Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Cao đẳng): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

Chia sẻ: Hayato Gokudera | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Cao đẳng) cung cấp những kiến thức cơ bản về máy điện. Giáo trình kết cấu gồm 5 bài và được chia thành 2 phần, phần 2 trình bày những nội dung về: động cơ không đồng bộ ba pha; máy phát điện đồng bộ; máy điện một chiều;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Cao đẳng): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

BÀI 2: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Mã bài: MĐ 15.02 Giới thiệu: Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác và động cơ điện có nhiệm vụ biến đổi điện năng thành cơ năng. Nó rất cần thiết trong sản xuất và giữ vai trò quyết định cho sự phát triển kinh tế đặc biệt trong lĩnh vực điện khí hoá, tự động hoá trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải ngày cao Động cơ không đồng bộ ba pha là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lí cảm ứng điện từ, có tốc độ quay rotor n (tốc độ quay của máy) khác với tốc độ quay của từ trường. Mục tiêu: - Mô tả được cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ - Tính toán được các thông số của động cơ - Vẽ được sơ đồ trải bộ dây quấn Stato - Bảo dưỡng và sửa chữa được những hư hỏng thông thường của động cơ không đồng bộ đảm bảo động cơ hoạt động tốt theo đúng tiêu chuẩn về điện. - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo. Nội dung: 1. Khái niệm chung về động cơ không đồng bộ ba pha 1.1. Khái niệm Động cơ không đồng bộ là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lí cảm ứng điện từ, có tốc độ quay rotor (tốc độ quay của máy) nhỏ hơn với tốc độ quay của từ trường. 1.2. Phân loại Khi phân loại động cơ không đồng bộ ba pha, có thể căn cứ theo: - Theo kết cấu của vỏ, có thể chia làm các loại: Kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu chống nổ, kiểu chống rung…..vv. - Theo kết cấu của rotor chia làm hai loại: Kiểu rotor dây quấn và kiểu rotor lồng sóc. - Theo số pha: Kiểu một pha, hai pha, ba pha. 1.3. Các đại lượng định mức: Động cơ không đồng bộ ba pha có các đại lượng định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy. Các trị số này do nhà máy thiết kế, chế tạo qui định và được ghi trên nhãn máy. Động cơ không đồng bộ ba pha trên nhãn máy chỉ ghi các trị số làm việc của chế đô động cơ ứng với tải định mức. 58
- Công suất định mức ở đầu trục (công suất đầu ra) Pđm (kW, W) hoặc Hp, 1Cv = 736W (theo tiêu chuẩn Pháp); 1kW = 1,358 Cv. 1Hp = 746W (theo tiêu chuẩn Anh) - Dòng điện định mức Iđm (A) - Điện áp dây định mức Uđm (V) - Kiểu đấu sao hay tam giác - Tốc độ quay định mức nđm - Hiệu suất định mức đm - Hệ số công suất định mức cosđm Công suất định mức mà động cơ điện tiêu thụ P2 đm P1đm   3U đm I đm cos  đm  đm Pđm  3U đm I đm cos  đm đm Mômen định mức ở đầu trục: Pđm 1 Pđm (W ) M đm   0.975 ( KGM )  9,81 nđm (vg / ph) 1.4. Công dụng của động cơ không đồng bộ ba pha Động cơ không đồng bộ ba pha có kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ là loại máy được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ... Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công nông sản phẩm. Trong đời sống hàng ngày máy điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm một vị trí quan trọng: quạt gió, động cơ tủ lạnh...Tóm lại phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi. Tuy vậy động cơ không đồng bộ ba pha có những nhược điểm sau: cos của máy thường không cao lắm, đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên ứng dụng của nó có phần bị hạn chế. 2. Cấu tạo của Động cơ không đồng bộ ba pha 2.1. Stator (phần tĩnh) Stator gồm có: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy 59
- Lõi thép stator (mạch từ) chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện (thép silic) hình tròn được đập rãnh phía trong theo hướng tâm, sau đó ghép cách điện với nhau tạo thành hình trụ rỗng với các rãnh đặt dây quấn. Lõi thép được ép vào trong vỏ máy. - Dây quấn: Dây quấn của stator được đặt vào các rãnh của lõi thép và cách điện tốt đối với rãnh. - Vỏ máy: Để cố định lõi sắt và dây quấn không dùng làm mạch dẫn từ. Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại. 2.2. Rotor (phần quay) Gồm có lõi thép, dây quấn - Lõi thép: Dùng thép kỹ thuật điện như stator, lõi sắt được ép lên trục quay, phía ngoài có xẻ rãnh để đặt dây quấn - Dây quấn: Có hai loại: Loại rotor kiểu dây quấn: Là rotor có dây quấn giống như dây quấn của sator. Dây quấn 3 pha của rotor thường được đấu hình sao, còn ba đầu kia nối vối ba vành trượt đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than đấu với mạch điện bên ngoài. Khi máy làm việc bình thường dây quấn rotor được nối ngắn mạch. Hình 15-03-1 Rotor dây quấn của động cơ không đồng bộ Loại rotor kiểu lồng sóc: Cấu tạo của loại dây quấn này khác với dây quấn stator. Trong mỗi rãnh của stator đặt vào thanh dẫn bằng đồng hoặc bằng nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối tắt ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hoặc bằng nhôm mà người ta thường quen gọi là lồng sóc 60 Hình 16-03-2: Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ
2.3. Các bộ phận khác: Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc bằng gang, dùng để giữ chặt lõi thép, cố định máy trên bệ, bảo vệ máy và đỡ trục rôto Cánh quạt: Chế tạo bằng nhôm hoặc gang dùng để làm mát các bộ phân bên ngoài động cơ Nắp cánh quạt: Dùng để bảo vệ cho cách quạt không bị va chạm cong vênh, đặc biệt bảo vệ an toàn cho người vận hành. Ngoài ra còn có tác dung hướng gió dọc theo vỏ động cơ. Hộp cực: Nơi đưa các đầu dây ra của stato và đấu nối nguồn điện vaò động cơ, trên hộp cực có nắp để che đầu nối đông cơ 3. Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện không đồng bộ 3.1.Từ trường của máy điện không đồng bộ 3.1.1. 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. a. Sự tạo thành từ trường quay Trên Hình 16-03-7a, 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 120o điện. Giả thiết trong 3 dây quấn có dòng điện ba pha đối xúng chạy qua (Hình 03-5). iA = Imaxsinωt iB = Imaxsin(ωt – 120o) iC = Imaxsin(ωt – 240o) Để thấy rõ sự hình thành từ trường, khi vẽ từ trường ta qui ước chiều dòng điện như sau: - Dòng điện pha nào dương có chiều từ đầu 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, đầu ký hiệu bằng  cuối ký hiệu bằng  Bây giờ ta xét từ trường ở các thời điểm khác nhau: - Thời điểm pha ωt = 90o: Ở thời điểm này, dòng điện pha A cực đại và dương (xem Hình 16-03-5a), 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 ký hiệu là  cuối Y và Z ký hiệu là  (xem hìnH16-03-5a). 61
Dùng quy tắc vặn nút chai ta xác định chiều đường sức từ trường do các dòng điện sinh ra (Hình 16-03-4a); ta thấy từ trường tổng có một cực S và một cực N, ta gọi là từ trường một đôi cực (p = 1). Trục của từ trường tổng trùng với trục của dây quấn pha A là pha có dòng điện cực đại. ib ic i ia 0 ωt o ωt= 90o ωt = 90 +120 o ωt = 90o+240o Hình 15-3-3: Đồ thị hình sin của dòng điện 3 pha A A A Y Z Y S Z Y Z S N C B C N B C B X X X Btæng BB BC BC BC 0 60 0 60 0 60 Btæng BA BB BB a b c Btæng Hình 16-03-4: Sự tạo thành từ trường quay 62
- Thời điểm pha ωt = 90o + 120o: 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 16-03-4b). Dùng quy tắc vặn nút chai ta xác định chiều đương 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 pha B là pha có dòng điện cực đại. - Thời điểm pha ωt = 90o + 240o: 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 pha B âm (Hình 16-03-4c). Ta thấy từ trường tổng ở thời điểm này đã quay đi một góc 240o 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 rôto, 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 được từ trường quay một đôi cực. Nếu thay đổi cấu tạo dây quấn, ta được từ trường 2, 3, 4 v.v… đôi cực. b. Đặc điểm của từ trường quay Từ trường quay của hệ thống dòng điện ba pha có 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 16-03-4 ta thấy rằng khi dòng điện biến thiên một chu kỳ, từ trường quay được một vòng, do đó trong một phút dòng điện biến thiên 60f chu kỳ, từ trường quay được 60f vòng. Vậy khi từ trường có một đôi cực, tốc độ cử vòng từ trường quay là n1  60 f . Khi từ trường có hai đôi cực, dòng điện biến phút thiên một chu kỳ, từ trường quay được ½ vòng (từ cực N qua S đến N là ½ 60 f vòng), do đó tốc độ từ trường quay là n1  . Một cách tổng quát, khi từ 2 trường quay có p đôi cực, tốc độ từ trường quay (còn gọi là tốc độ đồng bộ) là: 60 f n1  (vòng / phút ) (3-1) p - 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 16-03-3 ta thấy rằng, 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. 63
Như vậy nếu thay đổi thứ tự hai pha cho nhau, ví dụ dòng điện i B 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 i B) rồi đến trục dây quấn BY (có dòng điện iC), nghĩa là từ trường quay theo chiều ngược lại (Hình 15-03-3c). - Biên độ của từ trường quay Từ trường quay sinh ra từ thông Ф xuyên qua mỗi dây quấn. Ví dụ ta xét từ thông của từ trường quay xuyên qua mỗi 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: Ф = ФA + ФBcos(-1200) + ФCcos(-2400) 1 =  A  ( B   C ) (3-2) 2 Hệ thống dòng điện ba pha đối xứng nên ΦA + ΦB + ΦC = 0 hay ΦB + ΦC = - ΦA do đó ta có: A 3 Φ = ΦA + = ΦA (3-3) 2 2 Dòng điện іA = Imaxsin  t nên: Từ thông của dòng điện pha A là: ΦA = ΦAmax sin  t Cuối cùng ta có: 3 Φ= ΦAmaxsin  t 2 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. 3 Φmax = Φpmax (3-4) 2 trong đó Φpmax là từ thông cực đại của một pha. Đối với dây quấn m pha thì: m Φmax = Φpmax (3-5) 2 3.1.2. Từ trường quay của dây quấn hai pha Khi có dây quấn hai pha (m=2) đặc lệch nhau trong không gian góc 90 0 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: 64
m Φmax = Φpmax = Φmax = Φpmax 2 Từ trường quay của dây quấn hai pha có biên độ bằng biên độ từ trường một pha. 3.1.3. Từ thông tản Bộ phận từ thông chỉ móc vòng riêng rẽ với mỗi dây quấn gọi là từ thông tản. Ta có từ thông tản stato, chỉ móc vòng với dây quấn stato, từ thông tản rôto chỉ móc vòng với dây quấn rôto. Từ thông tản được đặc trưng bằng điện kháng tản, như đã xét ở máy biến áp. 3.2. Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ 3.2.1. Nguyên lý làm việc của động cơ điện không đồng bộ Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào ba dây quấn Stato, sẽ tạo ra từ 60 f trường quay p đôi cực, quay với tốc độ là n1 = . Từ trường quay cắt các p thanh dây dẫn của dây quấn rôto, cảm ứng các sức điện dộng. Vì dây quấn rôto nối ngắn mạch, nên sức điện động cảm ứng sẽ sinh ra dòng điện 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 họa, trong Hình 15-03-5 vẽ từ trường quay tốc độ n1, chiều sức điện động và các lực điện từ Fdt. . F ®t n + F®t Hình 15-03-5: Từ trường quay tốc độ n1 Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo quy tắc bàn tay phải, ta căn cứ vào chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn đối với từ trường. Nếu coi từ trường đứng yên, thì chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn ngược chiều với chiều n1, từ đó áp dụng quy tắc bàn tay phải, xác định được chiều sđđ như hình vẽ (dấu  chỉ chiều đi từ ngoài vào trong). Chiều lực 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 n 1 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. 65
Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc độ trượt n 2. n2 = n 1 – n (3-6) Hệ số trượt của tốc độ là: n2 n n s= = 1 (3-7) n1 n1 4. Sơ đồ khai triển dây quấn động cơ không đồng bộ 3 pha 4.1.Khái niệm chung về dây quấn 4.1.1. Khái niệm Dây quấn máy điện xoay chiều ba pha là bộ phận quan trọng có nhiệm vụ tạo ra từ trường quay cho máy và tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng từ điện năng thành cơ năng và ngược lại. Do vậy dây quấn máy điện xoay chiều ba pha phải đảm bảo yêu cầu về độ bè cơ học, độ bền nhiệt, độ bền điện... Đồng thời có kết cấu đơn giản, lắp ráp và sửa chữa dễ dàng, đảm bảo an toàn và tiết kiệm. 4.1.2. Phân loại: Có nhiều cách để phân loại dây quấn * Phân loại theo cức năng được gồm: - Dây quấn Stato - Dây quấn Roto * Phân loại theo cấu tạo: - Dây quấn một lớp - dây quấn hai lớp * Phân loại theo hình dạng bối dây - Dây quấn đồng khuôn - dây quấn đồng tâm * Phân loại theo hình hình dáng phần đầu nối: - Dây quấn hai mặt phẳng - Dây quấn ba mặt phẳng * Phân loại theo bước dây quấn: - Dây quấn bước đủ - Dây quấn bước ngắn - Dây quấn bước dài * Phân loại theo số pha 66
- Dây quấn một pha - Dây quấn hai pha - Dây quấn ba pha * Phân loại theo giá trị của q: - Dây quấn có q số nguyên - Dây quấn có q phân số 4.1.3. Các định nghĩa cơ bản a. Bối dây (hay tép dây) Bối dây hay tép dây, thực sự là một cuộn dây quấn được tạo nên bởi nhiều vòng dây quấn cùng một chiều, nối tiếp nhau. Hình vẽ ký hiệu của các bối dây được biểu diễn như hình 1-1. Trong đó: - Cạnh tác dụng: Là phần dây quấn của bối dây được đặt trong rãnh stator. Mỗi bối dây sẽ có 2 cạnh tác dụng được lồng vào 2 rãnh khác nhau. Đối với dây quấn 2 lớp: Mỗi rãnh stator sẽ chứa 2 cạnh tác dụng của 2 bối dây khác nhau, khi đó mỗi bối dây khi được lồng sẽ có 1 cạnh tác dụng nằm ở đáy rãnh được gọi là cạnh tác dụng dưới và được vẽ bằng nét đứt; cạnh còn lại nằm ở phần trên của một rãnh khác được gọi là cạnh tác dụng trên và được vẽ bằng nét liền. Hình 15-03-6: Hình vẽ ký hiệu cho bối dây khi vẽ trên sơ đồ dàn trải - Đầu nối: Là phần dây quấn đi bên ngoài hay là phần nối liền hai cạnh tác dụng của một bối dây. - Bước bối dây y: Là khoảng cách giữa 2 rãnh chứa 2 cạnh tác dụng của một bối dây; đơn vị của y là rãnh. 67
Nếu y = τ: bối dây quấn bước đủ. Nếu y < τ : Bối dây quấn bước ngắn, y Đặt β= : Hệ số rút ngắn bước bối dây. τ Công dụng của dây quấn dùng loại bước ngắn: - Tiết kiệm dây đồng cho bộ dây quấn. - Cải thiện đặt tính mở máy cho động cơ, làm giảm tiến ồn khi động cơ vận hành. b. Nhóm bối dây của 1 pha dưới 1 cặp cực Tại mỗi bước cực, số rãnh phân bố cho mỗi pha là q. Vậy nhóm bối dây của một pha bao gồm q bối dây cùng pha quấn nối tiếp nhau. Tùy theo kiểu bố trí dây quấn, ta có 2 kiểu nhóm bối dây: Nhóm bối dây đồng khuôn và nhóm bối dây đồng tâm (Hình 15-03-6) Đầu a) Cuối Đầu b) Cuối Hình 15-03-7: Minh họa nhóm bối dây 3 bối dây (q=3) a) Nhóm bối dây đồng khuôn; b) Nhóm bối dây đồng tâm c. Nguyên tắc đấu nối tiếp các nhóm bối dây cùng pha • Khi tổng số nhóm bối dây của một pha bằng với số đôi cực p: Đấu cực giả. • Khi tổng số nhóm bối dây của một pha bằng với số cực 2p: Đấu cực thật. 68
Cuối Đầu Cuối Đầu Đầu Cuối Đầu Cuối Hình 15-03-8a: Phép đấu cực giả. Hình 16-03-8b: Phép đấu cực thật 4.2. Sơ đồ khai triển dây quấn 4.2.1.Tính toán các thông số cơ bản: a. Quy ước một số ký hiệu • Z : Tổng số rãnh của statorr • m : Số pha • 2p : Số cực từ của dây quấn • y : Bước bối dây (bước quấn dây) • αhh : Góc lệch hình học (góc lệch không gian) giữa hai rãnh liên tiếp. • Góc lệch điện (góc lệch không gian có chú ý đến số lượng cự từ phân αđ : bố trong máy) giữa 2 rãnh liên tiếp. • q : Số rãnh phân bố cho mỗi pha dưới mỗi cực từ • p : Số đôi cực từ của bộ dây quấn • τ : Bước cực từ • β: Hệ số rút ngắn bước bối dây b. Các công thức cơ bản * Bước cực từ τ Bước cực từ là bề rộng của một cực từ trong khoảng không gian của statorr. Đơn vị đo của bước cực từ khi dùng trong phép quấn dây được tính theo đơn vị đo là rãnh, ta có :  =z/2p (1.1) * Góc lệch αhh và αđ - Góc lệch αhh: Góc lệch hình học giữa 2 rãnh (hoặc răng) kế cận. 69
α hh * Số rãnh mỗi pha phân phối dưới mỗi bước cực q Khi stator của động cơ không đồng bộ 3 pha có số rãnh là Z và số cực là 2p. Trong mỗi vùng bước cực τ, nếu động cơ có số pha là m thì cực từ tạo ra là do m bộ dây của m pha. Do đó trong bước cực số rãnh của mỗi pha sẽ phân phối đều trong mỗi bước cực, số rãnh của mỗi pha dưới mỗi bước cực từ được ký hiệu là q. q = mτ; q = 2 pZ.m ( rãnh/1 pha/ 1 bước cực ) (1.5) c. Tính toán các thông số cơ bản của dây quấn * Số rãnh của một pha dưới một cực từ : q=Z/2p.m (rãnh) Trong đó: Z là số rãnh đếm được trong lõi thép p là số đôi cực từ m là số pha * Tính bước cực từ:  =z/2p (rãnh) * Tính các bước dây quấn: Tùy thuộc vào từng kiểu dây quấn mà ta tính các bước dây quấn cho phù hợp 4.2.2. Lập bảng phân bố vùng pha: Bảng phân bố vùng pha trong máy điện xoay chiều 3 pha gần giống như trình tự nối dây trong máy điện một chiều, cho ta biết được quy luật đấu nối các bối dây trong một nhóm bối và các nhóm bối trong một pha với nhau. Theo chu vi Stato của máy điện xoay chiều quy luật phân bố vùng pha dưới 1 cặp cực từ là: AZBXCY. Nếu máy có p cặp cực từ thì quy luật phân bố vùng pha trên sẽ lặp lại p lần 4.2.3. Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn của máy điện xoay chiều 3 pha - Căn cứ vào kiểu dây quấn đã chọn. - Căn cứ vào kết quả tính toán các thong số cơ bản của dây quấn. - Căn cứ vào bảng phân bố vùng pha. 70
Từ đó ta thành lập được sơ đồ khai triển dây quấn của máy điện xoay chiều 3 pha. Quy luật đấu nối các nhóm bói dây trong một nhóm bối và các nhóm bối dây trong một pha với nhau phải được thực hiện sao cho dòng điện chạy trong các cạnh tác dụng của cùng một pha dưới cùng một cực từ phải cùng chiều. - Nếu máy điện chỉ có một nhánh song song (a=1) thì việc đấu nối các nhóm bối dây trong cùng một pha với nhau rất đơn giản: Ta chỉ việc đấu nói tiếp đầu cưới của nhóm bối dây này với đầu đầu của nhóm bói dây kia của cùng pha đó cho đến hết. Cuối cùng chỉ còn lại 2 đầu dây: Đầu đầu và đầu cuối của pha đó để đưa ra hộp cực. - Nếu máy điện có a mạch nhánh song song (a=2,3,4…n) với điều kiện có số cực từ của máy là 2p phải chia chẵn cho a thì quy luật đấu nối các bối dây trong một nhánh sông song của một pha cũng tiến hành tương tự như trên và cuối cùng các đầu cùng tên của các nhánh song song được đấu gộp lại với nhau và đưa ra hộp cực. - Đầu đầu và đầu cuối của các pha: A-X; B-Y; C-Z đưa ra hộp cực phải được bố trí như sau: Hình 15-3-10: Hộp cực động cơ 5. Quấn dây động cơ KĐB ba pha dây quấn một lớp 2p = 4, kiểu đồng khuôn, vành rế 5.1. Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn Ví dụ; Tính toán vẽ sơ đồ khai triên cho bộ dây quấn đồng Khuôn 1 lớp của máy điện xoay chiều có Z=36; 2p= 4; a=1; m=3, kiểu vành rế a. Xác định kiểu dây quấn: Dây quấn đồng Khuôn 1 lớp b. Tính toán các thông số; - Số rãnh một pha dưới một cực từ : Z q= =3 ( rãnh ) 2 p.m - Tính bước cực từ:  = Z 2 p. =9 (rãnh ) - Tính các bước dây quấn: 71
+ Bước dây quấn y1; y1 =  = 9 (rãnh ) +Bước dây quấn y: y = 1 + Bước dây quấn y2; y2 = y1- y=9-1=8(rãnh ) c. Lập bảng phân bố vùng pha: - Cơ sở lập bảng; +q=3 +Quy luật: AZBXCY + p=2( vì 2p = 4), Quy luật trên lặp lại 2 lần d.Vẽ sơ đồ dây quấn 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 A Z B C X Y Hình 15-03-11: Sơ đồ khai triển dây quấn máy điện ba pha Z = 36, 2p = 4, kiểu đồng khuôn 72
Trình tự quấn bộ dây stato ĐCĐ 3 pha Các công đoạn chính Dụng cụ chính Yêu cầu cơ bản 1. Chuẩn bị: vật tư, Đầy đủ, đúng chủng loại dụng cụ, nơi làm việc, động cơ cần quấn lai... 2. Làm cách điện: CĐ Thước,dao, kéo, - Đảm bảo kích thước rãnh, CĐ miệng rãnh, cưa... - Đúng chiều cắt giấy CĐ pha, CĐ lớp, nêm miệng rãnh - Tiết kiệm vật liệu cách điện 3. Quấn bối dây Khuôn, máy quấn - Kích thước khuôn hợp lý * Làm khuôn. dây - Đúng số sợi, số vòng * Quấn các nhóm bối - Sóng dây dây 4. Lồng dây: Que trải, nêm ép - Không làm xước dây, đứt dây, que ép dây, dây thanh tre quấn giẻ, - Sóng dây búa cao su... - Đặt cách điện đảm bảo 5. Nối dây: Máy hàn tiếp xúc - Nối đúng sơ đồ * Nối các nhóm bối - Đảm bảo độ bền cơ, độ dây cùng pha bền điện * Nối các đầu dây ra - Cách điện giữa mối nối và hộp cực dây quấn đảm bảo 6. Buộc đầu nối Dây đồng 0,6  - Chắc chắn, sau khi lắp dây 0,8 quấn không thể chạm vào rô-to ,vào mặt bích - Đảm bảo thẩm mỹ 7. Kiểm tra cách điện Mêgôm 500 v R cđ  0,5 M - Pha với pha - Pha với vỏ 8. Thử không tải Nguồn 3 pha, Ikt = 0,3  0,6 Iđm ampe kìm 9. Tẩm sấy Thiết bị sấy t0sấy  800C 10 . Nghiệm thu Nguồn 3 pha, Đạt các thông số kỹ thuật : ampe kìm, Mêgôm R cđ , I, n đm , độ rung 500 v, tốc độ kế. 73
5.2. Thực hiện các công đoạn lồng dây: 5.2.1. Các bước thực hiện bài tập: Bài tập này tận dụng cách điện điện rãnh, sử dụng lại dây quấn của bài 5 để quấn lại các nhóm bối dây và thực hiện các bước tiếp theo, do vậy các công đoạn thực hiện bài tập này như sau: Công đoạn Công đoạn Công đoạn Công đoạn Công đoạn III IV V VI VIII QUẤN BỐI LỒNG NỐI DÂY BUỘC ĐẦU LẮP, CHẠY DÂY DÂY NỐI THỬ Chú ý: - Việc tháo các bối dây của bài tập trước để thực tập bài này phải tiến hành hết sức cẩn thận: Tháo từng bối một, tháo được cạnh nào thì buộc ngay cạnh đó, mỗi bối buộc hai cạnh, uốn phẳng phần đầu nối trước khi quấn thành nhóm bối dây đồng khuôn. - Các bối dây quấn từ dây cũ cần lót giẻ vuốt thẳng từng sợi khi quấn. - Các bối dây của nhóm bối dây đồng khuôn có kích thước như nhau nên quấn bối nào trước cũng được nhưng nên quấn thống nhất từ phía trong ra phía đầu trục hoặc ngược lại. - Trọng tâm của bài tập này là công đoạn lồng dây, việc thực hiện các công đoạn còn lại như đã hướng dẫn ở bài 4. 5.2.2. Sơ đồ khai triển dây quấn: 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 A Z B C X Y Hình 15-03-12: Sơ đồ khai triển dây quấn máy điện ba pha Z = 36, 2p = 4, kiểu đồng khuôn 74
5.2.3. Trình tự lồng dây: Việc lồng dây quấn kiểu đồng khuôn vành rế cũng được tiến hành theo một chiều nhất định, chẳng hạn tiến hành từ trái sang phải trên sơ đồ khai triển: - Đầu tiên lồng các cạnh dưới của nhóm 1 (các rãnh 10; 11; 12- nét đứt) 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Hình 16-03-13a : Trình tự lồng dây kiểu đồng khuôn, vành rế. Đầu tiên: lồng các cạnh dưới của nhóm 1 (nét đứt) - Tiếp theo: bỏ qua ba rãnh 13;14;15, tiếp tục lồng các cạnh dưới của nhóm 2 (các rãnh 16; 17; 18 - nét đứt): 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Hình 15-03-13b:Trình tự lồng 75 dây kiểu đông khuôn vành rế Tiếp theo: lồng các cạnh dưới của nhóm 2 (nét đứt)
- Bắt đầu từ nhóm 3 ta tiến hành lồng dây lần lượt từ trái qua phải và dứt điểm từng nhóm (không phải chờ nữa), đến khi lồng xong nhóm 6 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Hình 16-03-13c Sơ đồ khai triển dây quấn Z =36, 2p = 4, đồng khuôn khi lồng xong nhóm bối dây cuối cùng (nhóm 6) - Lồng các bối dây chờ (các rãnh 1,2,3,7,8,9 - nét đậm). Khi đó ta đã hoàn chỉnh việc lồng dây. 6. Quấn bộ dây stato ĐCĐ ba pha dây quấn đồng Tâm một lớp, 2 mặt phẳng 2p = 4 6.1. Thành lập sơ đồ khai triển dây quấn Ví dụ; Tính toán vẽ sơ đồ khai triên cho bộ dây quấn đồng tâm 1 lớp 1 phía của máy điện xoay chiều có Z=36; 2p= 4; a=1; m=3. a.Xác định kiểu dây quấn; Dây quấn đồng tâm 1 lớp 1 phía b. Tính toán các thông số; - Số rãnh một pha dưới một cực từ : Z q= =3 ( rãnh ) 2 p.m -Tính bước cực từ:  = Z 2 p. =9 (rãnh ) -Tính các bước dây quấn: + Bước dây quấn y1i; y1i = 2+ ( q + i )-1 76
y11 = 2( 3+1 )-1 = 7 (rãnh ) y12 = 2 ( 3+2 ) – 1 =9 (rãmh ) +Bước dây quấn y: y = 1 + Bước dây quấn y2i; y2i = y1i + y y21 = y11+ y = 5+1 = 8 rãnh ) y22 = y12+ y = 7+1 = 10(rãnh ) c. Lập bảng phân bố vùng pha: - Cơ sở lập bảng; + q=3 + Quy luật: AZBXCY + p=2( vì 2p = 4), Quy luật trên lặp lại 2 lần d. Vẽ sơ đồ dây quấn 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 A B Z C Y X Hình 15-03-21: Sơ đồ khai triển dây quấn stato máy điện xoay chiều ba pha Z = 36; 2p = 4; kiểu đồng tâm; một lớp 77