Giáo trình Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng (Nghề: Điện dân dụng - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình (2021)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:109

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng (Nghề: Điện dân dụng - Cao đẳng) cung cấp cho người đọc những kiến thức như: tháo, lắp và vận hành động cơ điện vạn năng, sửa chữa động cơ điện vạn năng, quấn bộ dây stator động cơ điện vạn năng, quấn bộ dây rotor động cơ điện vạn năng. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng (Nghề: Điện dân dụng - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình (2021)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: VẬN HÀNH VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-TCGNB ngày…….tháng….năm 2021 của Trường cao đẳng nghề Cơ giới Ninh Bình Ninh Bình, năm 2021 1
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 Trong suốt chặng đường hình thành và phát triển, với nhiệm vụ cung cấp đủ điện cho đất nước, ngành Điện Việt Nam đã có bước phát triển vượt bậc với nhiều thành tựu đáng tự hào. Chúng ta đã xây dựng được nhiều nhà máy nhiệt điện, thủy điện công suất lớn trong khắp cả nước và đấu nối thành công nhiều nhà máy phát điện lên đường dây tải điện 500kV. Bên cạnh đó nhiều nhà máy chế tạo các thiết bị điện như máy biến thế, động cơ điện các loại, máy phát điện đồng bộ, máy điện một chiều v.v.. nhằm phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa và điện khí hóa toàn quốc. Giáo trình: Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng, được biên soạn để phục vụ chủ yếu cho học sinh sinh viên nghề Điện dân dụng của trường. Giáo trình có thể dùng để tham khảo cho các nghề liên quan như Điện công nghiệp, Cơ điện nông thôn,... Ngoài ra giáo trình cũng giúp những người tự học nghề điện để phục vụ riêng cho mình nhưng không có điều kiện theo học ở các trường hoặc những công nhân đang làm việc trong nghề điện muốn có thêm kiến thức về máy điện nói chung hay động cơ điện vạn năng nói riêng. Giáo trình mang tính phổ cập, thiên về thực hành nên dễ hiểu, dễ làm theo. Khi biên soạn giáo trình: Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến môn học, phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng kết hợp những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tế cao. Đồng thời đã tham khảo theo giáo trình tiên tiến của các cán bộ giảng dạy bộ môn máy điện và những sách kỹ thuật điện, cơ điện, quấn dây v.v.. trong và ngoài nước. Ninh Bình, ngày ...... tháng ...... năm 2021 Tham gia biên soạn NGUYỄN THỊ PHƯỢNG 3
MỤC LỤC BÀI MỞ ĐẦU ................................................................................................ 7 BÀI 1: THÁO, LẮP VÀ VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG.............................................................................................................. 7 1. Tháo, lắp động cơ điện vạn năng................................................................. 13 2. Đảo chiều quay động cơ điện vạn năng....................................................... 15 BÀI 2: SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG.................................... 19 1. Thay thế, sửa chữa chổi than...................................................................... 19 2. Kiểm tra phần ứng bằng rô-nha ngoài…………………………………… 24 3. Sửa chữa vành chỉnh lưu………………………………………………..... 26 BÀI 3: QUẤN BỘ DÂY STATOR ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG............ 31 1. Vẽ sơ đồ trải dây quấn stator động cơ điện vạn năng……………………. 31 2. Quấn dây stator động cơ điện vạn năng...................................................... 33 BÀI 4: QUẤN BỘ DÂY ROTOR ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG.............. 40 1. Vẽ sơ đồ trải dây quấn rotor động cơ điện vạn năng................................... 40 2. Quấn dây rotor động cơ điện vạn năng........................................................ 48 BÀI 5: TẨM SẤY BỘ DÂY ROTOR ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG SAU KHI QUẤN............................................................................................. 53 1. Tẩm dây quấn rô to động cơ điện............................................................... 53 2. Sấy dây quấn rôto động cơ điện.................................................................. 55 BÀI 6: SỬA CHỮA MÁY KHOAN TAY.................................................... 59 1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy khoan tay......................................... 59 2. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng 60 3. Tháo lắp, bảo dưỡng máy khoan tay 61 4. Sửa chữa các hư hỏng của máy khoan tay 62 BÀI 7: SỬA CHỮA MÁY MÀI TAY........................................................... 66 1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy mài tay............................................ 66 2. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng......................... 68 3. Tháo lắp, bảo dưỡng máy mài tay............................................................... 69 4. Sửa chữa các hư hỏng của máy mài tay...................................................... 70 BÀI 8: SỬA CHỮA MÁY BÀO TAY........................................................... 74 1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy bào tay............................................. 74 2. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng........................ 76 3. Tháo lắp, bảo dưỡng máy bào tay................................................................ 77 4. Sửa chữa các hư hỏng của máy bào tay....................................................... 77 BÀI 9: SỬA CHỮA MÁY XAY SINH TỐ................................................... 81 4
1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy xay sinh tố....................................... 81 2. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng......................... 83 3. Tháo lắp, bảo dưỡng máy xay sinh tố......................................................... 83 4. Sửa chữa các hư hỏng của máy xay sinh tố................................................ 84 BÀI 10: SỬA CHỮA MÁY HÚT BỤI........................................................... 88 1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy hút bụi 88 2. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng 91 3. Tháo lắp, bảo dưỡng máy hút bụi 91 4. Sửa chữa các hư hỏng của máy hút bụi 92 BÀI 11: SỬA CHỮA MÁY ĐÁNH BÓNG SÀN NHÀ................................ 98 1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy đánh bóng sàn nhà........................... 98 2. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng......................... 99 3. Tháo lắp, bảo dưỡng máy đánh bóng sàn nhà............................................. 100 4. Sửa chữa các hư hỏng của máy đánh bóng sàn nhà..................................... 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................ 107 5
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng Mã mô đun: MĐ24 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi học sinh học xong các môn học chung, các môn học/mô đun: An toàn lao động & TCSX; Điện kỹ thuật; Vẽ điện; Vật liệu điện; Điện tử cơ bản; Khí cụ điện; Đo lường điện; Nguội cơ bản. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề - Ýnghĩa và vai trò của mô đun: Mô đun này được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học chung, các môn học/ mô đun: An toàn lao động & VSCN; Điện kỹ thuật; Vẽ điện; Vật liệu điện; Điện tử cơ bản; Khí cụ điện; Đo lường điện; Nguội cơ bản. Mục tiêu của mô đun: - Về kiến thức: Trình bày được nguyên lý cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách đấu dây, cách đảo chiều quay, cách điều chỉnh tốc độ và vận hành của các loại động cơ điện vạn năng dùng trong các thiết bị điện dân dụng; - Về kỹ năng: + Đấu nối, vận hành động cơ điện vạn năng theo đúng qui trình kỹ thuật; + Lắp đặt, bảo dưỡng, sửa chữa các động cơ điện vạn năng theo đúng qui trình, yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo an toàn người và thiết bị; + Chọn lựa được động cơ thích hợp với nhu cầu sử dụng; - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tuân thủ các quy tắc an toàn khi làm việc. Nội dung của mô đun: 6
BÀI MỞ ĐẦU Giới thiệu: Bài học này sẽ giới thiệu tới sinh viên các khái niệm về máy điện, phân loại máy điện, vật liệu dùng trong động cơ điện vạn năng và các tình trạng làm việc của động cơ điện vạn năng. Mục tiêu: - Trình bày được khái niệm và phân loại được các loại máy điện; - Trình bày được vật liệu dùng trong động cơ điện vạn năng và các tình trạng làm việc của động cơ điện vạn năng; - Có tính tư duy, sáng tạo trong quá trình học tập. Nội dung chính: 1. Khái quát về máy điện Nhìn theo quan điểm năng lượng thì các máy điện là các thiết bị dùng để truyền tải hoặc để biến đổi năng lượng điện từ. Ví dụ: Máy biến áp là thiết bị truyền tải năng lượng dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang năng lượng dòng điện xoay ở điện áp khác. Máy biến đổi tần số là thiết bị truyền tải năng lượng dòng điện xoay chiều ở tần số này, sang năng lượng dòng điện xoay chiều ở tần số khác. Các máy phát điện và động cơ điện, tương ứng là các thiết bị điện biến đổi từ cơ năng sang điện năng, hoặc ngược lại. Quá trình truyền tải hoặc biến đổi năng lượng điện từ trong các máy điện, đều phải thông qua trường điện từ tồn tại trong máy. Do đó bất kỳ một máy điện nào đều có hai mạch: Mạch điện và mạch từ. Các máy điện có nhiều loại và cấu tạo khác nhau, song đứng về mặt năng lượng thì có thể coi máy điện như một thiết bị điện có hai cửa: Cửa vào là cửa nhận năng lượng đưa vào máy, và cửa ra là cửa đưa năng lượng từ máy ra ngoài (hình vẽ 1). Cửa vào (U, I, hoặc M, n) Máy điện Cửa ra (M, n, hoặc U, I) Hình 1. Máy điện là thiết bị điện có hai cửa 7
Nếu là máy phát điện thì năng lượng đưa vào cửa vào là cơ năng; thể hiện qua mô mem M và tốc độ quay n truyền lên trục quay máy phát; còn năng lượng lấy ở cửa ra là điện năng ; thể hiện qua dòng điện I và điện áp U máy phát phát ra. Nếu là động cơ thì ngược lại, năng lượng đưa vào cửa vào là điện năng (I, U), P và năng lượng lấy ở cửa ra là cơ năng (M, n). Trường hợp các máy điện truyền tải P1 P2 năng lượng, ví dụ như máy biến áp, thì năng lượng ở cửa vào và ra đều là điện năng (vào là U1, I1; ra là U2, I2). Ta có thể coi như có 1 dòng năng lượng chảy liên tục qua máy điện (hình 2). Hình 2. Dòng năng lượng chảy qua máy điện Dòng năng lượng chảy vào máy với công suất P1 một phần năng lượng này mất mát ở trong máy với công suất P. Như vậy dòng năng lượng ra khỏi máy có công suất chỉ còn P2 = P1 - P. Ta có thể dùng một mạch điện để làm mô hình diễn tả và tính toán cường độ các quá trình năng lượng xảy ra trong máy điện (năng lượng đưa vào và lấy ra, tổn thất năng lượng trong máy, cường độ quá trình tích phóng năng lượng của trường điện từ trong máy). Mạch điện mô hình có cấu tạo hình học với một số nhánh và nút tùy ý, nhưng phải có 4 cực nên ta gọi là mạng 4 cực Máy điện I1 I2 đầu vào đầu ra Zpt U1 U2 Hình 3. Mạng 4 cực Hai cực của đầu vào nối với nguồn điện có điện áp U1, dòng điện vào I1, phải có công suất đưa vào mạng U1I1 bằng công suất ở cửa vào của máy điện. Hai đầu ra còn lại nối với tổng trở phụ tải Zpt điện áp U2 và dòng điện I2 sao cho công suất đưa ra là U2.I2, bằng công suất ở cửa ra của máy điện. Mạng 4 cực tổng quát như vậy có thể đưa về giản đồ đẳng trị hình T (hình 4a) hoặc (hình 4b) gọi là giản đồ thay thế. 8
Z1 Z2 Z Z0 Z01 Z02 a) b) Hình 4. Giản đồ thay thế mạng 4 cực 2. Phân loại máy điện Các máy điện giữ vai trò chủ yếu trong các thiết bị điện dùng ở mọi lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựng... Những máy điện thường gặp nhất là máy phát điện, máy biến áp và động cơ điện; chúng đóng vai trò chủ yếu trong các khâu: Sản xuất, truyền tải và tiêu thụ điện năng. Máy phát điện biến cơ năng thành điện năng, máy biến áp biến đổi dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang điện áp khác có cùng tần số, cần thiết cho việc truyền tải điện năng. Động cơ điện biến đổi điện năng thành cơ năng, nó chiếm phần lớn phụ tải điện trong các xí nghiệp. Ngoài ra còn có các loại máy điện đặc biệt biến đổi dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều, dùng biến đổi tần số dòng điện xoay chiều, biến đổi dòng điện một chiều từ điện áp này sang điện áp khác, biến đổi số pha của dòng điện xoay chiều… Những máy đó gọi chung là các máy điện biến đổi. Máy điện gồm có máy điện tĩnh như máy biến áp, máy điện quay như các loại động cơ. Tùy theo năng lượng dòng điện phát ra hay tiêu thụ là năng lượng dòng điện xoay chiều hay một chiều mà chia ra máy điện xoay chiều, một chiều (máy điện một chiều có thêm vành đổi chiều – gọi là cổ góp điện). Tùy theo số pha của máy điện xoay chiều mà chia ra máy điện xoay chiều một pha hoặc nhiều pha (3 pha). Các máy điện khi làm việc sinh ra từ trường quay trong máy; nếu là máy điện một pha thì từ trường của nó phân thành hai từ trường quay ngược chiều nhau. Các máy điện xoay chiều có tốc độ rotor bằng tốc độ từ trường quay gọi là máy điện đồng bộ, các máy điện xoay chiều có tốc độ rotor khác tốc độ từ trường quay gọi là máy điện không đồng bộ. Ngoài ra máy điện không đồng bộ còn có loại máy điện không đồng bộ có vành đổi chiều, rotor của loại này có cấu tạo như rotor máy điện một chiều. Đặc điểm máy này có thể điều chỉnh tốc độ một cách bằng phẳng và kinh tế. Tuy vậy nó không được dùng rộng rãi so với loại máy lớn vì giá thành cao, vận hành phức tạp, thường dùng ở dạng máy nhỏ có vận tốc cao như động cơ vạn năng. 9
3. Vật liệu dùng dùng trong động cơ điện vạn năng Các loại vật liệu dùng trong động cơ điện vạn năng gồm vật liệu cấu trúc, vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện. Vật liệu cấu trúc là vật liệu dùng để cấu tạo các chi tiết để nhận hoặc truyền các tác dụng cơ học. Ví dụ như trục động cơ, ổ trục, vỏ động cơ, nắp vỏ động cơ … Các vật liệu cấu trúc dùng trong động cơ thường là gang, thép rèn, kim loại mầu và hợp chất của chúng, các chất dẻo. Vật liệu dẫn điện nhằm tạo các bộ phận dẫn điện, dẫn điện tốt nhất là đồng, vì đồng không đắt lắm và điện trở suất lại nhỏ. Dây nhôm cũng được dùng nhiều, nhôm có điện trở suất lớn hơn đồng nhưng nhẹ. Đôi khi người ta còn dùng dây dẫn là đồng thau, tạo điều kiện cho những quá trình điện từ xảy ra trong động cơ điện vạn năng. Dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm được bọc cách điện bằng sợi vải, sợi thủy tinh, giấy nhựa hóa học, sơn ê may. Với các động cơ điện vạn năng công suất nhỏ và trung bình; điện áp dưới 700V thường dùng dây ê may vì lớp cách điện mỏng, đạt độ bền yêu cầu với các bộ phận khác như vành đổi chiều. Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, vật liệu dùng để chế tạo những bộ phận dẫn từ như thép kỹ thuật, sắt từ khác nhau. Ở mạch từ có từ thông biến đổi có tần số 50Hz thường dùng thép kỹ thuật điện dày 0,35 ÷ 0,5mm, trong thành phần thép có từ 2 ÷ 5 % Si (để tăng điện trở của thép, giảm dòng điện xoáy). Với tần số cao hơn dùng thép lá kỹ thuật điện dày 0,1 ÷ 0,2mm. Tổn hao công suất trong lá thép do hiện tượng từ trễ và dòng điện xoáy được đặc trưng bằng suất tổn hao. Thép kỹ thuật điện được chế tạo bằng phương pháp cán nóng và cán nguội. Hiện nay động cơ điện vạn năng thường dùng thép cán nguội vì có độ từ thẩm cao hơn và công suất tổn hao nhỏ hơn loại cán nóng. Ở đoạn mạch có từ trường không đổi, thường dùng thép đúc, thép rèn, hoặc thép lá. Vật liệu cách điện dùng để cách điện giữa các phần dẫn điện và không dẫn điện; hoặc giữa các phần dẫn điện với nhau. Vật liệu cách điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm và bền về cơ học. Độ bền vững về nhiệt của chất cách điện bọc dây dẫn quyết định nhiệt độ cho phép của dây dẫn và do đó quyết định tải của nó. Nếu tính năng của vật liệu cách điện cao thì lớp cách điện mỏng, kích thước máy giảm. Chất cách điện ở thể rắn gồm 4 nhóm: + Chất hữu cơ thiên nhiên như giấy, vải, lụa. + Chất vô cơ như amiăng, mi ca, sợi thủy tinh. 10
+ Các chất tổng hợp. + Các loại men, sơn cách điện. Chất cách điện tốt nhất là mica, song đắt chỉ dùng trong các động cơ điện có điện áp cao. Thông thường dùng vật liệu cách điện cũ như giấy, các tông, băng, vải v.v.. có độ bền cơ học, mềm, dẻo, dai, rẻ nhưng nếu không được tẩm sấy thì dẫn nhiệt kém, dễ hút ẩm, độ cách điện kém. Vì vật chất cách điện trên chỉ được dùng khi đã tẩm dầu, để cải thiện những tính năng của nó. Căn cứ độ ổn định nhiệt của chất cách điện, người ta chia ra thành nhiều loại. Trong động cơ điện vạn năng thường dùng hai loại A và loại B. Bảng phân cấp cách điện (Tham khảo) Cấp Nhiệt độ giới Nhiệt độ trung hạn cho phép bình cho phép cách Vật liệu vật liệu dây quấn điện ( 0C ) ( 0C ) A Sợi xenlulô, bông hoặc tơ tẩm 105 100 trong vật liệu hữu cơ lỏng E Vải loại màng tổng hợp 120 115 B Amiăng, sợi thủy tinh,có chất kết 130 120 dính và vật liệu gốc mica F Amiăng, vật liệu gốc mica, sợi thủy 155 140 tinh,có chất kết dính và tẩm tổng hợp H Vật liệu gốc mica, Amiăng, sợi 180 165 thủy tinh phối hợp chất kết dính và tẩm silic hữu cơ 4. Các tình trạng làm việc của động cơ điện vạn năng Mỗi một động cơ điện vạn năng thiết kế với công xuất và điện áp nhất định, tùy theo kích thước dây dẫn và chất cách điện dùng trong động cơ; nếu động cơ làm việc với điện áp lớn quá quy định thì cách điện dễ bị chọc thủng, còn nếu làm việc với công suất lớn quá quy định thì động cơ sẽ bị phát nóng quá mức, chất cách điện bị lão hóa, có thể bị cháy. Vì vậy trên nhãn hiệu các động cơ điện vạn năng có ghi các trị số định mức do xưởng sản xuất quy định. Các trị số định mức quan trọng là: điện áp dây định mức Uđm, công suất định mức Pđm. Công suất định mức là công cửa ra của động cơ; ví dụ như máy phát thì là công suất nó phát ra ngoài, nếu là động cơ điện vạn năng là công suất cơ trên trục. 11
Tình trạng động cơ làm việc đúng với các trị số định mức ghi trên nhãn hiệu động cơ gọi là tình trạng làm việc định mức của động cơ. Ngoài ra tùy theo yêu cầu của sản xuất động cơ điện vạn năng còn được thiết kế để làm việc trong tình trạng định mức lâu dài và liên tục; hoặc trong tình trạng định mức trong một thời gian ngắn, hoặc với thời gian ngắn nhưng lặp đi lặp lại liên tục v.v… nhiều lần. Trong quá trình làm việc có tổn hao công suất (do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy) trong thép, tổn hao trong điện trở dây quấn, tổn hao do ma sát, tất cả tổn hao năng lượng đều biến thành nhiệt năng làm nóng động cơ. Để làm mát động cơ điện phải có biện pháp tản nhiệt ra môi trường xung quanh. Sự tản nhiệt phụ thuộc vào bề mặt làm mát, phụ thuộc vào đối lưu không khí xung quanh v.v.. Thường động cơ có cấu tạo hệ thống quạt gió làm mát. Khi động cơ quá tải nhiệt độ tăng vượt quá nhiệt độ cho phép, nên không được phép để động cơ quá tải lâu dài. 12
BÀI 1: THÁO, LẮP VÀ VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG Mã bài: 27-01 Giới thiệu: Ngày nay động cơ điện vạn năng được sử dụng nhiều trong sản xuất, phục vụ sinh hoạt gia đình như động cơ máy may, máy khoan điện cầm tay, máy mài cầm tay, máy xay trái cây, máy xay thịt, đầm dùi bê tông, máy hút bụi, máy đánh bóng sàn nhà, v.v… Trong trường học, học sinh được trang bị kiến thức, nâng cao hiểu biết, nắm vững cấu tạo, nguyên lý hoạt động động cơ điện vạn năng rất thuận tiện trong vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa các loại động cơ điện vạn năng sau này trong sản xuất. Mục tiêu: - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ điện vạn năng; - Tháo lắp động cơ điện vạn năng theo đúng qui trình, đúng yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo an toàn cho thiết bị; - Đấu dây, thực hiện được việc đảo chiều quay động cơ điện vạn năng theo yêu cầu thực tế; - Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo trong quá trình học tập. Nội dung chính: 1. Tháo, lắp động cơ điện vạn năng 1.1. Tháo động cơ 1.1.1. Đặc điểm chung Động cơ điện vạn năng có cấu tạo tương tự như động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp, động cơ có đặc điểm đạt được moment mở máy lớn và dễ dàng điều chỉnh tốc độ. Tuy nhiên sẽ đạt tốc độ khá cao khi máy làm việc không tải, do đó chúng thường được lắp với hệ thống cơ khí truyền động trong thiết bị dùng chúng làm nguồn động lực, như vậy động cơ luôn khởi động trong điều kiện có tải. 1.1.2. Cấu tạo động cơ điện vạn năng Động cơ vạn năng (UNIVERSAL MOTOR hoặc SERIE MOTOR) hay còn gọi là động cơ cổ góp điện, cấu tạo gồm có 2 phần. a. Stato: Phần đứng yên (phần cảm) bên trong có gắn cực từ chính và cực từ phụ + Cực từ chính: Được ghép bởi những lá thép kỹ thuật điện (tôn silic) dày khoảng 0,5 ÷ 1mm và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt. Cực từ chính tạo nên từ trường chính trong máy và phân bố từ trường trên bề mặt phần ứng. 13
Cực từ gắn lên vỏ máy bằng bulông hoặt đinh vít. Dây quấn kích từ là dây đồng hoặc dây nhôm, các cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau. + Cực từ phụ: các cực từ phụ được đặt xen kẽ giữa các cực từ chính để hạng chế các tia lửa điện và cải thiện đổi chiều. Lõi thép cực từ phụ thường làm bằng thép, dây quấn bằng đồng hoặc nhôm được bọc cách điện, mắc nối tiếp với phần ứng. Hình 1.1 Cấu tạo động cơ a) Mạch từ stator (phần cảm); b) Mạch từ rotor (phần ứng) Các bộ phận khác và cơ cấu chổi than gồm (chổi than được đặt trong hộp chổi than, giá chổi than). b. Rotor: Phần quay (phần ứng), gồm trục, lõi thép, dây quấn, cổ góp. + Lõi thép phần ứng: gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại thành hình trụ. Trên bề mặt lõi thép (dọc theo dương sinh) người ta dập rãnh ở xung quanh và được quấn dây theo một trật tự nhất định. Các đầu cuộn dây này được nối ra đầy cổ góp để tạo thành mạch kín gọi là phần ứng Dây quấn phần ứng thường làm bằng đồng, nhôm tròn hoặt dẹp. Cổ góp điện (vành đổi chiều) được cấu tạo nhiều phiến đồng ghép lại và được cách điện độc lập với nhau bởi mica, cổ góp cũng được cách điện với trục rotor bằng ống phíp. Nhiệm vụ của cổ góp điện là chỉnh lưu suất điện động xoay chiều thành suất điện động một chiều trên các chổi than, chổi than tiếp xúc tì lên cổ góp để lấy điện ra ngoài hoặc ngược lại đưa nguồn điện một chiều vào trong dây quấn phần ứng. Hình 1.2 Giá đỡ chổi than 14
1.1.3. Trình tự tháo động cơ a. Mục đích yêu cầu khi tháo: Tháo các bộ phận không xảy ra hư hỏng, gãy đứt hay bị biến dạng, trầy xước như vành góp, chổi than, lò xo, công tắc v.v.. b. Trình tự tháo các bộ phận của động cơ - Đánh dấu vị trí lắp ghép nắp trước, nắp sau với thân động cơ. - Tháo đai ốc, tháo dây dẫn nối với nguồn điện cung cấp cho động cơ. - Tháo hai bulông xuyên tâm lấy nắp trước. - Dùng tuốc nơ vít vặn các ốc vít giữ nắp và giá đỡ chổi than của động cơ phía bên cổ góp. - Tháo nắp và giá đỡ chổi than ra khỏi stato động cơ. - Nắp còn lại làm tương tự - Dùng tuốc nơ vít giữ chổi than và tách chổi than ra khỏi giá chổi than. - Lấy rotor ra khỏi stator. c. Làm sạch các chi tiết sau khi tháo - Làm sạch rotor và stator, cổ góp, giá chổi than, nắp trước, nắp sau và thân. - Yêu cầu làm sạch hết bụi bẩn, dầu mỡ đảm bảo khô ráo, sạch sẽ các chi tiết. Chú ý: Cẩn thận không làm xước cổ góp, gãy chổi than. - Dùng gió nén thổi sạch muội than và dầu ở các lỗ bulông. 1.2. Lắp động cơ 1.2.1. Nguyên tắc lắp ghép Yêu cầu lắp đúng, theo nguyên tắc tháo trước lắp sau, tháo sau lắp trước. 1.2.2. Trình tự lắp động cơ - Trước khi lắp cần phải làm sạch các chi tiết để đảm bảo dẫn điện tốt,máy khởi động hoạt động bình thường, công suất tối đa. - Qúa trình lắp ráp các bộ phận của động cơ ngược lại so với quá trình tháo. 2. Đảo chiều quay động cơ điện vạn năng 2.1. Nguyên lý làm việc Từ trường của cực từ chính tác dụng với dòng điện ở cuộn dây phần ứng tạo thành moment quay vì mạch điện vào động cơ qua stator và rotor nối tiếp 15
nhau. Do đó có thể coi phần cảm và phần ứng cùng pha và moment của chúng sinh ra có chiều tác dụng không đổi làm cho động cơ quay. Nói cách khác như sơ đồ hình 1.3 trình bày động cơ đơn giản có phần cảm mắc nối tiếp với phần ứng. Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ điện vạn năng Trong sơ đồ, khi cho dòng điện vào động cơ, do tác động của từ trường phần cảm lên dòng điện một lực điện từ làm quay rotor; khi rotor quay được một góc 1800 thì phiến góp cũng di chuyển theo nên dòng điện trong thanh dẫn mỗi cực từ vẫn giữ nguyên chiều cũ. Do vậy rotor vẫn tiếp tục quay tròn do lực điện từ tác dụng không đổi chiều. Khi cho dòng điện xoay chiều vào động cơ, lúc dòng điện đổi chiều ở bán kỳ âm, thì chiều từ trường trong phần cảm cũng đổi chiều, nên lực tác dụng vẫn không đổi chiều. Vì vậy động cơ vẫn quay được liên tục theo một chiều nhất định. Vì đặc tính của động cơ như vậy nên được gọi là động cơ vạn năng, vì nó sử dụng được cả hai loại dòng điện: dòng một chiều và dòng xoay chiều. Hình 1.4 Sơ đồ mắc dây động cơ vạn năng Đặc tính và công dụng: Động cơ vạn năng vận hành với tốc độ cao, đạt đến 10.000 vòng/phút, có mô men quay rất lớn so với động cơ khác. Vì vậy không để động cơ vạn năng vận hành khôn tải, vì có thể làm bung các đầu dây nối vào cổ góp điện. Khi vận hành có tải tốc độ động cơ từ 2.500 đến 6.000 vòng/phút. 16
2.2. Nguyên lý đảo chiều quay Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay động cơ Khi đảo thứ tự hai đầu dây đấu vào chổi than, chiều quay của động cơ điện vạn năng sẽ được đảo ngược lại so với chiều quay ban đầu. Nét vẽ màu xanh trời là thể hiện việc đấu đảo chiều quay động cơ điện vạn năng. 2.3. Trình tự đảo chiều quay Bước 1: Vẽ sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay động cơ điện vạn năng bằng công tắc đảo chiều (hình 1.1). Bước 2: Đánh dấu và kiểm các ký hiệu đầu dây. Để thực hiện đảo chiều quay động cơ điện vạn năng bằng công tắc đảo chiều thì các đầu nối dây của dây quấn Stator và chổi than phải tháo rời ra. - Đánh dấu ký hiệu các đầu dây của động cơ: Hình 2.3 Sơ đồ các đầu dây ra của động cơ vạn năng Chú thích: Đầu dây số 1-3, 2- 4 là các đầu cuộn cảm của Stator. Đầu dây số 5- 6 là hai đầu dây nối tới chổi than. Đầu dây số 1-2 đấu vào nguồn điện. Đầu dây số 3- 4 đấu đảo chiều dòng điện vào cuộn dây phần ứng để thực hiện đảo chiều quay động cơ. - Kiểm tra thông mạch các cuộn dây. 17
Hình 2.4 Sơ đồ kiểm tra các cuộn dây ĐC-VN dùng công tắc đảo chiều Bước 3: Đấu dây mạch điện theo sơ đồ nối dây. Hình 2.5 Sơ đồ nối dây đảo chiều quay ĐC-VN dùng công tắc đảo chiều - Đấu dây mạch điện theo sơ đồ nối dây. - Đầu dây số 5-6 là hai đầu dây nối tới chổi than đấu vào hai cực giữa của công tắc. - Đầu dây số 3-4 đấu đảo chiều từ trường B, đấu vào hai cực trên hoặc dưới của công tắc đảo chiều. - Đầu dây số 1-2 đấu vào nguồn điện 18
BÀI 2: SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG Mã bài: 27-02 Giới thiệu: Chổi than dùng trong máy điện là một bộ phận, chi tiết rất quan trọng; bảo đảm động cơ làm việc thời gian lâu dài, không làm hỏng cổ góp điện hoặc vòng đồng, không gây ra tia lửa điện.v.v… Mục tiêu: - Trình bày được phương pháp kiểm tra cuộn dây phần ứng bằng rô-nha ngoài và các phương pháp sửa chữa vành chỉnh lưu của động cơ điện vạn năng trong thiết bị điện dân dụng; - Chọn, gia công, thay thế chổi than đúng kích thước và bề mặt tiếp xúc với cổ góp; - Kiểm tra đánh giá đúng tình trạng cuộn dây phần ứng bằng rô-nha ngoài, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị; - Sửa chữa được vành chỉnh lưu đạt các yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị; - Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và an toàn vệ sinh công nghiệp. Nội dung chính: 1. Thay thế, sửa chữa chổi than 1.1. Tháo lắp, thay thế 1.1.1. Tác dụng chổi than Chổi than dùng trong máy điện là một bộ phận, chi tiết rất quan trọng; chọn chổi than phải bảo đảm làm việc thời gian lâu dài ít bị mòn, không làm hỏng cổ góp điện hoặc vòng đồng, không gây ra tia lửa điện v.v… 1.1.2. Phân loại chổi than + Chổi than graphit điện () là loại tốt nhất, dùng với máy có tốc độ nhanh (25  45 m/s). Mật độ dòng điện loại chổi than này tới 14 A/cm2. + Chổi than graphit thiên nhiên () có đặc điểm mềm hơn chổi than các bon nên được dùng cho các máy điện có tốc độ 12  25 m/s; mật độ dòng điện định mức khoảng chừng 10  12 A/cm2. + Chổi than đồng – graphit (M) có thể dẫn được dòng điện lớn hơn các loại trên nên được dùng nhiều trong máy phát điện, điện phân, động cơ rotor dây quấn. Mật độ dòng điện định mức khoảng 20 A/cm2. + Ngoài ba loại thường dùng trên còn có loại cácbon graphit (T) được dùng trong máy điện nhỏ, dòng điện định mức thấp, tốc độ quay không lớn khoảng từ 10  12 m/s > mật độ dòng điện định mức từ 6  8 A. 19
1.1.3. Phương pháp chọn chổi than Chọn chổi than chú ý tới các đặc tính: độ cứng, điện trở suất, mật độ dòng điện cho phép, hệ số ma sát của chổi than. Ngoài ra còn phải căn cứ vào tốc độ quay của máy. Áp suất của chổi than đè xuống cổ góp điện cũng phải điều chỉnh cho đúng với từng loại máy: - Những động cơ rotor dây quấn, máy điện một chiều nhỏ là: 150  200 g/cm2 - Những máy điện mà điều kiện làm việc với tải nặng như máy cán, đề ma rơ ô tô, máy hàn điện: từ 200  250 g/cm2 Bảng 1 Phạm vi sử dụng các loại chổi than. Tên loại máy điện Ký hiệu chổi than Máy điện xoay chiều : Động cơ rô to dây quấn, chổi than nâng lên khi vận hành M  Động cơ rô to dây quấn, chổi than luôn luôn tiếp xúc cố M 1 định với vòng đồng. Động cơ một pha loại nhỏ có cổ góp điện T2 , 1, 2 Máy phát điện tốc độ từ 1500 vòng/phút với công suất 3 , 4 , 2 , 4 dưới 1500kVA Máy phát điện đồng bộ, tốc độ 3000 vòng/phút 4 , 14 Máy điện một chiều : Máy phát điện và động cơ điện chạy với điện áp 110V T2 , T3 , 1, 2 , 2 - 220V Máy kích thích cho máy phát điện xoay chiều 3, 4, , 14 Máy phát điện, điện áp thấp ( ô tô ) M1, M3 , M6, M20 Máy phát điện hàn 3, 4 Động cơ cần trục T2 , 1, 2 , 14 Động cơ máy cán, động cơ kéo 2, 6, 8, 10, 83, 2 2. 3. Bảng 2. Đối chiếu chổi than Nga với chổi than các nước khác: Nga Đức Trung quốc Pháp , Nhật , Mỹ 3 G189, G274 S3, S4 - 2 E 22 DS-4 EG ( Pháp , Mỹ ) 1, 2 E 335 DS-8 GH – (Nhật )  - 8 E 49 NCC – 258 (Mỹ) 20