Giáo trình Động cơ điện

HÔNG DỤNG I/. Dây quấn 3 pha: Ở đây ta chỉ giới thiệu các kiểu dây quấn cơ bản sau: - Dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp. - Dây quấn đồng tâm tập trung 1 lớp. - Dây quấn đồng tâm 2 mặt phẳng. 1/. Dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp ( với Z = 24; 2p = 4) a b a 2 1 b 2 1 Y X A Z B C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 Hình 3.11: Sơ đồ khai triển dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp(3 pha lệch nhau1200). a b a 2 1 b 2 1 Y X A Z C B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 Hình 3.12: Sơ đồ khai triển dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp (3 pha lệch nhau 2400). 1 1 ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 17 2/. Dây quấn đồng tâm xếp lớp: (với Z= 24; 2p = 4). 3/. Dây quấn đồng tâm 2 mặt phẳng: (với Z = 24; 2p = 4) II/. Sơ đồ dây quấn 1 pha. 1/. Sơ đồ quạt bàn. Sơ đồ dây quấn đông khuôn YZ B Sơ đồ khai triển dây quấn dạng đồng tâm 2 mặt phẳng (3 pha lệch nhau 1200).. 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 2 2 a b a b A C X X Hình 3.13: Sơ đồ khai triển dây quấn dạng đồng tâm xếp lớp (3 pha lệch nhau 1200).. b a 2 1 b a 2 1 Y A Z B C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 a a 1 2 2 X Y 1 A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 Hình 3.15: Sơ đồ dây quấn quạt bàn. (Z = 16; 2p = 4). trang 18 2/. Sơ đồ quạt trần Trong quá trình quấn dây của quạt trần bao gồm hai phần chính gồm cuộn chạy và cuộn đề sẽ tách rời nhau do đó ta sẽ vẽ riêng từng cuộn và chia điều các rãnh với nhau. a). Cuộn chạy. b). Cuộn đề. 3/. Sơ đồ động cơ không đồng bộ 1 pha. (Z =24; 2p = 2; QA = 8; QB = 4) X A 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Hình 3.16: Sơ đồ cuộn chạy dây quấn quạt trần. (Z = 16; 2p = 8). X A 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Hình 3.17: Sơ đồ cuộn đề dây quấn quạt trần. (Z = 16; 2p = 8). 1 1 c d c d a b a b X Y A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 201 2 3 4 Hình 3.18: Sơ đồ động cơ 1 pha (Z = 24; 2P = 2). ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 19 4/. Sơ đồ động cơ không đồng bộ 1 pha. (Z =24; 2p = 2; QA = QB = 10) Y B X A 1 1 a1 b1 c1 d1 a1 b1 c1 d1 a b c d a b c d Hình 3.19: Sơ đồ động cơ 1 pha (Z = 24; 2P = 2). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 4 trang 20 Chương IV: TÍNH TOÁN SỐ LIÊU DÂY QUẤN Bài 1: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ MỘT PHA Trong phần này chỉ hướng dẩn cơ sở để tính toán số liệu dây quấn của động cơ một pha một cách khái quát. Vì động cơ có công suất nhỏ được thiết kế chỉ chịu tác dụng tải trọng nhỏ nên ta có thể tính toán số liệu dây quấn động cơ 1 pha như sau. Bước 1: Xác định số cực từ 4,0(2 =p ÷ g t b D).5,0 Sau khi tính toán xong ta lấy tròn mà chọn phải lớn hơn số liệu đã tính nhưng số từ cực luôn là số chẳn. Trong đó: Dt – Đường kính trong của stato (cm). bg- Bề dày gông lỏi thép stato. Bước 2: Xác định tốc độ quay của động cơ. 60. fn p = (vòng/phút). Trong đó: f – tần số (Hz). P – số đôi cực động cơ. Bước 3: Tính bước từ cực: . 2 tD p π τ = (cm). Bước 4: Từ thông ở mỗi cực: 40,64. . . .10L Bδτ −Φ = (Wb) Trong đó: L – chiều dài của stato (cm). Bδ - Mật độ từ (Wb/m 2). Tra bảng 4.1 Bảng 4.1: Loại quạt Bδ (Wb/m 2) Loại ĐC 1 pha Bδ (Wb/m2) Quạt trần có tụ 0,45 2p = 2 0,65 Quạt bàn có tụ 0,5 2p ≥ 4 0,7 Quạt bàn nhật 0,6 Bước 5: Tính số vòng dây cuộn chạy: . 4, 44. . . E dm A dq K UN f K = Φ (vòng/pha). Trong đó: Kdq – hệ số dây quấn. Udm – Điện áp định mức cho mỗi pha. Φ - từ thông ở mỗi cực từ. KE – Hệ số điện áp giáng (tỉ số giửa điện áp nguồn nhập vào mỗi pha dây quấn so với sức điện động cảm ứng trên bộ dây quấn mỗi pha).Tra bảng 4.2. ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 21 Bảng 4.2: Loại động cơ Hệ số KE Động cơ 1 pha và 3 pha 0,75 Quạt có tụ điện 0,8 Bước 6: Số vòng dây mỗi bối của cuộn chạy: Aa A NN Q = (vòng/bối) Trong đó: QA – Tổng số bối dây của cuộn chạy. Bước 7: Tiết diện dây cuộn chạy: Trong quá trình xác định tiết diện của một pha thì ta phải xác định tiết diện của rãnh Sr và số vòng dây dẩn NC chứa trong mỗi rãnh. Tuỳ theo tiết diện rãnh ta có thể tính theo hai diện tích rãnh như sau: - Đối với rãnh hình thang tiết diện rãnh được tính như sau: ).(. 2 1 21 ddhSr += (mm 2). Trong đó: h - Chiều cao của rãnh. d1 - Đáy bé hình thang. d2 - Đáy lớn hình thang. - Đối với rãnh quả lê (hay oval) tiết diện được tính như sau: 8 .) 2 )( 2 ( 2 221 ddhddSr π +− + = (mm2) Đối với rãnh quả lê (oval) ta lấy d = d2. * Từ đó tính tiết diện dây như sau: a rr cdA N SfS .)( = (mm 2). Trong đó: fr – là hệ số lợi dụng rãnh được chọn 0,45. * Từ đây sẽ tính ra đường kính dây: AA Sd .13,1= (mm). Bước 8: Kiểm tra hệ số lắp đầy Kld: 75,0 8,0. . 2 ≤= r cda ld S dNK Nếu tính ra nhỏ hơn 0,75 thoả mãn điều kiện thì tính tiếp theo các bước sau, còn không thì phải tính lại. Trong đó: dcd – đường kính dây dẩn kể cả lớp cách điện. NA –Tổng số dây dẩn trong mỗi rãnh. Bước 9: Tính số vòng dây của cuộn đề: ™ Đối với ĐC khởi động với pha phụ (không có tụ). Số vòng dây của pha đề được xác định. NB = 0,5. NA (vòng/pha) trang 22 ™ Đối với ĐC khởi động với tụ hoá: Số vòng dây của pha đề được xác định. NB = 0,6. NA (vòng/pha). ™ Đối với ĐC vận hành với tụ dầu thường trực: Số vòng dây của pha đề được xác định. NB = 0,5. NA (vòng/pha). ¾ Tính số vòng dây mỗi bối cuộn đề: B B b Q NN = Trong đó: QB –Tổng số bối dây cuộn đề. Bước 10: tiết diện dây cuộn đề: SB = 0,6 . SA (mm2). Bước 11: Tính đường kính dây cuộn đề: dB = 0,65 . dA (mm). Bước 12: Xác định dòng điện Ip cho phép trong 1 pha được xác định như sau: Bảng 4.3: Kiểu động cơ Công suất động cơ 1 ÷ 10 KW 10 ÷ 50 KW 50 ÷ 100 KW Động cơ kiểu hở, thông gió bên trong. 6(A/mm 2) 6,5(A/mm2) 5,5(A/mm2) Động cơ kiểu kín, thổi gió ngoài 5(A/mm2) 5(A/mm2) 4,5(A/mm2) Ip = J . SA (A). Bước 13: Tính công suất định mức động cơ, áp dụng công thức. . . . osdm P PP U I Cη ϕ= Trong đó: Up: Điện áp định mức pha (V). Ip: Dòng điện định mức pha (A) Hiệu suất η có thể chọ từ: 0,85 Bước 14: Chọn tụ làm việc cho động cơ: (theo kinh nghiệm). Theo nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ thì tụ điện chiếm phần quan trọng trong quá trình khởi động và thường dùng tụ điện cho động cơ là tụ điện giấy dầu thường tính bằng Fara nhưng hiện tại trên thị trường không có tụ 1 Fara nên ta có thể dùng ước của Fara có ký hiệu là: McroFara ( Fμ ) và cũng có thể dùng tụ hoá. Điện dung của tụ được tính theo công thức sau: 2000. ( ) . os IC F U c μ ϕ = Trong đó: C - Tính bằng Micrôfara ( Fμ ) U – Điện áp định mức (V) I – dòng điện định mức (A) osc ϕ - Hệ số công suất được chọn bằng 0,75 ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 23 Bài tập 1: Cho động cơ 1 pha làm việc với tụ thường trực có các số liệu sau: Dt=7cm; bg=18mm; L=10cm; Kdq=0,96; os 0,75C ϕ = ; fr=0,45; Bδ =0,65Wb/m2; KE=0,75; 0,85η = ; J=5A/mm2. Biết động cơ có rãnh hình thang d1=7mm; d2=10mm; h=15mm; QA=8; QB=4.Tính số liệu dây quấn, chon tụ làm việc và công suất định mức khi động cơ làm việc với nguồn điện 220V – 50Hz. Bài tập2: Cho động cơ 1 pha làm việc với tụ thường trực có các số liệu sau: Dt=6cm; bg=16mm; L=8cm; Kdq=0,96; os 0,75C ϕ = ; fr=0,45; Bδ =0,65Wb/m2; KE=0,75; 0,85η = ; J=5A/mm2. Biết động cơ có rãnh hình quả lê có d1=7mm; d2=10mm; h=15mm; QA=QB=6.Tính số liệu dây quấn, chon tụ làm việc và công suất định mức khi động cơ làm việc với nguồn điện 220V – 50Hz. trang 24 Bài 2: TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ BA PHA Việc tính toán dây quấn của động cơ 3 pha rất dễ dàng hơn so với cách tính toán dây quấn của động cơ 1 pha vì ở đây ta chỉ tính cho một pha còn các pha còn lại thì lấy như pha đã được tính, các số liệu được tiến hành như sau: Bước 1: Xác định số cực từ 4,0(2 =p ÷ g t b D).5,0 Sau khi tính toán xong ta lấy tròn mà chọn phải lớn hơn số liệu đã tính nhưng số từ cực luôn là số chẳn. Bước 2: Xác định tốc độ quay của động cơ. 60. fn p = (vòng/phút). Trong đó: f – tần số (Hz). P – số đôi cực động cơ. Bước 3: Tính bước từ cực: . 2 tD p π τ = (cm). Bước 4: Từ thông ở mỗi cực: 40,64. . . .10L Bδτ −Φ = (Wb) Bước 5: Tính số vòng dây của 1 pha: . 4, 44. . . E dm p dq K UN f K = Φ (vòng/pha). Trong đó: Kdq – hệ số dây quấn. Udm – Điện áp định mức của 1 pha. KE – Hệ số điện áp ta chọn 0,75 Bước 6: Số vòng dây của mỗi bối của một pha. Tính vòng dây mỗi cuộn và số dây dẫn trong rãnh. Biết tổng số vòng/pha thì dễ dàng xác định số vòng dây phân bố cho mỗi bối (bối/pha) tuỳ theo dạng dây quấn và cách đấu dây tạo từ cực, số dây dẫn trong mỗi rãnh được xác định. ™ Đối với dây quấn 1 lớp: pp A N N Q = (vòng/bối) ™ Đối với dây quấn 2lớp: 2. pp A N N Q = (vòng/bối) ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 25 Bước 7: Tiết diện rãnh Sr - Đối với rãnh hình thang tiết diện rãnh được tính như sau: ).(. 2 1 21 ddhSr += (mm 2). Trong đó: h - Chiều cao của rãnh. d1 - Đáy bé hình thang. d2 - Đáy lớn hình thang. - Đối với rãnh quả lê (hay oval) tiết diện được tính như sau: 2 1 2 2 2.( )( ) 2 2 8r d d d dS h π+= − + (mm2) Bước 8: Tiết diện dây dẩn Sd .r r d b f SS N = (mm2). Trong đó: fr – là hệ số lợi dụng rãnh được chọn 0,45. ¾ Từ đây sẽ tính ra đường kính dây: 1,13.d dd S= (mm). Bước 9 Kiểm tra hệ số lắp đầy Kld: 2. 0,75 .0,8 b d ld r N dK S = ≤ Nếu tính ra nhỏ hơn 0,75 thoả mãn điều kiện thì tính tiếp theo các bước sau, còn không thì phải tính lại. Bước 10: Xác định dòng điện Ip cho phép trong cuộn pha. Tuỳ theo dạy động cơ kiểu kín hoặc hở và cách thông gió giải nhiệt mà ta chọn mật độ dòng J để xác định dòng điện cho phép trong mỗi cuộn pha như sau: Ip=J.Sd (A) Bước 11 Tính công suất định mức động cơ, áp dụng công thức. 3. . . . osdm P PP U I Cη ϕ= Chọn osC ϕ với 2p=2 - osC ϕ 0,75 2p=2 - osC ϕ 0,75 trang 26 Chương V: KỸ THUẬT CÁCH ĐIỆN VÀ QUẤN DÂY Bài 1: PHƯƠNG PHÁP CÁCH ĐIỆN RÃNH VÀ CÁCH ĐIỆN PHA 1/. Các loại giấy cách điện dùng trong máy điện. - Giấy PRESSPAHN - Giấy LAERTHOID - Giấy AMIĂNG - Giấy MICA - Giấy SILICON - VERNI 2/. Phương pháp cách điện rãnh của động cơ. Cách điện rãnh nhằm mục đích cách điện giữa cuộn dây cới stato để tránh chạm masse. Giấy cách điện phải có dạng của rãnh để ôm sát vào rãnh, tăng hệ số lắp đầy dây (Kid) Khi lót cách điện rãnh cho các động cơ có công suất nhỏ dưới 1HP, có thể chọn giấy dày 0,2 mm, nếu động cơ lớn hơn cấp cách điện A (liệt kê ở phần sau), thì chọn bề dày giấy từ (0,35mm - 0,4mm). Đối với động cơ có công suất lớn, nên tăng cường thêm 1 lớp giấy phim hoặc mica, Tuỳ theo cấp cách điện, để tăng cường độ bền về cơ, nên gấp mí ở đầu miệng rãnh, tránh giấy cách điện bị rách trong lúc uốn nắn dây. - Đô ướm giấy theo kích thước của rãnh và định hình cắt giấy lót theo số rãnh. - Gấp giấy cách điện theo hình vẽ của ránh, gấp hàng loạt đủ số rãnh đã quy định. - Phần đầu gấp phải luôn luôn nằm ngoài lõi thép. - Độ cao phải ngang miệng rãnh. Hình 5.1: Giấy cách điện rãnh Đường gấp L l l/2 L’ l (2,5 – 5) Chiều dài rãnh stato ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 27 3/. Cách điện pha. A Z B C Giấy lót cách điện giữa 2 pha kế tiếp nhau. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 Hình 5.2: Lót giấy cách điện giửa các pha trang 28 Bài 2: CÁNH LÀM KHUÔN VÀ TÍNH CHU VI KHUÔN Trong công việc quấn dây máy điện thì kích thước của khuôn quấn dây giữ phần quyết định đến công việc lồng dây vào stato. Khuôn làm đúng, lồng vào rãnh dễ, nhanh đảm bảo chất lượng. Khuôn làm dài hoặc rộng hơn tiêu chuẩn, vừa tốn dây, dễ bị chạm vỏ, nắp, dây chạm masse. Nếu khuôn ngắn hoặc hẹp quá thì khó khăn lồng giữa các bối dây lớp sau vào rãnh, bộ dây cũng dễ bị chạm masse và không đút roto vào stato được. Do đó để chuẩn bị cho công tác làm khuôn ta nên dùng các công cụ cầm tay như: Cưa, đục, khoan tay,Thông thường ta sử dụng khuôn làm bằng gỗ, làm khuôn gồm hai phần: - Phần khuôn. - Phần kẹp để kẹp khuôn. Sau đây là hình dáng của một loại khuôn kẹp thông dụng được sử dụng được sử dụng trong việc thực hiện quấn dây máy điện. 1/. Phương pháp tính chu vi khuôn. Muốn xác định chu vi khuôn, đầu tiên ta xác định hệ số K1, bề dài phần đầu của mối dây, tính toán khoảng cách giữa hai rãnh liên tiếp. khuôn Kẹp để kẹp khuôn Chiều dày của khuôn Hình 5.3: Sơ đồ khuôn và kẹp khuôn Cạnh tác dụng L’ L y KL Đầu nối Hình 5.4: Tính chu vi khuôn quấn ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 29 Hệ số KLđược xác định như sau: KL . .( )t rD h Z π γ + = Trong đó: KL: Chiều dài phần đầu nối giữa 02 rãnh kế nhau (mm). γ : Là hệ số giản dài của phần đầu nối (thay đổi theo 2p). rh : Là chiều cao của rãnh tính đến đỉnh răng (mm) tD : Đường kính trong của stato (mm) Z : Tổng số rãnh stato. Vậy, ta có chu vi khuôn quấn dây được tính theo công thức sau: CV = 2.( KL.y + L’ ) Với: L’ = (L + 10) mm Trong đó: L: Là chiều dài của lõi thép kể cả rãnh thông gió hướng kín. L’: Chiều dài cạnh tác dụng lồng vào rãnh, có tính thêm phần cách điện lót dư ở hai phía. y: Bước bối dây. Ví dụ: Cho một động cơ 3 pha loại nội địa Nhật Bản có lý lịch như sau: Đường kính trong Dt = 80 mm, bề dày lõi thép L = 65 mm, chiều cao của rãnh 14 mm, số từ cực 2p = 4; tổng số rãnh Z = 36. Tính chu vi khuôn khi y = 8, y = 7. Giải: Tính bề dài đầu nối giữa hai rãnh liên tiếp Trong đó: 1,35γ = ứng với 2p = 4 KL = ( ). . .1,35.(80 14) 11,07 36 t tD h Z π γ π+ + = = (mm) Xác định chu vi khuôn như sau: Ta có: L=(L+10)mm = 65+10 = 75 (mm) * Ứng với y = 8; CV8 = 2.(KL.y +) = 325,12 (mm) Chọn CV8 = 32 (cm). * Ứng với y = 7; CV7 = 2.(11,07+75) = 303,91 (mm) Chọn CV7 = 30 (cm). 2/. Kỹ thuật làm khuôn đơn giản Cách làm khuôn đơn giản nhất là lấy một đoạn dây đồng cỡ từ (0,5 mm đến 1 mm đặt gá vào lòng trong của stato, theo đường kính của bói dây để làm chuẩn và theo đó mà đo kích thước. - Chiều dài khuôn L. - Chiều rộng khuôn N. - Chiều dày khuôn D thường lấy thấp hơn chiều cao của rãnh khoảng 3 mm. Nếu động cơ không còn sô bối dây mẫu cũ thì đo kích thước stato để làm khuôn theo kinh nghiệm sau. - Chiều dài khuôn: L= (1+15) mm 2p γ 2 1,3 4 1,35 6 1,5 8≥ 1,7 trang 30 - Chiều dài ngang khuôn: N = (n+3) mm - Chiều dài khuôn: D = (d-3)mm. Trong đó: L: Chiều dài lõi thép. N: Là khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 rãnh hạ dây. D: Chiều sâu của rãnh. Khi đã chọn quy cách khuôn hợp lý thì lấy một miếng gỗ thông bằng chiều dày D, cưa chiều dài L và chiều ngang N đúng kích thước, ở giữa khoan một lỗ để bắt trục (khoan đúng tâm) của máy quấn dây. Đi đôi với khuôn phải có phần kẹp để kẹp khuôn để giữ khi quấn dây. Phần kẹp có chiều ngang lớn hơn 2cm; kích thước chiều dài rộng hơn khuôn khoảng 20mm; 4 cạnh cưa 4 rãnh để đặt dây buộc bối dây khi quấn xong, cùng một lúc có thể làm nhiều khuôn như các bước trên. ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 31 Bài 3: KỸ THUẬT QUẤN DÂY CHO CÁC BỐI DÂY 1/. Kỹ thuật quấn và làm khuôn quấn cho các bối dây. Dây quấn máy điện xoay chiều có trách nhiệm cảm ứng được sức điện động nhất định, đồng thời cũng tham gia vào việc tạo nên từ trường cần thiết cho sự biến đổi năng lượng cơ điện trong máy. Bối dây còn gọi là phần tử dây quấn, gồm nhiều vòng dây có hình dạng và kích thước giống nhau, được quấn nối tiếp và đặt cùng một vị trí trên stato; bối dây có nhiều hình dạng khác nhau và nhiều sơ đồ dây quấn khác nhau, bối dây được biểu diễn như sau: Trong thực tế, quấn dây là công việc phức tạp, vì kích thước tạo ra phải phù hợp với khoảng cách cho phép của thân stato, thông qua đó ta có thể quấn từng bối dây hoặc các bối liên tiếp trong cùng một nhóm bối. Do đó vị trí của khuôn và kẹp khuôn được đặt như vẽ bên. Sau khi làm khuôn xong, ta tiến hành quấn các bối dây của nhóm bối dây quấn cho các pha và chuyển sang các bước sau. 2/. Chọn dây điện từ để quấn động cơ điện. Khi sửa chữa bất cứ một máy điện nào, tốt nhất là lấy mẫu thật đầy đủ các số liệu: Quy cách dây quấn, trọng lượng, số vòng, tính chất cách điện, cách đấu dâyQuấn lại đúng như cũ, máy sẽ vận hành an toàn đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà chế tạo. Thực tế thị trường hiện nay có ba loại dây: Dây tròn, dây dẹt Dây tròn thường được bọc cách điện bằng sợi bông, lụa, tơ thuỷ tinh hoặc men cách điện (tráng êmay) được gọi là dây điện tử. 1 1 2 a/ b/ Hình 5.5: Kỹ thuật quấn dây với các bối dây khác nhau 1. Cạnh tác dụng a. Bôi dây có 5 vòng dây 2. Phần đầu nối b. Ký hiệu bối dây trang 32 Dây dẹt và dây cáp chủ yếu được bọc bằng hai lần sợi, một lần giấy hay một lần sợi hoặc bọc tơ thuỷ tinh, cũng có thể có loại để trần, khi quấn vào máy điện: Rôto động cơ, cuộn dây hạ áp của máy biến thế, máy hạn điện có công suất lớiMới lót bìa cách điện. a). Ký hiệu dây quấn cho động cơ điện. Dây quấn máy điện thường dùng là đồng điện phân, mềm, điện trở nhỏ (có thể dùng dây điện từ lõi nhóm) dây quấn có 3 yêu cầu sau: - Ký hiệu và quy cách quấn dây. - Kích thước dây. - Trọng lượng dây cần có để quấn vào máy. Tuỳ theo từng kiểu động cơ, nhiệt độ làm việc, cấp cách điện mà chọn ký hiệu dây cho phù hợp. Dây quấn do Liên Xô cũ sản xuất có nhiều cấp cách điện khác nhau được phân loại theo độ bền nhiệt để quấn vào máy, có nhiệt độ làm việc từ 900C (cấp Y) tới 1800C (cấp H). Sữa chữa máy điện ở ta hiện nay phổ biến dùng dây quấn cho động cơ điện cấp A, nhiệt độ làm việc tối đa 1050C. - Những động cơ điện cấp B rất thích hợp với khí hậu nóng ẩm ở nước ta, nhiệt độ tối đa (1100C ÷ 1250C). b). Kích thước dây quấn. Dây đồng tròn là loại thông dụng nhất để quấn các loại động cơ điện nhỏ và trung bình, có các cỡ từ (0,02mm ÷ 5,2mm). Dây quấn cho stato động cơ thường chỉ dùng dây điện từ dưới 2mm, máy cần cỡ dây lớn hơn thường lấy nhiều dây nhỏ quấn song song để dễ làm, cuộn dây tản nhiệt nhanh, máy chạy mát và tốt hơn quấn bằng một sợi dây to cùng tiết diện. Người ta thường quấn song song từ (2 sợi ÷ 4 sợi) là nhiều, trên cỡ này thì dùng dây vuông, dây dẹt, thanh đồng hoặc dây cáp tạo thành cuôn dây cứng. Trong sửa chữa thường không có đủ các cỡ dây đường kích khác nhau từ nhỏ đến lớn để lựa chọn. Vậy, phải giải quyết như thế nào? Quấn dây to hơn hay nhỏ hơn một tí có được không? Nhìn chung, nếu động cơ phải làm việc ở công suất định mức không được quấn dây nhỏ hơn cũ. Vì như vậy, mật độ dòng điện qua dây sẽ cao hơn thiết kế. Động cơ đã quấn lại sẽ không đủ khả năng để làm việc với công suất định mức nên khi kéo tải nó sẽ nóng quá mức, độ bền giảm dễ cháy. Thực tế sai số chỉ cho phép giảm từ (2% đến 3%) so với tiết diện dây cũ. Động cơ, máy hàn, quạt điện khi sửa chữa không có dây đúng cỡ thì dùng dây to hơn một cấp sẽ tốt hơn nhưng cần lưu ý khi thay dây to hay nhỏ hơn một cấp đều không được tăng hoặc giảm số vòng dây đã quấn cũ, vì tăng vòng dây thì đầy khó quấn làm dây dễ bị tốn hao trong lõi theo tăng, máy bị nóng và dễ cháy. ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 33 c). Thay thế cỡ dây để quấn động cơ điện. Khi không có dây đúng cỡ thì cách giải quyết tốt nhất là dùng (2 dây ÷ 3 dây) nhỏ để quấn song song với nhau hoặc phải quấn bằng dây đơn nhưng stato được nối song song thành 2 đến 3 nhánh (stato phải có các bối ở các nhánh bằng nhau). Trong trường hợp máy đã quấn song song (hoặc có hai nhánh song song) thì dùng dây to hơn nhưng đấu nối tiếp (tất nhiên dây to này phải lọt được qua khe xuống rãnh). Vấn đề cơ bản là tiết diện của dây sau khi thay đổi phải bằng với tiết diện cũ. Khi quấn song song các sợi phải quấn cùng một lúc lên khuôn để chúng có chiều dài bằng nhau. * Quấn hai dây song song, tính nhanh theo công thức: dm=0,7.dc (mm) dm: Đường kính dây mới tính bằng (mm). dc: Đường kính dây cũ tính bằng (mm). * Quấn ba dây song song thì tính nhanh theo công thức: dm=0,7.dc (mm) d). Tính trọng lượng dây quấn. (chưa kể cách điện). Khi đã chọn được cỡ dây, cò cần phải biết khối lượng dây quấn bao nhiêu để mua cho vừa đủ. Có thể tính toán để tìm ra đáp số nhưng cách làm thực tế để đơn giản là căn cứ vào khuôn quấn dây. Đô khuôn để biết được chiều dài trung bình một vòng dây rồi từ đó nhân với tổng số vòng dây quấn của các bối dây stato để tìm chiều dài cần phải mua. Có thể áp dụng công thức sau đây để tính trọng lượng dây, áp dụng cho đồng tròn: G (g/m) = 7.d2 Trong đó: G: Trọng lượng 1 mét dây tính bằng gam. d: Đường kính đây tính bằng (mm). trang 34 Bài 4: LỒNG DÂY VÀO RÃNH VÀ NÊM RÃNH Việc lòng dây vào rãnh được thực hiện theo các bước sau: Bước 1: Xem lại sơ đồ khai triển dây quấn. Bước 2: Đếm lại số bối dây theo sơ đồ. Bước 3: Lấy ra một bối dây sắp lắp vào rãnh rồi tháo bỏ dây cột. Bước 4: Vuốt thẳng 2 cạnh tác dụng của bối dây. Bước 5: Bóp cong phần hai đầu bối dây rồi lồng dây vào rãnh nếu có mối nối ta để về phía để sau cùng nối dây dễ dàng. Bước 6: Xem chiều dây quấn trong các bối dây rồi chọn khe rãnh đúng sơ đồ để lắp các cạnh tác dụng. Bước 7: Bóp dẹp cạnh tác dụng bằng tay theo phương thẳng đứng với rãnh rồi đưa lần lượt từng sợi dây dẫn qua khe rãnh vào gọn trong lớp giấu cách điện đã lót. Bước 8: Giữ các cạnh tác dụng thẳng và song song rồi dùng đũa tre đã chuốt dẹp bằng tay phải trải dọc theo khe rãnh để đẩy từ từ từng dây dẫn vào rãnh chú ý không nên phủ lên cạnh tác dụng được theo khe rãnh. Bước 9: Vuốt lại hai đầu dây của bối dây và cạnh tác dụng còn lại rồi đưa cạnh tác dụng còn lại vào đúng vị trí rãnh cần lắp theo sơ đồ. Bước 10: Tiếp tục thao tác lắp dây theo các bước trên. Bước 11: Sửa lại đầu bối dây vừa lắp xong cho gọn và không gây ảnh hưởng đến việc lắp các bối dây cọn lại. Bước 12: Lắp tiếp theo lần lược các bối dây còn lại theo thứ tự ở sơ đồ khai triển. Bước 13: Lót giấy cách điện phần đầu nối bối dây ngoài rãnh để phân cách lớp các bối dây hoặc nhóm bối dây. Bước 14: Sửa lại các nhóm bối dây cho gọn và thẩm mỹ, chú ý không để phần đầu các nhóm bối dây cản đường lắp roto vào và không chạm nắp hay thân động cơ. Bước 15: Vuốt thẳng các đầu dây ra của nhóm bối dây rồi làm dấu theo thứ tự như sơ đồ trải Bước 16: Nối dây ra cho các nhóm theo sơ đồ, rồi đai gọn các đầu dây bằng dây cotton. Chú ý: Trong quá trình quấn các bối dây trong một nhóm bối dây, không cắt rời các bối dây với nhau, do đó cần chú ý đến chiều quấn trong các nhóm bối dây để việc lắp các bối dây vào stato theo một chiều nhất định. ĐỘNG CƠ ĐIỆN Võ Chí Lợi trang 35 Bài 5: ĐẤU DÂY VÀ HÀN MỐI NỐI 1/. Đấu dây. Trong phần này ta cần thực hiện theo các bước sau: Quan sát sự phù hợp các số đánh dấu và đầu dây ra so với sơ đồ trải, sơ đồ đấu dây. Đặt thang đo VOM về vị trí Rx1 rồi chỉnh kim chỉ thị về 0. Đặt 2 que đo VOM vào từng cặp đấu cuộn dây quấn mỗi pha để kiểm tra sự liền mạch của pha. Nếu giá trị R vào khoảng vài ôm đến vài chục ôm là cuộn dây liền mạch. Ướm thử các đầu dây nối theo sơ đồ đấu dây để định các vị trí nối dây với dây dẫn ra cho phù hợp. Cắt các đầu dây ra của mỗi pha dây quấn chỉ để chừa các đoạn nối phù hợp bằng bằng kìm cắt dây. Xỏ các ống gen vào các dây cần nối. Cạo lớp êmay cách điện bằng dao con và giấy nhám ở các vị trí đầu nối, rồi nối dây theo sơ đồ nối dây. Bọc các mối nối bằng ống gen. Xếp gọn các đầu nối cho thẩm mỹ rồi đai gọn, chắc chắn bằng sợi cotton. 2/. Phương pháp hàn mối nối. Hàn các mối nối của các nhóm bối dây. Khi hàn cần phải thực hiện ở ngoài dây quấn của động cơ, để mò hàn và chì hàn nhỏ giọt xuống không làm hỏng dây quấn. Các mối đã hàn được bao phủ bằng gen cách điện. - Đầu đầu của các nhóm bối dây trong cùng một pha được nối với nhau và các đầu ra của các pha A, B, C và các đầu cuối các pha X, Y, Z được nối ra ngoài để thuận tiện cho việc đấu dây, vị trí hàn được che phủ bằng gen cách điện, gen cách điện cần phải đưa lên ở mỗi phía điểm hàn khoảng 20 mm để tránh chậm chạp. trang 36 Bài 6: ĐAI DÂY VÀ KIỂM TRA 1/. Đai dây Trước khi đai cứng định hình bộ dây quấn, phải hàn nối các đầu dây theo sơ đồ mạch điện, dây đưa ra ngoài được nối với dây dẫn có bọc cách điện PVC hoặc cao su. Các mối nối phải bọc ống gen cách điện cẩn thận và lót giấy cách điện để cách pha trong bộ dây quấn. Dây đai là loại dây sợi cotton, có thể dùng như hình vẽ sau. Sau khi đã uốn nắn định hình bộ dây quấn theo dự tính, hàn đấu dây giữa các nhóm bối, hàn nối các đầu dây ra với dây dẫn mềm cách điện PVC hoặc ống gen cách điện. Định vị nơi tập trung đưa ra hộp nối. Cuối cùng tiến hành đai bộ dây quấn và định hình lần cuối để việc đưa dây ra dễ dàng và làm cho bộ dây quấn vững chắt. Dây đai cotton Hình 5.6: Đai dây cho các nhóm bối dây Hình 5.7: Lót giấy cách điện pha Giấ