Báo cáo Thực tập xưởng điện - Tổng quan về máy điện

Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 1 Mục lục………………………………………………………………………………………..1 LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………………………………….…..….2 PHẦN I. LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN……………………………………………….…….…...3 I. TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN.……………………………………………….……….…..3 1. Khái niệm chung………………………………………………………………….…….…..3 2. Phân loại…………………………………………………………………………….…… . 3 3. Cấu tạo chung……………………………………………………………………….…… . 4 4. Nguyên lý làm việc cơ bản………………………………………………………….…… . 4 5. Các thông số chính…………………………………………………………………...……..5 6. Vật liệu chế tạo…………………………………………………………………….……….5 7. Phát nóng và làm mát dây quấn………………………………………………….……… .6 II. MÁY BIẾN ÁP…………………………………………………………………….…… .6 1. Khái niệm chung…………………………………………………………………….…… .6 2. Cấu tạo……………………………………………………………………………….…… 7 3. Nguyên lý làm việc………………………………………………………………….…… .8 III. MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ……………………………………………….………..9 1. Khái niệm chung……………………………………………………………………….… 9 2. Cấu tạo…………………………………………………………………………………… 10 3. Nguyên lý làm việc……………………………………………………………………… 11 PHẦN II. THỰC HÀNH QUẤN DÂY STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ…………12 I. DÂY QUẤN STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ…………………………………..12 1. Một số đại lƣợng đặc trƣng……………………………………………………………… .12 2. Một số công thức tính toán……………………………………………………………… . 12 3. Phân loại………………………………………………………………………………….. 12 4. Yêu cầu………………………………………………………………………………….….13 5. Quấn dây stato động cơ không đồng bộ………………………………………………… . 13 II. THỰC HIỆN QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ…………………….……. 14 1. Bài tập 1 : quấn dây đồng khuôn phân tán 1 lớp………………………………….……… 14 2. Bài tập 2 : quấn dây đồng tâm tập trung 1 lớp……………………………………..……….17 KẾT LUẬN ………………………………………………………………………………......20 Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 2 LỜI MỞ ĐẦU Với mỗi sinh viên ngoài việc tiếp thu kiến thức lý thuyết trên giảng đƣờng thì việc tiếp xúc thực tế là yêu cầu không thể thiếu đối với sinh viên. Do đó thực tập là một trong những yêu cầu tất yếu của sinh viên bất cứ trƣờng đại học nào trên cả nƣớc. Lý thuyết trên sách vở phải đi kèm với thực tiễn thì sinh viên mới thực sự có thể hiểu rõ lý thuyết đã học đồng thời trang bị đƣợc phần nào kiến thức thực tế để giúp đỡ sinh viên sau khi tốt nghiệp ra trƣờng có thể nắm bắt và hoà nhịp tốt với công việc thực tiễn và không bị mơ hồ về công việc trong tƣơng lai. Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội là một trƣờng kỹ thuật, thực hiện phƣơng châm “học đi đôi với hành” hàng năm đều tổ chức cho sinh viên ở giai đoạn đào tạo chuyên ngành đƣợc đi thực tập. Mặc dù kinh phí và cơ sở vật chất còn hạn hẹp, song nhà trƣờng, khoa Điện nói chung và bộ môn Thiết bị điện-Điện tử nói riêng đã hết sức tạo điều kiện cho chúng em có thời gian thực tập tại xƣởng điện làm quen với các thiết bị máy móc dụng cụ, thực hành và kiểm tra lại kiến thức. Thời gian chỉ có 3 tuần, tuy không thực sự nhiều nhƣng thực sự quý giá đối với chúng em, giúp chúng em có cái nhìn trực quan hơn, củng cố các kiến thức đã học. Em xin chân thành cảm ơn khoa và bộ môn đã tạo điều kiện cho chúng em đƣợc thực hành tại xƣởng, đặc biệt là các thầy cô đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt đợt thực tập vừa qua. Sau đây em xin trình bày các nội dung đã thu hoạch đƣợc qua đợt thực tập tại xƣởng điện : - Phần 1 : Lý thuyết : lý thuyết về máy điện. - Phần 2 : Thực hành : thực hành quấn dây động cơ không đồng bộ 3 pha đồng khuôn phân tán 1 lớp và đồng tâm tập trung 1 lớp. Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 3 PHẦN I. LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN. I. TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN. 1. Khái niệm chung. Trong quá tình khai thác sử dụng các tài nguyên thiên nhiên phục vụ cho nền kinh tế quốc dân, không thể không nói đến sự biến đổi năng lƣợng từ dạng này sang dạng khác. Các thiết bị điện từ thực hiện sự biến đổi cơ năng thành điện năng hoặc từ điện năng thành cơ năng dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ đƣợc gọi là máy điện. Máy điện dùng làm máy biến đổi năng lƣợng là phần tử quan trọng nhất của bất cứ thiết bị điện năng nào. Nó đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, các hệ điều khiển và tự động điều chỉnh khống chế… 2. Phân loại. Máy điện có nhiều loại và có nhiều cách phân biệt chúng nhƣ: - Phân loại theo công suất. - Phân loại theo cấu tạo. - Phân loại theo chức năng. - Phân loại theo dòng điện (một chiều và xoay chiều). - Phân loại theo nguyên lý làm việc. Sơ đồ tóm tắt phân loại máy điện : Nhƣng ở đây ta phân loại theo nguyên lý biến đổi năng lƣợng nhƣ sau : - Máy điện tĩnh.(H1) Máy điện tĩnh làm việc dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ, do sự biến đổi từ thông giữa các cuộn dây không có chuyển động tƣơng đối với nhau. Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 4 Máy điện tĩnh thƣờng gặp là máy biến áp. Máy điện tĩnh dùng để biến đổi thông số của dòng điện, nhƣ máy biến áp để biến đổi hai thông số của dòng điện là giá trị áp và giá trị dòng. - Máy điện quay.(H2) Nguyên lý làm việc cũng dựa vào hiện tƣợng cảm ứng điện từ, lực điện từ, do từ trƣờng và dòng điện của các cuộn dây có chuyển động tƣơng đối với nhau gây ra. Loại máy này thƣờng dùng để biến đổi các dạng năng lƣợng. Các máy điện biến đổi cơ năng thành điện năng đƣợc gọi là các máy phát điện và các máy điện dùng để biến đổi ngƣợc lại đƣợc gọi là động cơ điện. Các máy điện đều có tính thuận nghịch, nghĩa là đều có thể biến đổi năng lƣợng theo hai chiều. Nếu đƣa cơ năng vào phần quay thì máy điện sẽ làm việc ở chế độ máy phát, nếu đƣa điện năng vào thì phần quay của máy sẽ sinh ra công cơ học. 3. Cấu tạo chung. Máy điện gồm có mạch từ (khép kín bởi lõi thép) và mạch điện (các cuộn dây) liên quan chặt chẽ tới nhau, dùng để biến đổi qua lại giữa các dạng năng lƣợng nhƣ điện năng thành các dạng năng lƣợng khác (động cơ điện) hay ngƣợc lại từ các dạng năng lƣợng khác thành điện năng (máy phát điện) hoặc dùng để biến đổi các thông số điện năng nhƣ biến đổi điện áp dòng điện,tấn số,số pha… Lõi thép của máy điện là mạch từ khép kín để dẫn từ thông, còn các mạch điện gồm hai hay nhiều dây quấn có thể chuyển động tƣơng đối với nhau cùng các bộ phận gá lắp. 4. Nguyên lý làm việc cơ bản. Máy điện làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Nó tuân thủ theo 2 định luật là: định luật cảm ứng điện từ (Định luật Faraday) và định luật về lực điện từ (Định luật Laplace). 4.1. Định luật cảm ứng điện từ. • Phát biểu: Sự biến thiên tổng từ thông móc vòng trong mạch điện sẽ tạo ra một sức điện động tỷ lệ với đạo hàm của tổng từ thông biến thiên đó. • Biểu thức: d e dt Trong đó : e : suất điện động cảm ứng : tổng từ thông móc vòng trong mạch điện Dạng khác: . .e B l v Trong đó : e : sức điện động cảm ứng B : từ cảm l : chiều dài thanh dẫn trong từ trƣờng v : tốc độ chuyển động của thanh dẫn theo hƣớng vuông góc với từ cảm 4.2. Định luật về lực từ. • Phát biểu: Lực điện từ tác dụng lên thanh dẫn mang dòng điện đặt trong từ trƣờng có độ lớn tỷ lệ thuận với chiều dài của thanh dẫn, cƣờng độ dòng điện chạy qua thanh dẫn và cƣờng độ từ trƣờng nơi chứa thanh dẫn. • Biểu thức: . . .sinf B l i Trong đó : f : lực điện từ tác dụng lên thanh dẫn B : cƣờng độ từ trƣờng Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 5 l : chiều dài thanh dẫn i : cƣờng độ dòng điện trong thanh dẫn : góc giữa véc tơ từ cảm với dòng điện i chạy trong thanh dẫn 5. Các thông số chính. Mỗi một máy điện có một bộ các thông số định mức để đảm bảo khi vận hành máy có thể đạt đƣợc hiệu suất cao nhất, ổn định và an toàn nhất đồng thời đảm bảo độ bền, tuổi thọ máy. Qua các thông số của máy điện ta cũng có thể chọn đƣợc loại máy điện phù hợp với yêu cầu sử dụng Các thông số nói chung thƣờng dùng là: điện áp định mức, dòng điện định mức, dung lƣợng và công suất định mức, tốc độ định mức… 6. Vật liệu chế tạo. 6.1. Vật liệu tác dụng. Vật liệu tác dụng gồm vật liệu dẫn từ và vật liệu dẫn điện. Các vật liệu này sẽ làm nhiệm vụ thực hiện các chuyển đổi điện từ trong máy điện. • Vật liệu dẫn từ: Dùng để chế tạo mạch từ cho máy điện. Ngƣời ta thƣờng dùng các loại thép có tính chất từ khác nhau cho các loại máy điện khác nhau. Loại thép thƣờng dùng là thép lá kỹ thuật điện, có hàm lƣợng Silic khác nhau nhƣng không vƣợt quá 4.5%. Hàm lƣợng 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. Thông thƣờng các loại thép kỹ thuật điện có bề dày 0.35 hay 0.27 mm dùng cho máy biến áp và 0.5mm dùng cho máy điện quay. Các lá thép này sẽ đƣợc ghép lại với nhau để giảm tổn hao do dòng điện Fuco gây nên. Theo cách chế tạo ngƣời ta phân thép kỹ thuật điện ra làm hai loại: cán nóng và cán nguội. Thép cán nguội có đặc tính từ tốt hơn thép cán nóng. Đó là độ từ thẩm cao hơn, tổn hao thép ít hơn. Thép cán nguội chia làm hai loại: dị hƣớng và đẳng hƣớng. Loại dị hƣớng thì tính năng từ tính theo hƣớng dọc theo hƣớng cán thì tốt hơn hẳn do đó nó thƣờng đƣợc dùng trong máy biến áp. Còn loại thép đẳng hƣớng thì có đặc tính từ theo mọi hƣớng là nhƣ nhau nên thƣờng đƣợc dùng trong máy điện quay. • Vật liệu dẫn điện: Thƣờng dùng là đồng. Đồng dùng làm dây quấn phải đạt tiêu chuẩn tạp chất không quá 0.1%. Ngoài ra trong một số trƣờng hợp ngƣời ta còn dùng nhôm làm vật liệu dẫn điện. 6.2. Vật liệu kết cấu. Là loại vật liệu dùng để chế tạo ra các bộ phận chi tiết truyền động hoặc kết cấu cho máy điện theo các dạng cần thiết, đảm bảo cho máy chạy bình thƣờng. Ngƣời ta thƣờng dùng các vật liệu nhƣ gang, thép, kim loại màu, hợp kim hoặc các vật liệu bằng chất dẻo. 6.3. Vật liệu cách điện. Dùng để chế tạo các bộ phận ngăn cách giữa các bộ phận mang điện với bộ phận không mang điện cũng nhƣ giữa các bộ phận mang điện với nhau (các pha). Những vật liệu này có vai trò rất quan trọng trong máy điện vì nó đảm bảo sự an toàn trong suốt quá trình hoạt động của máy. Do đó nó cần đảm bảo những yêu cầu nhƣ độ bền nhiệt cao, độ dẫn nhiệt tốt, chịu ẩm, chịu đƣợc hóa chất và có độ bền cơ nhất định. Vì các vật liệu cách điện có độ bền khác nhau nên ngƣời ta chia nó ra thành 7 loại theo cấp nhiệt độ làm việc của chúng : Cấp cách điện Y A E B F H C Nhiệt độ làm việc 90 105 120 130 155 180 >180 Khi máy làm việc, do các tác động khác của điều kiện làm việc mà độ bền của vật liệu cách điện sẽ bị giảm. Theo thực nghiệm nếu nhiệt độ làm việc cho phép tăng quá từ 8-10°C thì tuổi thọ vật liệu cách điện sẽ giảm đi một nửa. Do đó khi làm việc cần tránh để máy điện quá tải làm tăng nhiệt độ trong thời gian dài. Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 6 7. Phát nóng và làm mát dây quấn. Trong máy điện xảy ra quá trình biến đổi hoặc truyền tải năng lƣợng và có sự tổn hao năng lƣợng ΣΔp . Trong máy phát điện tổn hao chủ yếu là trong lõi thép( do hiện tƣợng từ trễ và dòng xoáy), trong điện trở dây quấn máy điện và do ma sát ở các ổ trục, lực cản của quạt làm mát máy phát điện ... tổn hao này làm nóng máy và ảnh hƣởng đến chất lƣợng của vật liệu cách điện. Để làm mát máy điện, nhiệt lƣợng sinh ra phải đƣợc tản ra môi trƣờng xung quanh bằng cách tăng diện tích tiếp xúc của máy điện với không khí làm mát, tăng tốc độ đối lƣu của không khí xung quanh hoặc của môi trƣờng làm mát. Thƣờng vỏ máy điện, đƣợc chế tạo có cánh tải nhiệt và đối với máy điện có công suất lớn thƣờng có hệ thống quạt gió hoặc bơm nƣớc làm mát. Kích thƣớc của máy, phƣơng pháp làm mát phải đƣợc tính toán và lựa chọn, để cho độ tăng nhiệt của vật liệu cách điện máy không vƣợt quá độ tăng nhiệt cho phép, đảm bảo cho vật liệu cách điện làm việc lâu dài khoảng 20 năm. Khi máy điện làm việc ở chế độ định mức, độ tăng nhiệt của các phần tử không vƣợt quá độ tăng nhiệt của các phần tử cho phép. Khi máy quá tải, độ tăng nhiệt sẽ vƣợt quá nhiệt độ cho phép, vì thế không cho phép quá tải lâu dài. II. MÁY BIẾN ÁP. 1. Khái niệm chung. Để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều từ điện áp cao xuống điện áp thấp hoặc ngƣợc lại ta sử dụng máy biến áp. Ngày nay do việc sử dụng điện năng phát triển rộng rãi nên có những lại máy biến áp khác nhau: 1 pha, 3 pha, 2 day quấn, 3 dây quấn… nhƣng chúng đều dựa trên một nguyên lý - nguyên lý cảm ứng điện từ. 1.1. Định nghĩa. Máy biến áp là một thiết bị điện từ loại tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thốngdòng điện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không thay đổi. Do đó máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lƣợng chứ không biến đổi năng lƣợng. Đầu vào của máy biến áp nối với nguồn điện đƣợc gọi là sơ cấp, đầu ra nối với tải gọi là thứ cấp. Các đại lƣợng thông số sơ cấp trong kí hiệu ghi chỉ số 1: số vòng dây sơ cấp N1, điện áp sơ cấp U1, dòng điện sơ cấp I1, công suất sơ cấp P1… Tƣơng tự bên thứ cấp có chỉ số 2: N2, U2, I2, P2… 1.2. Công dụng. Máy biến áp có vai trò quan trọng trong hệ thống điện. Nó là 1 khâu quan trọng dùng để truyền tải và phân phối điện năng. Các nhà máy điện công suất lớn thƣờng ở xa các trung tâm tiêu thụ điện vì thế cần phải xây dựng các đƣờng dây truyền tải điện. Điện áp máy phát thƣờng là 6.3, 10.5, 15.75, 38.5 kV. Để nâng cao khả năng truyền tải và giảm tổn hao công suất trên đƣờng dây phải giảm dòng điện chạy trên đƣờng dây bằng cách nâng cao điện áp. Vì vậy đầu đƣờng dây cần đặt máy biến áp tăng áp. Mặt khác điện áp của tải thƣờng khoảng 127 tới 500V, động cơ công suất lớn thƣờng 3 tới 6 kV, vì vậy cuối đƣờng dây cần đặt máy biến áp giảm áp. Ngoài ra, máy biến áp còn đƣợc dùng trong các lò nung, hàn điện, đo lƣờng hoặc làm nguồn điện cho các thiết bị điện, điện tử cần nhiều cấp điện áp khác nhau… Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 7 1.3. Phân loại. • Theo số pha: máy biến áp một pha và máy biến áp ba pha. • Theo công dụng: - Máy biến áp điện lực: làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng. - Máy biến áp chuyên dụng: dùng cho các mục đích cụ thể nhƣ luyện kim, hàn… - Máy biến áp tự ngẫu: dùng biến đổi điện áp trong phạm vi không lớn. - Máy biến áp đo lƣờng: để giảm điện áp, giảm dòng điện khi đƣa vào các đồng hồ đo. - Máy biến áp thí nghiệm: dùng để thí nghiệm các điện áp cao. 1.4. Một số đại lượng định mức. - Dung lƣợng hay công suất định mức Sđm: công suất toàn phần( biểu kiến) đƣa ra ở thứ cấp. - Điện áp và dòng điện dây sơ cấp định mức U1đm, I1đm. - Điện áp và dòng điện dây thứ cấp định mức U2đm, I2đm. - Tần số định mức fđm…. 2. Cấu tạo. Máy biến áp đƣợc cấu tạo từ ba bộ phận chính: lõi thép, dây quấn và vỏ máy. Tùy vào từng nhiệm vụ khác nhau mà chúng đƣợc cấu tạo từ những loại vật liệu khác nhau. 2.1. Lõi thép. Lõi thép đƣợc dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để quấn dây quấn. Theo hình dáng lõi thép, ngƣời ta chia ra máy biến áp kiểu lõi và máy biến áp kiểu bọc. Lõi thép máy biến áp đƣợc làm từ tôn silic cán nguội dị hƣớng, để từ thông luôn đi theo chiều cán là chiều có từ dẫn lớn, lá thép đƣợc ghép từ các lá tôn đƣợc cắt chéo một góc nhất định. Cách ghép này dùng trong các mạch từ có độ dày tấm tôn trong khoảng từ 0.20-0.35 mm. Khi bề dày tấm tôn nhỏ hơn 0.20 mm ngƣời ta dùng công nghệ mạch từ quấn lá tôn vô dịnh hình dày 0.10 mm. Lõi thép của máy biến áp bao gồm 2 phần. - Phần trụ: là phần để quấn dây. - Phần gông: Kết nối các phần trụ lại và tạo thành mạch từ kín. Trụ và gông đƣợc ép chặt với nhau bằng ốc vít. Do dây quấn thƣờng quấn thành hình tròn, nên tiết diện ngang của trụ thép thƣờng làm thành hình bậc thanh gần tròn. Gông vì không quấn dây, do đó để thuận tiện cho việc chế tạo, tiết diện ngang của gông có thể làm đơn giản: hình vuông, hình chữ thập và hình T. Vì lý do an toàn, toàn bộ lõi thép đƣợc nối đất với vỏ máy và vỏ máy phải đƣợc nối đất. Tùy theo hình dáng, ngƣời ta chia ra: - Máy biến áp kiểu lõi( hay kiểu trụ): dây quấn bao quanh trụ thép. Loại này hiện nay rất thông dụng cho các máy biến áp một pha và ba pha có dung lƣợng nhỏ và trung bình. - Máy biến áp kiểu bọc: Loại này mạch từ đƣợc phân nhánh ra 2 bên và bọc lấy một phần dây quấn. Loại này chỉ đƣợc dùng cho một vài ngành có chuyên môn đặc biệt nhƣ máy biến áp dùng trong lò điện luyện kim… - Ở các máy biến áp hiện đại, dung lƣợng lớn và cực lớn(80-100MVA trên 1 pha), điện áp thật cao (220 – 400 kV), để giảm chiều cao của trụ thép, tiện lợi cho việc vận chuyển trên đƣờng, mạch từ của máy biến áp kiểu trụ phân nhánh sang hai bên nên máy biến áp mang hình dáng vừa kiểu trụ, vừa kiểu bọc, gọi là máy biến áp kiểu trụ bọc. 2.2. Dây quấn. Công dụng: là bộ phận dẫn điện của máy biến áp, làm nhiệm vụ thu năng lƣợng vào và truyền năng lƣợng ra. Kim loại dùng làm dây quấn thƣờng bằng đồng. Theo cách quấn dây sơ cấp và thứ cấp ta có thể chia thành hai loại. Dây quấn đồng tâm và dây quấn xem kẽ. • Dây quấn đồng tâm. Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 8 Là dây quấn mà ở tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm. Dây quấn hạ áp thƣờng quấn ở phía trong còn dây quấn cao áp quấn ở bên ngoài để tận dụng quận hạ áp làm lớp phân cách giữa cuộn cao áp và trụ. Những kiểu dây quấn đồng tâm chính là: - Dây quấn hình trụ: Nếu tiết diện dây nhỏ thì dùng dây tròn, quấn nhiều lớp. Nếu tiết diện dây lớn thì dùng dây bẹt và quấn thành hai lớp. Dây quấn hình trụ dây tròn thƣờng dùng làm dây quấn cao áp, điện áp tới 35 kV, dây quấn hình trụ bẹt dùng chủ yếu làm dây quấn hạ áp với điện áp từ 6kV trở xuống. Nói chung dây qấn hình trụ thƣờng dùng cho các máy biến áp có dung lƣợng 630kVA trở xuống. - Dây quấn hình xoắn: Gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo đƣờng xoắn ốc, giữa các vòng dây có rãnh hở. Hình kiểu này thƣờng dùng cho các máy biến áp có dung lƣợng trung bình và lớn. - Dây quấn xoáy xoắn ốc liên tục : làm bằng dây bẹt và khác với dâu quấn hình xoắn ốc ở chỗ dây quấn này đƣợc quấn thành những bánh răng dây phẳng cách nhau bằng những rãnh hở. Bằng cách hoán vị đặc biệt trong khi quấn, các bánh dây đƣợc nối tiếp liên tục mà không cần mối hàn giữa chúng. Dây quấn loại này dùng làm cuộn cao áp cho điện áp từ 35kV trở lên và có dung lƣợng lớn. • Dây quấn xen kẽ. Các bánh dây cao áp và hạ áp lần lƣợt đƣợc quấn xen kẽ nhau dọc theo trụ thép. Kiểu dây quấn này thƣờng dùng trong các máy biến áp kiểu bọc. 2.3. Vỏ máy. Bao gồm thùng máy và nắp máy. Có chức năng bảo vệ lõi sắt và các cuộn dây. Ngoài ra công dụng của nắp thùng còn là đƣa đầu dây vào và đƣa các đầu dây ra. Vỏ máy làm nhiệm vụ tản nhiệt, dập hồ quang do cấu tạo kín chứa dầu làm nhiệm vụ cách điện. a) Thùng máy biến áp: thƣờng làm bằng thép, thƣờng là hình bầu dục. Lúc máy biến áp làm việc, một phần năng lƣợng bị tiêu hao và toả ra dƣới dạng nhiệt năng làm nóng dây quấn, lõi thép và các bộ phận khác. Do đó, giữa máy biến áp và môi trƣờng xung quanh có một hiệu số nhiệt độ và gọi là độ chênh nhiệt. Nếu độ chênh nhiệt đó vƣợt quá mức quy định sẽ làm giảm tuổi thọ cách điện và gây sự cố với máy biến áp. Để đảm bảo cho máy biến áp vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định và không bị sự cố phải tăng cƣờng làm lạnh bằng cách ngâm biến áp trong thùng dầu. Ngoài ra, dầu máy biến áp còn làm nhiệm vụ tăng cƣờng cách điện. b) Nắp thùng: dùng để đậy thùng và trên đó đặt các chi tiết máy quan trọng nhƣ : - Các cửa ra của dây quấn CA và HA: làm nhiệm vụ cách điện giữa dây dẫn với vỏ máy. - Bình giãn dầu: là một thùng hình trụ, bằng thép đặt trên nắp và nối với thùng bằng 1 ống dẫn dầu. - Ống bảo hiểm: làm bằng thép, thƣờng là hình trụ nghiêng. Một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằng đĩa thuỷ tinh. 3. Nguyên lý làm việc. Máy biến áp làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ: d e dt Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 9 Máy biến áp trên hình vẽ là máy biến áp một pha hai dây quấn. Dây quấn sơ cấp có N1 vòng dây và dây quấn thứ cấp có N2 vòng dây. Cả hai cuộn dây đƣợc quấn trên một lõi sắt. Lõi sắt đƣợc cấu tạo từ nhiều là thép kỹ thuật điện. Khi đặt một điện áp xoay chiều U1 vào 2 đầu của cuộn dây sơ cấp thì trong lòng của cuộn dây sẽ xuất hiện một từ thông biến thiên với tần số bằng tần số của dòng điện trong cuộn sơ cấp. Từ thông này móc vòng với cả 2 cuộn dây 1 và 2. Nó sinh ra sđđ cảm ứng và trên các cuộn dây sơ cấp và thứ cập. Khi nối 2 đầu của cuộn dây sơ cấp với tải nó sẽ sinh ra hiệu điện thế U2 và dòng điện I2 trên tải. Nhƣ vậy năng lƣợng của dòng điện xoay chiều đã đƣợc chuyển từ cuộn dây sơ cấp sang cuộn dây thứ cấp. Giả sử điện áp xoay chiều đặt vào 2 đầu của cuộn sơ cấp là một điện áp hình sin thì từ thông nó sinh ra cũng là một hàm số hình sin: sinm t Theo định luật cảm ứng điện từ, sđđ cảm ứng sinh ra trong các dây quấn sơ cấp và thứ cấp sẽ lần lƣợt là: 1 1 1 1 1 sin cos 2 sin( ) 2 m m d wtd e N N N w wt E wt dt dt 2 2 2 2 2 sin cos 2 sin( ) 2 m m d wtd e N N N w wt E wt dt dt Trong đó: 1 1 1 1 2 4.44 2 2 m m m wN fN E fN 2 2 2 2 2 4.44 2 2 m m m wN fN E fN là giá trị hiệu dụng của các sđđ dây quấn sơ cấp và thứ cấp. Từ các biểu thức ở trên ta thấy sđđ cảm ứng trong dây quấn chậm pha so với từ thông sinh ra nó một góc 2 . Hệ số máy biến áp: ngƣời ta định nghĩa hệ số máy biến áp là tỷ số giữa các đại lƣợng sau: 1 1 1 2 2 2 E w U k E w U Nếu N2 > N1 => U2 > U1 : gọi là máy biến áp tăng áp. Nếu N2 U2 < U1 : gọi là máy biến áp hạ áp. III. MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 1. Khái niệm chung. 1.1. Định nghĩa. Máy điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ của roto n khác với tốc độ từ trƣờng quay trong máy n1. Cũng nhƣ các máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở 2 chế độ động cơ và máy phát. 1.2. Công dụng. Máy phát điện không đồng bộ có đặc tính làm việc không đƣợc tốt nên ít đƣợc dùng, ta chủ yếu xét tới động cơ không đồng bộ. Nó đƣợc sử dụng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt vì chế tạo đơn giản, giá thành rẻ, độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất cao. Gần đây do kĩ thuật điện tử phát triển nên động cơ không đồng bộ đã đáp ứng đƣợc yêu cầu điều chỉnh tốc độ nên nó càng đƣợc sử dụng rộng rãi hơn. Dãy công suất rất rộng, từ vài W đến hàng ngàn kW. 1.3. Phân loại. Máy điện không đồng bộ có nhiều loại đƣợc phân theo thành nhiều cách khác nhau. Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 10 Theo kết cấu của vỏ, máy điện không đồng bộ chia thành các kiểu chính: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phòng nổ… Theo kết cấu của rôto: rôto kiểu dây quấn, rôto kiểu lồng sóc. Theo số pha trên dây quấn stato có thể chia làm loại: 1 pha, 2 pha, 3 pha. 1.4. Một số đại lượng định mức. - Công suất cơ có ích trên trục Pđm. - Điện áp và dòng điện dây stato U1đm, I1đm. - Tần số dòng điện stato f. - Tốc độ quay rôto nđm. - Hệ số công suất cosφđm. - Hiệu suất ηđm. 2. Cấu tạo. Giống nhƣ những máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ gồm những phần chính nhƣ sau: 2.1. Stato(phần tĩnh): gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy. - Lõi thép: đƣợc ép trong vỏ, làm nhiệm vụ dẫn từ. Lõi thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện đƣợc dập dãnh bên trong ghép lại với nhau thành các rãnh theo hƣớng trục. Vì từ trƣờng đi qua lõi thép là từ trƣờng quay nên giảm tổn hao lõi thép. - Dây quấn: làm bằng dây bọc cách điện( dây dẫn điện từ và đƣợc đặt trong rãnh của lõi thép), kiểu dây quấn hình dạng và cách bố trí sẽ đƣợc trình bày trong phần cơ sở thiết kế dây quấn stato động cơ không đồng bộ. - Vỏ máy: làm bằng nhôm hoặc gang, dùng để cố định lõi thép và dây quấn cũng nhƣ cố định máy trên bệ, không dùng để làm mạch dẫn từ. Đối với máy có công suất tƣơng đối lớn (1000kW) thƣờng dùng thép tấm hàn lại thành vỏ. Hai đầu vỏ có nắp máy và ổ đỡ trục. Vỏ và nắp máy dùng để bảo vệ máy. 2.2. Rôto(phần quay): gồm có lõi thép, dây quấn và trục máy. - Lõi thép: nói chung, lõi thép vẫn làm bằng lá thép kỹ thuật điện nhƣ ở stato. Lõi thép đƣợc ép trực tiếp lên trục máy. - Dây quấn: có hai loại chính là rôto lồng sóc và rôto dây quấn. + Rôto dây quấn: giống nhƣ dây quấn stato. Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thƣờng dùng làm dây quấn kiểu sóng hai lớp vì bớt đƣợc những đầu nối, kết cấu dây nối chặt chẽ. Trong máy điện cỡ nhỏ thƣờng dùng làm dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn 3 pha của rôto thƣờng đấu hình sao, còn 3 đầu kia đƣợc nối vào 3 rãnh trƣợt thƣờng làm bằng đồng cố định một đầu ở đầu trục, và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài. Đặc điểm của loại động cơ rôto kiểu dây quấn này là: có thể thông qua chổi than đƣa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện rôto để cải Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 11 thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện công suất của máy. Khi máy làm việc bình thƣờng dây quấn rôto đƣợc nối ngắn mạch. + Rôto lồng sóc: kết cấu của loại dây này rất khác so với dây quấn stato. Trong mỗi rãnh của lõi thép, rôto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi thép và đƣợc nối tắt ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm thành cái lồng, ngƣời ta hay gọi là lồng sóc. Ở các máy công suất nhỏ, lồng sóc đƣợc chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép rôto tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch và cánh quạt làm mát. Dây quấn rôto lồng sóc không cần cách điện với lõi thép. Để cải thiện tính năng mở máy trong công suất tƣơng đối lớn, rãnh rôto có thể làm thành rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh. Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôto thƣờng làm rãnh chéo đi qua một góc so với tâm trục. Động cơ lồng sóc là động cơ rất phổ biến do giá thành rẻ và làm việc bảo đảm. Động cơ dây quấn có ƣu điểm về mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ song giá thành cao và vận hành kém tin cậy hơn rôto lồng sóc nên chỉ đƣợc dùng khi động cơ rôto lồng sóc không đáp ứng đƣợc yêu cầu về truyền động. 2.3. Khe hở. Vì rôto là một khối tròn nên khe hở đều, khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ(0,2 – 1mm trong các máy điện cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế dòng điện từ hoá lấy từ lƣới điện và nhƣ vậy mới có thể nâng cao hệ số công suất của máy. 3. Nguyên lý làm việc. Khi có dòng điện ba pha chạy trong dây quấn stato thì trong khe hở không khí xuất hiện từ trƣờng quay với tốc độ đồng bộ n1=60f1/p (f: tần số lƣới điện, p: số đôi cực từ của máy). Từ trƣờng này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi thép rôto và cảm ứng trong dây quấn đó sức điện động và dòng điện. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của stato thành từ thông tổng của khe hở. Dòng điện trong dây quấn tác dụng với từ thông khe hở sinh ra momen tác dụng do có tác dụng mật thiết với tốc độ quay n của rôto. Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau. Ta xét tác dụng của chúng trong 3 phạm vi tốc độ. Hệ số trƣợt của máy : s = (n1 – n)/n1. 3.1. Rôto quay cùng chiều từ trường nhưng tốc độ n < n1 (0 < s < 1) (a). Giả thiết chiều quay n1 của từ trƣờng khe hở Φ và của rôto n nhƣ hình vẽ. Theo quy tắc bàn tay phải , xác đinh đƣợc chiều sức điện động E2 và I2; theo quy tắc bàn tay trái , xác định đƣợc lực F và momen M. Ta thấy F cùng chiều quay của rôto, nghĩa là điện năng đƣa tới stato, thông qua từ trƣờng đã biến đổi thành cơ năng trên trục làm quay rôto theo chiều từ trƣờng quay n1, nhƣ vậy máy làm việc ở chế độ động cơ điện. 3.2. Rôto quay cùng chiều từ trường nhưng tốc độ n > n1 (s < 0) (b). Dùng động cơ sơ cấp quay rôto của máy điện không đồng bộ vƣợt tốc độ đồng bộ n > n1. Lúc đó chiều từ trƣờng quay quét qua dây quấn rôto sẽ ngƣợc lại, sức điện động và dòng điện trong dây quấn rôto cũng đổi chiều nên chiều của M cũng ngƣợc chiều n1, nghĩa là ngƣợc chiều với rôto, nên Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 12 đó là momen hãm. Nhƣ vậy máy đã biến cơ năng tác dụng lên trục động cơ điện, do động cơ sơ cấp kéo thành điện năng cung cấp cho lƣới điện, nghĩa là máy làm việc ở chế độ máy phát điện. 3.2. Rôto quay ngược chiều từ trường n 1) (c). Vì nguyên nhân nào đó mà rôto của máy điện quay ngƣợc chiều từ trƣờng quay, lúc này chiều của sức điện động và momen giống nhƣ ở chế độ động cơ điện. Vì momen sinh ra ngƣợc chiều quay với rôto nên có tác dụng hãm rôto lại. Trƣờng hợp này máy vừa lấy điện năng ở lƣới điện vào, vừa lấy cơ năng từ động cơ sơ cấp. Chế độ làm việc này gọi là chế độ hãm điện từ. PHẦN II. THỰC HÀNH QUẤN DÂY STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I. DÂY QUẤN STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ. Dây quấn máy điện quay là bộ phận chính thực hiện sự biến đổi năng lƣợng cơ điện trong máy. Có thể chia làm 2 loại: dây quấn phần cảm và dây quấn phần ứng. Nội dung bài thực hành này ta chỉ xét tới dây quấn phần ứng(stato) của động cơ không đồng bộ. 1. Một số đại lượng đặc trưng. Z số rãnh stato q số rãnh tác dụng dƣới một cực từ (số bối dây của một nhóm bối) y số bƣớc dây quấn (tính từ cạnh tác dụng thứ nhất đến cạnh tác dụng thứ hai của cùng một phần tử) τ bƣớc cực p số đôi cực (đƣợc hình thành bởi một cuộn dây hay nhóm cuộn dây và đƣợc đấu dây sao cho khi có dòng điện đi qua sẽ tạo đƣợc các cấp cực N-S xen kẽ tiếp nhau trong một pha) m số pha f tần số dòng điện a số mạch nhánh song song n tốc độ quay của từ trƣờng n1 tốc độ đầu trục 2. Một số công thức tính toán. - Số rãnh của 1 pha dƣới 1 cực từ : q = Z/(2mp) [rãnh] - Bƣớc cực (khoảng cách giữa 2 cực từ liên tiếp) : τ = Z/(2p) [rãnh] - Bƣớc dây quấn (khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng của 1 phần tử) : y = Z/(2p) + ε [rãnh] Nếu ε = 0 : dây quấn bƣớc đủ (y = τ) Nếu ε < 0: dây quấn bƣớc ngắn (y < τ) Nếu ε > 0: dây quấn bƣớc dài (y > τ) - Góc độ điện giữa 2 rãnh cạnh nhau : α = p.360/Z [độ điện] - Vùng pha của dây quấn : γ = qα [độ điện] 3. Phân loại. - Theo số lớp trong rãnh : dây quấn 1 lớp (số phần tử của dây quấn S=Z/2), dây quấn 2 lớp (số phần tử của dây quấn S=Z). - Theo số pha : dây quấn 1 pha, 2 pha, 3 pha. - Theo bƣớc dây quấn : dây quấn bƣớc đủ, bƣớc dài, bƣớc ngắn. - Theo cách nối các phần tử : dây quấn xếp, dây quấn sóng. Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 13 - Theo hình dạng phần tử dây quấn : dây quấn đồng khuôn,đồng tâm, phân tán, tập trung… 4. Yêu cầu. - Đảm bảo có sđđ và dòng điện tƣơng ứng với công suất điện từ của máy. - Kết cấu dây quấn phải đơn giản. - Ít tốn nguyên vật liệu. - Bền cơ điện nhiệt hóa. - Lắp ráp, sửa chữa dễ dàng. 5. Quấn dây stato động cơ không đồng bộ. 5.1. Nhóm dây quấn và cách phân bố các bối dây. - Có hai loại nhóm dây quấn thƣờng gặp là: dây quấn đồng tâm và dây quấn đồng khuôn. Dây quấn đồng khuôn Dây quấn đồng tâm a. Nhóm cuộn dây đồng tâm. Nhóm cuộn dây đồng tâm đƣợc hình thành bởi nhiều cuộn dây có bƣớc cuộn dây khác nhau và đƣợc mắc nối tiếp nhau theo cùng một chiều quấn. Các cạnh dây của mỗi cuộn dây chiếm các rãnh kề cận nhau để tạo thành cực từ. Để tạo hình nhóm cuộn dây đồng tâm, ngƣời ta quấn liên tiếp các dây dẫn theo cùng một chiều quấn lên trên một bộ khuôn có kích thƣớc khác nhau và đặt đồng tâm trên cùng một trục quấn. Ƣu điểm của cách quấn dây này là dễ lắp đặt cuộn dây vào stator nhƣng có nhƣợc điểm là các đầu cuộn dây choán chỗ nhiều hơn so với cách quấn khác.Dạng nhóm cuộn dây đồng tâm thƣờng phổ biến trong các động cơ công suất nhỏ . b. Nhóm cuộn dây đồng khuôn. Nhóm cuộn dây này có các bƣớc của dây đều bằng nhau nên chúng có cùng một khuôn định hình. Các cuộn dây này đƣợc bố trí trên stator ở các rãnh kế tiếp nhau để tạo thành cực từ.Thông thƣờng bƣớc cuộn dây trong nhóm cuộn dây đồng khuôn đều là bƣớc ngắn nên có ƣu điểm là ít tốn dây, thu gọn các đầu cuộn dây . Tuy nhiên để đạt yêu cầu thu gọn các đầu cuộn dây, ít choán chỗ thì việc lắp đặt bộ dây quấn dạng này phải khó khăn hơn và tốn nhiều thời gian hơn so với nhóm đồng tâm. - Có hai cách bố trí dây quấn : Tập trung và phân tán. a. Dây quấn tập trung: các bối dây cùng một nhóm bối đƣợc đặt vào các rãnh sao cho các cạnh tác dụng thứ nhất của chúng liên tiếp nhau. b. Dây quấn phân tán: dây quấn đƣợc đặt đều, cạnh tác dụng thứ nhất của bối thứ hai nằm ngay sau cạnh tác dụng thứ hai của bối thứ nhất. 5.2. Cách đấu dây giữa các nhóm cuộn dây. Khi thiết lập sơ đồ bộ dây quấn trên động cơ 3 pha, các nhóm dây có thể đấu dây để tạo ra các cực từ thật họăc các cực từ giả tuỳ theo sự bố trí các nhóm cuộn dây trong cùng một pha. a. Đấu dây các nhóm cuộn tạo ra từ cực thật. Trong cách đấu này, các nhóm dây cùng một pha đƣợc bố trí sát nhau và nối dây giữa các nhóm sao cho dòng điện qua các nhóm tạo thành các cực từ N-S xen kẽ nhau.Đặc điểm các đấu dây này có Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 14 số nhóm cuộn trong một pha bằng số đôi cực. Khi đấu dây có thể áp dụng quy tắc cuối-cuối, đầu- đầu. b. Đấu dây các nhóm cuộn tạo thành các cực giả. Khi muốn đấu dây tạo thành các từ cực cùng dấu hay còn gọi là các đấu dây tạo từ cực giả thì buộc phải bố trí các nhóm cuộn dây trong cùng một pha phải cách xa nhau ít nhất một rãnh trống. Khi đấu dây, áp dụng quy tắc đầu-cuối bằng cách nối cuối nhóm này với đầu nhóm kế tiếp thì mới tạo thành các cực từ cùng dấu. Đặc điểm của cách đấu dây này có số nhóm cuộn dây trong một pha bằng một nửa số đôi cực và cách đấu dây này chỉ áp dụng khi 2p>2. Nhƣ đã biết, chỉ có thành phần đoàn dây nằm trong rãnh stator mới à các thành phần tác dụng để tạo nên momen quay nên ta có thể có khái niệm mới về số đôi cực nếu một hoặc nhiều rãnh có chứa dây dẫn mà có cùng chiều dòng điện thì chúng hình thành một cặp cực từ N-S. Do đó có thể nối tiếp các cạnh dây lại theo một trật tự nào đó sao cho thoả mãn điều kiện khi có dòng điện đi qua thì chúng có cùng một chiều. Khi các cụn dây quấn của cùng một pha nằm ở những vùng khác nhau trên thang máy thì ta gọi đó là dây quấn tập trung. Nếu ta thử tách nhỏ các phần tử dây quấn tập trung và rải đều trên than máy thì ta sẽ có dây quấn phân tán. Nhƣng nếu ta thực hiện bằng cách tách đôi các phần tử về số lƣợng đặt ở dƣới ½ và trên ½ thì ta sẽ có dây quấn hai lớp. 5.3. Xây dựng sơ đồ dây quấn động cơ 3 pha. Xác định các thông số của động cơ : - Dạng dây quấn cần thiết kế. - Tổng số rãnh Z của phần stator. - Số đôi cực 2p và cách đấu dây tạo cực thật hay cực giả. - Xác định bƣớc cực từ τ , bƣớc dây quấn - Tính số cạnh dây cho mỗi cực của mỗi pha. Tiến hành các sơ đồ theo các bƣớc: - Kẻ các đƣờng song song và đánh số tƣơng ứng với số rãnh của rotor - Trải số cạnh dây một cực một pha mỗi pha cho phân bố đầu tại các trục cực từ và xác định chiều dòng điện theo chiều đầu vào. - Căn cứ vào dạng dây quấn vẽ các đầu cuộn dây nối liền các cạnh dây giữa các nhóm cuộn pha sao cho chiều dòng điện của cùng một bối trên các cạnh dây kế tiếp không bị ngƣợc chiều nhau. - Dựa vào độ lệch pha đã tính, xác định rãnh khởi đầu của pha B vẽ tƣơng tự. Cuối cùng vẽ pha C tƣơng tự nhƣ trên và cách pha B cũng bằng độ lệch pha trên. II. THỰC HIỆN QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA. 1. Bài tập 1 : quấn dây đồng khuôn phân tán 1 lớp. Z=24, 2p=4, q=2, y=5, 65 vòng/bối 1.1. Sơ đồ dây quấn. Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 15 1.2. Quá trình tiến hành. a. Chuẩn bị. - Nhận các dụng cụ thực hành : động cơ (24 rãnh), dao tre, dao, lõi nhựa, kéo, dây đồng, khuôn, chốt, … - Quấn dây đã đƣợc nhận vào lõi nhựa để chuẩn bị vào khuôn. - Chuẩn bị khuôn. Khuôn đƣợc làm từ hai miếng gỗ mỏng trên đó có đục các lỗ tạo thành một hình lục giác có chu vi bằng với chu vi bối dây ta cần quấn. Ta lắp khuôn vào máy quấn dây và đặt các chốt vào khuôn để định hình khuôn. - Chuẩn bị cách điện cho rãnh. Dây quấn stato phải đƣợc cách điện với phần khung thép của stato. Do các bối dây đƣợc đặt vào các rãnh nên ta cần có lớp cách điện trong rãnh. Cách điện trong rãnh đƣợc cấu tạo bao gồm hai lớp có độ dày : + Lớp cách điện 0.3mm : chiều dài bằng chiều dài của phần mạch từ cộng thêm 3cm gập hai đầu lại 1cm để phần mép gập ở phía ngoài của mạch từ. Chiều rộng đủ để chứa hết tiết diện của rãnh. Kích thƣớc : dài 13cm, rộng 2.5cm. + Lớp cách điện 0.1mm : chiều dài bằng chiều dài lớp cách điện 0.3 đã gập hai đầu. Chiều rộng chứa hết tiết diện rãnh cộng thêm hai dải băng. Kích thƣớc : dài 11cm, rộng 5cm. Ta có thể dùng các giấy báo cứng làm lớp cách điện 0.3 và các giấy bào mỏng làm lớp cách điện 0.1( cần có độ dai tốt). Cho vào các rãnh trƣớc lớp cách điện 0.3(dùng dao tre đẩy sát vách rãnh, cách điện phải mở rộng bung sát vách rãnh, không đƣợc thấp hơn cổ rãnh), còn lớp 0.1 khi tiến hành vào dây rãnh nào mới cho vào. b. Quấn dây vào khuôn. Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 16 Trƣớc khi tiến hành quấn dây vào khuôn để tạo đƣợc bối dây phẳng và gọn gàng ta cần vuốt thẳng dây quấn trƣớc khi quấn dây vào bối dây. Nếu dây càng phẳng thì việc quấn dây vào khuôn càng dễ làm cho việc lắp dây vào máy cũng nhanh hơn nhiều. Sau khi đã vuốt lại dây và quấn vào lõi nhựa, ta bắt đầu quấn dây vào khuôn để tạo các bối dây. Lắp khuôn vào máy quay(chú ý lắp ốc để giữ khuôn). Nhét chốt vào khuôn ( theo cùng chiều để thuận tiện lúc tháo ra). Do chốt dài nên mỗi lần quấn ta có thể quấn liền lúc 3 bối dây liên tiếp nhau mà không cần tháo khuôn. Quấn dây vào khuôn cần quấn chặt, đều tay và theo một chiều nhất định(tốt nhất là chiều đã đánh dấu trên khuôn), không đƣợc làm xƣớc dây, giữ cho dây luôn thẳng không bị cong hay thắt nút. Nếu có chỗ xƣớc hoặc đứt cần bọc lại(bằng ống gen, đối với bài tập này có thể chỉ cần nối lại do không tiến hành chạy máy) và đƣa nó ra đầu của bối dây không để trong phần dây sẽ nằm trong rãnh( tránh gây khố khăn khi vào dây). Khi đủ 65 vòng thì dừng lại, buộc giữ các cạnh tác dụng của bối, bắt tiếp bối thứ hai để quấn và tƣơng tự nhƣ vậy ta quấn cả ba bối dây liền nhau. Sau khi quấn xong cả ba bối dây ta tháo khuôn ra khỏi máy quấn dây. Dùng dây cố định từng bối lại rồi tháo các chốt lấy các bối dây ra khỏi khuôn. Lần lƣợt làm nhƣ vậy cho đến khi đủ 12 bối dây. c. Vào dây. - Chọn một rãnh bất kỳ làm rãnh số 1. Theo sơ đồ dây quấn ta sẽ xác định đƣợc các vị trí của các rãnh tiếp theo. Có thể chọn cách vào dây thuận hoặc ngƣợc chiều kim đồng hồ. - Theo sơ đồ dây quấn mỗi bối luôn có 2 cạnh tác dụng nằm trên và 2 cạnh tác dụng nằm dƣới, vì vậy đối với 2 bối đầu tiên ta phải tiến hành vào dây nhƣ sau : rãnh 2 và 4 đƣợc để chờ. Lấy 2 bối dây một bối ta nhét 1 cạnh vào rãnh 2, một bối ta nhét 1 cạnh vào rãnh 4, 2 cạnh còn của 2 bối đó chƣa nhét ngay. - Các bối còn lại vào trọn 1 bối : + Nhét cạnh bối 3 vào các rãnh 1, 6. + Nhét cạnh bối 4 vào các rãnh 3, 8. … + Nhét cạnh bối 12 vào các rãnh 19, 24. - Còn lại 2 cạnh của 2 bối đầu tiên ta vào nốt 2 rãnh cuối cùng là 21 và 23. - Chú ý : + Trƣớc khi vào dây rãnh nào thì đặt sẵn giấy cách điện 0.1 vào rãnh đó, ép sát giấy cách điện vào vách rãnh, xếp giấy cách điện đều về hai bên tránh tình trạng một bên dài một bên ngắn sẽ không đảm bảo an toàn cho việc cách điện. + Vào cạnh nào thì tháo nút buộc cạnh đó. Luôn giữ cạnh thẳng, không trùng, rối. Trƣớc khi đƣa dây vào, xới từng vòng dây của cạnh tác dụng rời ra sắp song song( tránh rối) đƣa vào lần lƣợt, dây dễ vào rãnh hơn. + Khi nhét dây vào rãnh ta dùng dao tre để nhét. Dao tre phải mỏng để có thể đƣa vào trong rãnh và đủ cứng để có thể nhét đƣợc dây. Chú ý tránh làm quá mạnh xƣớc cách điện của dây. Ta đặt một cạnh của bối dây vào rãnh rồi dùng dao tre vuốt nhẹ để cho dây vào nằm hết trong rãnh. Sau đó nhấn nhẹ nhàng đều để cho dây nằm chắc chắn trong rãnh rồi mới tiến hành nhét cách điện. Phải đảm bảo sau khi nhét cách điện thì toàn bộ phần giấy cách điện phải nằm gọn trong rãnh. Cần cân đối hai đầu cuộn dây sau đó tiến hành nắn tròn bẻ cong các đầu của bối. Sau khi nhét cả hai cạnh của bối dây vào thì ta ấn phần đầu của bối dây xuống để không che các rãnh khác, dễ dàng vào các bối dây tiếp theo. + Để các đầu ra đầu vào của mỗi bối gọn để tìm các đầu đấu dây đƣợc thuận tiện. d. Lót pha. Tiến hành lót pha bằng các miếng cách điện hình bán nguyệt tại các đầu của bối dây ( có thể sử dụng giấy cách điện 0.3). Chú ý chiều cao không quá mặt máy, cắt vừa các bối dây. e. Đấu dây. Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 17 Đấu cuối-cuối, đầu-đầu. Mỗi bối có hai đầu dây một đầu vào và một đầu ra. Có 12 bối và 3 pha nhƣ vậy mỗi pha có 4 bối dây. Chọn một đầu của một bối dây bất kỳ quy định làm pha A. Đấu đầu cuối bối A1 với đầu cuối bối A2, đầu vào bối A2 với đầu vào bối A3,… cứ nhƣ vậy ta đấu đƣợc pha B và pha C. Cạnh sau của một pha thƣờng cách cuộn trƣớc 2 bối dây liên tiếp. Ba đầu ra là X, Y, Z. 1.3. Kết quả, nhận xét. Bài tập này không yêu cầu chạy máy nên không cần đai dây, mục đích là quen với các thiết bị, thao tác làm việc, tập vào dây, đấu dây… chuẩn bị cho bài 2. 2. Bài tập 2 : quấn dây đồng tâm tập trung 1 lớp. Z=36, 2p=4, q=3, yTB=9, 75 vòng/bối 2.1. Sơ đồ dây quấn. 2.2. Quá trình tiến hành. a. Chuẩn bị. Quá trình chuẩn bị cũng tƣơng tự nhƣ trong bài tập quấn dây đồng khuôn phân tán. Song có 1 vài điểm khác : - Nhận trực tiếp động cơ đã quấn hoàn chỉnh nên : + Cần quan sát toàn bộ động cơ đó để chuẩn bị cho bài tập của mình : cách đấu dây, đai dây,cách lấy đầu vào đầu ra,thứ tự các bối, lót pha, lót cách điện… + Tháo dây : - Cắt dây đai, tháo lót pha. - Cắt 6 đầu dây mềm( đầu vào ra các pha), cắt 3 mối nối giữa 6 nhóm bối. Giữ lại lót pha, dây mềm và các ống gen( sử dụng sau). - Tháo dây khỏi rãnh : ( chú ý ngƣợc với quá trình vào dây) + Chọn 3 cạnh phía trên của cùng 1 nhóm bối tháo trƣớc. Trong mỗi nhón tháo từ bối to tới bối nhỏ. + Tháo lớp cách điện 0.1, tìm các sợi trên cùng rồi dần dần đƣa hết các dây ra khỏi rãnh( tránh làm xƣớc dây và làm hỏng lớp cách điện 0.3). Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 18 + Nhóm bối đầu tiên chỉ tháo 3 cạnh tác dụng nằm trên, tiếp tục tháo các nhóm bối còn lại (trọn cả nhóm bối), cuối cùng mới tháo nốt 3 cạnh còn lại của nhóm bối đầu tiên. - Sau khi tháo dây xong, gỡ và tiến hành quấn dây vào lõi nhựa nhƣ bài 1 chuẩn bị cho quấn dây vào khuôn. - Khuôn ở bài này gồm 18 lỗ để chốt tạo thành 3 hình lục giác đồng tâm. . - Xem lại lớp cách điện 0.3 đã có sẵn trong máy. Nếu không bị rách, vẫn đảm bảo đƣợc cách điện thì không cần thay. b. Quấn dây vào khuôn. Các thao tác cũng giống bài 1. Vì dây quấn đồng tâm, ta lần lƣợt quấn từ bối nhỏ đến bối to. Sau khi đếm đủ 75 vòng dây ta tách dây nhét các vị trí chốt tiếp theo để tiếp tục quấn bối thứ 2(chú ý nhét chốt cùng chiều để tháo ra đƣợc dễ dàng). Tƣơng tự cho bối thứ 3 là xong một nhóm 3 bối dây. Tháo khuôn, buộc các cạnh của từng bối và cả nhóm bối, chú ý tránh đảo chiều vắt của dây giữa các bối. Trong bài này có tất cả 6 nhóm bối dây nhƣ vậy. Vì bài tập có tiến hành chạy máy nên cách điện phải đảm bảo, tránh làm xƣớc dây. Đối với các mối nối đứt cần cạo sạch lớp sơn cạnh điện ở bên ngoài rồi mới nối vào, dùng ống gen bọc lại. Kiểm tra cả các mối nối đã có từ trƣớc. Đƣa các mối nối tránh vị trí các cạnh tác dụng( khó vào rãnh). c. Vào dây. - Chọn một rãnh rãnh 1. Theo sơ đồ dây quấn ta sẽ xác định đƣợc các vị trí của các rãnh tiếp theo. Có thể chọn cách vào dây thuận hoặc ngƣợc chiều kim đồng hồ. - Lấy một nhóm bối đƣa các cạnh tác dụng thứ hai của chúng lần lƣợt vào các rãnh 4,5,6 ( vào từ cạnh bối nhỏ tới bối to). - Lấy nhóm bối thứ 2 đƣa các cạnh tác dụng thứ nhất(cùng phía) của chúng vào lần lƣợt từ các rãnh 1,2,3, các cạnh tác dụng thứ 2 lần lƣợt vào các rãnh 10,11,12. - Lấy nhóm bối thứ 3 đƣa các cạnh tác dụng thứ nhất của chúng vào lần lƣợt từ ngoài vào trong vào các rãnh 7,8,9, các cạnh tác dụng thứ 2 lần lƣợt vào các rãnh 16,17,18. … - Lấy nhóm bối thứ 6 đƣa các cạnh tác dụng thứ nhất của chúng vào lần lƣợt từ ngoài vào trong vào các rãnh 25,26,27 các cạnh tác dụng thứ 2 lần lƣợt vào các rãnh 34,35,36 - Còn lại đƣa các cạnh tác dụng thứ nhất của nhóm bối đầu tiên xuống các rãnh 31,32,33. - Ngoài các chú ý nhƣ phần vào dây bài 1, ta cũng cần lƣu ý tới : + Chiều của dây vắt trong bối dây, không đúng chiều dễ dẫn đến tình trạng triệt tiêu từ trƣờng khi máy chạy. + Rãnh của động cơ 36 rãnh nhỏ hơn động cơ 24 rãnh nên cần khéo léo không để cho hai dây chồng lên nhau dẫn đến khó khăn trong việc đƣa dây vào trong rãnh và dễ dẫn đến xƣớc lớp cách điện. + Đặt dây vào rãnh nào thì tiến hành nhét giấy cách điện luôn vào rãnh đó sau đó nắn tròn các đầu cuộn dây để thuận tiện cho việc vào các cuộn tiếp theo và để sau này không bị vƣớng khi lắp rôto. d. Kiểm tra thông mạch, chạm pha, chạm vỏ. Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 19 Dùng đồng hồ kiểm tra thông mạch của các nhóm bối, chạm pha(giữa các pha với nhau), và chạm vỏ(giữa các pha với vỏ). e. Lót pha. Tƣơng tự bài 1. Tiến hành dùng búa gõ dây, đồng thời nắn chỉnh cho dây quấn không cao quá mặt động cơ, không cản trở khi lắp rôto. f. Đấu dây. Đấu đầu-cuối, cuối-đầu. Mỗi pha có 2 nhóm bối đối điện nhau. Tiến hành đấu dây theo sơ đồ đã có, cần chú ý cạo sạch lớp cách điện ở vỏ dây đồng. Khi đã đảm bảo dẫn điện tốt ta bọc chúng bằng ống gen cách điện. Khi đấu máy xong thì ta xác định đƣợc 6 đầu là A, B, C, X, Y, Z, cạo sạch các đầu rồi đấu với 6 dây mềm, lấy ống gen bọc lại(tránh đầu bối dây chạm vỏ). Sắp xếp các dây vào ra gọn gàng, đánh dấu để dễ phân biệt. Sau khi đấu xong ta dùng đồng hồ kiểu tra lại thông mạch, chạm pha, chạm vỏ. g. Đai dây. Dùng dây dù đai máy cho gọn gàng, giữ buộc chặt các bối dây, giấy cách điện và các mối nối. Sau đó gõ lại dây, nắn chỉnh lại các bối dây cho thật sát xuống vành stato, uốn dây cho gọn gàng và tròn đẹp, tránh va quệt với rôto. Chỉnh lại cách điện trong lòng máy… Kiểm tra thông mạch, chạm pha, chạm vỏ lần nữa trƣớc khi lắp rôto và chạy máy. h. Chạy máy. Kiểm tra lại động cơ về dây quấn, cách điện, pha, mối nối… Lắp rôto và cấp điện, chạy máy và đo kết quả. 2.3. Kết quả, nhận xét. a. Kết quả Sau khi cấp điện cho động cơ và đo các giá trị dòng điện và điện áp ta thu đƣợc kết quả :  Ikđ = 3.4A  IA = 1.15A  IB = 1.1A  IC = 1.1A  UA = UB = UC = 210V  n = 1480 vòng/ph b. Nhận xét. - Hoàn thành đƣợc sản phẩm. - Dòng khởi động đủ lớn để khởi động động cơ. - Dòng điện giữa các pha còn có sai khác : do quấn số vòng dây chƣa chính xác,do ngắn mạch một số vòng dây do bị xƣớc, hỏng cách điện, do sai số thiết bị đo… Báo cáo thực tập xưởng điện ĐHBKHN nang_trong_dem_90@yahoo.com Page 20 KẾT LUẬN Thực tập là một trong thời gian sinh viên có thể học hỏi nhiều kinh nghiệm thực tế về các kiến thức đã đƣợc trang bị trên giảng đƣờng. Việc làm quen với các máy móc thiết bị, sinh viên có thể tiếp cận thực tế, củng cố lý thuyết và thực tiễn để tạo thêm kinh nghiệm để có thể làm việc sau này. Đợt thực tập xƣởng điện vừa qua thật là khoảng thời gian thực hành quý báu đối với sinh viên thực tập nói chung và đối với cá nhân em nói riêng. Qua đợt thực tập này em đã có cái nhìn tổng quát hơn và sâu sắc hơn về các kiến thức lý thuyết môn học; đồng thời, cũng tích lũy đƣợc nhiều kinh nghiệm cho bản thân, rèn luyện tính cẩn thận tỉ mỉ, tác phong nhanh nhẹn khẩn trƣơng trong công việc… Học đi đôi với hành sẽ giúp sinh viên dễ học hơn và nắm vững kiến thức hơn, chúng em hy vọng rằng trong quá trình học tập tới, chúng em sẽ đƣợc thực hành nhiều hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã tận tình hƣớng dẫn chúng em hoàn thành tốt đợt thực tập vừa qua. Sinh viên Nguyễn Minh Tuấn