Đề tài Thiết kế bộ dây quấn động cơ không đồng bộ 3 pha

Lêi nãi ®Çu Kü thuËt ®iÖn lµ nghµnh kü thuËt øng dông c¸c hiÖn t­îng ®iÖn tõ ®Ó biÕn ®æi n¨ng l­îng, ®o l­êng, ®iÒu khiÓn, xö lý tÝn hiÖu…….bao gåm viÖc t¹o ra, biÕn ®æi vµ sö dông ®iÖn n¨ng, tÝn hiÖu ®iÖn trong c¸c sinh ho¹t cña con ng­êi. So víi c¸c hiÖn t­îng vËt lý kh¸c nh­: c¬, nhiÖt, quang……hiÖn t­îng ®iÖn tõ ®­îc ph¸t hiÖn chËm h¬n v× c¸c gi¸c quan kh«ng c¶m nhËn trùc tiÕp ®­îc c¸c hiÖn t­îng nµy. Tuy nhiªn viÖc kh¸m ph¸ ra hiÖn t­îng ®iÖn tõ ®· thóc ®Èy m¹nh mÏ cuéc c¸ch m¹ng khoa häc kü thuËt chuyÓn sang lÜnh vùc ®iÖn khÝ ho¸ vµ tù ®éng ho¸. C¸c ph¸t minh, s¸ng chÕ liªn tôc ra ®êi thóc ®Èy c«ng nghiÖp ph¸t triÓn nh­ lò b·o. Hµng lo¹t c¸c m¸y mãc, thiÕt bÞ ®iÖ ®­îc s¶n xuÊt, chÕ t¹o gióp con ng­êi gi¶i phãng lao ®éng ch©n tay, thñ c«ng,®­a nÒn s¶n xuÊt ®i dÇn vµo tù ®éng ho¸. §ång thêi ®iÖn n¨ng còng phôc vô rÊt ®¾c lùc cho con ng­êi trong mäi sinh ho¹t. §Ó thùc hiÖn viÖc biÕn ®æi c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng vµ ng­¬c l¹i ng­êi ta sö dông c¸c lo¹i m¸y ®iÖn. M¸y ®iÖn lµ mét hÖ ®iÖn tõ bao gåm m¹ch tõ vµ m¹ch ®iÖn liªn quan víi nhau. M¹ch tõ bao gåm c¸c bé phËn dÉn tõ vµ khe hë kh«ng khÝ. C¸c m¹ch ®iÖn bao gåm hai hay nhiÒu d©y quÊn cã thÓ chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau cïng víi c¸c bé phËn mang chóng. Tõ chu cÇu tiªu dïng ®iÖn n¨ng ngµy cµng cao nªn m¸y ®iÖn cµng ®­îc sö dông nhiÒu trong cuéc sèng. M¸y ®iÖn ®­îc sö dông réng r·i trong ¸c nghµnh kinh tÕ nh­ c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i…..vµ trong c¸c dông cô sinh ho¹t gia ®×nh. V× vËy trong ch­¬ng tr×nh häc t¹i Tr­êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi, ngoµi viÖc nghiªn cøu lý thuyÕt tÊt c¶ c¸c sinh viªn khoa §iÖn – Ngµnh §KT§ ®Òu ®­îc bè trÝ 2 tuÇn thùc tËp t¹i x­ëng ®iÖn nh»m n©ng cao kiÕn thøc thùc tÕ vµ hiÓu s©u s¾c h¬n vÒ lý thuyÕt. Mçi sinh viªn ®Òu cã thÓ n¾m v÷ng kü thuËt quÊn vµ lång d©y cña ®éng c¬ ba pha roto lång sãc vµ hiÓu ®­îc nguyªn lý vËn hµnh c¬ b¶n cña chóng. Néi dung b¶n b¸o c¸o gåm 2 phÇn chÝnh: PhÇn 1: C¬ së lý thuyÕt - C¬ së lý thuyÕt m¸y ®iÖn - M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé - C¬ së thiÕt kÕ bé d©y quÊn stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé - Kü thuËt quÊn d©y PhÇn 2: - Yªu cÇu kü thuËt - C«ng nghÖ vµ sè liÖu kü thuËt - KÕt luËn PhÇn I C¬ së lý thuyÕt Bµi 1: C¬ së lý thuyÕt m¸y ®iÖn I- Giíi thiÖu chung vÒ m¸y ®iÖn M¸y ®iÖn lµ thiÕt bÞ ®iÖn ho¹t ®éng dùa trªn nguyªn lý thuyÕt c¶m øng ®iÖn tõ. VÒ cÊu t¹o m¸y ®iÖn gåm m¹ch tõ (lâi thÐp) vµ m¹ch ®iÖn (d©y quÊn) dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c d¹ng n¨ng l­îng kh¸c nh­ c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng (m¸y ph¸t ®iÖn) hoÆc ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng (®éng c¬ ®iÖn) hoÆc dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c th«ng sè ®iÖn nh­ ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, tÇn sè pha… Sù biÕn ®æi c¬ ®iÖn trong m¸y ®iÖn dùa trªn nguyªn lý vÒ ®iÖn tõ. Nguyªn lý nµy cóng ®Æt c¬ së cho sù lµm viÖc cña c¸c bé biÕn ®æi c¶m øng dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c th«ng sè ®iÖn. M¸y ®iÖn dïng lµm m¸y biÕn ®æi n¨ng l­îng lµ phÇn tö quan träng nhÊt cña bÊt cø thiÕt bÞ ®iÖn n¨ng nµo, nã ®­îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i, c¸c hÖ ®iÒu khiÓn vµ tù ®éng ®iÒu chØnh. M¸y ®iÖn cã nhiÒu lo¹i ®­îc ph©n lo¹i theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau: ph©n lo¹i theo c«ng suÊt, theo cÊu t¹o, theo chøc n¨ng, theo dßng ®iÖn, theo nguyªn lý lµm viÖc…….ë ®©y ta ph©n lo¹i theo nguyªn lý biÕn ®æi n¨ng l­îng. * M¸y ®iÖn tÜnh: M¸y ®iÖn tÜnh th­êng gÆp lµ c¸c lo¹i m¸y biÕn ¸p. M¸y ®iÖn tÜnh lµm viÖc dùa trªn hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ do sù biÕn thiÖn tõ th«ng gi÷a c¸c cuén d©y kh«ng cã sù chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau. M¸y ®iÖn tÜnh th­êng dïng ®Ó biÕn ®æi th«ng sè ®iÖn n¨ng. Do tÝnh chÊt thuËn nghÞch cña c¸c quy luËt c¶m øng ®iÖn tõ, qu¸ tr×nh biÕn ®æi cã tÝnh chÊt thuËn nghÞch. VÝ dô: m¸y biÕn ¸p cã thÓ biÕn ®æi ®iÖn n¨ng cã c¸c th«ng sè U1, I1, F1 thµnh ®iÖn n¨ng cã c¸c th«ng sè U2, I2, F2 vµ ng­îc l¹i. ~ ~ MBA U1 , I1 , f1 U2 , I2 , f2 * M¸y ®iÖn cã phÇn ®éng (quay hoÆc chuyÓn ®éng th¼ng): Nguyªn lý lµm viÖc dùa vµo hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ, lùc ®iÖn tõ do tõ tr­êng vµ dßng ®iÖn cña c¸c cuén d©y cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau g©y ra. Lo¹i m¸y ®iÖn nµy th­êng dïng ®Ó biÕn ®æi n¨ng l­îng. VÝ dô: BiÕn ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng( ®éng c¬ ®iÖn)hoÆc biÕn c¬ n¨ng thµnh c¬ ®iÖn n¨ng( m¸y ph¸t ®iÖn).Trong qu¸ tr×nh biÕn ®æi cã tÝnh thuËn nghÞch nghÜa lµ m¸y ®iÖn cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t hoÆc ®éng c¬ ®iÖn. M¸y ®iÖn M¸y ®iÖn cã phÇn quay M¸y ®iÖn tÜnh M¸y ®iÖn mét chiÒu M¸y ®iÖn xoay chiÒu M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé M¸y ®iÖn ®ång bé M¸y ph¸t 1 chiÒu §éng c¬ mét chiÒu M¸y ph¸t ®ång bé §éng c¬ ®ång bé M¸y ph¸t kh«ng ®ång bé §éng c¬ kh«ng ®ång bé M¸y biÕn ¸p S¬ ®å ph©n lo¹i m¸y ®iÖn th«ng dông th­êng dïng II- Nguyªn lý m¸y ph¸t ®iÖn vµ ®éng c¬ ®iÖn M¸y ®iÖn cã tÝnh thuËn nghÞch nghÜa lµ cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t ®iÖn hoÆc ®éng c¬ ®iÖn. 1. ChÕ ®é m¸y ph¸t ®iÖn: Cho c¬ n¨ng cña ®éng c¬ së cÊp t¸c dông vµ thanh dÉn 1 lùc c¬ häc Fc, thanh dÉn sÏ chuyÓn ®éng víi tèc ®é trong tõ tr­êng cña nam ch©m Ns trong thanh dÉn sÏ c¶m øng mét søc ®iÖn E. NÕu nèi 2 cùc cña thanh dÉ ®iÖn trë R cña t¶i th× dßng ®iÖn I ch¹y trong thanh dÉn sÏ cung cÊp ®iÖn cho t¶i. NÕu bá qua ®iÖn trë thµnh thanh dÉn th× ®iÖn ¸p ®Æt vµo t¶i U = E. C«ng suÊt ®iÖn m¸y ph¸t cung cÊp cho t¶i lµ P = UI = EI. Dßng ®iÖn I n»m trong tõ tr­êng sÏ chÞu t¸c dông cña lùc ®iÖn tõ F§T – BIL cã chiÒu nh­ h×nh vÏ. Khi m¸y quay víi tèc ®é kh«ng ®æi lùc ®iÖn tõ sÏ c©n b»ng víi lùc c¬ cña ®éng c¬ s¬ cÊp. FC = F§T > FC.V = F§T.V => BILV = LI Nh­ vËy c«ng suÊt c¬ cña ®éng c¬ së cÊp ®­îc biÕn ®æi thµnh c«ng suÊt ®iÖn nghÜa lµ c¬ n¨ng ®· ®­îc biÕn ®æi thµnh ®iÖn n¨ng. N B i F®t FC R S 2. ChÕ ®é ®éng c¬ ®iÖn: Cung cÊp ®iÖn cho m¸y ®iÖn, ®iÖn ¸p U cña nguån ®iÖn sÏ g©y ra dßng i trong thanh dÉn. D­íi t¸c dông cña tõ tr­êng sÏ cã lùc ®iÖn tõ F®t = Bil t¸c dông lªn thanh dÉn lµm thanh dÉn chuyÓn ®éng víi tèc ®é v. C«ng suÊt ®iÖn ®­a vµo ®éng c¬ P = UI = EI = BILV = F®t.V Nh­ vËy, c«ng suÊt ®iÖn ®­a vµo ®éng c¬ ®· biÕn thµnh c«ng suÊt c¬ trªn trôc Pc = F®t .v. §iÖn n¨ng ®· biÕn thµnh c¬ n¨ng. Ta thÊy, cïng mét thiÕt bÞ ®iÖn tõ, tuú theo d¹ng n¨ng l­îng ®­a vµo mµ m¸y ®iÖn cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t ®iÖn hoÆc ®éng c¬ ®iÖn. §©y chÝnh lµ tÝnh chÊt thuËn nghÞch cña mäi lo¹i m¸y ®iÖn. N B i F®t ~ U S III- S¬ l­îc vÒ c¸c vËt liÖu chÕ t¹o m¸y ®iÖn C¸c vËt liÖu dïng ®Ó chÕ t¹o cã thÓ chia lµm 3 lo¹i: - VËt liÖu t¸c dông - VËt liÖu kÕt cÊu - VËt liÖu c¸ch ®iÖn 1. VËt liÖu t¸c dông: - §©y lµ vËt liÖu dÉn tõ vµ dÉn ®iÖn. C¸c vËt liÖu nµy ®­îc dïng ®Ó t¹o ®iÒu kiÖn cÇn thiÕt sinh ra c¸c biÕn ®æi ®iÖn tõ. a) VËt liÖu dÉn tõ: - §Ó chÕ t¹o m¹ch tõ cña m¸y ®iÖn, ng­êi ta th­êng dïng c¸c lo¹i thÐp kh¸c nhau nh­ thÐp l¸ kü thuËt ®iÖn, thÐp l¸ th­êng, thÐp ®óc, thÐp rÌn. Gang Ýt ®­îc dïng v× dÉn tõ kh«ng tèt l¾m. Ng­êi ta chñ yÕu sö dông thÐp l¸ kü thuËt ®iÖn cã hµm l­îng silic kh¸c nhau nh­ng kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 4,5%. Hµm l­îng silic nµy dïng ®Ó h¹n chÕ tæn hao do tõ trÔ, t¨ng ®iÖn trë cña thÐp ®Ó gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y. Ng­êi ta hay sö dông c¸c l¸ thÐp dµy 0,50mm dïng trong m¸y ®iÖn quay, ghÐp l¹i lµm lâi thÐp ®Ó gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y g©y lªn. Tuy theo c¸ch chÕ t¹o ng­êi ta ph©n l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn lµm 2 lo¹i: c¸n nãng vµ c¸n nguéi. Lo¹i c¸n nguéi cã ®Æc tÝnh tõ tèt h¬n nh­ ®é tõ thÊm cao h¬n, tæn hao thÐp Ýt h¬n lo¹i c¸n nãng. ThÐp l¸ c¸n nguéi l¹i chia lµm 2 lo¹i: §¼ng h­íng vµ v« h­íng. Lo¹i ®¼ng h­íng cã ®Æc®iÓm lµ däc theo chiÒu c¸n th× tÝnh n¨ng tõ tÝnh tèt h¬n h¼n so víi ngang chiÒu c¸n, do ®ã th­êng ®­îc sö dông trong m¸y biÕn ¸p cßn lo¹i v« h­íng th× ®Æc tÝnh tõ ®Òu theo mäi h­íng lªn ®­îc dïng trong m¸y ®iÖn quay. VÝ dô: ThÐp c¸n nãng J21 J31A, thÐp c¸n nguéi: J410;J310 Ch÷ J chØ thÐp kü thuËt ®iÖn Ch÷ A chØ tæn hao thÊp Ch÷ O chØ thÐp c¸n nguéi ChØ sè thø nhÊt chØ hµm l­îng silÝc. ChØ sè thø hai chØ tæn hao riªng cña c¸c lo¹i thÐp ë ®o¹n m¹ch tõ cã tõ th«ng biÕn ®æi víi tÇn sè 50Hg th­êng dïng lµ thÐp kü thuËt ®iÖn dµy 0,35-0,5mm trong thµnh phÇn thÐp cã tõ 2-5% silÝc. ë tÇn sè cao h¬n dïng thÐp lµ kü thuËt ®iÖn dµy 0,1-0,2mm. ë ®o¹n m¹ch tõ cã tõ tr­êng kh«ng ®æi th­êng dïng thÐp ®óc, thÐp rÌn hoÆc thÐp l¸. b) VËt liÖu dÉn ®iÖn: VËt liÖu d·n ®iÖn dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c bé phËn dÉn ®iÖn. VËt liÖu ®Én ®iÖn dïng trong m¸y tèt nhÊt lµ ®ång v× gi¸ thµnh kh«ng ®¾t l¾m vµ cã ®iÖn trë suÊt nhá. Ngoµi ra cßn dïng nh«m vµ c¸c hîp kim kh¸c nh­ ®ång thau…..§Ó chÕ t¹o d©y quÊn ta th­êng dïng ®ång ®«i khi dïng nhu«m. D©y ®ång vµ ®©y nhu«m ®­îc chÕ t¹o theo tiÕt ®iÖn trßn hoÆc ch÷ nhËt, cã bäc c¸ch ®iÖn kh¸c nhau nh­ v¶i, sîi thuû tinh, giÊy, nhùa ho¸ häc, s¬n emay. Víi c¸c lo¹i m¸y cã c«ng suÊt nhá vµ trung b×nh, ®iÖn ¸p d­êi 700V th­êng dïng s¬n emay v× líp c¸ch ®iÖn cña d©y máng, ®¹t ®é bÒn yªu cÇu. §èi víi c¸c bé phËn kh¸c nh­ vµnh ®æi chiÒu, lång sãc hoÆc vµnh tr­ît; ngoµi ®ång, nh«m ng­êi ta cßn dïng c¶ c¸c hîp kim cña ®ång hoÆc nh«m hoÆc cã chç dïng c¶ thÐp ®Ó t¨ng ®é bÒn c¬ häc vµ gi¶m kim lo¹i mµu. 2. VËt liÖu kÕt cÊu: §Ó c¸ch ®iÖn c¸c bé phËn mang ®iÖn trong m¸y, ng­êi ta sö dông vËt liÖu c¸ch ®iÖn. Trong m¸y ®iÖn, vËt liÖu c¸ch ®iÖn ph¶i cã c­êng ®é c¸ch ®iÖn cao, chÞu nhiÖt tèt, t¶n nhiÖt tèt, chèng Èm vµ bÒn vÒ c¬ häc. §é bÒn v÷ng vÒ nhiÖt cña chÊt c¸ch ®iÖn bäc day dÉn quyÕt ®Þnh nhiÖt ®é cho phÐp cña d©y vµ do ®ã quyÕt ®Þnh t¶i cña nã. NÕu tÝnh n¨ng chÊt c¸ch ®iÖn cµng cao th× líp c¸ch ®iÖn cã thÓ máng vµ kÝch th­íc cña m¸y gi¶m. ChÊt c¸ch ®iÖn cña m¸y ®iÖn chñ yÕu ë thÓ r¾n, gåm 4 nhãm: - ChÊt h÷u c¬ thiªn nhiªn nh­: giÊy, v¶i, lôa… - ChÊt v« c¬ nh­: ami¨ng, mica, sîi thuû tinh… - C¸c chÊt tæng hîp - C¸c lo¹i men, s¬n c¸ch ®iÖn ChÊt c¸ch ®iÖn tèt nhÊt lµ mica, song t­¬ng ®èi ®¾t nªn chØ dïng trong c¸c m¸y cã ®iÖn ¸p cao. Do ®ã, th­êng dïng c¸c vËt liÖu cã sîi nh­ giÊy, v¶i… Chóng cã ®é bÒn c¬ häc tèt, rÎ tiÒn nh­ng hót Èm kÐm, dÉn nhiÖt kÐm, c¸ch ®iÖn kÐm. V× vËy, d©y dÉn c¸ch ®iÖn sîi ph¶i ®­îc sÊy, tÈm ®Ó c¶i thiÖn tÝnh n¨ng cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn. Ngoµi ra cßn cã chÊt c¸ch ®iÖn ë thÓ khÝ (kh«ng khÝ, hy®r«, khÝ tr¬) hoÆc thÓ láng (dÇu m¸y biÕn ¸p). VËt liÖu khÝ: Kh«ng khÝ lµ mét chÊt c¸ch ®iÖn tèt, tuy nhiªn ®Ó c¸ch ®iÖn tèt h¬n ng­êi ta th­êng dïng khÝ tr¬. Hy®r« ®­îc sö dông trong tr­êng hîp cÇn c¸ch ®iÖn vµ lµm m¸t bªn trong vËt liÖu. VËt liÖu láng: §©y lµ lo¹i vËt liÖu c¸ch ®iÖn rÊt quan träng trong m¸y ®iÖn v× nã cã thÓ len lái vµo c¸c khe hë rÊt nhá vµ cßn cã thÓ sö dông ®Ó dËp hå quang. C¨n cø vµo ®é bÒn nhiÖt, vËt liÖu c¸ch ®iÖn ®­îc chia ra nhiÒu lo¹i, cÊp c¸ch ®iÖn nh­ sau: CÊp c¸ch ®iÖn VËt liÖu NhiÖt ®é vËt liÖu giíi h¹n cho phÐp NhiÖt ®é TB d©y quÊn cho phÐp A Sîi Xenlul«, b«ng hoÆc t¬ tÈm trong vËt liÖu h÷u c¬ láng 1050C 1000C E Vµi lo¹i mµng tæng hîp 1200C 1150C B Ami¨ng, sîi thuû tinh cã chÊt kÕt dÝnh vËt liÖu gèc mica 1300C 1200C F Ami¨ng, vËt liÖu gèc mica, sîi thuû tinh cã chÊt kÕt dÝnh vµ tÈm tæng hîp 1550C 1400C H VËt liÖu gèc mica, ami¨ng, sîi thuû tinh phèi hîp chÊt kÕt dÝnh vµ tÈm silic h÷u c¬ 1800C 1650C II- Ph¸t nãng vµ lµm m¸t m¸y ®iÖn Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cã tæn hao c«ng suÊt. Tæn hao n¨ng l­îng trong m¸y ®iÖn gåm tæn hao s¾t tõ (do hiÖn t­îng tõ trÔ vµ dßng xo¸y) trong thÐp, tæn hao ®ång trong ®iÖn trë d©y quÊn vµ tæn hao do ma s¸t (ë m¸y ®iÖn quay). TÊt c¶ tæn hao n¨ng l­îng ®Òu biÕn thµnh nhiÖt n¨ng lµm nãng m¸y ®iÖn. Khi ®ã do t¸c ®éng cña nhiÖt ®é, chÊn ®éng vµ c¸c t¸c ®éng lý ho¸ kh¸c, líp c¸ch ®iÖn sÏ bÞ l·o ho¸, nghÜa lµ mÊt dÇn c¸c tÝnh bÒn vÒ ®iÖn vµ c¬. Thùc nghiÖm cho thÊy khi nhiÖt ®é t¨ng qu¸ nhiÖt ®é cho phÐp 8¸100C th× tuæi thä cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn gi¶m ®i mét nöa. ë nhiÖt ®é lµm viÖc cho phÐp, ®é t¨ng nhiÖt cña c¸c phÇn tö kh«ng v­ît qu¸ ®é t¨ng nhiÖt cho phÐp, tuæi thä trung b×nh cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn vµo kho¶ng 10¸15 n¨m. Khi m¸y lµm viÖc qu¸ t¶i, ®é t¨ng nhiÖt ®é sÏ v­ît qu¸ nhiÖt ®é cho phÐp. V× vËy, khi sö dông m¸y ®iÖn cÇn tr¸nh ®Ó m¸y qu¸ t¶i lµm nhiÖt ®é t¨ng cao trong mét thêi gian dµi. §Ó lµm m¸t m¸y ®iÖn ph¶i cã biÖn ph¸p t¶n nhiÖt ra ngoµi m«i tr­êng xung quanh. Sù t¶n nhiÖt kh«ng nh÷ng phô thuéc vµo bÒ mÆt lµm m¸t cña mÆt m¸y mµ cßn phô thuéc vµo sù ®èi l­u cña kh«ng khÝ xung quanh hoÆc cña m«i tr­êng lµm m¸t kh¸c nh­ dÇu m¸y biÕn ¸p… Th«ng th­êng, vá m¸y ®iÖn ®­îc chÕ t¹o cã c¸c c¸nh t¶n nhiÖt vµ m¸y ®iÖn cã hÖ thèng qu¹t giã ®Ó lµm m¸t. Bµi 2: M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé I- Kh¸i niÖm chung M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµ lo¹i m¸y ®iÖn xoay chiÒu, lµm viÖc theo nguyªn lý c¶m øng ®iÖn tõ cã tèc ®é quay cña roto n kh¸c víi tèc ®é quay cña tõ tr­êng n1. M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé cã 2 d©y quÊn: d©y quÊn stato (s¬ cÊp), víi l­íi ®iÖn tÇn sè kh«ng ®æi f1, d©y quÊn roto (thø cÊp) ®­îc n1 t¾t l¹i hoÆc khÐp kÝn trªn ®iÖn trë. Dßng ®iÖn trong d©y quÊn roto ®­îc sinh ra nhê søc ®iÖn ®éng c¶m øng cã tÇn sè phô f2 phô thuéc vµo roto; nghÜa lµ phô thuéc vµo t¶i ë trªn trôc cña m¸y. Còng nh­ c¸c m¸y ®iÖn quay kh¸c, m¸y ®iÖn kh«ng ®ång cã tÝnh thuËn nghÞch, nghÜa lµ cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬ ®iÖn còng nh­ chÕ ®é m¸y ph¸t ®iÖn. II- Ph©n lo¹i vµ kÕt cÊu 1. Ph©n lo¹i M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé cã nhiÒu lo¹i, ®­îc ph©n lo¹i theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau: Theo kÕt cÊu cña nã, theo kÕt cÊu cña roto, theo sè pha trªn d©y quÊn stato… * Theo kÕt cÊu cña vá: M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé cã thÓ chia thµnh c¸c kiÓu chÝnh sau: kiÓu hë, kiÓu b¶o vÖ, kiÓu kÝn, kiÓu phßng næ… * Theo kÕt cÊu roto: M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé chia lµm 2 lo¹i: Lo¹i roto kiÓu d©y quÊn vµ roto kiÓu lång sãc. * Theo sè pha trªn d©y quÊn stato cã thÓ chia lµm 3 lo¹i: 1 pha, 2 pha, 3 pha. 2. KÕt cÊu Gièng nh­ nh÷ng m¸y quay kh¸c, m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé gåm c¸c bé phËn chÝnh sau: 1) Stato: Stato lµ phÇn tÜnh gåm 2 bé phËn chÝnh lµ lâi thÐp vµ d©y quÊn. Ngoµi ra cßn cã vá m¸y, n¾p m¸y. a. Lâi thÐp: Lâi thÐp ®­îc Ðp trong vá m¸y lµm nhiÖm vô dÉn tõ. Lâi thÐp stato h×nh trô do c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ®­îc dËp r·nh bªn trong ghÐp l¹i víi nhau t¹o thµnh c¸c r·nh theo h­íng trôc. V× tõ tr­êng ®i qua lâi thÐp l¸, tõ tr­êng quay lªn ®Ó gi¶m tæn hao lâi thÐp ®­îc lµm b»ng nh÷ng l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn dµy 0,5mm Ðp l¹i. Mçi l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ®Òu cã phñ s¬n c¸ch ®iÖn trªn bÒ mÆt ®Ó gi¶m hao tæn do dßng xo¸y g©y nªn. b. D©y quÊn: D©y quÊn stato lµm b»ng d©y dÉn bäc c¸ch ®iÖn (d©y ®iÖn tõ) vµ ®­îc ®Æt trong c¸c r·nh cña lâi thÐp. KiÓu d©y quÊn, h×nh d¹ng vµ c¸ch bè trÝ d©y quÊn sÏ ®­îc tr×nh bµy chi tiÕt trong bµi sau: c. Vá m¸y: Vá m¸y lµm b»ng nh«m hoÆc gang dïng ®Ó cè ®Þnh lâi thÐp vµ d©y quÊn còng nh­ cè ®Þnh m¸y trªn bÖ. Kh«ng dïng ®Ó lµm m¹ch dÉn tõ. §èi víi m¸y cã c«ng suÊt t­¬ng ®èi lín (1000kw) th­êng dïng thÐp tÊm hµn l¹i thµnh vá. Tuú theo c¸ch lµm nguéi m¸y mµ d¹ng vá còng kh¸c nhau: KiÓu vá hë, vá b¶o vÖ, vá kÝn hay vá phßng næ… Hai ®Çu vá cã n¾p m¸y vµ æ ®ì trôc. Vá m¸y vµ n¾p m¸y cßn dïng ®Ó b¶o vÖ m¸y. 2) Roto: Roto lµ phÇn quay gåm lâi thÐp, d©y quÊn vµ trôc m¸y. a. Lâi thÐp: Nãi chung ng­êi ta sö dông l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn nh­ ë stato. Lâi thÐp ®­îc Ðp trùc tiÕp lªn trôc m¸y hoÆc lªn mét gi¸ roto cña m¸y. PhÝa ngoµi cña l¸ thÐp cã xÎ r·nh ®Ó ®Æt d©y quÊn. b. D©y quÊn roto: Cã 2 lo¹i chÝnh: Roto lång sãc vµ roto d©y quÊn - Lo¹i roto kiÓu d©y quÊn: Roto cã d©y quÊn gièng nh­ d©y quÊn stato. Trong m¸y ®iÖn cì trung b×nh trë lªn th­êng dïng d©y quÊn kiÓu sãng 2 líp v× bít ®­îc nh÷ng ®Çu d©y nèi, kÕt cÊu d©y quÊn trªn roto chÆt chÏ. Trong m¸y ®iÖn cì nhá th­êng dïng d©y quÊn ®ång t©m 1 líp. D©y quÊn ba pha cña roto th­êng ®Êu h×nh sao, cßn ba ®Çu kia ®­îc nèi vµo ba r·nh tr­ît th­êng lµm b»ng ®ång ®Æt cè ®Þnh ë 1 ®Çu trôc vµ th«ng qua chæi than cã thÓ ®Êu víi m¹ch ®iÖn bªn ngoµi. §Æc ®iÓm cña lo¹i ®éng c¬ ®iÖn roto kiÓu d©y quÊn lµ cã thÓ th«ng qua chæi than ®­a ®iÖn trë phô hay suÊt ®iÖn ®éng phô vµo m¹ch ®iÖn roto ®Ó c¶i thiÖn tÝnh n¨ng më m¸y, ®iÒu chØnh tèc ®é hoÆc c¶i thiÖn hÖ sè c«ng suÊt cña m¸y. Khi m¸y lµm viÖc b×nh th­êng, d©y quÊn roto ®­îc nèi ng¾n m¹ch. - Lo¹i roto kiÓu lång sãc: KÕt cÊu cña lo¹i d©y quÊn nµy rÊt kh¸c so víi d©y quÊn stato. Trong mçi r·nh cña lâi thÐp roto ®Æt vµo thanh dÉn b»ng ®ång hay nh«m dµi ra khái lâi thÐp vµ ®­îc nèi t¾t l¹i 2 ®Çu b»ng 2 vµnh ng¾n m¹ch b»ng ®ång hay nh«m lµm thµnh 1 c¸i lång mµ ng­êi ta quen gäi lµ lång sãc. ë c¸c m¸y c«ng suÊt nhá, lång sãc ®­îc chÕ t¹o b»ng c¸ch ®óc nh«m vµo c¸c r·nh lâi thÐp roto t¹o thµnh thanh nh«m 2 ®Çu ®óc vßng ng¾n m¹ch vµ c¸nh qu¹t lµm m¸t. D©y quÊn roto lång sãc kh«ng cÇn c¸ch ®iÖn víi l¸ thÐp. §Ó c¶i thiÖn tÝnh n¨ng më m¸y, trong m¸y c«ng suÊt t­¬ng ®èi lín, r·nh roto cã thÓ lµm thµnh r·nh s©u hoÆc lµm thµnh 2 r·nh lång sãc (r·nh lång sãc kÐp). Trong m¸y ®iÖn cì nhá, r·nh roto th­êng ®­îc lµm chÐo ®i mét gãc so víi t©m trôc. §éng c¬ lång sãc lµ lo¹i rÊt phæ biÕn do gi¸ thµnh rÎ vµ lµm viÖc b¶o ®¶m. §éng c¬ roto d©y quÊn cã ­u ®iÓm vÒ më m¸y vµ ®iÒu chØnh tèc ®é, song gi¸ thµnh cao vµ vËn hµnh kÐm, tin cËy h¬n roto lång sãc nªn chØ ®­îc dïng khi ®éng c¬ roto lång sãc kh«ng ®¸p øng c¸c yªu cÇu vÒ truyÒn ®éng. 3) Khe hë: V× roto lµ mét khèi trßn nªn khe hë ®Òu. Khe hë trong m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé rÊt nhá (0,2¸1mm trong m¸y ®iÖn cì võa vµ nhá) ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn tõ ho¸ vµ nh­ vËy míi cã thÓ lµm cho hÖ sè c«ng suÊt cña m¸y cao h¬n. III- C«ng dông cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµ lo¹i m¸y ®iÖn xoay chiÒu, chñ yÕu lµm ®éng c¬ ®iÖn. Do kÕt cÊu ®¬n gi¶n, lµm viÖc ch¾c ch¾n, hiÖu suÊt cao, gi¸ thµnh h¹ nªn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé lµ mét lo¹i m¸y ®­îc dïng réng r·i nhÊt trong c¸c ngµnh kinh tÕ quèc d©n víi c«ng suÊt tõ vµi chôc ®Õn vµi ngh×n kw. Trong c«ng nghiÖp th­êng dïng m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµm nguån ®éng lùc cho c¸c m¸y c¸n thÐp võa vµ nhá, cho c¸c m¸y c«ng cô ë c¸c nhµ m¸y c«ng nghiÖp nhÑ… Trong c¸c hÇm má dïng lµm m¸y têi hay qu¹t giã. Trong n«ng nghiÖp dïng lµm m¸y b¬m hay gia c«ng n«ng s¶n. Trong ®êi sèng hµng ngµy, m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé còng dÇn dÇn chiÕm mét vÞ trÝ quan träng: Qu¹t giã, ®éng c¬ trong tñ l¹nh… Tãm l¹i, theo sù ph¸t triÓn cña nÒn s¶n xuÊt, ®iÖn khÝ ho¸ vµ tù ®éng ho¸, ph¹m vi øng dông cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé cã phÇn bÞ h¹n chÕ. M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé cã thÓ dïng lµm m¸y ph¸t ®iÖn nh­ng ®Æc tÝnh kh«ng tèt l¾m so víi m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé nªn chØ trong mét vµi tr­êng hîp ®Æc biÖt nµo ®ã (nh­ trong qu¸ tr×nh ®iÖn khÝ ho¸ n«ng th«n) cÇn nguån ®iÖn phô hay t¹m thêi th× nã còng cã ý nghÜa quan träng. IV- Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé Khi trong lâi thÐp stato cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé, ta t¹o mét tõ tr­êng quay víi tèc ®é n1 = 60f : p (f: tÇn sè dßng ®iÖn l­íi ®­a vµo ; p: sè cÆp cùc) th× tõ tr­êng nµy quÐt qua d©y quÊn nhiÒu pha tù ng¾n m¹ch ®Æt trªn lâi thÐp roto vµ c¶m øng trong d©y quÊn ®ã suÊt ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn. Tõ th«ng do dßng ®iÖn nµy sinh ra hîp víi tõ th«ng cña stato t¹o thµnh tõ th«ng tæng ë khe hë. Dßng ®iÖn trong d©y quÊn t¸c dông víi tõ th«ng khe hë sinh ra m«men, t¸c dông ®ã cã quan hÖ mËt thiÕt víi tèc ®é quay n cña roto. Trong nh÷ng ph¹m vi tèc ®é kh¸c nhau th× chÕ ®é lµm viÖc cña m¸y còng kh¸c nhau. Khi roto quay thuËn víi tõ tr­êng quay nh­ng tèc ®é nhá h¬n tèc ®é ®ång bé th× dßng ®iÖn sinh ra trong d©y quÊn roto cïng chiÒu víi søc ®iÖn ®éng vµ t¸c dông tõ tr­êng tæng trong khe hë sinh ra lùc F vµ m«men M kÐo roto quay theo chiÒu tõ tr­êng quay. §iÖn n¨ng ®­a tíi roto ®· biÕn thµnh c¬ n¨ng trªn trôc, nghÜa lµ m¸y ®iÖn lµm viÖc trong chÕ ®é ®éng c¬. Nh÷ng m¸y chØ lµm viÖc ë chÕ ®é nµy khi n < n1 v× khi ®ã míi cã sù chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi gi÷a tõ tr­êng vµ d©y quÊn roto vµ nh­ vËy trong d©y quÊn roto míi cã dßng ®iÖn vµ m«men kÐp roto quay. Trong nh÷ng ph¹m vi tèc ®é kh¸c nhau th× chÕ ®é lµm viÖc cña m¸y còng kh¸c nhau: - Khi roto quay thuËn vµ nhanh h¬n tèc ®é ®ång bé dïng mét ®éng c¬ s¬ cÊp nµo ®ã quay roto cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé v­ît tèc ®é ®ång bé n > n1, khi ®ã chiÒu cña tõ tr­êng quay quÐt qua d©y dÉn sÏ cã chiÒu ng­îc l¹i, søc ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn trong d©y dÉn roto còng ®æi chiÒu nªn chiÒu cña m«men còng ng­îc chiÒu quay cña n1 nghÜa lµ ng­îc víi chiÒu cña roto nªn ®ã lµ m«men h·m. M¸y ®iÖn ®· biªn c¬ n¨ng t¸c dông lªn trôc ®éng c¬ ®iÖn, do ®éng c¬ s¬ cÊp kÐo, thµnh ®iÖn n¨ng cung cÊp cho l­íi ®iÖn nghÜa lµ m¸y ®iÖn lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t ®iÖn. - Khi roto quay ng­îc víi chiÒu tõ tr­êng quay th× chiÒu cña søc ®iÖn ®éng, dßng ®iÖn vµ c¶ m«men vÉn gièng nh­ lóc ë chÕ ®é ®éng c¬ ®iÖn. V× m«men sinh ra ng­îc víi chiÒu quay cña roto nªn cã t¸c dông h¹m roto ®øng l¹i. Trong tr­êng hîp nµy m¸y ®iÖn võa lÊy ®iÖn n¨ng ë l­íi ®iÖn vµo võa lÊy c¬ n¨ng ë ®éng c¬ s¬ cÊp. ChÕ ®é lµm viÖc nµy gäi lµ chÕ ®é h·m ®iÖn tõ. Bµi 3: C¬ së thiÕt kÕ bé d©y quÊn stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé I- Kh¸i niÖm vµ c¸c th«ng sè c¬ b¶n 1. Sè cÆp cùc p: §­îc h×nh thµnh bëi mét cuéc d©y hay nhãm cuéc d©y vµ ®­îc ®Êu d©y sao cho khi cã dßng ®iÖn ®i qua sÏ t¹o ®­îc c¸c cÆp cùc N-S xen kÏ kÕ tiÕp nhau trong cïng 1 pha. Kho¶ng c¸nh tõ t©m cùc tõ nµy ®Õn t©m cùc tõ kÕ tiÕp ®­îc gäi lµ b­íc cùc tõ T. B­íc tõ T cßn ®­îc hiÓu lµ kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh hay gãc ®é ®iÖn gi÷a pha A, pha B, pha C. Trong tÝnh to¸n T ®­îc tÝnh theo ®¬n vÞ r·nh vµ x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: Z T = (r·nh) 2p Trong ®ã: Z lµ tæng sè r·nh ®­îc lËp trªn stato. 2. Cuén d©y: Cã thÓ lµ 1 hoÆc nhiÒu vßng, khi cuén d©y ®­îc bè trÝ trªn stato th× chia lµm c¸c c¹nh d©y vµ c¸c ®Çu d©y (®Çu ra, ®Çu vµo). B­íc d©y quÊn lµ kho¶ng c¸ch gi÷a 2 c¹nh d©y cña cuén d©y ®ang ®­îc bè trÝ trªn stato vµ ®­îc tÝnh theo ®¬n vÞ ranh, ký hiÖu lµ y. So s¸nh b­íc d©y quÊn víi b­íc cùc tõ, ta cã: + B­íc ®ñ: y = T + B­íc ng¾n: y < T + B­íc dµi: y > T 3. C¸c th«ng sè kh¸c: - m : sè pha cña ®éng c¬ - a : sè m¹ch nh¸nh song song trong m¸y - q : sè r·nh t¸c ®éng lªn 1 cùc 4. Nhãm cuén d©y QuÊn d©y trong m¸y ®iÖn nh×n chung cã thÓ ®­îc thùc hiÖn víi 2 lo¹i nhãm d©y. - Nhãm cuén d©y ®ång t©m - Nhãm cuén d©y ®ång khu«n a. Nhãm cuén d©y ®ång t©m: Nhãm cuén d©y ®ång t©m ®­îc h×nh thµnh bëi nhiÒu cuén d©y cã b­íc cuén d©y kh¸c nhau vµ ®­îc m¾c nèi tiÕp víi nhau theo cïng mét chiÒu cuèn. C¸c c¹nh d©y cña mçi cuén chiÕm c¸c r·nh kÒ cËn nhau ®Ó t¹o thµnh cùc tõ. §Ó t¹o h×nh nhãm cuén d©y ®ång t©m ng­êi ta quÊn liªn tiÕp c¸c d©y dÉn theo cïng mét chiÒu quÊn lªn trªn mét bé khu«n cã kÝch th­íc kh¸c nhau vµ ®Æt ®ång t©m trªn cïng mét bôc quÊn. ¦u ®iÓm cña c¸ch quÊn d©y nµy lµ dÔ l¾p ®Æt cuén d©y vµo stato nh­ng cã nh­îc ®iÓm lµ c¸c ®Çu cuén d©y cho¸n chç nhiÒu h¬n so víi c¸ch quÊn kh¸c. D¹ng nhãm cuén d©y ®ång t©m th­êng phæ biÕn trong c¸c ®éng c¬ ®iÖn c«ng suÊt nhá. b. Nhãm cuén d©y ®ång khu«n: Nhãm cuén d©y nµy cã b­íc cña c¸c cuén d©y ®Òu b»ng nhau nªn chóng còng cã cïng mét khu«n ®Þnh h×nh. C¸c cuén d©y nµy ®­îc bè trÝ trªn stato ë c¸c r·nh kÕ tiÕp nhau ®Ó t¹o r·nh cùc tõ. Th«ng th­êng, b­íc cuén d©y trong nhãm cuén d©y ®ång khu«n ®Òu lµ b­íc ng¾n nªn cã ­u ®iÓm: Ýt tèn d©y, thu gän c¸c ®Çu cuén d©y. Tuy nhiªn ®Ó ®¹t yªu cÇu thu gän, c¸c ®Çu cuén d©y Ýt cho¸n chç th× viÖc l¾p bé d©y cuèn d¹ng nµy khã kh¨n h¬n vµ tèn nhiÒu thêi gian h¬n so víi nhãm ®ång t©m. II- C¸ch ®Êu gi÷a c¸c nhãm cuén d©y Khi thiÕt lËp s¬ ®å bé d©y quÊn trªn ®éng c¬ ba pha, c¸c nhãm d©y cã thÓ ®Êu ®Ó t¹o c¸c tõ cùc thËt hoÆc c¸c tõ cùc gi¸ tuú theo sù bè trÝ cña nhãm cuén d©y trong cïng 1 pha. 1. §Êu d©y c¸c nhãm t¹o c¸c tõ cùc thËt: Trong c¸ch ®Êu nµy c¸c nhãm d©y cïng 1 pha ®­îc bè trÝ s¸t nhau vµ nèi d©y gi÷a c¸c nhãm sao cho dßng ®iÖn qua c¸c nhãm t¹o thµnh c¸c cùc tõ N-S xen kÏ nhau. §Æc ®iÓm cña c¸ch ®Êu nµy lµ sè nhãm cuén d©y trong mét pha b»ng sè cÆp cùc. Khi ®Êu d©y cã thÓ ¸p dông nguyªn t¾c “®Çu - ®Çu” “cuèi – cuèi”. 2. §Êu d©y c¸c nhãm t¹o c¸c tõ cùc gi¶: Khi muèn ®Êu d©y t¹o c¸c cùc tõ gi¶ tøc lµ c¸c cùc tõ cïng dÊu, ng­êi ta ph¶i bè trÝ c¸c nhãm cuén d©y trong cïng 1 pha ph¶i c¸ch xa nhau Ýt nhÊt lµ 1 r·nh trèng. Khi ®Êu d©y ¸p dông nguyªn t¾c “®Çu – cuèi” b»ng c¸ch nèi ®Çu cña nhãm nµy víi cuèi cña nhãm kÕ tiÕp. §Æc ®iÓm cña c¸ch ®Êu nµy lµ sè nhãm cuén d©y trong 1 pha b»ng nöa sè cÆp cùc vµ c¸ch ®Êu nµy chØ ¸p dông khi 2p>2. Khi c¸c côm d©y cña cïng 1 pha n»m ë nh÷ng vÞ trÝ kh¸c nhau trªn th©n m¸y th× ta gäi ®ã lµ d©y quÊn tËp trung. NÕu ta t¸ch nhá c¸c phÇn tö d©y cuèn tËp trung vµ r¶i ®Òu trªn th©n m¸y th× ta sÏ cã d©y quÊn ph©n t¸n. III- C¸ch dùng s¬ ®å d©y quÊn ®éng c¬ 3 pha * Muèn dùng s¬ ®å d©y quÊn ®éng c¬ 3 pha, ta cÇn ph¶i x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n sau cña stato: - D¹ng d©y quÊn ®Þnh thiÕt kÕ - Tæng sè r·nh Z cña stato - Sè cÆp cùc 2p vµ sù ph©n bè cña day trªn stato * C¸c b­íc thµnh lËp: - X¸c ®Þnh b­íc cùc tõ: T = Z/2p - TÝnh sè c¹nh d©y cña mçi cùc, cña mçi pha: q = Z/3.2.p - TiÕn hµnh dùng s¬ ®å theo c¸c b­íc: + KÎ c¸c ®­êng song song vµ ®¸nh sè t­¬ng øng víi sè r·nh cña stato. + Tr¶i sè c¹nh d©y/cùc/pha cho ph©n bè ®Òu t¹i c¸c trùc cùc tõ vµ x¸c ®Þnh chiÒu dßng ®iÖn theo chiÒu ®Çu vµo. + C¨n cø vµo d¹ng d©y quÊn ®Þnh dùng vÏ c¸c ®Çu cuén d©y nèi liÒn c¸c c¹nh d©y l¹i thµnh h×nh d¹ng nhãm cuén vµ nèi d©y gi÷a c¸c nhãm cuén pha sao cho chiÒu dßng ®iÖn cña cïng 1 bèi trªn c¸c c¹nh d©y kÕ tiÕp kh«ng ®­îc ng­îc chiÒu nhau. + Dùa vµo ®é lÖch pha µ = Z/3p x¸c ®Þnh r·nh khëi ®Çu cña pha B vµ vÏ t­¬ng tù. + Cuèi cïng vÏ pha C t­¬ng tù pha B vµ c¸ch pha B ®é lÖch pha µ . * C¸c vÝ dô: (1). Thµnh lËp s¬ ®å d©y quÊn ®ång ®ång khu«n ph©n t¸n 1 líp cã: Z = 24 ; 2p = 4 ; y = 6 ; q = 2 (2). Thµnh lËp s¬ ®å d©y quÊn ®ång t©m tËp trung 1 líp cã: Z = 36 ; 2p = 4 ; y = 9 ; q = 3 S¬ ®å d©y quÊn ®ång khu«n ph©n t¸n mét líp: Z = 24 ; 2p = 4 ; y = 5 ; q = 2 Bµi 4: Kü thuËt quÊn d©y I- ChuÈn bÞ khu«n Dïng khu«n qu¶ tr¸m cã c¸c kÝch th­íc: a: B»ng mét cung ë ½ chiÒu cao cña r¨ng tÝnh tõ t©m r·nh c¹nh t¸c dông thø nhÊt ®Õn cc¹nh t¸c dông thø 2 cña cïng mét phÇn tö. b: Mçi bªn lÊy chiÒu s©u cña n¾p m¸y h: ChiÒu cao cña lâi s¾t + 3cm. Khu«n nµy th­êng dïng cho d©y quÊn ®ång khu«n. NÕu lµ d©y quÊn ®ång t©m ph¶i cã thªm 2 cæ lç n÷a, hai cæ lç nµy liÒn nhau vµ c¸ch nhau b»ng 1 b­íc r·nh thªn stato. b h b a II- Dông cô l¾p ®Æt d©y Khi l¾p bé d©y quÊn vµo c¸c r·nh cña stato cÇn ph¶i cã c¸c dông cô chuyªn dïng: bóa, kÐo, k×m, dao tre….. III- Kü thuËt c¸ch ®iÖn r·nh C¸ch ®iÖn r·nh nh»m môc ®Ých c¸ch ®iÖn gi÷a cuén d©y víi stato ®Ó tr¸nh ch¹m masse vµ ph¶i cã hinhhf d¹ng cña r·nh ®Ó «m s¸t vµo r·nh thuËn tiÖn cho viÖc vµo d©y. - Yªu cÇu c¸ch ®iÖn: + Nh÷ng vËt dÉn ®iÖn ph¶i ®­îc c¸ch ®iÖn trän vÑn trong vËt liÖu c¸ch ®iÖn. + Khi sö dông vËt liÖu c¸ch ®iÖn ph¶i ®¶m b¶o ®é bãng cña vËt liÖu tr¸nh x­íc s¸t, g·y dËp……. Cã 2 d¹ng c¸ch ®iÖn: + C¸ch ®iÖn vá + C¸ch ®iÖn pha * C¸ch ®iÖn vá: Líp thø nhÊt lµ líp giÊy dµy 0,3cm cã chiÒu réng b»ng diÖn tÝch r·nh vµ chiÒu dµi b»ng chiÒu dµi cña r·nh + 3cm. Mçi ®Çu cña líp giÊy dÇy nµy ®­îc gËp l¹i 0,75cm ®Ó chèng xe dÞch. Líp thø hai lµ líp giÊy dµy 0,1cm cã chiÒu réng lín h¬n líp giÊy 0,3cm mét kho¶ng b»ng 2 b¶n r·nh hai bªn vµ co chiÒu dµi b»ng chiÒu dµi líp giÊy 0,3cm sau khi ®· gËp hai ®Çu. * C¸ch ®iÖn pha: Dïng mét miÕng giÊy dµy(> 0,3cm) cã chiÒu dµi b»ng a, chiÒu cao b»ng b, mét ®Çu c¾t trßn theo h×nh cña ®Çu bèi d©y ®Ó c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c bèi d©y trong c¸c pha kh¸c nhau. IV- C¸ch l¾p d©y vµo r·nh - Khi vµo d©y ph¶i vuèt th¼ng, tr¸nh bÞ x©y x­íc. NÕu nh­ trong bèi d©y cã mèi nèi ta ph¶i c¹o s¸t líp s¬n c¸ch ®iÖn ë bªn hai ®Çu d©y chç nèi, nèi d©y thËt chÆt ®Ó ®¶m b¶o khi ®éng c¬ lµm viÖc mèi nèi kh«ng bÞ háng lµm cho 2 ®Çu d©y kh«ng tiÕp xóc víi nhau dÉn ®Õn bèi d©y bÞ hë, ®éng c¬ sÏ kh«ng lµm viÖc ®­îc. Khi cuèn d©y cuèn d©y ph¶i chó ý ®­a mèi nèi lªn ®Çu bèi d©y vµ dïng gen c¸ch ®iÖn ®Ó ®¶m b¶o an toµn. Tr­íc khi l¾p d©y vµo r·nh nªn chän vÞ trÝ c¸c nhãm cuén d©y sao cho thuËn lîi nhÊt vµ cã mü thuËt. Th­êng chän vÞ trÝ sao cho ®Çu ra c¸c bèi d©y ë gÇn phÝa hép cùc. CÇn chó ý phÇn ®Çu cuén che lÊp c¸c cuén lç x¬ bu l«ng, gi¶m khã kh¨n kho l¾p roto. Ph¶i kiÓm tra th«ng m¹ch ®Êu ®óng cùc tÝnh sao cho ®éng c¬ ch¹y ®­îc. Th­êng khi ®Æt d©y vµo m¸y ta ph¶i kiÓm tra th«ng m¹ch ngay tõ bèi d©y ®Çu tiªn ®ång thêi kiÓm tra sù ch¹m masse gi÷a bèi d©y vµ vá m¸y. Quy ®Þnh chung: §Êu m¸y 220/380 - /Y 1. L¾p nhãm d©y ®ång t©m: Chän vÞ trÝ ®Çu tiªn sÏ l¾p d©y vµo, n¾n cuén d©y sao cho thu gän võa lät lßng stato. Sau khi ®Æt cuén bÐ nhÊt cña bèi d©y thø nhÊt vµo stato, cÈn thËn ®­a tõng l­îng nhá d©y n»m gÇn miÖng r·nh cho vµo r·nh. NÕu thÊy l­îng d©y ®­a vµo r·nh ®· h¬i cho¸n chç, dïng dao tre d¹t d©y cho song hµng råi nÐn chÆt xuèng. Khi d©y ®· cho vµo r·nh hÕt, g¹t líp c¸ch ®iÑn miÖng r·nh. Chó ý nÐn chÆt líp c¸ch ®iÖn nµy v× khÏ hë gi÷a roto vµ stato lµ rÊt nhá, nÕu ta kh«ng nÐn chÆt th× roto sÏ kh«ng thÓ quay ®wocj. Chó ý lu«n vµo bin d©y nhá tr­íc, bin d©y lín sau ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc vµo d©y. Víi mçi d©y ®· vµo c©n ®èi hai ®Çu cuén d©y råi uèn c¸c ®Çu cuén d©y sao cho cong vßng xuèng ®Ó réng chç cho nhãm cuén d©y l¾¬ sau. Sau khi vµo hÕt c¸c bèi d©y theo s¬ ®å ®· thµnh lËp ta mêi vµo c¸c c¹nh chí cuèi cïng. 2. L¾p d©y nhãm cuén d©y ®ång khu«n: §èi víi d¹ng d©y cuèn ®ång khu«n ta còng ph¶i thùc hiÖn c¸c c¹nh chê ®Ó sau khi vµ hÕt c¸c bèi d©y th× míi ®­îc h¹ xuèng. Kü thuËt vµo d©y còng t­¬ng tù nh­ trªn nh­ng cÇn chó ý víi c¸c d¹ng d©y quÊn ®ång khu«n ph¶i lu«n lãt giÊy c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c bèi cña c¸c pha ®Ó ®¹t ®­îc sù c¸ch ®iÖn pha hoµn toµn. V hai bé d©y quÊn. Sau khi ®· uèn n¾n ®Þnh h×nh bé d©y quÊn, thùc hiÖn nèi ®Êu d©y gi÷a c¸c bèi, gi÷a c¸c ®Çu ra víi d©y dÉn mÒm bäc c¸ch ®iÖn. Sau ®ã ®Þnh vÞ n¬i tËp trung ®­a d©y ra hép cùc, cuèi cïng tiÒn hµnh ®ai bé d©y quÊn ®Ó cho bé d©y quÊn v÷ng ch¾c. PhÇn II C«ng nghÖ vµ sè ®iÖn kü thuËt C¸c bµi tËp thùc hµnh I- Yªu cÇu Bµi tËp 1: Thùc hiÖn bµi d©y quÊn ®ång khu«n ph©n t¸n mét líp: Z= 24;Y= 5; Q= 2; 2P= 4. Bµi tËp 2: Thùc hiÖn bÇi day quÊn ®ång t©m tËp trung mét líp: Z= 36; Y= 9; Q= 3; 2P= 4. II- Thùc hµnh 1. Bµi tËp: * Cuén d©y: - Cuén riªng tõng bèi mét - Tæng sè lµ 12 bèi mçi bèi cã 55 vßng - §o th«ng m¹ch kiÓm tra tõng cuén - ChuÈn bÞ giÊy c¸ch ®iÖn vµ c¸c dông cô ®Ó vµo d©y. * Vµo d©y: - Ta vµo d©y sao cho mét c¹nh ®Ì lªn hai c¹nh tr­íc. C¹nh sau nµy vµ c¹nh tr­íc t¹o thµnh hai c¹nh míi ®Ó ®Æt tiÕp c¹nh kh¸c ®Ì lªn chóng. - §Çu tiªn ta chän mét r·nh bÊt kúquy ®Þnh ®ã lµ c¹nh 1. ta vµo d©y 2 c¹nh lµ c¹nh sè 2 vµ c¹nh sè 4 tr­íc,hai c¹nh cßn l¹i cña a bèi ®ã ®Ó chê bèi thø nhÊt vµo vÞ trÝ 186, tiÕp tôc bèi thø hai vµo r·nh 3x8. Cø nh­ vËy ta vµo tiÕp c¸c bèi cßn l¹i cho ®Õn hÕt råi ®Æt nèt 2 c¹nh chê xuèng r·nh 21823 lµ song. - Vµo d©y ®­îc r·nh nµo ta nhÐtgiÊy cÊch ®iÖn, n¾n tßn vµ Ðp lu«n bèi d©y ®ã xuèng ®ång thêi kiÓm tra lu«n xem cã th«ng m¹ch vµ ch¹m vá kh«ng ®Ó cã biÖn ph¸p sö lý lu«n. - Sau khi ®· vµo d©y vµ nhÐt líp c¸ch ®iÖn 0,1cm song tatiÕn hµnh lãt c¸ch ®iÖn pha vµ dïng dao tre n¾n cho c¸c bèi d©y n»m Ðp s¸t vµo nhau gän gµng. V× bµi tËp nµykh«ng yªu cÇu ch¹y m¸y nªn kh«ng cÇn ®ai m¸y. * §Êu m¸y: - Chän mét ®Çu cña mét bèi bÊt kú quy ®Þnh lµ pha A ®Êu ®Çu cuèi bèi A1 vÝ ®Çu cuèi bèi A2, ®Çu vµo bèi A2 ®Êu víi ®Çu vµo c¶u bèi A3, ®Çu c¶u bèi A3 ®Êu víi ®Çu cuèi bèi A4 cßn ®Çu cßn l¹i cña bèi A4 lµ ®Çu X. Tõ pha ®Çu vµo pha A ta c¸ch ra 3 r·nh 24 lµ ®Çu vµo cña pha B. §Êu pha B th­¬ng tù nh­ pha A, t­¬ng tù pha B ta ®Çu pha C vµ hoµn thµnh bµi tËp. * NhËn xÐt: - ¦u ®iÓm: Hoµn thµnh cuèn vµ l¾p ®Æt sím. §· biÕt x¸c ®Þnh cùc tÝnh, cho pha A t×m ®­îc pha C vµ ®Êu pha C nhanh ®¹t yªu cÇu. - KhuyÕt ®iÓm: Do bµi tËp ®Çu cßn bì ngì, kü thuËt ch­a thµnh th¹o, d©y cò nhiÒu mèi nèi nªn c¸c bèi d©y cßn ch­a gän, h×nh thøc ch­a ®­îc ®Ñp m¾t. Khi tËp ®Êu d©y do kh«ng chó ý nªn cã nhiÒu r·nh líp giÊy 0,1cm kh«ng ®­îc Ðp chÆt. 2. Bµi tËp 2: * Yªu cÇu: - Dßng më m¸y : Imm = 46(A) - Dßng ®iÖn pha : IA = IB = IC = 1,4A - Tèc ®é : 1480v/p * Kü thuËt - QuÊn d©y: Mçi bin 72 vßng, b¾t ®Çu quÊn tõ cuén nhá nhÊt ®Õn cuén lín nhÊt. Cè ®Þnh ë mçi bin b»ng c¸c d©y ®ång cho khái bÞ rèi. Khi cuèn d©y ph¶i chó ý ®­a c¸c mèi lªn ®Çu c¸c bin, c¹o s¹ch vµ nèi chÆt hai ®Çu d©y ®Ó chóng tiÕp xóc nhau. NÕu cã m«in nèi cò ph¶i bá yane c¸ch ®iÖn ra, c¹o s¹ch chè nèi vµ nèi l¹i. - Vµo d©y: + Dùa vµo s¬ ®å ®Ó x¸c ®Þnh c¸c c¹nh chê vµ chiÒu lång d©y. + §Æt c¸c c¹nh chê 4,5,6 xuèng sau ®ã vµo bèi thø nhÊt ë vÞ trÝ 1,2,3vµ 10,11,12 ®Ì lªn c¹nh chê 4,5,6. Cø tiÕp tôc h¹ ®ªn bèi cuèi cïng vµ ®Æt c¹nh chê 31,32,33 xuèng. Th­êng thi ta x¸c ®Þnh cùc tÝnh cña chóng vµ tiÕn hµnh vµo bèi nhá tr­íc. + §Æt d©y vµo r·nh nµo th× tiÒn hµnh nhÐt giÊy c¸ch ®iÖn lu«n vµo r·nh ®ã. Sau ®ã n¾n trßn c¸c ®Çu bin d©y tõ cuén nhá ®Õn lín. NhÐt giÊy c¸ch ®iÖn ba pha vµo 2 ®Çu råi n¾n dÑp, trßn ®Çu ®Ó khi vµo kh«ng bÞ r¹m vµo d©y. + §Êu d©y theo s¬ ®å ®· cã khi ®Êumay song ta x¸c ®Þnh ®­îc 6 ®Çu lµ: A,B,C vµ X, Y, Z. Ba ®Çu pha A, B, C cho ra ba d©y cïng mµu cßn ba ®Çu X, Y, Zta chän 3 d©y cïng mµu kh¸c. + Sau khi vµo d©y song dïng d©y sîi ®ai m¸y cho gän gµng. ChØnh l¹i líp giÊy c¸ch ®iÖn, söa l¹i c¸c bèi d©y cho hoµn chØnh ®Ó l¾p roto cµ chuÈn bÞ d¹ng m¸y. * KÕt qu¶: Imm(A) IA(A) IB(A) IC(A) UA(N) UB(N) UC(N) N(v/p) 46 1,45 2,3 2,1 230 230 230 1480 * NhËn xÐt : - ¦u ®iÓm: Hoµn thµnh bµi tËp ®ïng thêi gian quy ®Þnh. Sè liÖu ch¹y m¸y kh¸ ®ång ®Òu gi÷a c¸c pha vµ s¾t víi yªu cÇu cña bµi to¸n, mÆc dï dÉy xÊu nhiÒu mèi nèi nh­ng m¸y vÉn ch¹y ®¹t yªu cÇu. - KhuyÕt ®iÓm: Do chñ quan trong lóc qó©n d©y, tËnn dông nhiÒu mèi nèi cò nh­ng kh«ng c¹o líp «xi ho¸ trªn mèi nèi vµ nèi chÆt l¹i nªn khi l¾p roto, do rung ®éng nªn c¸c mèi nèi cò kh«ng tiÕp xóc víi nhau lµm m¸y kh«ng ch¹y ®­îc. Sau khi th¸o ra c¹o s¹ch l¹i c¸c mèi nèi cò vµ nèi chÆt th× m¸y ®· ho¹t ®éng b×nh th­êng. Tuy nhiªn do d©y nhiÒu mèi nèi vµ x©y x­íc ë pha C vµ ph¶i chØnh söa nhiÒu nªn pha C ®· cã sè liÖu lín h¬n so víi yªu cÇu.