Giáo trình Máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai

Chia sẻ: Chuheo Dethuong25 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:48

Thêm vào BST

Báo xấu

51
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha cung cấp cho người học những kiến thức như: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha. Các đặc tính của máy phát điện đồng bộ một pha. Lắp đặt máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha và đường dây dự phòng. Điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng bộ một pha trong quá trình vận hành. Bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha. Sửa chữa vành trượt và giá đỡ chổi than của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha. Sửa chữa máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha bị mất từ dư.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH NỘI BỘ MÔ ĐUN: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ MỘT PHA NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐLC ngày ...... tháng....năm của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Lào Cai Lào Cai, tháng 3 năm 2017
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2
LỜI GIỚI THIỆU Máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha được sử dụng nhiều trong các trường hợp dự phòng khi mất điện lưới quốc gia tạm thời. Nhu cầu về sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa trong thực tế có rất nhiều. Tuy nhiên trong quá trình giảng dạy mô đun Máy phát điện đồng bộ xoay chiều một pha nghề Điện dân dụng do tổng cục ban hành có rất ít tài liệu chuyên sâu về máy phát điện đồng bộ một pha. Đó chính là lý do tôi viết giáo trình lưu hành nội bộ này để làm tài liệu giảng dạy, học tập cho sinh viên và tài liệu tham khảo trong ngành Điện công nghiệp, cơ điện nông thôn... Cấu trúc Giáo trình gồm 7 bài: 1. Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha 2. Bài 2: Các đặc tính của máy phát điện đồng bộ một pha 3. Bài 3: Lắp đặt máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha và đường dây dự phòng 4. Bài 4: Điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng bộ một pha trong quá trình vận hành 5. Bài 5: Bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha 6. Bài 6: Sửa chữa vành trượt và giá đỡ chổi than của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha 7. Bài 7: Sửa chữa máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha bị mất từ dư Trong quá trình biên soạn mặc dù đã có rất nhiều cố gắng song khó tránh khỏi những sai sót, nhầm lẫn và khiếm khuyết. Tôi rất mong nhận được sự góp ý của Quý đồng nghiệp và các bạn Học sinh - Sinh viên trong toàn Trường để Giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về theo địa chỉ: Văn phòng Khoa Điện-Điện tử, Trường Cao đẳng Lào cai; E-mail: Khoadiencdnlc@gmail.com Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp, cảm ơn Khoa Điện-Điện tử, Trường Cao đẳng Lào Cai đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho tôi hoàn thành giáo trình này. Lào Cai, ngày 05 tháng 03 năm 2017 BIÊN SOẠN Chủ biên: Nguyễn Thị Thanh Tú 3
MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN .................................................................................................2 LỜI GIỚI THIỆU ................................................................................................................3 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC ................................................ Error! Bookmark not defined. MỤC LỤC ...........................................................................................................................4 BÀI 1 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ MỘT PHA……………………………………………………………………………..Error! Bookmark not defined. 1. Khái niệm. .................................................................. Error! Bookmark not defined. 2. Cấu tạo. ....................................................................... Error! Bookmark not defined. 3. Nguyên lý làm việc. .................................................... Error! Bookmark not defined. 4. Phân loại...................................................................... Error! Bookmark not defined. 5. Tháo lắp máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha…. .Error! Bookmark not defined. BÀI 2: CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ MỘT PHAError! Bookmark not defin 1. Đặc tính không tải ...................................................... Error! Bookmark not defined. 2. Đặc tính ngoài............................................................. Error! Bookmark not defined. 3. Đặc tính điều chỉnh ..................................................... Error! Bookmark not defined. 4. Khảo sát và vẽ các đặc tính. ........................................ Error! Bookmark not defined. BÀI 3: LẮP ĐẶT MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ MỘT PHA VÀ ĐƯỜNG DÂY DỰ PHÒNG .............................................................. Error! Bookmark not defined. 1. Quy trình lắp đặt máy ................................................. Error! Bookmark not defined. 2. Bản vẽ lắp đặt........................................................... Error! Bookmark not defined. 3. Lắp đặt máy, lắp đặt đường dây, đấu nối, kiểm tra và vận hành thửError! Bookmark not 4. Kiểm tra ....................................................................... Error! Bookmark not defined. BÀI 4: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP, TẦN SỐ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ MỘT PHA TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH .................................... Error! Bookmark not defined. 1. Quy trình vận hành ..................................................... Error! Bookmark not defined. 2. Vận hành, điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng bộ một phaError! Bookmark not BÀI 5: BẢO DƯỠNG MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ XOAY CHIỀU MỘT PHAError! Bookmark no 1. Quy trình bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ một phaError! Bookmark not defined 2. Bảo dưỡng các bộ phận của máy phát xoay chiều đồng bộ một phaError! Bookmark not BÀI 6: SỬA CHỮA VÀNH TRƯỢT VÀ GIÁ ĐỠ CHỔI THAN CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ MỘT PHA ............................... Error! Bookmark not defined. 1. Các hiện tượng và nguyên nhân gây hư hỏng vành trượt, chổi thanError! Bookmark not define 2. Cách khắc phục các hư hỏng của vành trượt và chổi thanError! Bookmark not defined. 4
3. Kiểm tra, sửa chữa vành trượt và chổi than của máy phát điện đồng bộ xoay chiều một pha ........................................................................... Error! Bookmark not defined. BÀI 7: SỬA CHỮA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ MỘT PHA BỊ MẤT TỪ DƯ…………………………………………………………………………………...55 1. Nguyên lý làm việc của máy phát điện tự kích từ…………………………………...55 2. Điều kiện để có quá trình tự kích trong máy phát điện tự kích từ…………………..57 3. Nguyên nhân và cách khắc phục hiện tượng mất từ dư……………………………..58 4. Phục hồi từ dư cho máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha……………………59 5. Kiểm tra TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................. Error! Bookmark not defined. 5
CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun. Máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha Mã mô đun: MĐ 23 Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, bài tập, thảo luận: 57 giờ, Kiểm tra: 3 giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN - Vị trí mô đun: Mô đun được bố trí sau khi học sinh học xong các môn học chung, các môn học/ mô đun: Vật liệu điện; Kỹ thuât điện; Đo lường điện và không điện. - Tính chất của mô đun: Mô đun Máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha là một mô đun chuyên môn để hình thành cho người học các kỹ năng về sửa chữa bảo dưỡng và vận hanh máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha.. II. MỤC TIÊU MÔ ĐUN: 1. Kiến thức: - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, các đặc tính, phương pháp lắp đặt, bảo dưỡng và sửa chữa các hư hỏng của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha 2. Kỹ năng: - Tháo lắp, lắp đặt, bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ đúng trình tự, đúng kỹ thuật và an toàn cho thiết bị - Sửa chữa được các hư hỏng thông thường của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha P < 5 kW đạt tiêu chuẩn kỹ thuật (bao gồm quấn lại các cuộn dây phần cảm, phần ứng ) 3. Năng tự chủ và trách nhiệm: - Nghiêm túc, chủ động trong học tập. Ứng dụng các kiến thức đã học vào thực tế. III. NỘI DUNG MÔ ĐUN: 1.Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) Số Thực Tên các bài trong mô đun Tổng Lý hành, bài Kiểm TT số thuyết tập, thảo tra luận 1 Bài 1.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một 14 8 6 pha 1. Khái niệm 0.5 0,5 2. Cấu tạo 2 2 3. Nguyên lý hoạt động 2 2 6
4. Phân loại 0.5 0,5 5. Tháo lắp máy phát điện xoay chiều 9 3 6 đồng bộ một pha 2 Bài 2.Các đặc tính của máy phát điện 10 4 6 đồng bộ một pha 1. Đặc tính không tải 2 1 1 2. Đặc tính ngoài 2 1 1 3. Đặc tính điều chỉnh 2 1 1 4. Khảo sát và vẽ các đặc tính 4 1 3 3 Bài 3.Lắp đặt máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha và đường dây dự 14 3 10 1 phòng 1. Quy trình lắp đặt máy 3 1 2 2. Bản vẽ lắp đặt 3 1 2 3. Lắp đặt máy, lắp đặt đường dây, đấu nối, kiểm tra và vận 7 1 6 hành thử 4. Kiểm tra 1 1 4 Bài 4.Điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng bộ một pha trong 10 3 7 quá trình vận hành 1. Qui trình vận hành 3 1 2 2. Vận hành, điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng 7 2 5 bô một pha 5 Bài 5.Bảo dưỡng máy phát điện xoay 16 3 13 chiều đồng bộ một pha 1. Quy trình bảo dưỡng máy phát điện 6 1 5 xoay chiều đồng bộ một pha 2. Bảo dưỡng các bộ phận của máy phát điện xoay chiều đồng bộ 10 2 8 một pha 6 Bài 6.Sửa chữa vành trượt và giá đỡ chổi than của máy phát điện xoay chiều 14 3 10 đồng bộ một pha 7
1. Các hiện tượng và nguyên nhân gây hư 3 1 2 hỏng vành trựợt, chổi than 2. Cách khắc phục các hư hỏng của vành 5 1 4 trượt và chổi than 3. Kiểm tra, sửa chữa vành trượt, chổi than của máy phát điện xoay chiều đồng 6 1 5 bộ một pha 7 Bài 7.Sửa chữa máy phát điện xoay 12 4 8 1 chiều đồng bộ một pha bị mất từ dư 1. Nguyên lý làm việc của máy phát điện 1 1 tự kích từ 2. Điều kiện để có quá trình tự kích trong 3 1 2 máy phát điện tự kích từ 3. Nguyên nhân và cách khắc phục hiện 3 1 2 tượng mất từ dư 4. Phục hồi từ dư cho máy phát điện xoay 4 1 3 chiều đồng bộ một pha 5. Kiểm tra 1 1 Cộng: 90 30 57 3 2. Nội dung chi tiết: Bài 1: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha Thời gian: 14h Mục tiêu: Học xong bài này học sinh có khả năng. - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại được các loại máy phát điện đồng bộ một pha. - Tháo, lắp được máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha đúng trình tự, đúng phương pháp theo cầu kỹ thuật. - Thực hiện đúng nội quy xưởng thực tập, có tác phong công nghiệp và kỷ luật trong thực tập. Nội dung bài: 1. Khái niệm 2. Cấu tạo 3. Nguyên lý hoạt động 4. Phân loại 5. Tháo lắp máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha 8
Bài 2: Các đặc tính của máy phát điện đồng bộ một pha Thời gian: 10h Mục tiêu: Học xong bài này học sinh có khả năng. - Trình bày được phương pháp khảo sát và vẽ các đặc tính của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha. - Khảo sát và vẽ các đặc tính của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha. - Thực hiện đúng nội quy xưởng thực tập, có tác phong công nghiệp và kỷ luật trong thực tập. Nội dung bài: 1. Đặc tính không tải 2. Đặc tính ngoài 3. Đặc tính điều chỉnh 4. Khảo sát và vẽ các đặc tính Bài 3: Lắp đặt máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha và đường dây dự phòng Thời gian: 14h Mục tiêu: Học xong bài này học sinh có khả năng. - Trình bày được qui trình lắp đặt máy phát điện đồng bộ một pha và đường dây dự phòng. - Lắp đặt được các loại máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha và đường dây dự phòng có công suất S < 5 kVA đúng quy trình kỹ thuật. - Thực hiện đúng nội quy xưởng thực tập, có tác phong công nghiệp và kỷ luật trong thực tập. Nội dung bài: 1. Quy trình lắp đặt máy 2. Bản vẽ lắp đặt 3. Lắp đặt máy, lắp đặt đường dây, đấu nối, kiểm tra và vận hành thử Bài 4: Điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng bộ một pha trong quá trình vận hành Thời gian: 10h Mục tiêu: Học xong bài này học sinh có khả năng. - Trình bày được qui trình vận hành máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha có công suất S < 5 kVA. - Vận hành, điều chỉnh điện áp, tần số máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha đúng qui trình, đạt yêu cầu kỹ thuật, và đảm bảo an toàn người và thiết bị. Nội dung bài: 1. Qui trình vận hành 9
2. Vận hành, điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng bô một pha Bài 5: Bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha Thời gian: 16h Mục tiêu: Học xong bài này học sinh có khả năng. - Trình bày được qui trình bảo dưỡng các bộ phận cúa máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha. - Bảo dưỡng được phần cơ và phần điện của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha theo đúng qui định kỹ thuật và đảm bảo an toàn người và thiết bị. - Thực hiện đúng nội quy xưởng thực tập, có tác phong công nghiệp và kỷ luật trong thực tập. Nội dung bài: 1. Quy trình bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha 2. Bảo dưỡng các bộ phận của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha 2.1. Bảo dưỡng phần cơ 2.2. Bảo dưỡng phần điện Bài 6: Sửa chữa vành trượt và giá đỡ chổi than của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha Thời gian: 14h Mục tiêu: Học xong bài này học sinh có khả năng. - Trình bày đúng các hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng của vành trượt và chổi than của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha. - Sửa chữa được các hư hỏng: vành trượt, chổi than của máy phát điện đồng bộ một pha đúng tiêu chuẩn sửa chữa - Thực hiện đúng nội quy xưởng thực tập, có tác phong công nghiệp và kỷ luật trong thực tập. Nội dung bài: 1. Các hiện tượng và nguyên nhân gây hư hỏng vành trựợt, chổi than 2. Cách khắc phục các hư hỏng của vành trượt và chổi than 3. Kiểm tra, sửa chữa vành trượt, chổi than của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha Bài 7: Sửa chữa máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha mất từ dư Thời gian: 12h Mục tiêu: Học xong bài này học sinh có khả năng. 10
- Trình bày được nguyên lý làm việc của máy phát điện tự kích từ và phương pháp khắc phục hiện tượng mất từ dư - Phục hồi được từ dư cho máy phát khi bị mất từ dư đạt yêu cầu kỹ thuật, và đảm bảo an toàn người và thiết bị. - Thực hiện đúng nội quy xưởng thực tập, có tác phong công nghiệp và kỷ luật trong thực tập. Nội dung bài: 1. Nguyên lý làm việc của máy phát điện tự kích từ 2. Điều kiện để có quá trình tự kích trong máy phát điện tự kích từ 3. Nguyên nhân và cách khắc phục hiện tượng mất từ dư 4. Phục hồi từ dư cho máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha IV. ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN MÔ ĐUN 1. Phòng học chuyên môn: Máy điện 2. Trang thiết bị máy móc: - Máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha công suất < 5 kVA. 3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu - Hộp dụng cụ cầm tay nghề điện dân dụng; - Dụng cụ đo: VOM, am pe kìm, mê gôm mét, pan me, thước cặp; - Bàn quấn, tủ sấy; 4. Các điều kiện khác - Yêu cầu về giáo viên giảng dạy theo Thông tư 08/2017/TT-BLĐTBXH ban hành ngày 10 tháng 03 năm 2017 của Bộ Trưởng Bộ Lao động Thương binh và Xã hội quy định chuẩn về chuyên môn, nghiệp vụ của nhà giáo giáo dục nghề nghiệp. - Đề cương, giáo án, bài giảng môn học/mô đun - Hệ thống câu hỏi, bài tập. - Máy tính, máy chiếu đa năng; - Hệ thống bảng tranh, bản vẽ các sơ đồ hệ thống điện; - Máy tính, máy chiếu V. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ: 1.Nội dung đánh giá: - Kiến thức: + Mức độ tiếp thu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha + Sự hiểu biết về từ dư, điều kiện tự kích từ của máy phát điện - Kỹ năng: Mức độ thành thạo, đúng quy trình trong quá trình, bảo dưỡng, sửa chữa các hư hỏng của máy phát điện + Năng lực tự chủ và tự chịu trách nhiệm: Có ý thức chấp hành nội quy học tập; Tác phong và trách nhiệm trong công việc. 11
2. Phương pháp: Đánh giá kết quả học tập thông qua việc kiểm tra nhận thức của người học bằng các hình thức kiểm tra định kỳ, kiểm tra kết thúc môn học theo đúng quy chế thi, kiểm tra và công nhận tốt nghiệp hiện hành. VI. HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN MÔ ĐUN 1. Phạm vi áp dụng chương trình: Chương trình mô đun được sử dụng để giảng dạy cho trình độ trung cấp điện dân dụng. 2. Hướng dẫn về phương pháp giảng dạy, học tập môn học: * Đối với giáo viên: - Trước khi giảng dạy, giáo viên cần phải căn cứ vào mục tiêu và nội dung của từng bài học, chọn phương pháp giảng dạy phù hợp, đặc biệt quan tâm phương pháp dạy học tích cực để người học có thể tham gia xây dựng bài học. Ngoài phương tiện giảng dạy truyền thống, nếu có điều kiện giáo viên nên sử dụng máy chiếu projector, Laptop, và các phần mềm minh họa nhằm làm rõ và sinh động nội dung bài học. - Đối với các giờ thực hành, giáo viên cần chuẩn bị điều kiện thực hiện bài tập thực hành đầy đủ cho người học. * Đối với người học: Nên bố trí thời gian chuẩn bị bài học mới 3. Những trọng tâm cần chú ý: - Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha - Điều kiện tự kích từ của máy phát - Bảo dưỡng, sửa chữa các hư hỏng của máy phát 4. Tài liệu cần tham khảo: - A.V. Ivanov Smolenski: Dịch Vũ Gia Hạnh, Phan Tử Thu – Máy điện (tập 2) – NXB Khoa học và kỹ thuật – 1992 - Trần Đức Lợi – Động cơ, mạch điều khiển và máy phát điện xoay chiều – NXB thống kê - 2001 - Đặng Văn Đào, Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh – Giáo trình máy điện: Sách dùng cho các trường đào tạo hệ trung học chuyên nghiệp – NXB Giáo dục - 2002 5. Ghi chú và giải thích: - Phổ biến nội quy xưởng cho người học trước khi tiến hành thực hành. - Trước khi kết thúc buổi thực hành, phải để dành thời gian phù hợp để người học làm vệ sinh công nghiệp và bảo bảo dụng cụ, thiết bị. 12
BÀI 1: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ MỘT PHA 1. Khái niệm Máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha là máy điện xoay chiều có tốc độ rô to n bằng tốc độ từ trường quay trong máy n1. Ở chế độ xác lập máy điện đồng bộ có tốc độ quay của rôto n luôn không đổi. Máy phát điện đồng bộ xoay chiều một pha là nguồn điện thường dùng dự phòng trong trường hợp lưới điện quốc gia bị cắt tạm thời hoặc dùng ở những nơi lưới điện chính quốc gia chưa cung cấp đến nơi, trong đó động cơ sơ cấp thường là tuabin nước hoặc động cơ sơ cấp là động cơ xăng (động cơ đốt trong). Các máy phát thường có công suất vừa và nhỏ. 2. Cấu tạo Máy phát đồng bộ một pha có 2 phần cơ bản là phần cảm và phần ứng. - Phần cảm: gồm các lá thép kỹ thuật điên có bề dày từ 0,35mm đến 0,5mm, dập định hình rồi ép chặt với nhau thành một khối để lộ ra các cực từ. Dây đồng dạng tròn hoặc chử nhật có bọc sơn cách điện (ê-may) quấn lên các cực từ theo chiều thích hợp để tạo ra các cực từ mong muốn. Loại phần cảm nằm trên stator thường dùng loại cực ẩn, không thấy cực rõ ràng; còn loại phần cảm nằm trên roto lại thường là cực lồi. Nguyên nhân là dung hòa giữa giữa kích thước bé và độ bền cơ học của vật quay. Hình 1.6. Hình 1.1: Phần cảm quay dùng thép ghép và thép khối - Phần ứng: cũng gồm các lá thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,35mm đến 0,5mm dập định hình rồi ép chặt với nhau thành một khối để lộ ra các rãnh để quấn dây. Dây đồng dạng tròn hoặc chử nhật có bọc sơn cách điện (ê-may) quấn thành các bối rồi đặt vào các rãnh thích hợp để tạo ra các thanh dẫn mong muốn. Tùy theo điện áp và công suất, các bối dây này đấu lại với nhau, nối tiếp hoặc song song để tạo ra điện áp thích hợp. Các bối đấu nối tiếp sẽ cho máy phát có điện áp cao, còn nếu đấu song song sẽ cho dòng tải lớn. Bên cạnh là ảnh các bối dây và các lá thép dập định hình. - Các bộ phận khác: 13
Để máy phát có thể phát điện được, phần cảm và phần ứng phải quay tương đối với nhau, nên cần có thêm các bộ phận khác như: + Bộ vành trượt-chổi than: Bộ này có chức năng dẫn dòng điện một chiều vào phần cảm (dòng kích từ) để tạo ra nam châm điện. Vành trượt là 2 vành xuyến bằng hợp kim đồng có khả năng dẫn điện tốt, chịu mài mòn và ma sát trượt nhỏ. Chổi than là các-bon chế tạo đặc biệt, cũng có khả năng dẫn điện tốt và chịu mài mòn, thường là đồng-graphit điện luyện. Chổi than nằm trong hốc chổi than và luôn luôn có lò xo ép chặt chổi vào vành trượt. Hình 1.2: Lõi thép và các bối dây phần ứng của máy phát đồng bộ 1 pha + Vỏ máy: Vỏ máy thường bằng gang đúc hoặc nhôm đúc, thậm chí chỉ gồm 1 là thép mỏng cuộn lại, có hình dạng giống với một hình tru tròn xoay. Chức năng chính của vỏ máy là tạo ra các rãnh thông gió cho tỏa nhiệt sau này, nếu vỏ máy cứng thì dùng làm chỗ dựa cho 2 bệ đỡ đầu trục, nếu yếu thì bệ đỡ đầu trục dựa vào các lá thép stator. Trên vỏ máy có 3 cửa sổ thoáng: một cho ra dây điện , 2 cửa còn lại dành cho quạt gió làm mát máy. + Bệ đỡ kèm theo nắp máy: Nắp máy có dạng dĩa tròn, ở giữa lắp vòng bi, còn xung quanh có các gờ định vị để đảm bảo khi lắp chặt nắp máy vào vỏ sẽ đảm bảo chắc chắn roto đồng tâm với stato, đồng thời các bối dây khi chuyển động không xát vào bất kỳ một bộ phận nào còn lại. Trong trường hợp vòng bi thiết kế hở còn có thêm các nắp mỡ để đề phòng mỡ bắn vào cuộn dây. + Quạt gió: Quạt gió thường có cánh hướng tâm, gắn chặt trên trục roto, khi roto quay, quạt gió tự nó hoạt động. Luồng gió từ cửa sổ được cánh quạt đẩy qua kẻ hở roto-stato và rãnh dọc giữa stato-vỏ máy rồi thoát ra ngoài. + Hộp đấu dây: Hộp đấu dây nằm ngay trên vỏ máy, phía trong có các trụ cách điện để dẫn điện vào và ra cho máy phát. Do xung quanh máy phát còn có nhiều bộ phận khác, nên cũng có hãng không làm hộp đấu dây mà đấu trực tiếp với bên ngoài. + Còn lại là các ốc vít, cố định nắp máy với vỏ máy, trụ đấu dây... + Bộ tựu động kích từ: Bộ tự động kích từ của ccacs máy phát đồng bộ công suất bé thường là bo (boad) mạch điện tử, có 2 chức năng là ổn định điện áp và hỗ trợ tự 14
kích, đặt bên ngoài máy phát điện, nếu không có bộ này, hầu như máy phát không hoạt động được. Hình 1.3 Quạt gió và cửa thoát nhiệt 3. Nguyên lý hoạt động a. Nguyên lý hoạt động máy phát điện có chổi than Trên cơ sở cấu tạo như đã mô tả ở trên, khi động cơ sơ cấp hoạt động, từ thông dư Φdư của phần cảm nằm trong lõi sắt của cuộn kích từ quét lên các cuộn dây phần ứng tạo nên một sức điện động dư khoảng vài chục vôn, gọi là edư. Bộ tự động kích từ biến edư thành dòng một chiều quay trở lại kích từ để cộng thêm vào từ thông Φdư của phần cảm thành từ thông Φ lớn hơn, quét lên các thanh dẫn (đã biến dạng thành các bối dây) để tạo ra sức điện động cảm ứng lớn hơn; vòng lặp này lặp lại nhiều lần, để cuối cùng thành sức điện động như ý muốn để đem ra ngoài sử dụng. Nhờ công nghệ mặt cực hoặc nhờ kỹ thuật quấn dây phần cảm, từ thông của phần cảm quét lên các bối dây phần ứng theo quy luật hình sin theo thời gian. Hình 1.4: Đồ thị sức điện động e của máy phát đồng bộ Φ = Φ sin(ωt + φ) Trong đó: Φ là giá tri cực đại hay biên độ của từ thông ω là tần số góc, ω = 2∏/f với f là tần số dòng điện phát ra. φ là góc pha ban đầu ωt + φ là góc pha cho nên sức điện động cảm ứng e = CeΦn cũng có dạng hình sin e = E sin(ωt + φ) a. Nguyên lý hoạt động máy phát điện không có chổi than 15
Như đã nói ở trên, máy phát không chổi than gồm 2 máy phát đồng bộ có chổi than đặt chung trong một vỏ, trong đó máy phát thứ nhất có phần ứng nằm ở roto, cho nên khi động cơ sơ cấp quay thì máy phát thứ nhất phát ra dòng điện xoay chiều, dòng điện được bộ chỉnh lưu quay biến thành dòng điện một chiều, cấp dòng kích từ cho phần cảm máy phát thứ 2 cũng nằm trong roto, nhờ thế tránh được chổi than. Máy phát không chổi than có nhiều ưu điểm, trước hết là không còn chổi than, sau đó là có hệ số khuyếch đại công suất lớn (từ 100 đến 400 lần), ưu điểm này giúp ta giảm nhẹ bộ tự động kích từ so với máy phát có chổi than. Nhược điểm lớn nhất của máy phát không chổi than là giá thành hơi ao và độ trễ tín hiệu lớn máy phát có chổi than. Hình 1.5 Cấu tạo máy phát không chổi than. 4. Phân loại a. Máy phát điện một pha có phần cảm quay. Với các máy bé, dùng nam châm vĩnh cửu (như máy phát của xe đạp hoặc xe máy) thì nhất định chế tạo theo kiểu này. Các máy lớn hơn, người ta dùng nam châm điện, lúc đó ta phải đưa dòng kích từ vào một vật đang quay, nên cần bộ vành trượt-chổi than. Vành trượt là 1 vành khăn bằng chất dẫn điện tốt, đặt cách điện và đồng tâm với trục rô to, vành trượt thường bằng hợp kim đồng, còn chổi than tỳ vào vành trượt và có lò xo ép chặt vào để truyền điện tốt, chổi than thường bằng đồng- graphít điện luyện. Rô to là phần cảm có ưu điểm là kích thước vảnh trượt chổi than bé, vừa tiết kiệm vừa ít tia lửa điện lúc hoạt động. Hình 1.6 Rô to của máy phát có phần ứng quay và chổi than 16
b. Máy phát điện một pha có phần ứng quay. Loại máy này, phần kích từ nằm ở stato, phần phát điện lại nằm ở roto, loại này phải dùng bộ vành trượt – chổi than lớn hơn. Hình 1.7 Rô to của máy phát có phần ứng quay c. Máy có một đôi cực và máy có nhiều đôi cực. Số đôi cực của máy phát quyết định tốc độ của động cơ sơ cấp. Với tần số công nghiệp (50Hz với Việt nam, Trung quốc, Liên xô cũ, . . .và 60Hz với Nhật Bản, Mỹ, Đài Loan, . . ) thì máy có 1 đôi cực phải quay với tốc độ 3000v/p hoặc 3600v/p; còn máy có 2 đôi cực phải quay 1500v/p hoặc 1600v/p. Số đôi cực và tốc đô động cơ sơ cấp có công thức liên hệ: n = (1-s).60f/p (vòng/phút) đơn vị tính là vòng/phút, trong đó f là tần số, còn p là số đôi cực. Hình 1.8: Phần cảm của máy phát có 2 đôi cực 17
5. Tháo lắp máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha Tuy nguyên lý của các máy phát đồng bộ một pha đều giống nhau nhưng khi chế tạo lại phụ thuộc vào công nghệ và ý tưởng của nhà sản xuất nên mới nhìn có hình dạng và cách bố trí các chi tiết rất khác nhau, do đó không thể có một chỉ dẫn cụ thể về cách tháo lắp nhất định. Hơn nữa, về nguyên tắc ốc (dùng dụng cụ có đầu lõm để vặn vào ra) vít (dùng dụng cụ có đầu lồi để vặn vào ra) chỉ để ghép nối các phần tử lại với nhau, mũ và thân của nó chỉ cần đủ độ bền cơ học và thích hợp là được, nhưng trong thực tế chúng lại rất đa dạng. Sự đa dạng không chỉ ở kích thước và mà ở dạng mũ của nó: Về kích thước , nó có nhiếu kích thước to nhỏ khác nhau đã đành, nó còn theo hệ “inh” và hệ “mét”, dụng cụ đồ nghề theo hệ inh không dùng tốt cho hệ mét được và ngược lại. Về hình dáng, dạng mũ của ốc vít chỉ để tạo lực cho dụng cụ tháo lắp, nhưng trong thực tế, các hãng sản xuất lại dùng mũ ốc vít để gây khó khăn cho nhau. Đầu tiên là vít 2 cạnh, và 4 cạnh chữ v, bây giờ đã có thêm: vít 3 cạnh thẳng, 4 cạnh thẳng, 6 cạnh thẳng (hexagen), hoa khế 5 cánh, hoa khế 6 cánh. . . Về ốc, đầu tiên là ốc 3 cạnh lồi, 6 cạnh lồi, bây giờ lại có ốc 6 cạnh chìm . . . thật là đa dạng không cần thiết. 5.1 Dụng cụ đồ nghề. Thông thường, mỗi thiết bị khi xuất xưởng đều có bộ dụng cụ tháo lắp đi kèm, bộ dụng cụ này giúp chủ sở hữu thực hiện các sửa chữa nhỏ. Tuy nhiên với thợ sửa chữa, phải có bộ dụng cụ đồ nghề đầy đủ của riêng mình để tháo lắp máy phát đồng bộ một pha của các nước khác nhau trên thế giới. Trong bộ dụng cụ này có đầy đủ các loại cả hệ inh lẫn hệ mét và có thể có cả cờ lê miệng mở (open end spanner) và mỏ lết (adjustable spanner), hai dụng cụ này chỉ được dùng trong trường hợp không thể sử dụng cờ lê chòng (ring end spanner) hoặc chụp (socket spanner) để tháo lắp ốc vít, hoặc sử dụng khi ốc vít đã được nới lỏng. Hình 1.10: Các hộp dụng cụ đồ nghề của người thợ sửa chữa 18
5.2 Quy trình tháo lắp. Trước khi tháo lắp, ta cần chuẩn bị địa điểm đủ rộng, tốt nhất là bàn rộng, sạch sẽ. Chuẩn bị sẵn đồ nghề thích hợp. Tháo dần từng bộ phận cần thiết theo yêu cầu sửa chữa, xếp theo thứ tự từ xa đến gần, có dành lại diện tích cần thiết để thao tác sửa chữa. Sau khi sửa chữa xong, lắp trở lại theo nguyên tắc “tháo trước lắp sau”, trước khi lắp phải vệ sinh sạch sẽ và bôi đủ dầu mỡ cần thiết. 5.3 Thực hành tháo lắp máy phát đồng bộ một pha của hãng HOA MỸ. Bước 1: Tháo hết xăng thừa ra ngoài, dùng kìm bấm nới lỏng lò xo kẹp để tháo ống dẫn xăng ra khỏi bình xăng. Chú ý không để xăng rơi ra ngoài, nếu bị rơi ra phải dùng dẻ lau kỹ. Bước 2: Dùng chụp 0,47 inchs (≈ 12 mm) mở 4 ốc bình xăng, đưa bình xăng ra ngoài, để vào vị trí đã chuẩn bị sẵn. Bước 3: Dùng chụp 0,31 inchs mở 4 ốc tấm chắn ống xả kiêm bầu giảm thanh, để vào vị trí dã chuẩn bị sẵn . Bước 4: Dùng chụp 0,512 inchs mở 4 ốc bầu giảm thanh, để vào vị trí đã chuẩn bị sẵn. Thao tác không có cũng được, nhưng chật chội khó tháo lắp máy phát điện hơn. Dùng dẻ lau, chổi lông vệ sinh mặt ngoài máy phát sạch sẽ, để lúc tháo bụi bẩn không rơi vào các bộ phận khác. Bước 5: Dùng tua vít 2 cạnh lớn (có thể dùng loại 4 cạnh, nhưng không tốt bằng loại 2 cạnh) mở 2 ốc bắt tấm chắn đầu máy rồi bẩy nhẹ tháo tấm chắn ra, để vào vị trí dã chuẩn bị sẵn. Bước 6: Dùng tua vít 2 cạnh lớn, tháo 2 ốc cố định bộ tự động điều chỉnh điện áp ra ngoài, rồi rút các jắc cắm dây. Nhớ jắc cắm có mấu chống tháo, phải đẩy vào mấu mới rút ra được, để vào vị trí dã chuẩn bị sẵn. Bước 7: Dùng mê-gôm kế (loai 500V đến 1000V là cùng) đo cách điện cuộn dây phần cảm và phần ứng (thao tác này chỉ được làm sau khi tháo dây bộ tự động điều chỉnh điện áp ra ngoài, chắc chắn nó không còn liên hệ gì về điện với máy phát nữa, nếu không chắc chắn sẽ bị hỏng bộ tự động này). Khi đo, đầu âm cặp vào bệ máy (đã vệ sinh sạch để dẫn điện tốt), đầu que đo cắm vào lỗ jắc dây phần ứng (dây màu nào cũng được) để đo cách điện phần ứng; vẫn để đầu cặp vào vỏ máy, đầu que đo đặt vào vành trượt (hoặc vào đầu cắm dây kích từ nằm trên chổi than cũng được, nhưng không chính xác bằng ở vành trượt vì đo thêm cả chổi than). Khi rút jắc chổi than nhớ ghi rõ đầu thấp (dây xanh) đầu cao (dây vàng) để khi lắp lại cho đúng. Bước 8: Dùng tua vít 2 cạnh lớn tháo ốc bắt chổi than ra ngoài, để vào vị trí đã chuẩn bị sẵn. Bước 9: Có thể dùng tua vít tháo ốc bắt dây tiếp masse (dây mầu sọc xanh cây- vàng) để tháo dây ra mới có thể tháo tiếp được. Bước 10: Dùng chụp 0,4 inchs (≈ 10mm) tháo 4 bu-lông bắt bệ đỡ đầu trục, rồi 19
dùng gỗ đóng nhẹ để tháo bệ đỡ đầu trục ra, để vào vị trí dã chuẩn bị sẵn. Bây giờ, rô to, stato đều lộ rõ ra. Bước 11: Cẩn thận, dùng tua vít 2 cạnh lớn, tỳ vào bệ máy, bẩy nhẹ các phía để stator tách ra khỏi bệ máy, sau đó nhẹ nhàng bưng ra ngoài, để vào vị trí đã chuẩn bị sẵn. Khi đặt vào vị trí, nhớ đặt cạnh vát nhỏ xuống dưới để tránh dập dây (nếu đặt cạnh vát lớn xuống dưới có thể bị dập dây vì ở cạnh này dây thò ra ngoài lõi thép). Sau khi đặt vào vị trí, nhớ dùng dẻ sạch phủ lên để chống bụi hoặc các chất bẩn khác bắn vào. Bước 12: Tháo ốc đầu trục để rút rô to ra. Muốn tháo ốc đầu trục, ta dùng một chụp 0,47 inchs (≈ 12 mm) có cánh tay đòn dài, dùng xung lực tác động vào mút cánh tay đòn theo chiều tháo ra (cùng chiều với chiều quay của máy phát, các nhà thiết kế đã tính đến điều này để chống tự tháo cho ốc đầu trục), trong trường hợp này, ta tác động lực ngược chiều kim đồng hồ. Lực tác động càng mạnh và càng nhanh (như búa đóng) thì xung lực càng lớn. Nếu có bạn hỗ trợ bằng cách lấy tay (có găng tay hoặc dẻ sạch bọc lại) ôm chặt lấy rô to thì tháo càng dễ. Bước 13: Tháo vòng bi và vành trượt phải dùng “cẩu” hay a-ráp loại bé mới được. 20