Khoa §iÖn - §iÖn tö b¸o c¸o thùc tËp TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ BẮC HÀ KHOA: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ========== BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Chuyên đề: Tính toán sửa chữa quấn lại động cơ không đồng bộ 3 pha mất hết số liệu Giáo viên hướng dẫn : ThS. TRẦN MINH HÙNG Sinh viên thực hiện : Nhóm IV Lớp : B6Đ1 Khóa : VI (2011 – 2014) Hệ đào tạo : Chính Quy BẮC NINH, THÁNG 10 NĂM 2013 GVHD: ThS. TrÇn Minh Hïng SVTT: 1 Khoa §iÖn - §iÖn tö b¸o c¸o thùc tËp LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Được hiểu là 1 2 3 4 5 6 7 DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH STT Hình vẽ Nội dung 1 2 3 GVHD: ThS. TrÇn Minh Hïng SVTT: 2 Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập Mục lục(làm khung) Nội dung Trang Lời nói đầu Chơng I. Khái quát chung về máy điện 1.1. Các khái niệm cơ bản 1.2. Sơ lợc về các vật liệu chế tạo máy điện 1.2.1. Vật liệu tác dụng 1.2.2. Vật liệu kết cấu 1.2.3. Vật liệu cách điện Chơng II. Khái quát về động cơ không đồng bộ ba pha 2.1. Cấu tạo 2.1.1. Stato 2.1.2. Roto 2.2. Nguyên lý làm việc 2.3. Công dụng của động cơ không đồng bộ ba pha Chng III. Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ ba pha thông dụng 3.1. Vai trò, choc năng của dây quấn trong máy điện 3.1.1. Dây quấn phần cảm 19 3.1.2. Dây quấn phần ứng 19 3.2. Cách đấu các tổ bối trong một cuộn dây 20 3.3. Phân loại chung cho dây quấn Stato (trong động cơ không đồng bộ 3 pha) 23 3.4. Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn động cơ KĐB ba pha theo các kiểu quấn thông dụng 24 3.4.1. Phơng pháp tính toán, vẽ sơ đồ kiểu dây quấn đồng tâm 26 3.4.1.1. Đặc điểm của kiểu dây quấn đồng tâm 26 3.4.1.2. Phơng pháp tính toán các số liệu để vẽ sơ đồ trải. 27 3.4.1.3. Các ví dụ 27 a) Kiểu đồng tâm xếp đơn 27 b) Kiểu dây quấn đồng tâm phân tán 31 c) So sánh giữa hai kiểu dây quấn đồng tâm 34 3.4.2. Phơng pháp tính toán, vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato kiểu đồng khuôn xếp đơn. 34 3.4.2.1. Đặc điểm của kiểu dây quấn đồng khuôn xếp đơn 34 3.4.2.2. Phơng pháp tính toán các số liệu vẽ sơ đồ trải 35 3.4.2.3. Ví dụ a) Kiểu đồng khuôn xếp đơn kiểu hoa sen 36 b) Kiểu đồng khuôn xếp đơn kiểu móc xích 40 c) So sánh giữa hai kiểu dây quấn đồng khuôn xếp đơn (hoa sen và móc xích): 44 3.4.3. Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn kiểu đồng khuôn 45 GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT: 3 Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập xếp kép 3.4.3.1. Đặc điểm của kiểu dây quấn đồng khuôn xếp kếp 45 3.4.3.2. Phơng pháp tính toán các số liệu vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn đồng khuôn xếp kép 46 3.4.3.3. Ví dụ 47 a) Kiểu đồng khuôn xếp kép bớc đủ 47 b) Kiểu đồng khuôn xếp kép bớc ngắn 48 c) So sánh các kiểu quấn dây xếp kép 50 Phần 3: Lập quy trình sửa chữa bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ. 51 3.1. Trình tự tiến hành quấn lại bộ dây Stato động cơ không đồng bộ. 51 3.1.1. Khảo sát bộ dây 52 3.1.2. Lấy số liệu dây quấn 53 3.1.3. Tháo dỡ bộ dây 54 3.1.4. Chuẩn bị cách điện mới 55 3.1.5. Chuẩn bị bối dây mới 57 3.1.6. Lồng dây 59 3.1.7. Đấu dây, hàn nối dây và đai dây quấn 60 3.1.8. Lắp ráp và vận hành thử. 61 3.1.9. Tẩm sấy dây quấn sau khi quấn lại 62 Chng IV : KT LUN GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT: 4 Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập Lời nói đầu Chơng I. Khái quát chung về máy điện 1.1. Các khái niệm cơ bản Trong quá trình khai thác sử dụng các tài nguyên thiên nhiên phục vụ cho nền kinh tế quốc dân không thể nói đến sự biến đổi năng lợng từ dạng này sang dạng khác. Các máy thực hiện sự biến đổi cơ năng thành điện năng hoặc ngợc lại gọi là các máy điện. Các máy điện biến cơ năng thành điện năng đợc gọi là máy phát điện và các máy điện dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng gọi là động cơ điện. Các máy điện đều có tính thuận nghịch nghĩa là có thể biến đổi năng lợng theo hai chiều. Nếu đa cơ năng vào phần quay của máy điện nó làm việc ở chế độ máy phát, nếu đa điện năng vào thì phần quay của máy sẽ sinh công cơ học và nó làm việc ở chế độ động cơ. Máy điện là một hệ điện từ gồm có mạch điện và mạch từ liên quan với nhau. Mạch từ gồm các bộ phận dẫn từ và khe hở không khí. Các mạch điện gồm hai hoặc nhiều dây quấn có thể chuyển động tơng đối với nhau cùng các bộ phận mang chúng. Sự biến đổi cơ điện trong máy điện dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT: 5 Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập Máy điện là phần tử quan trọng nhất của bất cứ thiết bị điện năng nào. Nó đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, các hệ điều khiển và tự động điều chỉnh, khống chế. Máy điện có nhiều loại có thể phân loại nh sau. - Máy điện đứng yên: điển hình là máy biến áp (là thiết bị truyền tải năng lợng dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang năng lợng dòng điện xoay chiều ở điện áp khác). - Máy điện quay: tuỳ theo lới điện có thể chia làm hai loại, máy điện một chiều và máy điện xoay chiều. Máy điện xoay chiều có thể phân thành máy điện đồng bộ, máy điện không đồng bộ và máy điện xoay chiều có vành góp. 1.2. Sơ lợc về các vật liệu chế tạo máy điện Các vật liệu dùng để chế tạo máy điện có thể chia làm ba loại: vật liệu tác dụng, vật liệu kết cấu và vật liệu cách điện. 1.2.1. Vật liệu tác dụng Vật liệu tác dụng bao gồm vật liệu dẫn từ và vật liệu dẫn điện. Các vật liệu này đ- ợc dùng tạo điều kiện sinh ra biến đổi điện từ. a, Vật liệu dẫn từ Để chế tạo mạch từ của máy điện ngời ta dùng các loại thép từ tính khác nhau nh- ng chủ yếu là thép lá kỹ thuật điện có hàm lợng silic khác nhau nhng không đợc vợt quá %5,4 . Hàm lợng silic này dùng để hạn chế tổn hao do từ trễ và tăng điện trở của thép để giảm tổn hao do dòng điện xoáy. Trong máy biến áp thờng dùng các lá thép dày mm35,0 hay mm27,0 và dùng loại mm55,0 trong máy điện quay, ghép lại làm lõi sắt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Tuỳ theo cách chế tạo ngời ta phân thép kỹ thuật điện làm hai loại: cán nóng và cán nguội. Loại cán nguội có những đặc tính từ tốt hơn nh độ từ thẩm cao hơn, tổn hao thép ít hơn loại cán nóng. Thép lá cán nguội chia làm hai loại: dị hớng (có h- ớng) và đẳng hớng (vô hớng). Loại dị hớng có đặc điểm là dọc theo chiều cán thì tính năng từ tốt hơn so với lệch chiều cán do đó thờng dùng trong máy biến áp, còn GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT: 6 Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập loại đẳng hớng thì đặc tính từ đều theo mọi hớng nên thờng dùng trong máy điện quay. b, Vật liệu dẫn điện Thờng dùng đồng, đồng làm dây dẫn không đợc có tạp chất quá %1,0 . Điện trở suất của đồng ở C o 20 là mmm /0172,0 2 = . Nhôm cũng đợc dùng rộng rãi làm vật liệu dẫn điện, điện trở suất của nhôm ở C o 20 là mmm /0282,0 2 = . 1.2.2. Vật liệu kết cấu Dùng để chế tạo các bộ phận và chi tiết truyền động hoặc kết cấu của máy theo các dạng cần thiết đảm bảo cho máy điện làm việc bình thờng. Ngời ta thờng dùng gang, thép, các kim loại màu hợp kim và các vật liệu bằng chất dẻo. 1.2.3. Vật liệu cách điện Để cách điện các bộ phận mang điện với các bộ phận không mang điện của máy hoặc cách điện giữa các bộ phận mang điện với nhau ngời ta dùng vật liệu cách điện. Những vật liệu này đòi hỏi phải có độ bền cao, dẫn nhiệt tốt, chịu ẩm, chịu đợc hoá chất và có độ bền cơ nhất định. Ngời ta chia vật liệu cách điện thành 7 cấp theo nhiệt độ làm việc cho phép của chúng. Cấp cách điện Y A E B F H C Nhiệt độ làm việc cho phép C o 90 105 120 130 155 180 >180 Trong máy điện thờng dùng hai loại A và B. Chất cách điện loại A gồm bông, giấy và những chất hữu cơ tơng tự đợc tẩm dầu. Chất cách điện loại B là các sản phẩm của mica, amiăng và những sản phẩm làm bằng thuỷ tinh sợi. Khi máy làm việc do tác động của nhiệt độ chấn động và các tác động lý hoá khác cách điện sẽ bị lão hoá mất dần tính bền về điện và cơ. Thực nghiệm cho biết khi nhiệt độ tăng quá nhiệt độ làm việc cho phép, tuổi thọ của vật liệu cách điện vào khoảng 2015 năm. Vì vậy khi sử dụng máy điện tránh để máy điện quá tải làm nhiệt độ tăng cao trong một thời gian dài. GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT: 7 Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập Chơng II. Khái quát về động cơ không đồng bộ ba pha 2.1. Cấu tạo Bao gồm hai phần cơ bản, Stato (phần tĩnh) và Roto (phần động). 2.1.1. Stato Bao gồm vỏ máy, lõi sắt và dây quấn. - Vỏ máy là nơi cố định lõi thép và đồng thời là nơi ghép nối với nắp hay gối đỡ trục. Vỏ máy có thể làm bằng gang, nhôm hoặc thép. Để chế tạo vỏ máy ngời ta có thể đúc, rèn, hàn Vỏ máy có hai kiểu, vỏ kiểu kín và vỏ kiểu bảo vệ. Vỏ máy kiểu kín yêu cầu phải có diện tích tản nhiệt lớn (ngời ta làm nhiều gân tản nhiệt trên bề mặt ngoài). Vỏ kiểu bảo vệ thờng có bề mặt ngoài nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp trên bề mặt ngoài lõi thép và trong vỏ máy. Hộp cực là nơi để đấu điện từ lới điện vào. Đối với động cơ kiểu kín hộp cực yêu cầu phải kín, giữa thân hộp cực và vỏ máy với nắp hộp cực phải có gioăng cao su. - Lõi sắt đợc làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày mm5,035,0 ghép lại, lõi sắt là phần dẫn từ. Vì từ trờng đi qua lõi sắt là từ trờng xoay chiều nên để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ một lớp sơn cách điện. Mặt trong của lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn. GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT: 8 Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập Hình 1-1. Cấu tạo Stato - Dây quấn đợc đặt vào các rãnh của lõi sắt và đợc cách điện tốt với lõi sắt. Dây quấn stato gồm ba cuộn dây đặt lệch nhau o 120 điện. 2.1.2. Roto Gồm hai bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn. - Lõi sắt bao gồm các lá thép kỹ thuật điện giống lõi sắt Stato. Lõi sắt đợc ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá Roto của máy. Phía ngoài của lá thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn. - Roto và dây quấn Roto, có hai loại Roto là Roto kiểu dây quấn và Roto kiểu lồng sóc. GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT: 9 Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập Hình 1- 2. Cấu tạo rôto a: rôto lồng sóc b: rôto dây quấn Roto kiểu dây quấn, Roto có dây quấn giống nh dây quấn Stato. Đặc điểm của loại động cơ điện Roto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đa điện trở phụ hay sức điện động phụ vào mạch điện Roto để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thịên hệ số công suất của máy. Khi máy làm việc bình thờng dây quấn Roto đợc nối ngắn mạch. Roto kiểu lồng sóc, kết cấu của loại dây quấn này rất khác với dây quấn Stato.Trong mỗi rãnh của lõi sắt Roto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và đợc nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà ngời ta quen gọi là lồng sóc. 2.2. Nguyên lý làm việc Khi nối dây quấn stato vào lới điện xoay chiều ba pha, trong động cơ sẽ sinh ra một từ trờng quay. Từ trờng này quét qua các thanh dẫn Roto làm cảm ứng trên dây quấn Roto một sức điện động 2 E sinh ra dòng điện 2 I chạy trong dây quấn. Chiều của sức điện động và chiều của dòng điện xác định theo quy tắc bàn tay phải. Dòng điện 2 I tác động tơng hỗ với từ trờng Stato tạo ra lực điện từ trên dây dẫn Roto và mômen quay làm cho Roto quay với tốc độ n theo chiều quay của từ trờng. Tốc độ quay của Roto n luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trờng quay Stato 1 n . Sự chuyển động tơng đối giữa Roto và từ trờng quay Stato duy trì đợc dòng điện 2 I và mômen M . Vì tốc độ của Roto khác với tốc độ của từ trờng quay Stato nên gọi là động cơ không đồng bộ. Để minh hoạ, trên hình 1.3 từ trờng quay tốc độ 1 n chiều sức điện động và dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn rôto, chiều các lực điện từ t F đ GVHD: ThS. Trần Minh Hùng SVTT: 10 [...]... tính thay đổi thì suất điện động cảm ứng là sức điện động xoay chiều còn nếu từ trờng khe hở có cực tính không đổi thì sức điện động cảm ứng và là sức điện động một chiều Dây quấn phần ứng máy điện xoay chiều một lớp hoặc hai lớp có thể chế tạo với số pha m = 1,2 ,3 trong đó chủ yếu là dây quấn ba pha sau đó là dây quấn một pha Dây quấn lồng sóc của máy điện không đồng bộ đợc xem nh dây quấn có số pha. .. - Dây quấn đồng khuôn (đồng khuôn hoa sen, đồng khuôn móc xích ) - Dây quấn xếp kép (xếp kép bớc ngắn, xếp kép bớc đủ) 3. 4 Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn động cơ KĐB ba pha theo các kiểu quấn thông dụng Các thông số cơ bản để vẽ sơ đồ trải - Các kí hiệu: Z1 : Số rãnh lõi thép Stato 2 p : số cực từ của bộ dây quấn : Bớc cực từ y : Bớc bối dây q : Số rãnh ứng với mỗi cực của mỗi pha Z... toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha thông dụng 3. 1 Vai trò, chức năng của dây quấn trong máy điện Dây quấn là bộ phận không thể thiếu trong máy điện, là phần mạch điện của máy điện Đợc bố trí ở hai bên khe hở trên lõi thép của phần tĩnh và phần quay và là bộ phận chính để biến đổi năng lợng điện thành năng lợng cơ (trong động cơ điện) hoặc ngợc lại năng lợng cơ thành năng lợng... (rãnh) Bớc 4: Góc lệch pha = Z1 (rãnh) 3p Bớc 5: Xác định khoảng cách giữa các đầu pha A ữ B ữ C = 2q + 1 (rãnh) Bớc 6: Khoảng cách đấu dây Zđ = Z A = ZB = ZC = 3q + 1 (rãnh) Bớc7: Vẽ sơ đồ Ta đi xét các ví dụ sau: 3. 4.1 .3 Các ví dụ a) Kiểu đồng tâm xếp đơn VD1: Vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ (KĐB) 3pha kiểu đồng tâm xếp đơn theo các số liệu sau: Z1= 24, 2p= 4, m =3 Bài làm: Bớc 1:... sơ đồ đồng tâm phân tán VD2: Vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ ba pha, kiểu đồng tâm phân tán theo số liệu: Z1= 24, 2p= 2, m =3 Bài làm: Bớc 1: Xác định bớc cực từ của động cơ = Z 1 24 = = 12 (rãnh) 2p 2 Bớc 2: Xác định số rãnh dới môt cực của một pha GVHD: ThS Trần Minh Hùng 24 SVTT: Khoa Điện - Điện tử báo cáo thực tập q= Z1 12 = = = 4 (rãnh) 2 p.m m 3 Bớc 3: Xác định bớc quấn. .. chẵn) với các thông số Z1= 24, 2p= 4 VD4: Vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ KĐB 3pha dạng đồng khuôn xếp đơn kiểu hoa sen (trờng hợp q lẻ) theo các số liệu sau: Z1= 36 , 2p= 4, m =3 Bài làm: Bớc 1: Xác định bớc cực từ = Z1 36 = = 9 (rãnh) 2p 4 Bớc 2: Xác định số rãnh dới môt cực của một pha q= Z1 9 = = = 3 (rãnh) 2 p.m m 3 Bớc 3: Xác định bớc quấn dây GVHD: ThS Trần Minh Hùng 31 SVTT: Khoa Điện... chiều ngợc lại Muốn cho từ trờng quay với tốc độ n1 thì nó phải nhận một công suất đa vào là công suất điện từ Pdt = M.w1 = M 2.n1 60 2 .3 Công dụng của động cơ điện không đồng bộ ba pha Trong nền công nghiệp hiện nay phần lớn đều sử dụng động cơ không đồng bộ ba pha vì nó có kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ Trong công nghiệp thờng dùng động cơ không đồng bộ làm nguồn... theo các số liệu sau: Z1= 36 , 2p= 4, m =3 Bài làm: Bớc 1: Xác định bớc cực từ = Z1 36 = = 9 (rãnh) 2p 4 Bớc 2: Xác định số rãnh dới môt cực của một pha q= Z1 9 = = = 3 (rãnh) 2 p.m m 3 Bớc 3: Xác định bớc quấn dây: y = 3q + 1 = 3. 3 + 1 = 10 (rãnh ) Bớc 4: Xác định khoảng cách giữa các đầu pha: A ữ B ữ C = 2q + 1 = 2 .3 + 1 = 7 (rãnh) Bớc 5: Khoảng cách đấu dây: Z đ = Z A = Z B = Z C = 3q = 3. 3 = 9 (rãnh)... quấn : Bớc cực từ y : Bớc bối dây q : Số rãnh ứng với mỗi cực của mỗi pha Z 2 : Số rãnh của Rôto m : Số pha (m=1,2 ,3) p : Số đôi cực của bộ dây quấn đ : Góc lệch pha : hệ số rút ngắn bớc bối dây Trong đó Z1 , m , 2 p , là các tham số cơ bản để tính toán bộ dây quấn Stato động cơ Mỗi bối dây hay tép dây là một cuộn dây quấn đợc tạo nên bởi ws vòng dây Các phần các phần ab, cd đợc đặt trong các rãnh... hoa sen Z đ = Z A = Z B = Z C = 3q (q chẵn) Z đ = Z A = Z B = Z C = 2 q + 2 (q lẻ) Bớc 6: Vẽ sơ đồ Với dây quấn kiểu móc xích nếu q là một số chẵn thì trong một tổ bối dây số bối dây đi bằng số bối dây về Nếu q là số lẻ thì số bối dây đi nhiều hơn số bối dây về 2.4.2 .3 Ví dụ a) Kiểu đồng khuôn xếp đơn kiểu hoa sen VD3: Vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ KĐB 3pha dạng đồng khuôn xếp đơn kiểu hoa sen . kiểu quấn dây xếp kép 50 Phần 3: Lập quy trình sửa chữa bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ. 51 3. 1. Trình tự tiến hành quấn lại bộ dây Stato động cơ không đồng bộ. 51 3. 1.1. Khảo sát bộ dây. việc 2 .3. Công dụng của động cơ không đồng bộ ba pha Chng III. Phơng pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ ba pha thông dụng 3. 1. Vai trò, choc năng của dây quấn. điện 3. 1.1. Dây quấn phần cảm 19 3. 1.2. Dây quấn phần ứng 19 3. 2. Cách đấu các tổ bối trong một cuộn dây 20 3. 3. Phân loại chung cho dây quấn Stato (trong động cơ không đồng bộ 3 pha) 23 3. 4.