thị trường hiện nay thường có 3 loại dây: dây tròn, dây dẹt, dây cáp. Dây tròn được bọc cách điện bên ngoài bằng sợi bông, lụa, tơ thủy tinh hoặc men cách điện được gọi là dây điện từ. Dây dẹt và dây cáp chủ yếu được bọc bởi hai lần sợi, một lần giấy và một lần sợi hoặc bọc tơ thủy tinh: cũng có loại để trần, khi quấn vào máy điện; roto động cơ, cuộn dây hạ áp của máy biến áp, máy hàn điện mới lót bìa cách điện. Kí hiệu dây quấn cho máy điện Dây quấn cho tất cả các loại máy điện thường dùng đồng điện phân, mềm, điện trở nhỏ (ở một số nước còn dùng dây điện từ là lõi nhôm). Dự toán dây quấn gồm 3 yêu cầu: - Kí hiệu và quy cách dây. - Kích thước dây. - Trọng lượng dây cần có để quấn vào máy. 62 Tùy theo từng kiểu máy phát điện, nhiệt độ làm việc, cấp cách điện mà chọn kí hiệu dây cho phù hợp. Dây quấn cho Liên Xô (cũ) sản xuất có nhiều cấp cách điện khác nhau được phân loại theo độ bền nhiệt để quấn vào máy, có nhiệt độ làm việc từ 90 o C (cấp Y) tới 180 o C (cấp H). Sửa chữa máy điện ở nước ta hiện nay phổ biến là dùng dây quấn cho máy điện cấp A, nhiệt độ làm việc tối đa 105 o C, thường chọn dây quấn kí hiệu: - ΠBД là dây bọc hai lớp sợi bông, dây tròn cỡ từ 0,38 – 5,2mm. Dây dẹt: a = 0,9 – 5,5mm, b = 1,2 – 1,5mm. - ΠЭД – 2 là dây men hai lớp gốc hắc ín – dầu thường dùng cho máy điện, điện áp thấp ở nhóm điện oto, máy kéo .. Những máy điện cấp B rất thích hợp với khí hậu nóng ẩm ở nước ta: nhiệt độ làm việc tối đa 110 o C – 125 o C có thể dùng các loại dây kí hiệu: - ΠЭB-2 là dây men hai lớp có độ bền cao, gốc hóa học. ΠЭ TB là dây men tăng cường gốc polieste. - Những máy điện phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt; những roto có cổ góp quay với tốc độ cao 5000 – 15000 vòng /phút (máy cắt, máy doa ) phải quấn bằng dây men hai lớp kí hiệu ΠЭ TB-2. Cũng có thể dùng dây men có bọc một lần lụa, tơ thủy tinh kí hiệu ΠЭЛ WKO (cấp A) hoặc ΠCДT (cấp B) rồi tẩm sấy bằng sơn cách điện chịu nhiệt để dây bám chặt lại với nhau đảm bảo độ bền cơ và độ bền nhiệt. Các loại dây men này thường có các kích cỡ d = 0,02 – 2,44mm. Hiện nay trên thị trường có bán dây điện từ Việt Nam, dây điện từ Hàn Quốc kí hiệu PEW chất lượng tương đương dây ΠЭB. * Kích thước dây quấn Dây đồng tròn là thông dụng nhất để quấn máy phát điện; có các kích cỡ từ 0,02 – 5,2mm. Dây quấn cho phần cảm máy phát điện thường chỉ dùng dây điện từ dưới 2mm; máy dùng dây cỡ lớn hơn thường lấy nhiều dây nhỏ quấn song song để dễ làm, cuộn dây tản nhiệt nhanh, máy chạy mát và tốt hơn quấn bằng một sợi dùng dây to cùng tiết diện. Người ta thường quấn song song từ 4 đến 6 sợi là nhiều; trên cỡ này thì dùng dây vuông, dây dẹt, thanh đồng hoặc dây cáp tạo thành cuộn dây cứng. Trong sửa chữa thường không có đủ các cỡ dây đường kính khác nhau, tư nhỏ đến lớn để lựa chọn. Vậy giải quyết vấn đề này thế nào? Quấn dây to hơn hay nhỏ hơn một ít có được không? Nói chung nếu máy phát điện phải làm việc ở công suất định mức không được quấn dây nhỏ hơn cũ vì như vậy mật độ dòng điện qua dây sẽ cao hơn 63 thiết kế. Máy phát điện đã quấn lại sẽ không đủ khả năng để làm việc với công suất định mức nên khi kéo tải nó sẽ nóng quá mức, độ bền giảm dễ cháy. Thực tế sai số chỉ cho phép giảm từ 2% - 3% so với tiết diện dây cũ. Máy phát điện, khi sửa chữa không có dây đúng cỡ thì dùng dây to hơn một cấp sẽ tốt hơn nhưng cần lưu ý khi thay dây to hay nhỏ hơn một cấp đều không được tăng hoặc giảm số vòng dây đã quấn cũ vì; - Nếu tăng vòng dây, thì đầy, khó quấn, làm dây dễ bị chạm chập, máy chạy yếu đi. - Nếu giảm vòng dây sẽ làm dòng điện không tải tăng, cosФ giảm, tổn hao trong lõi thép tăng, máy bị nóng và dễ cháy. * Thay thế cỡ dây để quấn máy điện Khi không có dây đúng kích cỡ thì cách giải quyết tốt nhất là dùng 2 – 3 dây nhỏ để quấn song song với nhau hoặc vẫn quấn bằng một sợi dây đơn nhưng stato được nối song song thành 2 – 3 nhánh (phần cảm phải có các bin, ở các nhánh bằng nhau). Trường hợp máy đã quấn song song (hoặc có hai nhánh song song) thì dùng dây to hơn nhưng đấu nối tiếp (tất nhiên dây to này phải lọt được qua khe xuống rãnh). Vấn đề cơ bản là tiết diện của dây sau khi thay đổi phải bằng với tiết diện dây cũ. Khi quấn song song các sợi phải quấn cùng một lúc lên khuôn để chúng có chiều dài bằng nhau. Ví dụ: Máy phát điện có dây theo thiết kế dùng dây 0,5mm, nhưng trên thị trường chỉ có dây cỡ nhỏ. Vậy phải mua loại dây nào để thay thế? Quấn hai dây song song, tính nhanh theo công thức: dm = 0,7 dc (3–1) Quấn ba dây song song thì tính nhanh theo công thức: dm = 0,6dc Vậy, nếu quấn hai dây song song thì mua cỡ dây (công thức 3 -1): dm = 0,7 x 0,5 = 0,35 mm. * Tính trọng lượng dây quấn (chưa kể cách điện). Khi đã chọn được cỡ dây, còn cần phải biết khối lượng dây quấn bao nhiêu để mua cho sát. Có thể tính toán để tìm ra đáp số nhứng cách làm thực tế và đơn giản là căn cứ vào khuôn dây quấn. Đo khuôn để biết được chiều dài trung bình một vòng dây rồi từ đó nhân với tổng số vòng dây quấn của tất cả các cuộn dây để tìm chiều dài dây cần phải mua. Dùng các công thức sau đây để tính trọng lượng dây. Trọng lượng dây đồng tròn: G(g/m) = 7d 2 (4–1) Trọng lượng dây đồng dẹt: G(g/m) = 8,9 x S (4–2) Trọng lượng dây cáp đồng: G(g/m) = 9,3 x S (4–3) 64 Trong đó: G: Trọng lượng 1 mét tính bằng gam. d: Đường kính dây this bằng mm. S: Tiết diện dây tính bằng mm 2 . 5.3. Vẽ sơ đồ trải. N S S N N S Hình 2-3. Máy phát điện xoay chiều một pha 6 cực, 12 rãnh phần cảm quay. 5.4. Dây quấn phần động Roto Khi quấn lại các cuộn dây phần cảm ở rô to phải tháo máy ra từng cụm, tiến hành theo trình tự sau: Tháo vành đai che than, tháo dây dẫn ở chổi than và nhấc khẽ lò xo giữ chổi than để lấy hết các viên than ra ngoài. Tháo hai nắp đỡ ổ bi, đỡ nhệ đầu trục để rút rô to ra khỏi stato. Quan sát chỗ hư hỏng bên ngoài các cuộn dây kích từ, thông thường cuộn dây nhỏ song song hay bị nổ đứt, cuộn dây to hay bị vỡ cách điện bọc ngoài, chạm mát, nhất là cuộn dây phía dưới thường bị dầu mỡ, bụi bẩn bám nhiều. 65 Cuộn dây Cuộn dây Hình 2-4. Cấu tạo một cuộn dây trên phần cảm quay. Băng vải Hình 2-5. Đặt băng lên khuôn,cột chắc dây bằng băng vải. Tùy theo từng loại máy phát điện có bao nhiêu cực từ sẽ có bấy nhiêu bin dây. Thông dụng nhất là máy phát điện 2 cực, máy 4 cực, 6 cực. Loại máy 2 cực có 2 bin dây, máy 4 cực quấn 4 bin dây, tất cả được đấu nối tiếp cùng phía để thành một bộ dây phần cảm. Ở mỗi đôi cực thì đường sức từ cuộn dây sẽ đi từ cực N (Bắc) xuyên qua stato đến cực S (Nam) rồi vòng theo mạch dẫn từ trên thân lõi thép Rô to để về điểm xuất phát Tuy cả bộ dây có nhiều bin dây nhưng nếu bin nào hỏng chỉ cần xác định đúng rồi quấn lại bin ấy. Đứt dây, chạm mát có thể lấy đèn thử để tìm được dễ dàng. Riêng sự chập mạch trong các bin phải dùng ôm kế chính xác để đo điện trở từng bin, sau đó so sánh và xác định ra bin hỏng. Chập mạch trong từng bin cũng có thể xác định chính xác bằng cách đặt bin dây (đã tháo khỏi cực từ) trong một từ trường biến thiên của rô nha. Nếu bin dây bị chập mạch, nó sẽ nóng lên sau vài phút. Đồng hồ lắp ở rô nha sẽ vọt lên quá mức bình thường. 66 * Các bước quấn lại phần cảm máy phát điện xoay chiều một pha kiểu phần cảm quay cần theo trình tự 6 bước như sau: Bước 1. Vẽ lại sơ đồ đấu dây. Bước 2. Tháo hết các bin dây và cách điện cũ đã cháy ra khỏi rô to. Bước 3. Đo cỡ dây và đếm số vòng quấn của các bin dây. Bước 4. Làm khuôn quấn dây. Bước 5. Cắt giấy, lót cách điện và rãnh. Bước 6. Hạ, đấu dây, chạy thử đạt yêu cầu, rồi tẩm sơn cách điện. + Vẽ sơ đồ đấu dây Có nhiều cách vẽ nhưng thông dụng là 2 loại sơ đồ: Sơ đồ tròn vẽ lại cách hạ các bin dây xuống rãnh, có ưu điểm là thể hiện được rõ ràng kiểu quấn dây để sau này theo đó mà quấn lại như cũ. Các bin dây được vẽ bằng một nết đậm. Sơ đồ trải tuy không thể hiện vị trí các bin dây theo chu vi stato nhưng lại thuận lợi cho người thợ khi đấu dây vì vẽ được rõ ràng các mối đấu dây giữa các bin dây với nhau. + Tháo các cuộn dây để lấy số liệu Các cuộn dây phần cảm máy phát điện kiểu phần cảm quay thường có rãnh hình chữ nhật, miệng hở, khi tháo cuộn dây chỉ cần tháo mỏm cực từ ra, tháo nêm tre hoặc sắt rồi dùng búa gõ ra cho cả bin dây tụt dần qua miệng rãnh, không cần phải dùng cưa sắt cưa dây ở một đầu. Muốn đo cỡ dây, đếm số vòng chính xác phải đưa cả bin dây hơ lên lò than (nhiệt độ đốt dây khoảng 550 o C đến 700 o C đến khi sơn và men cách điện cháy hết (xuất hiện ngọn lửa màu xanh) thì lấy bin dây ra và nhúng ngay vào nước lạnh, bin dây sẽ tở ra từng sợi, đếm được số vòng rất dễ dàng. Khi đo dây đã đốt bằng pan me, không được vuốt mạnh làm dãn dây, sẽ gây sai số. + Làm khuôn quấn dây Trong công việc sửa chữa máy phát điện thì kích thước của khuôn quấn dây giữ phần quyết định đến công nghệ hạ dây vào rô to: khuôn làm đúng, hạ vào rãnh dễ, nhanh lại đảm bảo chất lượng, khuôn làm dài hoặc rộng hơn tiêu chuẩn thì vừa tốn dây, vừa dễ bị chạm vào vỏ, vào nắp, gây chạm mát; nếu khuôn làm ngắn, hoặc hẹp quá thì khó hạ được các cuộn dây vào rãnh của rô to, bộ dây cũng dễ bị chạm mát. Mỗi bin dây đều có 4 cạnh : 2 cạnh được đặt vào 2 rãnh khác nhau của rô to, còn 2 cạnh kia nằm ngoài ở phía 2 đầu rãnh. Chính 2 cạnh nằm trong rãnh có lõi sắt là phần tác dụng của bin dây tạo ra từ trường, 2 cạnh còn lại nằm ngoài rãnh không tham gia vào sự làm việc của máy phát điện. Bởi 2 đầu bin ngắn, thì tiết kiệm dây nhưng tốn nhiều công. 67 Cách làm khuôn đơn giản nhất là lấy một đoạn dây đồng cỡ 0,5 đến 1mm đặt gá vào lòng trong của bin dây cũ uốn theo đường này, để theo đó mà đo kích thước: - Chiều dài khuôn (L). - Chiều rộng khuôn (N). - Chiều dầy khuôn (D) thường lấy thấp hơn chiều cao rãnh 2 – 4mm. Nếu máy phát điện không còn bin cũ, thì phải đo kích thước của rô to để làm khuôn theo kinh nghiệm sau: n d N D L Hình 2-6. Đo kích thước làm khuôn. Chiều dài của khuôn: L = l + 10 – 20mm. Chiều ngang của khuôn: N = n + 2 đến 4mm. Chiều dày của khuôn: D = d – 2 đến 4mm. Trong đó: l là chiều dài lõi thép. N là khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 rãnh hạ dây. D là chiều sâu của rãnh. Chiều dày D của khuôn, vẫn chọn theo độ sâu d của rãnh trừ đi lớp cách điện và nêm tre từ 2 đến 4mm để khi hạ dây nằm gọn vào trong rãnh. Khi đã chọn đươc quy cách khuôn hợp lí, thì lấy một miếng gỗ thông phẳng bằng chiều dày D, cưa chiều dài L và chiều ngang N đúng kích thước, ở giữa khoan 1 lỗ để bắt vào trục của máy quấn dây. Xung quanh khuôn lót một lần bí cách điện 0,5mm để cho nhẵn, dây quán vào không bị xước và lấy bin dây ra được dễ dàng. Đi đôi với khuôn, phải có các má khuôn để giữ dây khi quấn; má khuôn phải chọn gỗ thật phẳng, dày từ 3 đến 5mm. Kích thước dài, rộng hơn khuôn khoảng 15 đến 20mm; 4 cạnh cưa rãnh để đặt dây buộc bin dây khi quấn xong. 68 Người khéo tay có thể làm nhiều khuôn để cùng gá lên máy quấn dây, quấn nhiều bin daay một lượt, các bin dây không phải cắt ra; tuy khi hạ hơi khó, phải lựa cho các bin dây đúng chiều nhưng lại đỡ phải hàn nối dây, chất lượng cuôn dây tốt, bền và an toàn hơn. Quấn phần cảm của những máy phát nhỏ có thể quấn trực tiếp lên rô to hoặc có thể lấy sắt mỏng 0,5 đến 1mm cắt thành băng dài (tôn đai thùng) cỡ chiều dày D khuôn rồi uốn theo kích thước để thay cho khuôn gỗ. Như vậy công nghệ làm khuôn đơn giản hơn, dễ dàng, nhanh đỡ tốn công; tuy gá lên máy khó đồng tâm nhưng vẫn đạt yêu cầu của bin. Tất nhiên vẫn phải lót cách điện 0,5 mm xung quanh khuôn để lấy bin dễ và dây men khỏi bị xước. + Quấn bin, lót cách điện, hạ dây. Những phàn cảm của máy phát điện có rãnh hình chữ nhật, miệng hở hạ được cả bin xuống rãnh thì dây phải quấn thứ tự, xếp lớp mới cho lọt được toàn bộ bin. Trước khi quấn dây vào khuôn, phải đặt sẵn 4 sợi dây đồng cỡ 0,3 – 0,5 mm vào rãnh, để khi quấn xong một bin dây, buộc tạm thời cho dây đã quấn khỏi đổ, khỏi tuột lúc tháo. Để lấy bin dây ra khỏi khuôn: Đặt 2 ngón tay cái lên mặt khuôn, các ngón tay còn lại đỡ cuộn dây, dùng 2 ngón tay cái đẩy khuôn nhẹ nhàng ra ngoài. Chiều dày của bìa cách điện lót vào rãnh thường lấy từ 0,2 đến 0,3 mm; trường hợp phải làm việc trong môi trường khắc nghiệt nóng, ẩm, cần tăng cường chất lượng thì phải lót rãnh bằng 2 lần bìa cách điện 0,1mm nằm giữa 2 lần bìa là 1 lần lụa cách điện. Quy cách của bìa lót phải cắt dài hơn chiều dày rô to từ 8mm đến 12mm để gấp mép ở 2 đầu rãnh (gấp ra phía ngoài) mỗi bên từ 2 đến 3 mm. Luồn bìa vào rãnh xong, phải vót tre xấp xỉ kích thước rãnh để chèn cho bìa nằm ép sát thành, đến khi hạ dây, uốn dây được dễ dàng, không làm rách giấy cách điện. + Đấu dây, bó 2 đầu bin dây và tẩm sơn cách điện, sấy phần cảm. Nếu khi hạ dây theo sơ đồ tròn, thì khi đấu dây nên dùng sơ đồ trải để theo dõi. Thường phần cảm chỉ có 2, 4 hoặc 6 bin dây phải đấu theo đùng trình tự. Các dầu dây ra, chọn ở rãnh gần lỗ luồn dây lên vành trượt; các mối nối phải cạo sạch men, xoắn lại chắc chắn rồi hàn bằng thiếc có nhựa thông, thật ngấu hoặc có thể hàn bằng máy hàn chập mạch. Những đầu dây cho ra ngoài phải được nối bằng dây súp mềm. Tất cả các mối nối đều phải luồn gen cách điện chịu nhiệt. Đấu dây xong thì dùng bìa cách điện mỏng 0,1mm lót giữa 2 bin dây gối lên nhau. Tiếp đến là kiểm tra các cuộn dây với nhau xem có bị đứt, bị chạm mát hoặc bị chập mạch không? Nếu tất cả đều tốt thì đấu các mối dây chung với phần ứng hoặc đấu với máy kích thích. 69 Cuối cùng nắn cho 2 đầu cuộn dây tròn, đẹp, không chạm vào nắp, không nhô cao để dây chạm vào stato, rồi dùng băng vải hoặc dây gai để cột bó 2 đầu bin dây thật chắc chắn; chỗ mối hàn các đầu dây cho ra ngoài phải lót kỹ bằng bìa cách điện và bó chặt để khỏi bị đứt ngậm. Trước khi tẩm sơn cách điện phải lắp cho máy chạy thử, đảm bảo các thông số kỹ thuật, điện áp và tần số đủ theo định mức. 5.5. Dây quấn phần tĩnh Stato Sau khi làm sạch rãnh Stato chúng ta đo chu vi rãnh và cắt cách điện rãnh. Giấy cách điện rãnh được gấp mí hai đầu. Trong quá trình lót cách điện rãnh chúng ta dung thanh tre để đẩy cách điện ép sát vào vách rãnh. Sauk hi lót xong toàn bộ cách điện rãnh chúng ta kiểm tra cách điện rãnh phải mở rộng sát vách rãnh và không được thấp hơn cổ rãnh. + Quấn các bối dây cho một pha dây quấn Trong quá trình quấn các bối dây của một pha dây quấn, chúng ta dùng khuôn quấn có dạng nửa hình trụ. Các nhóm bối dây của một pha được quấn dính liền nhau, không cắt rời từng nhóm, khoảng cách giữa các nhóm phải được lót gen cách điện Khi quấn đủ số vòng dây của một bối dây, dùng dây cột hai cạnh của bối dây lại rồi mới quấn tiếp Khi bắt đầu quấn một pha dây quấn,ta cắt và luồn gen cách điện váo dây quấn Trong quá trình thực hành để được nhanh chóng chính xác ta nên đánh số thứ tự nhóm các pha dây quấn theo thứ tự lồng dây.các số thứ tự của các nhóm * Qui trình lồng dây và rãnh Stato 70 Khi bắt đầu lồng dây vào rãnh Stato, ta bắt đầu từ nhóm bối dây mang số thứ tự 1(Nhóm 1 thuộc pha A) kế tiếp lồng nhóm bối dây mang số thứ tự 2(Nhóm 2 thuộc pha B) rồi tiếp tục lồng các nhóm bối dây khác theo thứ tự nhóm Các thao tác chuẩn bị trước khi bắt đầu lồng dây gồm: Xới dây và sắp xếp các cạnh dây song song, bối dây được xác định từ sơ đồ khai triển dây quấn Stato Thao tác gỡ rối các vòng dây phía cạnh tác dụng và các đầu nối của bối dây, trước khi bắt đầu lồng dây vào rãnh.(lưu ý thao tác gỡ rối sắp song song các vòng dây, nên thực hiện cho từng bối trước khi lồng bối dây đó vào rãnh) Đặt các đầu ra dây của các bối dây đối diện với Stato, sau đó xoay 180 0 để cho vào rãnh Sau khi đã xong dây vào rãnh, ta lót giấy nêm miệng rãnh để giữ cho các vòng dây quấn lồng váo rãnh không thoát ra khỏi rãnh 5.6. Hàn nối mạch từ. Trong phần này ta cần thực hiện theo các bước sau: Quan sát sự phù hợp các số đánh dấu và đầu dây ra so với sơ đồ trải, sơ đồ đấu dây. Đặt thang đo VOM về vị trí Rx1 rồi chỉnh kim chỉ thị về 0. Đặt 2 que đo VOM vào từng cặp đấu cuộn dây quấn mỗi pha để kiểm tra sự liền mạch của pha. Nếu giá trị R vào khoảng vài ôm đến vài chục ôm là cuộn dây liền mạch. Ướm thử các đầu dây nối theo sơ đồ đấu dây để định các vị trí nối dây với dây dẫn ra cho phù hợp. Cắt các đầu dây ra của mỗi pha dây quấn chỉ để chừa các đoạn nối phù hợp bằng bằng kìm cắt dây. 71 Xỏ các ống gen vào các dây cần nối. Cạo lớp êmay cách điện bằng dao con và giấy nhám ở các vị trí đầu nối, rồi nối dây theo sơ đồ nối dây. Bọc các mối nối bằng ống gen. Xếp gọn các đầu nối cho thẩm mỹ rồi đai gọn, chắc chắn bằng sợi cotton. Hàn các mối nối của các nhóm bối dây. Khi hàn cần phải thực hiện ở ngoài dây quấn của động cơ, để mò hàn và chì hàn nhỏ giọt xuống không làm hỏng dây quấn. Các mối đã hàn được bao phủ bằng gen cách điện. Đầu đầu của các nhóm bối dây trong cùng một pha được nối với nhau và các đầu ra của các pha và các đầu cuối các pha được nối ra ngoài để thuận tiện cho việc đấu dây, vị trí hàn được che phủ bằng gen cách điện, gen cách điện cần phải đưa lên ở mỗi phía điểm hàn khoảng 20 mm để tránh chậm chạp. * Lắp ráp và vận hành thử Sau khi thực hiện xong bước 4,lắp ráp hoàn chỉnh động cơ tiến hành kiểm tra ràng buộc giữa , cách điện giữa các pha, cách điện vỏ với pha dây quấn Nếu cách điện đạt yêu cầu, đầu nối vận hành động cơ và đo dòng điện khởi động , dòng điện không tải, xác định phần trăm dòng điện không tải Đo dòng không tải trên cả ba pha để xác định tính đối xứng của cả 3 pha dây quấn Các bước thử nghiệm trên hoàn tất và đạt yêu cầu tiến hành tẩm sấy cách điện cho dây quấn 5.7. Sơn tẩm, thử nghiệm. a. Phân loại. Vật liệu cách điện quấn váo máy phát điện thường dùng có: giấy, bìa cách điện, vải băng, lụa cách điện, vải sợi thủy tinh, tecstolit, mica, bakelit . Căn cứ vào nhiệt độ giới hạn, để đảm bảo độ bền tuổi thọ của thiết bị là nhiệt độ cho phép, người ta chia vật liệu cách điện ra 7 cấp: Cấp Y: Nhiệt độ cho phép 90 o C, hiện nay ít dùng vì chịu nhiệt kém, dễ hút ẩm gồm: vải, lụa giấy cách điện không tẩm sơn cách điện, không nhúng vào chất lỏng cách điện đều thuộc cấp cách điện này. o Cấp A: Nhiệt độ cho phép 105 C bao gồm những vật liệu cách điện trên như: vải, tơ lụa, giấy cách điện vật liệu từ xenlulo, nhưng được tẩm sơn cách điện tốt. Loại này thường gặp ở những máy điện kiểu cũ, sử dụng ở vùng nhiệt Cấp E (AB): Nhiệt độ cho phép 120 o C gồm những loại như: màng lapsan, vải thủy tinh, một số màng tổng hợp hữu cơ khác được dùng rộng rãi cho các máy điện cỡ nhỏ và trung bình. 72 Cấp B: Nhiệt độ cho phép 130 o C dùng vật liệu từ gốc vô cơ như: mica, amiăng, vải thủy tinh nhúng sơn cách điện chịu nhiệt độ cao, bakelit và các chất trùng hợp khác được dùng nhiều cho những thiết bị điện cần nhiệt đới hóa. Cấp F: Nhiệt độ cho phép 155 o C cũng là những vật liệu trên cơ sở mica, Cấp H: Nhiệt độ cho phép 180 o C, vật liệu chủ yếu là mi ca, amiang, sợi thủy tinh mềm với tổ hợp silic hữu cơ đàn hồi. Cấp này được dùng cho các máy điều kiện làm việc khắc nghiệt, nhiệt độ cao. o Cấp C: Nhiệt cho phép trên 180 C gồm vật liệu là thủy tinh, thạch anh, sứ chịu nhiệt độ cao. Giấy và bìa cách điện được chế tạo từ xơ bông + xơ gỗ đã sunphat. Bìa cách điện được dùng làm đệm lót trong các rãnh của máy điện, làm khuôn của máy biến áp, khung dây quấn động cơ cách điện cấp A. Bìa cách điện được sản xuất thành cuộn ЭBT và ЭBC có chiều dầy từ 0,1 – 0,5mm; loại bìa tấm có kí hiệu ЭB thì chiều dầy 1 – 3mm. Riêng bìa sản xuất từ xơ gỗ kí hiệu ЭMY hoặc từ xơ bông kí hiệu ЭMT có thể sử dụng vào máy ngâm trong dầu cách điện. c. Vải sơn cách điên Tùy theo chất làm nền để phân biệt vải sơn cách điện bằng tên gọi khác nhau như: vải cách điện (sợi bông), lụa cách điện (tơ), vải caprong, vải thủy tinh. Sau khi đã tẩm sơn cách điện chúng mềm hơn và cách điện được nâng cao tốt hơn. Sơn để tẩm là sơn dầu (vàng) sơn bitum dầu (đen), sơn hoặc emay silic hữu cơ. Dai nhất và mềm nhất là lụa, caprong tẩm sơn dầu. Vải sơn mầu đen có đặc tính cách điện cao hơn màu vàng nhưng lại kém chịu dầu và các chất hòa tan khác. Trừ vải thủy tinh tẩm sơn silic hữu cơ (ΠCK, ΠC) (mầu trắng) cho phép chịu ẩm, chịu nhiệt cao đến 155 o C (cấp B và cấp F) còn tất cả các loại vải, lụa cách điện đều chỉ được quấn vào máy điện làm việc ở cấp A (105 o C). Phạm vi sử dụng chủ yếu của vải sơn cách điện là để lót vào rãnh động cơ, cách điện giữa các lớp dây, vòng dây, căn pha đầu nối của các thiết bị điên o hạ thế. Vải sơn khi dùng phải cắt chéo 454 (theo sợi dọc) thì mới dai, chịu kéo tốt hơn. Micanit là vật liệu cách điện có đặc tính cách điện cao, độ bền cao, chịu được nóng và ẩm ướt.Có nhiều loại mica, tạm chia ra 3 nhóm: - Micanit cứng dùng làm cách điện giữa các phiến cổ góp dày 1 – 2mm. Kí hiệu KФ -1. 73 - Micanit mềm dùng để cách điện vòng dây và rãnh máy điện, kí hiệu ГM hoặc ГФ có độ dầy từ 0,2 – 0,5mm. - Micanit định hình có kí hiệu ФM, ФC hoặc ФФ (chỉ ghi hai chữ đầu) dùng để lót cách điện trong các điện đặc biệt, chịu nóng, điện áp cao. Sơn cách điện. Vật liệu tẩm sấy phần cảm chủ yếu là dùng một số loại sơn cách điện sau khi quấn phần cảm xong phủ sơn lên các cuộn dây và cho vào sấy nóng để sơn khô lại tạo thành một khối tăng độ cách điện, không thấm nước và tăng độ bến cơ học cho các cuộn dây. Sơn cách điện là hỗn hợp các chất tạo màng sơn: Nhựa đường – bitum, dầu trẩu, dầu lanh với dung môi hữu cơ. Khi sấy nóng sơn cách điện, dung dịch bay hơi, còn lại các chất gốc qua qua một quá trình hóa lý sẽ làm cho sơn khô, đóng cứng lại. sơn cách điện có 3 nhóm. a. Sơn tẩm: Để tẩm vào các cuộn dây của động cơ, thường có hai loại sơn cấp A và sơn cấp B. Sơn cách điện cấp A trong nước sản xuất nhiều là sơn gốc bitum có kí hiệu 447 và 458, tuy chịu ẩm ướt tốt nhưng kém chịu dầu, có mầu đen. Ở vùng nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm nên dùng sơn cách điện cấp B, sơn cách điên gliptan, chất lượng tốt hơn. Hiện nay, khi sửa chữa máy điện ta thường dùng sơn ГФ95 của Nga hoặc 1154 của Trung Quốc có mầu vàng sáng để tẩm dây máy điện, màng sơn chịu dầu. Sơn gliptan mầu nâu sẫm do xí nghiệp quốc phòng sản xuất hiện có bán trên thị trường, công dụng cũng như trên. b. Sơn phủ: Sau khi đã sơn tẩm, sơn phủ sẽ tạo một lớp màng nhẵn bóng để cuộn dây hoặc các chi tiết cách điện bền chắc, chống ẩm tốt, chịu nhiệt độ, chịu dầu, chống mốc và các hóa chất khác xâm nhập, chịu được hồ quang. Nga có nhiều loại sơn phủ “ men dầu gliptan” như: ГФ92 mầu xám, sấy ở nhiệt độ 105oC mới khô để sơn phủ cuộn dây mấy điện. XK mầu đỏ để sơn phủ các chi tiết cách điện của máy phát điện, tự khô ở nhiệt độ 20 o C sau 24 giờ. c. Sơn dán: Để dán các lá mica hoặc giấy vải cách điện với nhau, sơn các bề mặt ngoài của các khối thép kĩ thuật. Trong 3 nhóm sơn cách điện ở trê, thì sơn tẩm là quan trọng nhất đối với thợ sửa chữa điện. Ta biết rằng máy phát điện được quấn bằng dây điện từ tráng men hoặc bọc bằng sợi lót cách điện bằng bìa эB, nếu không tẩm sơn chỉ được nhiệt độ làm việc là 90 o C (cấp Y). Vẫn dây và bìa như trên nếu đem tẩm sơn cách điện và sấy tốt thì có thể chịu được nhiệt độ tới 105 o C (cấp A). 74 Như vậy, nhờ sơn tẩm mà cuộn dây tăng được tính chịu nhiệt. Sau khi tẩm, sơn sẽ bịt kín những lỗ nhỏ giữa các vòng dây ở trong cuộn dây, bịt kín các lỗ mao quản của vật liệu cách điện bằng xenlulozơ làm cho nó không thể hút ẩm, hút nước được nữa. Sơn tẩm làm tăng thêm sức chịu đựng điện áp của vạt liệu cách điện, tăng thêm sức bền cơ học và sức chịu mài mòn, tăng thêm khả năng tản nhiệt làm cho động cơ bớt nóng. * Qui trình tẩm sấy. Roto đông cơ điện khi sửa chữa phải sơn thật tốt mới đảm bảo chất lượng và độ bền. Muốn vậy khi tẩm sấy cách điện phải qua 3 công đoạn như sau: + Sấy chuẩn bị. + Sơn tẩm cách điện. + Sấy khô. * Tẩm, sấy dây quấn phần cảm sau khi quấn. a. Chuẩn bị Phần cảm sau khi đã quấn xong cho chạy thử không tải, máy phát điện chạy tốt thì chuẩn bị tẩm sơn cách điện. Trong quá trình quấn dây, hơi ẩm hoặc mồ hôi tay có thể xâm nhập vào dây, bìa cách điện nhất là loại dây bọc sợi càng dễ dàng hút ẩm, nên trước khi sơn tẩm phải qua công đoạn sấy chuẩn bị để hơi ẩm bay ra hết. Thời gian sấy từ 4 đến 12 giờ tùy theo loại phần cảm nhỏ hay lớn; nhiệt độ sấy từ 100 o C đến 110 o C. b. Tẩm sơn cách điện Sấy chuẩn bị xong, lấy phần cảm ra ngoài để cho nhiệt độ hạ xuống khoảng 65 o C - 75 o C rồi mới tẩm sơn, vì nếu sơn ngay trong lúc roto còn nóng trên 75 o C thì sơn thấm vào cuộn dây bốc hơi quá mạnh tạo thành một lớp màng mỏng bao kín bên ngoài, chắn không cho sơn tiếp tục thấm sâu vào trong rãnh nữa; ngược lại nếu để nguội dưới 60 o C thì sơn cũng không đủ sức thấm sâu vào trong các khe dây. Khi tẩm sơn, đem phần cảm nhúng toàn bộ vào chậu sơn khoảng 5 phút, đến khi không còn bọt nổi lên là được. Nếu chỉ có ít sơn cách điện hoặc những phần cảm lớn không thể nhúng cả được thì dùng biện pháp dội sơn: Dốc ngược phần cảm lên, dội sơn vào hai đầu cuộn dây cho đến khi chảy thấm sang tận đầu bên kia lật đi lật lại khi nào thấy sơn không thể thấm vào trong được nữa mới thôi. Sau đó để sơn nhỏ bớt đi mới cho vào lò tiếp tục sấy khô, không nên để bên ngoài quá 1/2 giờ. c. Sấy khô Sấy sau khi tẩm sơn là một giai đoạn rất quan trọng, phải đảm bảo sấy đúng nhiệt độ và thời gian qui định. Nếu không tuân thủ được hai điều kiện này 75 thì sơn không khô tốt, cách điện của phần cảm sẽ kém. Hiện tượng mặt ngoài khô, phía trong dây còn dính là hậu quả của qui trình sấy không đúng. Thông thường sấy ở nhiệt độ 110 o C đến 115 o C thời gian sấy vào khoảng 6 đến 24 giờ tùy thuộc vào loại sơn và kích cỡ phần cảm, kiểm tra độ cách điện lúc sấy thấy ổn định trong khoảng 2 – 4 giờ, sờ tay vào màng sơn không còn dính mới coi là xong đợt sấy thứ nhất. Cần chú ý, lần tẩm đầu phải dùng sơn loãng, nếu sơn bị đặc thì lấy benzen và dầu thông hoặc tôluen + oai sprit 1/1 để pha sao cho độ nhớt э từ 2 o – 3 o , sơn mới chui hết được vào các lỗ trong rãnh quấn dây. Lúc bắt đầu sấy cần tăng nhiệt độ lên từ từ và sấy ở mức độ 60 o C - 70 o C trong 3 – 4 giờ, sau đó mới tăng nhiệt độ lên 110 o C - 115 o C để tránh hiện tượng lớp sơn mặt ngoài bị khô nhanh tạo thành màng kín, cản trở lớp sơn trong không thể khô hết được. Công đoạn tẩm sơn thứ hai, dùng sơn đặc hơn, độ nhớt cao hơn (э ở 50oC là 5 -8 độ) để cho sơn nhét kín những lỗ hổng còn lại, động tác sơn sấy cũng như lần trước. Trong những trường hợp sửa chữa những phần cảm của những máy phát điện mà lại không có lò sấy thì có thể dùng bóng đèn có công suất 100W – 200W đặt trực tiếp phần cảm (không để chạm vào dây quấn) rồi nắp kín lại, nhiệt độ trong thùng sấy đơn giản này vẫn đạt khoảng 110 o C thì sau 10 – 20 giờ, dây quấn mới khô tốt được. Ðèn tròn 100 - 200W Tôn bóng 6. Các hƣ hỏng thƣờng gặp, nguyên nhân và cách khắc phục Mục tiêu: - Phán đoán được các hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và sửa chữa được các hư hỏng đó. - An toàn cho người và thiết bị 76 a Hiện tượng: Máy phát điện được quay đủ tốc độ nhưng không phát điện, vôn kế một chiều đều chỉ số 0. + Nguyên nhân 1: Máy kích thích bị hỏng do mạch kích thích bị đứt, biến trở tiếp xúc xấu hoặc có chỗ bị chập dây, đấu dây sai. Cách xử lí: Kiểm tra máy kích thích, dùng ôm kế hoặc đèn thử đo các cuộn dây và roto xem có bị đứt, bị chạm mát không. Quan sát xem các phiến đồng có bị đen, bị bẩn không; có bị vẩy thiếc ở các mối hàn trên cổ góp không? Nếu có đồng hồ chính xác thì thử túng phiến đồng trên cổ góp điện cạnh nhau xem điện trở có đều không, có bị đứt chỗ nào không. Tiếp theo kiểm tra các chổi than và cách đấu dây để tìm chỗ hỏng, chỗ đấu sai để sửa. + Nguyên nhân 2: Máy kích thích bị mất từ dư hoặc đảo cực. Sự cố này thường xảy ra ở các máy phát điện Diezen do thao tác sai, đường dây cung cấp điện ra phụ tải bị ngắn mạch, do sét đánh gần hoặc do vị trí chổi than bị rung động, bị lệch Sự cố này được phân tích như sau: b. Chổi than lệch khỏi trung tính. Ta biết rằng khi chổi than làm việc, trong cuộn dây phần ứng có dòng điện chạy qua, từ trường do dòng điện phần ứng này sinh ra gọi là phản ứng phần ứng. Tuqf trường phần ứng này sẽ hợp với từ trường cực từ thành từ trường máy điện. Nếu chổi than lệch khỏi đường trung tính hình học, dòng điện phần ứng sẽ có thành phần làm giảm bớt từ trường chihs của máy. Chổi than lệch khỏi đường trung tính nhiều thì tác dụng khử từ này sẽ nhiều tới mức điện áp có thể giảm xuống rất thấp không đủ sức kích từ để máy phát điện cấp cho phụ tải. c. Thao tác sa: Khi máy làm việc bình thường dòng điện trong mạch kích thích chạy theo chiều mũi tên đậm hình dưới đây. Nếu trên mạch kích thích có chỗ tiếp xúc xấu (lúc tiếp, lúc không) hoặc thao tác sai, vặn biến trở R để giảm điện áp quá nhanh. Do cuộn dây kích thích (nhiều vòng) có hệ số tự cảm lớn cùng chiều với dòng điện I2 cũ (mũi tên nét đứt). Dòng điện này sẽ đi vào mạch kích thích của máy theo chiều ngược lại và có thể làm mất tư dư hoặc đảo cực máy kích thích. 77 G Ckt R Hình 2-7. Sơ đồ đấu dây máy kích thích cấp điện mồi. d. Máy phát điện bị chập mạch ngoài Ta biết rằng dòng điện ngắn mạch xoay chiều là dòng điện cảm làm khử từ của máy, nên khi máy phát bị chập dây ngoài, phản ứng phần ứng do dòng điện ngắn mạch gây ra làm từ trường roto bị giảm đột ngột và do đó cuộn dây cũng cảm ứng ra dòng điện dẫn đến làm đảo cực, mất từ dư giống như trên. Hiện tượng 1 :Ngoài ra máy phát để lâu không chạy, vì thời gian và nóng ẩm cũng hay bị mất từ dư. Cách xử lí: Để tránh các sự cố này phải thường xuyên kiểm tra mạch kích thích, các mối nối, chổi than, đường dây tải điện Việc thao tác tăng giảm điện áp phải theo qui trình. Những máy hay bị đảo cực (cực dương biến thành cực âm) phần lớn do chổi than đặt sai, cần phải được điều chỉnh lại. Khi máy đã mất từ dư hoặc đảo cực phải mồi lại như sau: Tháo dây dẫn ở máy kích thích nối vào roto ra (hoặc nhấc viên than ở roto ở máy phát điện lên). Vặn biến trở kích thích R đến vị trí có điện áp cao nhất (Uđm) rồi cho máy phát lực quay với tốc độ định mức. Dùng vôn kế 1 chiều tìm đầu dương, đầu âm của máy kích thích (tuy mất tư dư nhưng vẫn còn nhưng vẫn còn điện áp vài vôn khi roto quay) rồi lấy 2 đầu dương, của Ác quy loại 24V quệt vài lần theo kiểu xung vào 2 đầu dây cùng tên của cuộn dây máy kích thích. Sau đó đấu lại mạch nối roto vào máy như cũ. Máy phát điện được mồi đủ tư dư sẽ làm việc trở lại bình thường. Đối với những máy kích thích kiểu hốn hợp, nếu không có sẵn Ác quy thì có thể mồi lại từ bằng cách quệt chập mạch hai cực dương với âm để cho máy 78 tự kích. Chú ý chỉ quệt theo kiểu xung vài lần, không được để lâu, dòng điện lớn hại máy. Nguyên nhân 3: Roto máy phát bị đứt mạch chổi than, vòng đồng tiếp xúc không tốt, stato cách điện kém hoặc có chỗ bị chập mạch. Cách xử lí: Kiểm tra lại stato và roto máy phát điện tìm chỗ đứt dây. Kiểm tra chổi than và rà cho đều. Điểu chỉnh lại lò xo chổi than nếu cần. Kiểm tra các cuộn dây, tìm chỗ chập mạch và sửa lại. Thường tìm chỗ hỏng bằng cách quan sát cho máy dừng hẳn, sờ tay vào từng cuộn dây phát hiện chỗ nào bị nóng hơn hẳn các cuộn dây khác, chỗ nào có màu dây không bình thường, đen hoặc có vết nứt cách điện thì chỗ đó bị chập phải sửa lại. Hiên tượng 2: Máy phát điện chạy không tải thì bình thường nhưng lúc đóng tải vào, điện áp sụt xuống nhiều. Nguyên nhân và cách xử lí Cần kiểm tra lại công suất dòng điện mồi của máy kích thích. Những máy kích thích hỗn hợp phải kiểm tra xem cực tính của cuộn dây cực phụ, cuộn dây nối tiếp xem có bị ngược không. Kiểm tra mạch điện và bộ điều chỉnh điện áp tự động. Nếu máy kích thích được kéo bằng dây đai thì phải kiểm tra độ căng của cu roa hình thang cho tốt. Hiện tượng 3: Máy phát chạy không tải mà chổi than kích thích cũng bị tóe lửa. Nguyên nhân và cách xử lí: Chổi than máy kích thích không tốt do tiếp xúc xấu, sai qui cách. Cổ góp điện méo, gồ ghề. Chổi than bị sai vị trí. Áng lại cổ góp cho tròn nhẵn, rà lại than và điều chỉnh, như ở phần trước. Điều chỉnh chổi than về đúng đường trung tính, đúng vị trí, có thể điều chỉnh lúc máy chạy hoặc khi máy dừng. Lúc máy chạy không tải cách đơn giản để tìm đường trung tính là nhấc chổi than ở roto máy phát điện ra, vặn lỏng bu lông giữ giá chổi than máy kích thích rồi quay nhẹ giá đỡ chổi than đi, đồng thời nhìn vôn kế một chiều. Khi đến vị trí có điện áp chỉ lớn nhất thì đấy là chỗ chổi than đã nằm ở đường trung tính. Ta chỉ việc vặn chặt bu lông giữ giá đỡ chổi than lại là xong. Trường hợp muốn chỉnh lúc máy dừng hẳn thì dùng ác qui 6V – 12V đấu dây như hình sau; lúc đầu khi đóng cắt công tắc K1 ta sẽ thấy kim đồng hồ nhúc nhích. Quay giá đỡ chổi than đi một tí đến chỗ nào mà cắt công tắc K1 mili vôn không lệch đi nữa, tức là chổi than đã nằm đúng đường trung tính hình học. Phương pháp này tuy chính xác nhưng cũng phụ thuộc vào thao tác và dụng cụ 79 đo. Theo kinh nghiệm nên sử dụng đồng hồ kiểu từ điện (có điện trở phụ để đo được khảng 3V) có kim chỉ số 0 giữa mặt đồng hồ để dễ theo dõi và quan sát. 0 - + mV K - + Hình 2-8. Sơ đồ nối dây tìm dây trung tính. Hiện tượng 4: Máy chạy không tải bình thường, nhưng khi đóng tải thì chổi than máy kích thích tóe lửa, tải càng nặng lửa càng tóe ra nhiều. Nguyên nhân và cách xử lí: Máy phát điện bị quá tải hoặc là tốc độ quay cũng như dòng điện kích từ lên quá cao. Cũng có thể do đấu dây sai ở cực từ chính và cực từ phụ hoặc cuộn dây nối tiếp, song song bị chập một số vòng, khe hở giữa cực từ phụ và roto không đúng. Phải tháo phần kích thích ra kiểm tra sửa lại. Hiện tượng 5: Máy phát điện xoay chiều bị nóng quá mức qui định. Nguyên nhân và cách xử lí: Nếu dây quấn stato nóng từng bộ phận, từng góc, là có một số vòng dây trong máy kém sắp bị chập. Tất cả các cuộn dây đều bị nóng là do máy bị quá tải. Phần sắt từ bị nóng nhiều hơn dây quấn là do máy chạy quá tốc độ qui định. Cần kiểm tra cả phần thông gió xem có tốt không. Cánh quạt có bị gẫy không, máy có bị bẩn qus khôn. Cách xử lí là giảm bớt dòng điện tiêu thụ. Vệ sinh sạch sẽ để phần thông gió thật tốt. Nếu dây quấn bị chập thì phải tháo máy ra chữa lại chỗ bị chập. Hiện tượng 6. Máy kích thích bị nóng quá mức bình thường: Nguyên nhân và cách xử lí: Roto máy kích thích nóng nhiều là do bị quá tải hoặc do cuộn dây ở roto bị chập, cổ góp hỏng. Chổi than bị ép quá mức xuống cổ góp hoặc than sai qui cách, kí hiệu mã. Nếu stato bị nóng nhiều thì phải kiểm tra xem các cuộn dây kích thích có bị chập không. Máy có quay quá tốc độ qui định không. Máy có bị ẩm, bụi bậm nhiều, thông gió kém. Vòng bi mòn cũng gây ra sự cố nóng như trên. Phải xử lí từng trường hợp cụ thể. 80 Hiện tượng 7. Máy có tiếng gõ nhiều và rung nhiều trong khi vận hành; các ổ đỡ bi nóng quá mức bình thường. Nguyên nhân và cách xử lí: Các đai ốc bắt máy bị lỏng, roto không được cân bằng, vòng bi, bạc mòn làm roto chạm vào stato. Chổi than nén quá mức xuống cổ góp, xuống vòng tiếp xúc cũng làm nóng máy và phát ra tiếng kêu. Trục máy phát lực và máy phát điện, máy kích thích không đồng tâm, do lỏng chân, lỏng khớp nối hoặc bi cong thì càng kêu và rung mạnh. Vòng bi, bạc bị lỏng bị mòn hoặc bị xiết chặt quá. Dầu mỡ lâu ngày bị khô, bị bẩn, hoặc vòng bi cho quá nhiều mỡ. Mỡ không đúng qui cách khi vận hành nóng bị chảy đi hết. Cách xử lí: kiểm tra và sửa chữa các sai sót trên. * Lắp đặt máy phát điện. a. Lắp đặt và chọn dây tải điện ra phụ tải Muốn giữ gìn máy phát điện vận hành tốt, bền thì ngay khi lắp đặt máy phát điện phải chọn địa điểm hợp lý gần với phụ tải lớn nhất, thuận tiện lâu dài về vận hành, bảo dưỡng Việc lắp đặt máy là một trong những yếu tố quyết định đến sự làm việc an toàn và tuổi thọ của máy sau này. Bởi vậy nhất thiết phải làm theo đúng các điều chỉ dẫn về lắp đặt được nêu trong bản thuyết minh kèm theo máy. Đối với máy cố định hay lưu động, đều phải phải quan tâm đến những điều kiện kĩ thuật như độ vững chắc của nền móng, độ thăng bằng chính xác của máy, sự chống ẩm, sự thông gió Bệ máy phải thăng bằng và có biện pháp chống rung, chống chấn động. Buồng đặt máy, phải có cửa hút gió, cửa thải gió, ống khí xả đến bầu giảm âm nên đặt thẳng, tránh uốn khúc quá nhiều. Với máy phát điện cần chú ý công tác kiểm tra bảng điện, sấy máy trước khi cho vận hành. Việc chọn dây tải điện phải tính toán hợp lý; dây dẫn điện lớn quá thì lãng phí và giá thành cao, dây nhỏ quá thì không tải hết công suất máy phát điện và tổn hao điện trên đường dây vô ích. Có thể chọn dây tải điện trên cột ngoài trời như (hình 2-9). Cách sử dụng đồ thị như sau: Thí dụ: Cần tải công suất P = 5kW đi xa 300m với qui định tổn thất điện áp trên dây là: U% = 9%. Ta có: P x l = 5 x 300 = 1.500 kWm 81 Ứng với tọa độ Pl = 1.500; U% = 9% sẽ gặp điểm M nằm trên đường thẳng M10. Vậy ta phải dùng dây đồng M = 10 mm 2 . (M dây đồng, A dây nhôm). P.L(kWm) A150 A120 24000 M95 22000 A95 20000 M50 A70 18000 M35 16000 A50 14000 M25 12000 A35 10000 M16 A25 8000 M10 6000 A16 4000 M6 2000 1500 M U% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hình 2-9. Đồ thị chọn dây dẫn điện áp 220V, cos = 0,8 b. Sấy máy phát điện Máy phát điện mới lắp đặt hoặc lâu ngày không làm việc bị ẩm đều phải sấy trước khi cho vận hành. Nguyên tắc sấy là gia nhiệt cho máy điện nóng lên 82 o mức 70 90 C trong thời gian nhất định để hơi ẩm bốc hơi thoát ra ngoài lớp cách điện cho máy thật khô. Phương pháp lợi dụng những mất mát trong lõi thép Stato. Phương pháp sấy bằng dòng điện xoay chiều một pha hoặc dòng điện một chiều. Phương pháp sấy bằng không khí nóng thổi vào, sấy bằng điện trở hoặc bằng bóng đèn Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm khác nhau tùy điều kiện cụ thể từng nơi mà áp dụng. Dù sấy bằng cách nào thì trước khi sấy cũng phải lau chùi hết bụi trong máy phát điện ra, đánh sạch các cổ góp điện các chỗ tiếp xúc, xiết chặt các đầu nối dây. Tiếp theo đo điện trở cách điện bằng Meegom kế loại 500V và ghi kết quả vào sổ theo dõi, so sánh. Sấy bằng bóng đèn đơn giản và dễ thực hiện nhất: Lấy bóng đèn sợi đốt 200W 500W đặt sát vào trong roto dùng bạt phủ kín để duy trì độ nóng, chỉ để một vài lỗ nhỏ thoát hơi ẩm. Cần chú ý không để bóng đèn chạm vào cuộn dây và vải bạt để khỏi sinh hỏa hoạn. Cần khống chế nhiệt độ không cho vượt quá 90 o C. Cứ mỗi giờ một lần đo trị số điện trở cách điện để theo dõi quá trình sấy và từ đó xác định thời gian nào thì ngừng sấy. Kinh nghiệm thấy rằng khi mới sấy do ảnh hưởng của hơi ẩm bay ra nên điện trở lại giảm xuống chỉ một vài giờ, máy sẽ khô dần, điện trở cách điện bắt đầu tăng lên rồi ổn định tại một trị số nào đó. Sau thời gian ổn định từ 3 đến 5 giờ, thì có thể ngừng sấy. Để máy phát điện hạ thế có thể vận hành được, tiêu chuẩn điện trở cách điện tối thiểu phải đạt R 0,5M (do ở trạng thái nóng 60 o C). Ngoài ra tỉ số hấp thụ phải đạt R60 1,3 R15 Trong đó: R15: điện trở cách điện đo với thời gian 15 giây. R60: điện trở cách điện đo với thời gian 60 giây. Thực tế máy mới sau khi sấy như trên thì điện trở cách điện có thể đạt trên 500M . Với máy cũ đã vận hành lâu thì qua sấy lại như vậy cũng đạt 20 M . Phương pháp sấy bằng tổn thất trong lõi thép ít dùng cho máy phát điện nhỏ, trong hoàn cảnh công trường hoặc hoặc nơi dùng máy điezen, hiện nay có hai cách thuận tiện và có hiệu quả tốt để sấy máy phát điện là: - Sấy máy điện bằng phương pháp ngắn mạch điện áp ra. - Lấy điện một pha qua máy biến thế hàn để sấy máy phát điện. 83 * Sấy máy phát điện bằng phƣơng pháp ngắn mạch đầu ra. Ở những nơi không có điện lưới thì áp dụng phương pháp sấy này cũng đơn giản và đạt kết quả tốt. Như vậy vừa không phải tháo máy điện ra lại kết hợp được với việc chạy “rà trơn” máy phát lực trước khi vận hành. Chỉ những máy phát cho phép chạy “ga-răng-ti” và có máy kích thích mới dùng cách sấy này. Trình tự thao tác để sấy như sau: 1. Lấy một sợi dây cáp đồng đủ cường độ tải của máy nối ngắn mạch hai đầu ra của máy phát, ngay trước cầu dao, áp tô mát như hình Cần chú ý chỉ cho qua ampe kế để theo dõi dòng điện mà không được cho qua áp tô mát để đề phòng khi đang sấy vì một lí do nào đó, áp tô mát tự động mở ra sẽ gây ra điện áp cao nguy hiểm, các cuộn dây bị quá áp có thể bị chọc thủng cách điện. Thực chất đây là sấy kiểu chập mạch, chỗ nối tắt phải chặt chẽ, tiếp xúc thật tốt để không xảy ra hiện tượng đánh lửa, mo ve A Bi?n tr? Rf + = - Hình 2-10. Sấy máy phát điện bằng phương pháp ngắn mạch 2. Những máy phát điện dùng bộ tự động điều chỉnh điện áp thì phải loại nó ra, chỉ dùng biến trở tay quay và đấu nối tiếp thêm điện trở phụ Rf (Nếu cần). 3. Vặn biến trở kích thích về số 0 (điện trở lớn nhất), cho máy phát lực khởi động rồi quay chậm ở tốc độ rà máy. 84 4. Điều chỉnh biến trở kích thích cho dòng điện sấy tăng từ từ lên tới 50% dòng điện định mức của máy phát điện để trong khoảng một vài giờ máy nóng dần lên, không được tăng dòng điện sấy quá đột ngột, dễ vỡ cách điện, hại máy. Khi máy đã nóng tới 60 o C rồi thì có thể nâng dòng điện sấy lên 80% đến 90% dòng điện định mức để nâng nhiệt độ sấy lên 90 o C. + Với máy phát điện một pha nhỏ dưới 5kVA thời gian sấy để đạt đến 70 o C từ 2 3 giờ. Tổng thời gian sấy khoảng 6 8 giờ. 5. Nếu máy kích thích cũng bị ẩm thì phải sấy máy kích thích bằng bóng đèn. Nguyên lí của phướng pháp sấy này là lợi dụng dòng điện cảm ứng để làm nóng máy, trong khi sấy máy phát lực làm việc rất nhẹ, gần như không tải, điện áp máy phát cũng bằng 0 do đó rất an toàn. Có thể điều chỉnh dòng điện sấy bằng cách tăng hoặc giảm biến trở kích thích, hoặc tăng giảm tay ga máy phát lực để thay đổi vòng quay của máy. Thường là kết hợp cả hai động tác này. * Dòng điện máy hàn sấy máy phát điện. Thực chất đây là một phương pháp sấy dựa vào tổn thất đồng, sắt; cho một dòng điện chạy qua các cuộn dây để máy phát nóng, hơi ẩm bay ra ngoài, làm khô máy. Có thể lấy điện sấy máy là điện một chiều ở máy phát điện hàn hoặc xoay chiều cuả máy biến áp hàn điện áp từ 10% đến 20% so với điện áp của máy phát điện. Ở các công trường cách làm tiện nhất là dùng một máy biến áp hàn, điện áp thứ cấp từ 30V đến 60V. Đấu nguồn điện này vào bảng của máy phát (đã có sẵn Ampe kế, vôn kế, ap tô mát ) để sấy máy phát điện 220V. Trình tự tiến hành như sau: 1. Đấu hai đầu ra của máy phát điện ở bảng điện vào thứ cấp của của máy biến thế hàn như hình Cần chú ý là roto phải đấu kín mạch chổi than để đề phòng quá điện áp làm hỏng cách điện. 2. Cấp điện 220V vào máy biến thế hàn để có dòng điện thứ cấp vào làm nóng máy phát điện. Dòng điện trên Ampe kế lúc ban đầu chọn từ 0,4Iđm (máy quay 1000 vg/ph) đến 0,5Iđm (máy quay 1000 vg/ph) sau đó tăng dần lên 80% đến 90% dòng điện định mức tùy theo mức độ nóng máy của từng máy. Việc theo dõi nhiệt độ và thời gian sấy cũng giống như phương pháp sấy ngắn mạch đầu ra ở trên. 85 220V A 30V - 60V Hình 2-11. Đấu dây máy phát điện bằng máy biến áp hàn 3. Điều chỉnh điện áp để có dòng điện sấy phù hợp bằng cách sau: Điều chỉnh điện áp bằng cách thay đổi các đầu dây thư cấp của máy biến áp hàn và mạch từ rẽ trong máy phát điện để đạt nhiệt độ sấy theo ý muốn; cần nhớ là khống chế để nhiệt độ sấy dưới 90 o C (cách điện cấp B và đo bằng phương pháp điện trở). 4. Sấy theo kiểu này cũng vẫn để nguyên máy tại chỗ không cần phải tháo roto ra nhưng vẫn phải phủ vải bạt kín chỉ để một vài lỗ nhỏ thoát hơi ẩm và mỗi giờ quay roto đi một vài vòng để nóng đều khỏi hại trục máy. Lắp đặt mạch tự động chuyển đổi cho máy phát (ATS) a: Mạch lực và nguyên lý làm việc của khối tự động chuyển đổi (ATS). * Sơ đồ mạch lực: 86 AT BT CT TrtT AF KF KL CM AL B F B L CF CL TrtF TrtL 1RLA 1RLB 1RLC 3RL KL KF 2RL 4RL KF KL Hình 2-12. Sơ đồ mạch lực mạch tự động chuyển đổi cho máy phát điện Nguyên lý: Khi có điện áp lưới thì điện áp cấp cho tải được lấy từ lưới. Khi điện lưới bị mất thì máy phát tự động khởi động, nhưng không cấp điện áp cho tải ngay mà chờ vài giây tuỳ theo đặt, khi đó điện áp máy phát mới được cấp cho tải. Khi có điện áp lưới trở lại thì máy phát được cắt tự động. Đồng thời điện áp lưới được cấp cho tải. Mạch điều khiển của khối tự động chuyển đổi ATS. 87 a. Sơ đồ nguyên lý: + ac qui - CT D1 + ac qui - CT D3 R2 D1 VR2 4RL R3 Tr3 R4 D5 2RL D3 R2 VR3 + VR2C3 4RL 2RL R3 Tr3 R4 4RL D5 2RL VR3 + C3 2RL 4RL +aq RDS D2 R1 Tr1 + VR1 C1 +aq +aq X RDS D4 Y 2RL D2 RDS R1 RDS DZ Tr2 Tr1 Z + VR1 + C1 C2 +aq X RDS +aq Y D4 2RL D6 3RL RDS DZ Tr4 Z Tr2 + C2 +aq 3RL D6 Tr4 Hình 2-13. Sơ đồ mạch điều khiển của khối tự động chuyển đổi ATS b. Nguyên lý hoạt động của mạch tự động chuyển đổi. Khi lưới có điện thì công tắc tơ của lưới (KL) có điện khi đó tải được cấp điện từ lưới. Khi ta đóng công tắc chuyển đổi (CT) thì mạch ATS làm việc ở chế độ trờ. Lúc đó các rơle 1RLA , 1RLB ,1RLC có điện (đây là các rơle lưới ). Các tiếp điểm thường đóng của các rơle này mở ra đẫn đến RĐS không có điện. Các tiếp điểm thường mở cuẩ các rơle đóng lại làm cho rơle đóng lại. Làm cho rơle 2RL có điện nhưng sau một khoảng thời gian t1 nào đó. Vì tụ C2 phải nạp 88 đủ điện đẻ vượt qua được ngưỡng của Điốt ổn áp DZ. Khi đó Tranristor T2 mở lúc này 2RL mới có điện. Khi 2RL có điện thì các tiếp điểm thướng mở của 2RL đóng lại làm cho 3RL có điện và rơle 4RL có điện, tiếp điểm thường mở của 2RL đóng lại làm cho rơle 4RL luôn được cấp điện mà không phụ thuộc vào các tiếp điểm của rơle 1RLA, 1RLB, 1RLC và 2RL. Các tiếp điểm thường đóng của rơle 3RL và công tắc tơ của lưới (KL) mở ra làm công tắc tơ KF không có điện khi đó tải dùng điện của lưới. Khi điện lưới mất đi công tắc tơ KL mất điện làm cho các rơle 1RLA, 1RLB, 1RLC đóng lại cấp điện cho RĐS. Các tiếp điểm thường mở của 1RLA, 1RLB, 1RLC mở ra làm 2RL mất điện đồng thời làm cho 3RL mất điện theo nhưng chậm hơn một thời gian khoản t1 làm tiếp điểm thường đóng của3RL đóng lại và tiếp điểm của công tắc tơ KL đóng lại và tiếp điểm KF có điện khi đó máy phát có điện rồi và điện áp do máy phát phát ra được cấp cho tải. Khhi điện lưới có điện trở lại thì công tắc tơ K2 có điện các rơle 1RLA, 1RLB, 1RLC có điện dấn đến RĐS mất điện nhưng cũng sau một khoảng thời gian t0 do tự C1 phóng điện. Các tiếp điểm thường mở 1RLA, 1RLB, 1RLC đóng lại và 2RL có điện nhưng cùng khoảng thời gian t2 do phải nạp cho C2 để nó đủ thong được DZ. Khi 2RL có điện thì 3RL có điện khi đó tiếp điểm thường đóng của rơle 3RL mở dấn đến KF mất khi đó đồng thời tải được cấp điện từ lưới. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1.Trình bầy công dụng máy phát điện ? 2. Trình bầy cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy phát điện ? 3. Trình bầy các bước kiểm tra máy phát điện ? 4. Trình bầy qui trình tháo lắp máy phát điện.? 5. Trình bầy các bước quấn dây máy phát điện ? 6. Trình bầy các hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục? 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công nghệ chế tạo Máy điện và Máy biến áp, Nguyễn Đức Sĩ, NXB Giáo dục, Hà Nội 1995. [2] Máy điện 1, Vũ Gia Hanh - Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ - Nguyễn Văn Sáu, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2001. [3] Máy điện 2, Vũ Gia Hanh - Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ - Nguyễn Văn Sáu, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2001. [4] Hướng dẫn sử dụng và sửa chữa Máy biến áp, Động cơ điện, Máy phát điện công suất nhỏ, Châu Ngọc Thạch, NXB Giáo dục, Hà Nội 1994. [5] Tính toán cung cấp và lựa chọn thiết bị, khí cụ điện, Nguyễn Xuân Phú - Nguyễn Công Hiền, NXB Giáo dục, Hà Nội 1998. [6] Kỹ thuật điện, Đặng Văn Đào - Lê Văn Doanh, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 1999. [7] Kĩ thuật quấn dây, Trần Duy Phụng, NXB Đà nẵng 2006 [8] Sửa chữa, lắp đặt quạt và động cơ điện, Đỗ Ngọc Long, NXB Khoa học và Kĩ thuật, Hà nội 2006 [9] Máy phát điện nhỏ vận hành và sửa chữa, Bùi Văn Yên, NXB Giao thông vận tải [10] Các sách báo và tạp chí về điện.