Khoa §iÖn - §iÖn tö b¸o c¸o thùc tËp
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ BẮC HÀ
KHOA: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
==========
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Chuyên đề:
Tính toán sửa chữa quấn lại động cơ không đồng bộ 3 pha
mất hết số liệu
Giáo viên hướng dẫn : ThS. TRẦN MINH HÙNG
Sinh viên thực hiện : Nhóm IV
Lớp : B6Đ1
Khóa : VI (2011 – 2014)
Hệ đào tạo : Chính Quy
BẮC NINH, THÁNG 10 NĂM 2013
GVHD: ThS. TrÇn Minh Hïng SVTT:
1
Khoa §iÖn - §iÖn tö b¸o c¸o thùc tËp
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT Từ viết tắt Được hiểu là
1
2
3
4
5
6
7
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
STT Hình vẽ Nội dung
1
2
3
GVHD: ThS. TrÇn Minh Hïng SVTT:
2
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Mục lục(làm khung)
Nội dung Trang
Lời nói đầu
Chơng I. Khái quát chung về máy điện
1.1. Các khái niệm cơ bản
1.2. Sơ lợc về các vật liệu chế tạo máy điện
1.2.1. Vật liệu tác dụng
1.2.2. Vật liệu kết cấu
1.2.3. Vật liệu cách điện
Chơng II. Khái quát về động cơ không đồng bộ ba pha
2.1. Cấu tạo
2.1.1. Stato
2.1.2. Roto
2.2. Nguyên lý làm việc
2.3. Công dụng của động cơ không đồng bộ ba pha
Chng III. Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động
cơ không đồng bộ ba pha thông dụng
3.1. Vai trò, choc năng của dây quấn trong máy điện
3.1.1. Dây quấn phần cảm
19
3.1.2. Dây quấn phần ứng 19
3.2. Cách đấu các tổ bối trong một cuộn dây 20
3.3. Phân loại chung cho dây quấn Stato (trong động cơ không đồng bộ
3 pha)
23
3.4. Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn động cơ KĐB ba
pha theo các kiểu quấn thông dụng
24
3.4.1. Phơng pháp tính toán, vẽ sơ đồ kiểu dây quấn đồng tâm 26
3.4.1.1. Đặc điểm của kiểu dây quấn đồng tâm 26
3.4.1.2. Phơng pháp tính toán các số liệu để vẽ sơ đồ trải. 27
3.4.1.3. Các ví dụ 27
a) Kiểu đồng tâm xếp đơn 27
b) Kiểu dây quấn đồng tâm phân tán 31
c) So sánh giữa hai kiểu dây quấn đồng tâm 34
3.4.2. Phơng pháp tính toán, vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato kiểu đồng
khuôn xếp đơn.
34
3.4.2.1. Đặc điểm của kiểu dây quấn đồng khuôn xếp đơn 34
3.4.2.2. Phơng pháp tính toán các số liệu vẽ sơ đồ trải 35
3.4.2.3. Ví dụ
a) Kiểu đồng khuôn xếp đơn kiểu hoa sen 36
b) Kiểu đồng khuôn xếp đơn kiểu móc xích 40
c) So sánh giữa hai kiểu dây quấn đồng khuôn xếp đơn (hoa sen và
móc xích):
44
3.4.3. Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn kiểu đồng khuôn 45
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
3
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
xếp kép
3.4.3.1. Đặc điểm của kiểu dây quấn đồng khuôn xếp kếp 45
3.4.3.2. Phơng pháp tính toán các số liệu vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn
đồng khuôn xếp kép
46
3.4.3.3. Ví dụ 47
a) Kiểu đồng khuôn xếp kép bớc đủ
47
b) Kiểu đồng khuôn xếp kép bớc ngắn 48
c) So sánh các kiểu quấn dây xếp kép 50
Phần 3: Lập quy trình sửa chữa bộ dây quấn Stato động cơ không đồng
bộ.
51
3.1. Trình tự tiến hành quấn lại bộ dây Stato động cơ không đồng bộ. 51
3.1.1. Khảo sát bộ dây 52
3.1.2. Lấy số liệu dây quấn 53
3.1.3. Tháo dỡ bộ dây 54
3.1.4. Chuẩn bị cách điện mới 55
3.1.5. Chuẩn bị bối dây mới 57
3.1.6. Lồng dây 59
3.1.7. Đấu dây, hàn nối dây và đai dây quấn 60
3.1.8. Lắp ráp và vận hành thử. 61
3.1.9. Tẩm sấy dây quấn sau khi quấn lại 62
Chng IV : KT LUN
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
4
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Lời nói đầu
Chơng I. Khái quát chung về máy điện
1.1. Các khái niệm cơ bản
Trong quá trình khai thác sử dụng các tài nguyên thiên nhiên phục vụ cho nền
kinh tế quốc dân không thể nói đến sự biến đổi năng lợng từ dạng này sang dạng
khác. Các máy thực hiện sự biến đổi cơ năng thành điện năng hoặc ngợc lại gọi là
các máy điện.
Các máy điện biến cơ năng thành điện năng đợc gọi là máy phát điện và các máy
điện dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng gọi là động cơ điện. Các máy điện
đều có tính thuận nghịch nghĩa là có thể biến đổi năng lợng theo hai chiều. Nếu đa
cơ năng vào phần quay của máy điện nó làm việc ở chế độ máy phát, nếu đa điện
năng vào thì phần quay của máy sẽ sinh công cơ học và nó làm việc ở chế độ động
cơ.
Máy điện là một hệ điện từ gồm có mạch điện và mạch từ liên quan với nhau.
Mạch từ gồm các bộ phận dẫn từ và khe hở không khí. Các mạch điện gồm hai hoặc
nhiều dây quấn có thể chuyển động tơng đối với nhau cùng các bộ phận mang
chúng. Sự biến đổi cơ điện trong máy điện dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ.
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
5
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Máy điện là phần tử quan trọng nhất của bất cứ thiết bị điện năng nào. Nó đợc sử
dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, các hệ điều khiển
và tự động điều chỉnh, khống chế. Máy điện có nhiều loại có thể phân loại nh sau.
- Máy điện đứng yên: điển hình là máy biến áp (là thiết bị truyền tải năng lợng
dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang năng lợng dòng điện xoay chiều ở điện áp
khác).
- Máy điện quay: tuỳ theo lới điện có thể chia làm hai loại, máy điện một chiều
và máy điện xoay chiều. Máy điện xoay chiều có thể phân thành máy điện đồng bộ,
máy điện không đồng bộ và máy điện xoay chiều có vành góp.
1.2. Sơ lợc về các vật liệu chế tạo máy điện
Các vật liệu dùng để chế tạo máy điện có thể chia làm ba loại: vật liệu tác dụng,
vật liệu kết cấu và vật liệu cách điện.
1.2.1. Vật liệu tác dụng
Vật liệu tác dụng bao gồm vật liệu dẫn từ và vật liệu dẫn điện. Các vật liệu này đ-
ợc dùng tạo điều kiện sinh ra biến đổi điện từ.
a, Vật liệu dẫn từ
Để chế tạo mạch từ của máy điện ngời ta dùng các loại thép từ tính khác nhau nh-
ng chủ yếu là thép lá kỹ thuật điện có hàm lợng silic khác nhau nhng không đợc vợt
quá
%5,4
. Hàm lợng silic này dùng để hạn chế tổn hao do từ trễ và tăng điện trở của
thép để giảm tổn hao do dòng điện xoáy. Trong máy biến áp thờng dùng các lá thép
dày
mm35,0
hay
mm27,0
và dùng loại
mm55,0
trong máy điện quay, ghép lại làm
lõi sắt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên.
Tuỳ theo cách chế tạo ngời ta phân thép kỹ thuật điện làm hai loại: cán nóng và
cán nguội. Loại cán nguội có những đặc tính từ tốt hơn nh độ từ thẩm cao hơn, tổn
hao thép ít hơn loại cán nóng. Thép lá cán nguội chia làm hai loại: dị hớng (có h-
ớng) và đẳng hớng (vô hớng). Loại dị hớng có đặc điểm là dọc theo chiều cán thì
tính năng từ tốt hơn so với lệch chiều cán do đó thờng dùng trong máy biến áp, còn
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
6
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
loại đẳng hớng thì đặc tính từ đều theo mọi hớng nên thờng dùng trong máy điện
quay.
b, Vật liệu dẫn điện
Thờng dùng đồng, đồng làm dây dẫn không đợc có tạp chất quá
%1,0
. Điện trở
suất của đồng ở
C
o
20
là
mmm /0172,0
2
=
. Nhôm cũng đợc dùng rộng rãi làm
vật liệu dẫn điện, điện trở suất của nhôm ở
C
o
20
là
mmm /0282,0
2
=
.
1.2.2. Vật liệu kết cấu
Dùng để chế tạo các bộ phận và chi tiết truyền động hoặc kết cấu của máy theo
các dạng cần thiết đảm bảo cho máy điện làm việc bình thờng. Ngời ta thờng dùng
gang, thép, các kim loại màu hợp kim và các vật liệu bằng chất dẻo.
1.2.3. Vật liệu cách điện
Để cách điện các bộ phận mang điện với các bộ phận không mang điện của máy
hoặc cách điện giữa các bộ phận mang điện với nhau ngời ta dùng vật liệu cách
điện. Những vật liệu này đòi hỏi phải có độ bền cao, dẫn nhiệt tốt, chịu ẩm, chịu đợc
hoá chất và có độ bền cơ nhất định.
Ngời ta chia vật liệu cách điện thành 7 cấp theo nhiệt độ làm việc cho phép của
chúng.
Cấp cách điện Y A E B F H C
Nhiệt độ làm việc
cho phép
C
o
90 105 120 130 155 180 >180
Trong máy điện thờng dùng hai loại A và B. Chất cách điện loại A gồm bông,
giấy và những chất hữu cơ tơng tự đợc tẩm dầu. Chất cách điện loại B là các sản
phẩm của mica, amiăng và những sản phẩm làm bằng thuỷ tinh sợi.
Khi máy làm việc do tác động của nhiệt độ chấn động và các tác động lý hoá
khác cách điện sẽ bị lão hoá mất dần tính bền về điện và cơ. Thực nghiệm cho biết
khi nhiệt độ tăng quá nhiệt độ làm việc cho phép, tuổi thọ của vật liệu cách điện vào
khoảng
2015
năm. Vì vậy khi sử dụng máy điện tránh để máy điện quá tải làm
nhiệt độ tăng cao trong một thời gian dài.
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
7
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Chơng II. Khái quát về động cơ không đồng bộ ba pha
2.1. Cấu tạo
Bao gồm hai phần cơ bản, Stato (phần tĩnh) và Roto (phần động).
2.1.1. Stato
Bao gồm vỏ máy, lõi sắt và dây quấn.
- Vỏ máy là nơi cố định lõi thép và đồng thời là nơi ghép nối với nắp hay gối đỡ
trục. Vỏ máy có thể làm bằng gang, nhôm hoặc thép. Để chế tạo vỏ máy ngời ta có
thể đúc, rèn, hàn Vỏ máy có hai kiểu, vỏ kiểu kín và vỏ kiểu bảo vệ. Vỏ máy kiểu
kín yêu cầu phải có diện tích tản nhiệt lớn (ngời ta làm nhiều gân tản nhiệt trên bề
mặt ngoài). Vỏ kiểu bảo vệ thờng có bề mặt ngoài nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp
trên bề mặt ngoài lõi thép và trong vỏ máy. Hộp cực là nơi để đấu điện từ lới điện
vào. Đối với động cơ kiểu kín hộp cực yêu cầu phải kín, giữa thân hộp cực và vỏ
máy với nắp hộp cực phải có gioăng cao su.
- Lõi sắt đợc làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày
mm5,035,0
ghép lại, lõi
sắt là phần dẫn từ. Vì từ trờng đi qua lõi sắt là từ trờng xoay chiều nên để giảm tổn
hao do dòng điện xoáy gây nên mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ một lớp sơn
cách điện. Mặt trong của lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn.
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
8
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Hình 1-1. Cấu tạo Stato
- Dây quấn đợc đặt vào các rãnh của lõi sắt và đợc cách điện tốt với lõi sắt. Dây
quấn stato gồm ba cuộn dây đặt lệch nhau
o
120
điện.
2.1.2. Roto
Gồm hai bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn.
- Lõi sắt bao gồm các lá thép kỹ thuật điện giống lõi sắt Stato. Lõi sắt đợc ép trực
tiếp lên trục máy hoặc lên một giá Roto của máy. Phía ngoài của lá thép có xẻ rãnh
để đặt dây quấn.
- Roto và dây quấn Roto, có hai loại Roto là Roto kiểu dây quấn và Roto kiểu
lồng sóc.
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
9
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Hình 1- 2. Cấu tạo rôto
a: rôto lồng sóc b: rôto dây quấn
Roto kiểu dây quấn, Roto có dây quấn giống nh dây quấn Stato. Đặc điểm của
loại động cơ điện Roto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đa điện trở phụ
hay sức điện động phụ vào mạch điện Roto để cải thiện tính năng mở máy, điều
chỉnh tốc độ hoặc cải thịên hệ số công suất của máy. Khi máy làm việc bình thờng
dây quấn Roto đợc nối ngắn mạch.
Roto kiểu lồng sóc, kết cấu của loại dây quấn này rất khác với dây quấn
Stato.Trong mỗi rãnh của lõi sắt Roto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra
khỏi lõi sắt và đợc nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay
nhôm làm thành một cái lồng mà ngời ta quen gọi là lồng sóc.
2.2. Nguyên lý làm việc
Khi nối dây quấn stato vào lới điện xoay chiều ba pha, trong động cơ sẽ sinh ra
một từ trờng quay. Từ trờng này quét qua các thanh dẫn Roto làm cảm ứng trên dây
quấn Roto một sức điện động
2
E
sinh ra dòng điện
2
I
chạy trong dây quấn. Chiều
của sức điện động và chiều của dòng điện xác định theo quy tắc bàn tay phải.
Dòng điện
2
I
tác động tơng hỗ với từ trờng Stato tạo ra lực điện từ trên dây dẫn
Roto và mômen quay làm cho Roto quay với tốc độ
n
theo chiều quay của từ trờng.
Tốc độ quay của Roto
n
luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trờng quay Stato
1
n
. Sự chuyển
động tơng đối giữa Roto và từ trờng quay Stato duy trì đợc dòng điện
2
I
và mômen
M
. Vì tốc độ của Roto khác với tốc độ của từ trờng quay Stato nên gọi là động cơ
không đồng bộ.
Để minh hoạ, trên hình 1.3 từ trờng quay tốc độ
1
n
chiều sức điện động và dòng
điện cảm ứng trong thanh dẫn rôto, chiều các lực điện từ
t
F
đ
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
10
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Hình 1-3. Chiều sức điện động và dòng điện cảm ứng trong roto
Đặc trng cho động cơ không đồng bộ ba pha là hệ số trợt.
1
1
n
nn
s
-
=
trong đó
n
: tốc độ quay của roto.
1
n
: tốc độ quay của từ trờng,
p
f
n
1
1
.60
=
Hzf 50
1
=
: tần số dòng điện,
p
: số đôi cực.
Khi mở máy
0=n
và
1=s
: độ trợt mở máy.
Dòng điện trong dây quấn và từ trờng quay tác dụng lực tơng hỗ lẫn nhau nên khi
Roto chịu tác dụng của mômen
M
thì từ trờng quay cũng chịu tác dụng của mômen
M
theo chiều ngợc lại. Muốn cho từ trờng quay với tốc độ
1
n
thì nó phải nhận một
công suất đa vào là công suất điện từ.
60
.2
1
1
n
MwMP
dt
==
2.3. Công dụng của động cơ điện không đồng bộ ba pha
Trong nền công nghiệp hiện nay phần lớn đều sử dụng động cơ không đồng bộ ba
pha vì nó có kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ.
Trong công nghiệp thờng dùng động cơ không đồng bộ làm nguồn lực cho máy cán
thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp
nhẹ Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng để
làm máy bơm hay máy gia công nông sản. Trong đời sống hàng ngày, động cơ
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
11
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
không đồng bộ cũng dần chiếm một vị trí quan trọng. Tóm lại, theo sự phát triển của
nền sản xuất điện khí hoá, tự động hoá và sinh hoạt hàng ngày phạm vi ứng dụng
của động cơ không đồng bộ ngày càng rộng rãi.
Tuy nhiên, động cơ không đồng bộ ba pha cũng có những nhợc điểm nh:
cos
của máy thờng không cao và đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt, dễ phát nóng với
stato khi điện áp lới tăng và với roto khi điện áp lới giảm, khi điện áp sụt thì mômen
khởi động và mômen cực đại giảm nhiều vì mômen tỉ lệ với bình phơng điện áp.
CHNG III: Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây
quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha thông dụng
3.1. Vai trò, chức năng của dây quấn trong máy điện
Dây quấn là bộ phận không thể thiếu trong máy điện, là phần mạch điện của máy
điện. Đợc bố trí ở hai bên khe hở trên lõi thép của phần tĩnh và phần quay và là bộ
phận chính để biến đổi năng lợng điện thành năng lợng cơ (trong động cơ điện) hoặc
ngợc lại năng lợng cơ thành năng lợng điện (trong máy phát điện) hoặc chỉ làm thay
đổi thông số đầu vào, ra (trong các máy biến áp). Có thể chia dây quấn thành hai
loại: dây quấn phần cảm (còn gọi là dây quấn kích từ) và dây quấn phần ứng.
3.1.1. Dây quấn phần cảm
Dây quấn phần cảm có nhiệm vụ sinh ra từ trờng ở khe hở lúc không tải. Từ trờng
này trong phần lớn máy điện quay thờng có cực tính thay đổi nghĩa là các cực N và
S đợc đặt xen kẽ nhau dọc theo khe hở. Kết quả là nếu ở cực S thì đờng sức từ đi vào
mặt Roto theo hớng kích từ thì ở cực N đi ra khỏi mặt Roto. Tuy nhiên từ trờng khe
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
12
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
hở cũng có thể có cực tính không đổi nghĩa là quanh khe hở nhiều đờng sức từ theo
hớng kích từ là không đổi.
Ta có thể xét một số dây quấn phần cảm máy điện quay sau
- Máy có cực tính thay đổi: Để hình thành từ trờng khe hở có cực tính N và S xen
kẽ, dây quấn phần cảm đợc quấn tập trung ở các cuộn đặt vào thân của cực từ Roto
và Stato khi máy có cực lồi hoặc đợc quấn dải thành nhiều bối dây đặt trong các
rãnh khi máy có cực ẩn.
- Máy có cực tính không thay đổi: Để từ trờng khe hở có cực tính không đổi, dây
quấn phần cảm đợc quấn thành một hoặc hai quận dây có trục trùng với trục của
máy. ở trờng hợp máy có hai quận dây với chiều dòng kích từ dọc khe hở các đờng
sức từ đều đi từ Stato vào hai mặt Roto.
3.1.2. Dây quấn phần ứng
Có nhiệm vụ cảm ứng đợc sức điện động nhất định khi có chuyển động tơng đối
với từ trờng của khe hở. Rõ ràng là nếu từ trờng khe hở có cực tính thay đổi thì suất
điện động cảm ứng là sức điện động xoay chiều còn nếu từ trờng khe hở có cực tính
không đổi thì sức điện động cảm ứng và là sức điện động một chiều
Dây quấn phần ứng máy điện xoay chiều một lớp hoặc hai lớp có thể chế tạo với
số pha
3,2,1=m
trong đó chủ yếu là dây quấn ba pha sau đó là dây quấn một pha.
Dây quấn lồng sóc của máy điện không đồng bộ đợc xem nh dây quấn có số pha
p
Z
m
2
=
trong đó
2
Z
là số rãnh Roto, p là số đôi cực của máy, thờng thì số rãnh của
một pha dới một cực
q
là số nguyên nhng trong một số trờng hợp cần thiết
q
có thể
là phân số.
2.2. Cách đấu các tổ bối trong một cuộn dây:
Trong một tổ bối có thể có vài bối dây nhng cũng có thể chỉ có một bối dây vấn
đề đặt ra ở đây là phảI biết cách đấu nối các tổ bối lại với nhau để tạo thành cuộn
dây có hai đầu (đầu cuộn và cuối cuộn). Việc đấu nối các tổ bối chỉ đợc thực hiện
sau khi đã đấu nối xong các bối dây trong nội bộ từng tổ (nếu nh mỗi tổ có từ hai
bối trở lên ).
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
13
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Trong thực tế có ba cách đấu các tổ bối dây là: Cách đấu nối tiếp, cách đấu song
song và cách đấu hỗn hợp
- Đấu nối tiếp: là đấu cho dòng điện đi liên tiếp từ tổ đầu đến tổ cuối của cuộn
dây. Cách đấu này, làm cho đờng đi của dòng điện dài nhất nên thờng đợc sử dụng
khi cần cho động chạy ở điện áp cao. Đấu nối tiếp có: đấu nối tiếp cùng phía và đấu
nối tiếp khác phía
Giả sử có hai tổ bối bốn, muốn đợc một cuộn dây có hai cực ta phải đấu nối tiếp
cùng phía, tức là phải đấu đầu tổ trớc với đầu tổ sau hoặc cuối tổ trớc với cuối tổ
sau (còn gọi là đầu với đầu, cuối với cuối, xa với xa, gần với gần; trong với trong,
ngoài với ngoài ). Hai đầu còn lại của hai tổ là hai đầu của cuộn dây. Để đấu nối
tiếp cho hai tổ bối thành cuộn dây có hai cực, phải lồng dây sao cho rãnh cuối của tổ
đầu kế tiếp với rãnh đầu của tổ sau.
Hình 2-1. Đấu nối tiếp cùng phía
Ta cũng có thể đấu nối tiếp hai tổ bối bốn để có đợc cuộn dây bằng cách đấu
khác phía, tức là phải đấu đầu tổ trớc với cuối tổ sau hoặc cuối tổ trớc với đầu tổ sau
(còn gọi là đấu đầu với cuối, cuối với đầu; xa với gần, gần với xa; trong với ngoài,
ngoài với trong ). Hai đầu còn lại của hai tổ là hai đầu của cuộn dây. Để đấu nối
tiếp hai tổ bối thành một cuộn dây có bốn cực, phải lồng dây sao cho rãnh cuối của
tổ đầu cách rãnh đầu của tổ sau một số rãnh đúng bằng số rãnh nằm giữa rãnh cuối
của tổ sau và rãnh đầu của tổ đầu.
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
14
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Hình 2-2. Đấu nối tiếp khác phía
- Đấu song song: là đấu cho dòng điện đi song song một lợt qua tất cả các tổ của
cuộn dây. Cách đấu này, đờng đi của dòng điện là ngắn nhất nên thờng đợc sử dụng
khi cần cho động cơ chạy ở điện áp thấp.
Khi cho động cơ chạy ở điện áp thấp, số vòng dây quấn cho một cuộn dây phải ít
đi và thiết diện dây quấn phải lớn lên. Muốn vậy ngời ta phải đấu song song các tổ
bối dây. Nhng để cho tốc độ quay của động cơ vẫn không đổi thì số cực của động
cơ khi đấu nối tiếp để chạy ở điện áp cao.
Hình 2-3. Đấu song song khác phía
Cũng tơng tự nh đấu nối tiếp từ hai tổ bối bốn, muốn đấu thành cuộn dây hai cực
thì phải đấu song song khác phía. Tức là đấu chụm đầu tổ trớc với cuối tổ sau thành
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
15
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
một mối, cuối tổ trớc với đầu tổ sau thành một mối. Hai mối đó chính là đầu và cuối
cuộn dây.
Để đấu hai tổ bối bốn thành cuộn dây bốn cực bằng cách đấu song song cùng
phía. Tức là, đấu chụm đầu tổ trớc với đầu tổ sau thành một mối, cuối tổ trớc với
cuối tổ sau thành một mối. Hai đầu mối đó chính là đầu và cuối của quận dây.
Hình 2-4. Đấu song song cùng phía.
- Đấu hỗn hợp: trong thực tế ít khi có trờng hợp đấu song song tất cả các tổ bối
dây.Thông thờng, các tổ bối trong cuộn dây đợc đấu nối tiếp để chạy điện áp cao
(220V), đến khi chạy điện áp thấp đi một nửa (110V), ngời ta đấu cuộn dây thành
hai dây song song, mỗi dây gồm một nửa số bối mắc nối tiếp. Vì khi chạy 110V,
cần số vòng giảm đi một nửa nhng tiết diện dây phải lớn gấp đôi so với khi chạy
220V. Cách đấu nhu thế gọi là đấu hỗn hợp. Cách đấu hỗn hợp chỉ đợc áp dụng khi
số tổ bối dây là số chẵn và phải có từ bốn tổ bối trở lên.
3.3. Phân loại chung cho dây quấn Stato (trong động cơ không đồng bộ 3 pha)
Trong tính toán thiết kế các máy điện quay ngời ta sử dụng rất nhiều các kiểu dây
quấn. Mỗi loại đều có đặc điểm và các lĩnh vực ứng dụng khác nhau, ta có thể phân
loại nh sau:
a) Theo số cạnh tác dụng trong một rãnh:
- Dây quấn một lớp: trong mỗi rãnh chỉ chứa một cạnh tác dụng (Hình 2-5)
- Dây quấn hai lớp: Trong mỗi rãnh chứa hai cạnh tác dụng, hay bội số của hai
cạnh tác dụng (Hình 2.6)
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
16
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Hình 2-5. Dây quấn một lớp.
Hình 2-6. Dây quấn hai lớp.
b) Theo giá trị q (số cạnh tác dụng dới một cực của một pha) ta có:
- Dây quấn
q
nguyên
- Dây quấn
q
phân số.
c) Theo bớc bối dây: Theo tiêu chuẩn này ta có các loại:
- Dây quấn bớc đủ (khi
=y
).
- Dây quấn bớc ngắn (khi
<y
).
d) Theo hình dạng sắp xếp cuả các bối dây:
Khi phân loại theo tiêu chuẩn này ta có nhiều loại dây quấn đa dạng nh sau:
- Dây quấn đồng tâm (xếp đơn, phân tán , một mặt phẳng, hai mặt phẳng).
- Dây quấn đồng khuôn (đồng khuôn hoa sen, đồng khuôn móc xích ).
- Dây quấn xếp kép (xếp kép bớc ngắn, xếp kép bớc đủ).
3.4. Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn động cơ KĐB ba pha theo
các kiểu quấn thông dụng
Các thông số cơ bản để vẽ sơ đồ trải
- Các kí hiệu:
1
Z
: Số rãnh lõi thép Stato
p2
: số cực từ của bộ dây quấn
: Bớc cực từ
y
: Bớc bối dây
q
: Số rãnh ứng với mỗi cực của mỗi pha
2
Z
: Số rãnh của Rôto
m
: Số pha (m=1,2,3)
p
: Số đôi cực của bộ dây quấn
đ
: Góc lệch pha
: hệ số rút ngắn bớc bối dây
Trong đó
1
Z
,
m
,
p2
, là các tham số cơ bản để tính toán bộ dây quấn Stato động
cơ. Mỗi bối dây hay tép dây là một cuộn dây quấn đợc tạo nên bởi w
s
vòng dây. Các
phần các phần ab, cd đợc đặt trong các rãnh của lõi thép và quét từ trờng các cực từ
ở khe hở gọi là các cạnh tác dụng. Khoảng cách y giữa hai cạnh tác dụng của bối
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
17
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
dây tính bằng số rãnh, gọi là bớc dây quấn. Nếu
=y
,
là bớc cực tính bằng số rãnh
dới một cực thì dây quấn có bớc đủ. Nếu
<y
thì dây quấn có bớc ngắn với hệ số
bớc ngắn
y
=
. Các phần bc và ad nằm bên ngoài rãnh gọi là phần đầu nối
Hình 2-7. Bối dây: dây quấn xếp, dây quấn sóng
Các tham số này do nhà sản xuất quy định, thiết kế chế tạo, cách bố trí các tổ bối
dây, bin dây và cách đấu nối quyết định đến tốc độ quay, công suất định mức của
động cơ
- Các công thức cơ bản:
Bớc cực từ
đợc tính theo công thức :
p
Z
2
1
=
Số rãnh ứng với mỗi cực của mỗi pha:
mmp
Z
q
==
.2
1
Góc lệch hình học
hh
góc lệch điện
đ
là các đại lợng dùng để xác định vị trí
đặt bộ dây của từng pha trong Stato(hay Rôto), cũng nh dùng để xác định sơ đồ hình
tia sức điện động rãnh trong việc xác định vùng pha của bộ dây quấn và xác định hệ
số quấn dây cho bộ dây quấn.
Z
hh
0
360
=
hh
p
.=
đ
từ đó ta có:
Z
p
0
đ
360
.=
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
18
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Góc lệch pha:
p
Z
.3
1
=
Bớc quấn dây y: đợc tính theo số rãnh và phụ thuộc vào mỗi kiểu dây quấn
=y
: dây quấn bớc đủ
>y
: dây quấn bớc dài
<y
: dây quấn bớc ngắn
Khoảng cách giữa các đầu pha đợc tính theo q:
12 +=ữữ qCBA
(cho tất cả các trờng hợp)
3.4.1. Phơng pháp tính toán, vẽ sơ đồ kiểu dây quấn đồng tâm
2.4.1.1. Đặc điểm của kiểu dây quấn đồng tâm
Đặc điểm của kiểu dây quấn này là:
- Các bối dây có hình dáng và kích thớc khác nhau
- Các tổ bối dây của dây quấn đồng tâm có thể đặt vào rãnh với phần đầu bối dây
của các tổ bối tạo thành 2 mặt phẳng hay ba mặt phẳng(dây quấn đồng tâm hai mặt
phẳng, ba mặt phẳng).
- Trong mỗi rãnh chỉ chứa 1 cạnh của một bối dây.
- Độ rộng của các bối dây lớn nhỏ không đều nhau, bối lớn ôm bối nhỏ và có
cùng một tâm nên gọi là mẹ con hoặc đồng tâm. Độ rộng của các bối dây thờng hơn
kém nhau hai rãnh, bối dây trong cùng có bớc ngắn nhất (hẹp nhất).
Kiểu này đợc sử dụng nhiều trong các động cơ điện xoay chiều một pha và xoay
chiều ba pha có công suất dới
kW10
.
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
19
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Hình 2-8. Kiểu dây quấn đồng tâm
2.4.1.2. Phơng pháp tính toán các số liệu để vẽ sơ đồ trải.
Để quấn đợc bộ dây quấn Stato của động cơ nào đó thì trớc hết ta phải xác định
đợc các đại lợng cần thiết nh:
,
,,
1
yqZ
Trình tự các bớc tính toán , vẽ sơ đồ nh sau:
Bớc 1: Xác định bớc cực từ
p
Z
2
1
=
(rãnh)
Bớc 2: Xác định số rãnh dới môt cực của một pha
mmp
Z
q
==
.2
1
(rãnh)
Bớc 3: Xác định bớc quấn dây
2+2=
1
qy
2
12
+= yy
2
1
+=
nn
yy
(rãnh)
Bớc 4: Góc lệch pha
p
Z
3
1
=
(rãnh)
Bớc 5: Xác định khoảng cách giữa các đầu pha
12 +=ữữ qCBA
(rãnh)
Bớc 6: Khoảng cách đấu dây
1+3====
đ
qZZZZ
CBA
(rãnh)
Bớc7: Vẽ sơ đồ
Ta đi xét các ví dụ sau:
3.4.1.3. Các ví dụ
a) Kiểu đồng tâm xếp đơn
VD1: Vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ (KĐB) 3pha kiểu
đồng tâm xếp đơn theo các số liệu sau: Z
1
= 24, 2p= 4, m=3.
Bài làm:
Bớc 1: Xác định bớc cực từ của động cơ
6
4
24
2
1
===
p
Z
(rãnh)
Bớc 2: Xác định số rãnh dới môt cực của một pha:
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
20
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
2
3
6
.2
1
====
mmp
Z
q
(rãnh)
Bớc 3: Xác định bớc quấn dây
622.222
1
=+=+= qy
(rãnh )
8262
12
=+=+= yy
(rãnh)
Bớc 4: Góc lệch pha:
4
2.3
24
3
1
===
p
Z
(rãnh)
Bớc 5: Xác định khoảng cách giữa các đầu pha:
512 =+=ữữ qCBA
(rãnh)
Bớc 6: Khoảng cách đấu dây:
7=1+2.3=1+3====
đ
qZZZZ
CBA
(rãnh)
Bớc 7: Vẽ sơ đồ trải
- Vẽ 24 đoạn thẳng song song và cách đều nhau thể hiện số rãnh Stato, sau đó
đánh số từ 1 đến 24.
Hình 2-9
- Phân vùng các cực trên dây quấn Stato bằng cách ghi chiều mũi tên lên các
cạnh tác dụng (
lần mũi tên lên và
lần mũi tên xuống) sao cho các cực từ liên tiếp
trái dấu nhau. Chia 24 rãnh thành 4 bớc cực
, mỗi bớc cực chiếm 6 rãnh.
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
21
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Hình 2-10
- Trong toàn bộ 24 rãnh, mỗi pha chiếm 2 tổ bối là
8222 =ìì
(rãnh). Ta kẻ các
đờng nối liền với các cạnh tác dụng để hình thành các tổ bối dây của cuộn dây pha
A: Tổ bối đầu tiên chiếm các rãnh: 1-8, 2-7 với bớc quấn dây
6==
y
(bớc trung
bình ). Tổ bối dây thứ hai chiếm các rãnh: 13-20, 14- 19 với bớc quấn dây
6==
y
(bớc trung bình). Đấu dây giữa hai tổ bối sao cho không làm thay đổi chiều mũi tên
đã vạch.
Khi đấu nối ta dựa vào mối quan hệ giữa số tổ bối dây và số cực. Nếu số cực bằng
số tổ bối dây thì đấu nối tiếp cùng phía (đầu với đầu, cuối với cuối ). Còn nếu số
cực bằng 2 lần số tổ bối dây thì đấu nối tiếp khác phía (cuối với đầu, đầu với cuối ).
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
22
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Hình 2-11. Sơ đồ cách đấu pha A
- Căn cứ vào góc lệch pha
(
p
Z
3
=
) để xác định rãnh khởi đầu của pha kế tiếp
(pha B). Tiến hành vẽ tơng tự pha A để vẽ cho pha B và pha C.
- Kiểm tra lại toàn bộ cách đấu từng cuộn dây sao cho các cực từ liên tiếp phải
trái dấu nhau. Bớc này cần chú ý là tại một thời điểm bất kỳ sẽ có hai pha dòng điện
chạy từ đầu đầu (A, B, C) đến các đầu cuối (X, Y, Z), còn dòng điện ở pha thứ ba sẽ
đi từ đầu cuối đến đầu đầu.
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
23
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
Hình 2-12. Sơ đồ trải bộ dây quấn kiểu đồng tâm xếp đơn với các
thông số Z
1
= 24, 2p=4
b) Kiểu dây quấn đồng tâm phân tán
Đặt vấn đề :
Trong một số trờng hợp số rãnh của động cơ có nhiều và yêu cầu về tốc độ lớn
p
f
n
60
=
. Khi đó số đôi cực từ nhỏ do
p
Z
q
2
=
nên số bớc cực từ sẽ tăng lên và số bối
dây trong 1 tổ cũng tăng theo, làm tăng hệ số lấp đầy ở hai đầu ở hai đầu vỏ, tăng
thêm lợng dây quấn. Để giảm các nhợc điểm nói trên ngời ta bố trí các quận dây
theo sơ đồ đồng tâm phân tán.
VD2: Vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ ba pha, kiểu đồng
tâm phân tán theo số liệu: Z
1
= 24, 2p= 2, m=3
Bài làm:
Bớc 1: Xác định bớc cực từ của động cơ
12
2
24
2
1
===
p
Z
(rãnh)
Bớc 2: Xác định số rãnh dới môt cực của một pha
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
24
Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập
4
3
12
.2
1
====
mmp
Z
q
(rãnh)
Bớc 3: Xác định bớc quấn dây
1024.222
1
=+=+= qy
(rãnh )
122102
12
=+=+= yy
(rãnh)
Bớc 4: Góc lệch pha
8
1.3
24
3
1
===
p
Z
(rãnh)
Bớc 5: Xác định khoảng cách giữa các đầu pha
914.212 =+=+=ữữ qCBA
(rãnh)
Bớc 6: Khoảng cách đấu dây
1314.313 =+=+====
đ
qZZZZ
CBA
(rãnh)
Bớc7: Vẽ sơ đồ trải
- Vẽ 24 đoạn thẳng song song và cách đều nhau thể hiện số rãnh Stato, sau đó
đánh số từ 1 đến 24.
- Chia 24 rãnh thành 2 bớc cực
, mỗi bớc cực chiếm 12 rãnh.
- Trong mỗi bớc cực
pha A chiếm 4 rãnh, tiếp theo pha C chiếm 4 rãnh và pha
B chiếm 4 rãnh. Ta thực hiện theo quy tắc lần lợt
BCA
qqq
và cứ nh vậy với các
bớc cực khác cho đến hết.
- Phân vùng các cực trên dây quấn Stato bằng cách ghi chiều mũi tên lên các cạnh
tác dụng (
lần mũi tên lên và
lần mũi tên xuống) sao cho các cực từ liên tiếp trái
dấu nhau.
GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT:
25