(NB) Giáo trình Động cơ điện không đồng bộ xoay chiều một pha cung cấp cho người học những kiến thức như: Đại cương về động cơ điện xoay chiều không đồng bộ một pha; Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ điện xoay chiều KĐB một pha có vòng ngắn mạch; Quấn bộ dây stato động cơ điện xoay chiều KĐB một pha có khâu từ cực (vòng ngắn mạch);... Mời các bạn cùng tham khảo!
ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA
Từ trường đập mạch
Từ trường của dây quấn một pha khi có dòng điện xoay chiều chạy qua được gọi là từ trường đập mạch, với phân bố dọc theo khe hở không khí có dạng hình sin và biên độ biến thiên theo quy luật hình sin Để hiểu rõ hơn về từ trường này, ta có thể xem xét dây quấn một pha đơn giản chỉ gồm một bối dây có dòng điện hình sin chạy qua.
Hình thành từ trường đập mạch trong dây quấn một pha
Tại thời điểm a Tại thời điểm b Tại thời điểm c Tại thời điểm d Tại thời điểm e
Phân tích từ trường đập mạch thành hai từ trường quay nửa chu kỳ dương của dòng điện cho thấy rằng từ T/2 đến T, dòng điện đổi chiều và từ trường cũng thay đổi hướng từ phải sang trái, với trị số tăng từ 0 đến B m và sau đó giảm về 0.
Trong nửa chu kỳ âm của dòng điện (từ 0 đến T/2), dòng điện di chuyển theo một chiều nhất định, tạo ra từ trường hướng từ trái sang phải Từ trường này có cường độ tăng từ 0 đến giá trị tối đa B m, sau đó lại giảm về 0.
Biểu thị từ cảm là một vectơ, thì vectơ này luôn luôn hướng theo trục cuộn dây, trị số biến thiên từ -B m đến +B m
Vậy: từ trường đập mạch có thể coi là tổng hợp của hai từ trường quay cùng tốc độ n`f/p nhưng chiều ngược nhau (hình – 1)
Tại thời điểm a trên hình -2a, dòng điện đạt cực đại dương, dẫn đến từ trường đập mạch cũng đạt cực đại dương +B m Hai từ trường B t và B n bằng B m /2 trùng nhau, do đó tổng của chúng bằng B m.
Tại thời điểm b, hai từ trường quay theo hai hướng khác nhau và vectơ của chúng lệch một góc đối xứng so với trục cuộn dây, khiến trị số của từ trường tổng B giảm Đến thời điểm c, do B t và B n đối pha nhau, từ trường tổng trở về giá trị bằng không Ở thời điểm d, tổng B t và B n tạo ra một từ trường ngược chiều so với từ trường ban đầu.
Sang thời điểm e, hai từ trường thuận và ngược lại trùng nhau theo hướng ngược với chiều ban đầu Tổng của chúng bằng -B m
Tổng hợp hai từ trường quay ngược chiều nhau tạo ra từ trường đập mạch, và tác dụng của từ trường này tương đương với hai từ trường quay ngược chiều nhau.
Từ trường quay hai pha
Để tạo mômen mở máy cho động cơ một pha, cần phải tạo ra từ trường quay Điều này được thực hiện bằng cách quấn dây hai pha lệch nhau 90 độ trong không gian và cung cấp hai dòng điện lệch pha 90 độ theo thời gian.
Ta xét dây quấn hai pha AX, BY lệch nhau 90 0 , có các dòng điện i A , i B lệch nhau 90 0 đi qua (hình-3)
Tại thời điểm t=0, i A =0, i B =-I m , ta thấy vectơ cảm ứng từ có phương trùng với trục AX và có chiều từ A đến X
Tại thời điểm t=T/4, i A =I m , i B =0, ta thấy vectơ cảm ứng từ có phương trùng với trục BY và có chiều từ B đến Y
Khi xem xét các thời điểm T/2, 3T/4, chúng ta nhận thấy rằng dòng điện biến thiên qua một chu kỳ sẽ làm cho từ trường quay được một vòng Điều này cho thấy rằng từ trường của dây quấn hai pha cũng có tính chất quay với tốc độ n`f/p.
Hình -1.3 Hình thành từ trường quay ở dây quấn hai pha
Đặc điểm động cơ điện xoay chiều KĐB một pha
Động cơ điện không đồng bộ là loại động cơ xoay chiều hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, với tốc độ quay của rôto khác biệt so với tốc độ quay của từ trường Động cơ này có hai dây quấn: dây quấn stato kết nối với lưới điện có tần số không đổi và dây quấn rôto được nối tắt hoặc khép kín qua điện trở Dòng điện trong dây quấn rôto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng, phụ thuộc vào tốc độ của rôto và tải trên trục máy Động cơ điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, cho phép hoạt động như động cơ hoặc máy phát điện Với cấu tạo đơn giản, giá thành hợp lý và độ tin cậy cao, động cơ này được sử dụng phổ biến trong sản xuất và sinh hoạt, bao gồm động cơ ba pha và một pha Động cơ một pha có công suất nhỏ, thường dưới vài ba kW, được sử dụng cho các thiết bị như bơm nước hay máy mài Trong khi đó, động cơ ba pha có công suất lớn được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp, như máy kéo và máy phát điện lớn, thường sử dụng rôto lồng sóc.
Phân loại động cơ điện:
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về động cơ không đồng bộ một pha rôto lồng sóc, loại động cơ phổ biến nhất hiện nay Động cơ này thường được sử dụng trong các thiết bị sinh hoạt và công nghiệp, với công suất từ vài watt đến vài nghìn watt, và được kết nối với lưới điện xoay chiều một pha Mặc dù có những khác biệt trong nguyên lý khởi động và yêu cầu tính năng, cấu trúc cơ bản của động cơ không đồng bộ một pha tương tự như động cơ ba pha, với hai dây quấn trên stator: dây quấn chính và dây quấn phụ Rôto của động cơ này thường được thiết kế dưới dạng lồng sóc.
Dây quấn chính của động cơ luôn được kết nối với lưới điện trong suốt quá trình hoạt động, trong khi dây quấn phụ thường chỉ được kết nối khi khởi động Khi động cơ đạt tốc độ từ 75-80% tốc độ đồng bộ, công tắc ngắt điện kiểu ly tâm sẽ cắt dây quấn phụ ra khỏi lưới Tuy nhiên, có một số loại động cơ, như động cơ một pha kiểu điện dung (hay động cơ hai pha), vẫn giữ dây quấn phụ kết nối với lưới ngay cả sau khi khởi động.
Các thông số ghi trên nhãn của động cơ
Thông thường trên tất cảcác động cơ điện điều có ghi các thông sốcơbản sau;
Công suất định mức P đm (KW) hoặc (HP) Điện áp dây định mức U đm (V)
Dòng điện dây định mức I đm (A)
Tần số dòng điện f (Hz)
Tốc độ quay rôto n đm (vòng / phút) hoặc (rpm)
Hệ số công suất cosφ
Ngoài các thông số định mức, động cơ còn có những thông số phụ quan trọng như hiệu suất (η), mã số vòng bi, cấp cách điện và trọng lượng của động cơ.
Phân loại động cơ điện xoay chiều không đồng bộ một pha
Động cơ điện một pha được chia thành các loại chính như sau: động cơ điện một pha có vòng ngắn mạch, động cơ điện một pha mở máy bằng điện trở, động cơ điện một pha mở máy bằng điện dung, và động cơ điện một pha kiểu điện dung.
Có điện dung làm việc
Có điện dung làm việc và mở máy b Một số loại động cơ một pha
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KĐB MỘT PHA CÓ VÒNG NGẮN MẠCH
Cấu tạo
Động cơ một pha vòng chập có thiết kế đơn giản, chi phí thấp và dễ sử dụng, thường được ứng dụng trong các thiết bị điện sinh hoạt như quạt Cấu tạo của động cơ này bao gồm stator với các cực từ quấn cuộn dây tập trung, số lượng cực phụ thuộc vào tốc độ động cơ theo công thức đã biết Trên mặt cực có các rãnh lệch về một phía, trong đó lồng vào một vòng ngắn mạch bằng đồng, ôm lấy một phần của cực từ, trong khi rôto cũng được thiết kế theo kiểu lồng sóc.
Cực từ Cuộn dây Rotor
Nguyên lý làm việc
Động cơ điện xoay chiều một pha đơn giản bao gồm stato, rôto lồng sóc và cuộn dây stato được kết nối với lưới điện xoay chiều một pha Từ trường sinh ra bởi dòng điện trong cuộn dây được xem xét tại các thời điểm t1, t2, t3.
Tại thời điểm t1, giả sử B dương và A âm, dòng điện chạy qua cuộn dây Stato Áp dụng quy tắc vặn nút chai, ta có thể xác định chiều của từ trường tương ứng trong Stato.
Tại thời điểm t 2 , không có dòng điện chạy qua cuộn dây Stato nên từ trường trong Stato bằng không
Tại thời điểm t3, dòng điện chạy qua cuộn dây Stato tạo ra từ trường B âm và A dương Áp dụng quy tắc vặn nút chai, ta có thể xác định chiều của từ trường tương ứng trong Stato Kết quả này được lặp lại ở các chu kỳ tiếp theo.
Khi dòng điện xoay chiều một pha được đưa vào dây quấn Stato, nó sẽ sinh ra một từ trường Độ lớn và chiều của từ trường này thay đổi theo quy luật của dòng điện xoay chiều, nhưng phương của nó trong không gian vẫn giữ nguyên theo hướng thẳng đứng.
Ta nói từ trường này không quay hay nói khác đi đây không phải là từ trường mà là từ trường đập mạch
Khi ta sử dụng tay mồi để quay rô to, nếu rô to đứng yên, ta sẽ tạo ra một trường đập mạch quay tương đối với rô to Kết quả là rô to sẽ tiếp tục quay theo chiều mà ta đã mồi.
Khi cấp điện vào dây quấn stato của động cơ xoay chiều một pha, do không có từ trường quay, rôto sẽ không thể tự quay được.
Để chuyển đổi từ trường một pha thành từ trường quay, chúng ta cần sử dụng các phần tử phụ Có nhiều phương pháp khác nhau để thực hiện quá trình này, giúp tạo ra từ trường quay hiệu quả hơn.
Dùng vòng ngắn mạch đặt vào một phần của cực từ chính
Dùng cuộn mở máy (cuộn dây phụ) Dùng cuộn mở máy đấu nối tiếp với tụ điện
Cả ba phương pháp đều dựa trên nguyên tắc chung là tạo ra một từ trường phụ lệch pha với từ trường chính, mà ở đây từ trường chính là từ trường đập mạch đã được đề cập.
Như vậy trong stato tồn tại đồng thời hai từ trường lệch pha nhau Tổng hợp hai từ trường này người ta sẽ được từ trường quay
Ba cách mở máy sẽ tạo ra các góc lệch pha khác nhau giữa từ trường chính và phụ, trong đó cách thứ ba là tối ưu nhất vì có thể đạt được góc lệch pha lên tới 90 độ.
Tháo - lắp động cơ
Trước khi tháo ta phải quan sát xem xét kỹ hình dáng bên ngoài và làm dấu các vị trí giữa nắp máy và thân máy
Tháo nắp che cánh quạt
Tháo nắp che động cơ quạt
Dùng tuốt nơ vít tháo các ốc của nắp động cơ và tháo nắp động cơ
Khi rút rôto ra khỏi stato, cần chú ý để tránh làm trầy xước dây quấn Để bảo vệ, hãy sử dụng bìa cách điện lót vào khe hở không khí giữa stato và rôto.
Tháo và quan sát túp năng quạt nếu có
Tháo bạc thau của động cơ
Trình tự lắp ráp động cơ ngược lại với trình tự tháo
Kiểm tra rotor xem có quay nhẹ nhàng không, nếu không là phải kiểm tra lắp ráp lại
Kiểm tra lại cách điện dây quấn các pha với nhau và với vỏ máy.
Kiểm tra đánh giá chất lượng động cơ
Xem xét vỏ máy, xem xét rôto
Kiểm tra dây quấn stato bằng mê gôm mét và đồng hồ VOM để đo liên lạc từng pha, cách điện giữa cuộn dây và vỏ, cũng như điện trở cuộn dây Để kiểm tra động cơ, sử dụng đồng hồ VOM 220V với thang đo điện trở Rx10 cho cuộn dây và Rx1KΩ để đo chạm vỏ Cuối cùng, tiến hành đấu dây mạch điện.
- Đấu dây như sơ đồ hình – 3
- Đóng AT cấp nguồn cho động cơ hoạt động
- Quan sát sự hoạt động của động cơ và dùng
Ampekim để đo dòng điện.Tính công suất của động cơ P ĐC
Dừng động cơ ta cắt AT
QUẤN BỘ DÂY STATO ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KĐB MỘT PHA CÓ KHÂU TỪ CỰC (VÒNG NGẮN MẠCH)
Phương pháp vẽ sơ đồ dây quấn stato
a Nguyên tắc đấu các cuộn dây
Động cơ không đồng bộ một pha với vòng ngắn mạch có cực từ lồi, do đó số bối dây luôn bằng số cực từ Các bối dây quấn của động cơ này được đấu cực từ thật, theo cách đấu cuối - cuối và đầu - đầu Sơ đồ trải dây quấn stator cần được vẽ để thể hiện cấu trúc này.
Thực hiện quấn bộ dây stator
Bước 1: Công tác chuẩn bị
Dụng cụ: Bộ đồ nghề quấn dây
Vật tư: Dây êmay, giấy cách điện, dây dù…
Thiết bị: Bàn quấn dây, động cơ vòng ngắn mạch
Bước 2: Làm khuôn quấn và lót cách điện rãnh Đo kích thước khuôn, làm khuôn quấn.(hình-3.3) xác định chu vi khuôn quấn
Hình dáng của ác loại khuôn thường dùng trong thực tập sửa chữa quấn dây máy điện
Chú ý: Chiều dày của khuôn chính là chiều cao của rãnh Stator
Sau khi làm khuôn xong ta tiến hành quấn các bối dây của các nhóm dây quấn cho các pha dây quấn stato và chuyển sang bước tiếp theo
Cắt và lót giấy cách điện rãnh
Bước 3: Quấn nhóm bối dây
Lắp khuôn lên bàn quấn dây
Giữ dây song song, tránh dây quấn tréo nhau, quấn đủ số vòng dây, đủ số bối dây
Bước 4: Lồng dây vào rãnh, đấu dây và đai dây
Lồng dây: Đếm lại số bối dây và nhóm bối dây theo sơ đồ
Lấy ra bối dây của nhóm bối dây lắp vào rãnh rồi tháo bỏ dây buộc phụ của bối dây Đấu dây:
Cắt các đầu dây ra của mỗi pha dây quấn chỉ để chừa các đoạn nối phù hợp bằng kìm cắt dây
Xỏ các ống gen vào các dây cần nối
Cạo lớp ê may cách điện bằng dao con và giấy nhám ở các vị trí đầu nối, rồi nối dây theo sơ đồ nối dây
Hàn chì các đầu nối
Bọc các mối nối bằng ống gen và băng keo cách điện
Xếp gọn các đầu dây nối cho thẩm mỹ rồi đai gọn, chắc chắn bằng sợi cotton Đai dây
Sử dụng dây đai để buộc mối gút đầu tiên và chặt từng nhóm bối dây, sau đó chỉnh sửa giấy cách điện Dùng búa nhựa để điều chỉnh phần đầu nối sao cho tròn đều, đảm bảo không cọ vào rotor bên trong và không chạm vào vỏ máy bên ngoài.
+Tại vị trí các đầu dây ra phải có ít nhất là 2 mối buộc
+ Tiếp tục cho đến hết
Bước 5: Kiểm tra và lắp ráp, vận hành sơ bộ
Kẹp 1 đầu dây đo của Megohm vào thân stator, đầu dây còn lại kẹp lần lượt vào 1 đầu dây mỗi cuộn dây để kiểm tra sự chạm vỏ
Quay tay quay Megohm đều tay đồng thời đọc giá trị điện trở cách điện trên mặt chỉ thị khi đang quay
Kẹp hai đầu dây đo của Megohm vào mỗi đầu dây của từng hai pha riêng biệt để kiểm tra độ cách điện pha
Chú ý: là cả hai trường hợp R cách điện 1M
Việc tẩm chất cách điện cho dây quấn máy điện nhằm mục đích:
Tránh bộ dây quấn bị ẩm
Nâng cao độ chịu nhiệt
Tăng đô bền cách điện
Tăng cường độ bền cơ học
Chống được sự xâm thực của hóa chất
* Công việc sấy tẩm máy điện gồm 3 giai đoạn:
Sấy khô trước khi tẩm
Tẩm verni cách điện lên bộ dây quấn
Sấy khô chất cách điện sau khi tẩm:
Bề mặt tôn sáng bóng
Tủ sấy đơn giản hoạt động khác biệt so với phương pháp sấy nhiệt bằng điện trở, chủ yếu nhờ vào khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ từ tia hồng ngoại Tia hồng ngoại chuyển đổi năng lượng thành nhiệt năng, giúp làm khô chất cách điện từ lớp bên trong ra ngoài.
Tia hồng ngoại được phát ra từ bóng đèn có tim khi được thắp sáng đỏ, do đó, nguồn điện cung cấp cho đèn sấy cần giảm 20 – 30% so với điện áp định mức Để tối ưu hóa sự phản xạ nhiệt và phân phối nhiệt lượng đồng đều, nên lót kim loại sáng bóng bên trong tủ sấy.
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KĐB MỘT
Cấu tạo
Động cơ không đồng bộ một pha là động cơ làm việc ở nguồn điện xoay chiều một pha Sơ bộ về cấu tạo như sau:
Hình – 4.1 Động cơ không đồng bộ 1 pha a Phần tĩnh: Gọi Stator gồm có: vỏ máy, lõi sắt và dây quấn
Vỏ máy: Để cố định lõi sắt và dây quấn không dùng làm mạch dẫn từ
Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại
Lõi sắt là bộ phận dẫn từ, được chế tạo từ thép lá kỹ thuật điện với độ dày 0,35 mm hoặc 0,5 mm, được ghép lại thành hình khối tròn Bên trong lõi sắt có các rãnh được thiết kế để đặt dây quấn.
Dây quấn một pha: Gồm cuộn dây chính và cuộn dây phụ được quấn bằng dây điện từ
Cuộn dây chính (cuộn dây làn việc) đường kính dây to hơn; số vòng dây ít hơn Lệch với cuộn dây phụ (cuộn dây khởi động) 90 0 điện
Cuộn dây phụ, hay còn gọi là cuộn dây khởi động, là loại cuộn dây có đường kính nhỏ và số vòng dây nhiều hơn Chức năng chính của cuộn dây đề là khởi động động cơ Ngoài ra, một số loại động cơ có thể thay thế cuộn dây đề bằng vòng ngắn mạch.
Stator của động cơ điện không đồng bộ bao gồm phần quay gọi là Rotor, được thiết kế dưới dạng lõi thép hình trụ có rãnh Trong các rãnh này, có các thanh nhôm được nối tắt ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch làm từ đồng hoặc nhôm, thường được gọi là lồng sóc.
Hình 4.3 Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ
Nguyên lý làm việc
Khi dòng điện xoay chiều một pha được đưa vào cuộn dây, từ trường tại Stator sẽ tạo ra hiện tượng đập mạch, khiến rotor không thể quay tự động Tuy nhiên, khi dòng điện chạy qua cuộn dây đề và tụ điện lệch pha 90 độ với dòng điện trong cuộn dây chạy, động cơ sẽ tự khởi động thành công.
Khi khởi động xong, cuộn dây đề có thể được cắt ra khỏi mạch hoặc cũng có thể được đấu song song trong mạch L N
Cuộn dây làm việc Cuộn dây khởi động C: Tụ điện
Xác định cuộn chính, cuộn phụ
Để đấu động cơ không đồng bộ một pha, cần xác định rõ các đầu dây chung (C), đầu dây đề (S) và đầu dây chạy (R) của động cơ.
Theo quy ước, dây chung (C) có màu trắng, đề (S) màu đỏ và chạy (R) màu xanh Tuy nhiên, quy ước này không bắt buộc, vì vậy cần phải đo và kiểm tra để xác định các đầu dây của động cơ.
Cuộn dây chạy có kích thước dây lớn và ít vòng, trong khi cuộn dây đề sử dụng dây nhỏ với nhiều vòng hơn, dẫn đến mối quan hệ R C < R Đ Điều này là cơ sở quan trọng để thực hiện đo kiểm tra và xác định các đầu dây của động cơ một pha.
Trường hợp ba đầu dây:
Mạch thí nghiệm như hình-4.5
Sử dụng đồng hồ VOM để thang đo điện trở Rx10 Đánh dấu các đầu dây như hình-4.6
Sau ba lần đo, chúng ta thu được ba giá trị điện trở khác nhau Từ những giá trị này, có thể rút ra kết luận như sau: giá trị điện trở lớn nhất (2-3) tương ứng với đầu dây chung; giá trị điện trở nhỏ nhất (1-3) tương ứng với đầu dây đề; và giá trị điện trở trung bình (1-2) tương ứng với đầu dây chạy.
Trường hợp bốn đầu dây:
Mạch thí nghiệm như hình-4.6
Sử dụng đồng hồ VOM để thang đo điện trở Rx10 Đánh dấu các đầu dây như hình-4.6
Sau khi xác định hai cặp đầu dây, chúng ta tiến hành đo và thu được hai giá trị điện trở khác nhau Dựa vào hai giá trị này, ta có thể kết luận rằng R C < R Đ Cụ thể, lần đo với điện trở lớn nhất (2-3) tương ứng với cuộn dây đề, trong khi lần đo có điện trở nhỏ nhất (1-4) là cuộn dây chạy.
Tháo - lắp động cơ
Khi sử dụng động cơ, nếu gặp sự cố hỏng hóc hoặc đến thời gian bảo trì, việc tháo gỡ động cơ là cần thiết Trước khi tiến hành tháo, cần lưu ý một số điều quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Trước khi tháo rời nắp máy khỏi thân máy, cần phải đánh dấu các vị trí để đảm bảo quá trình lắp lại diễn ra chính xác Trong quá trình tháo, việc ghi chú vị trí của các bu lông, chốt và miếng đệm là rất quan trọng, giúp tất cả các bộ phận được lắp đúng chỗ khi hoàn tất.
Nếu các bu lông, ốc, vít… bị khô rỉ phải bôi dầu và để vài giờ trước khi tháo
Không được dùng đục, búa đánh quá mạnh trực tiếp lên động cơ, làm như thế vỏ máy sẽ bị vỡ, nứt biến dạng a.Trình tự tháo động cơ
Khi động cơ gặp sự cố, việc đầu tiên là hỏi người sử dụng để hiểu rõ hiện tượng và nguyên nhân Sau đó, cần kết hợp việc xem xét và đo đạc để đưa ra biện pháp sửa chữa hợp lý Nếu cần tháo gỡ động cơ, hãy thực hiện theo trình tự đã được quy định.
Tháo gỡ dây điện đến động cơ, tháo dây tiếp đất (nếu có)
Tháo rời động cơ ra khỏi máy công tác (máy được động cơ kéo)
Dùng đột làm dấu vị trí tương đối giữa nắp máy và thân máy
Dùng cảo (vam) để cảo puli ra khỏi đầu trục, tuyệt đối không được dùng búa để đánh đẩy puli ra (hình-4.8)
Tháo nắp che quạt gió ngoài và cánh quạt (nếu có)
Để tháo nắp che ổ bi ngoài, trước tiên cần tháo các bu lông Sau đó, sử dụng đục dẹp và mỏng để nhẹ nhàng cạy các tai của nắp che tại các vị trí đối xứng, từ đó đẩy dần nắp che ra khỏi trục.
Để tháo nắp máy, trước tiên bạn cần tháo các bulông giữ nắp máy vào thân Sau đó, sử dụng một thanh gỗ cứng để chống vào nắp máy và nhẹ nhàng gõ bằng búa từ từ tại các vị trí đối xứng.
Khi rút rôto ra khỏi stato, cần chú ý không làm trầy xước dây quấn bằng cách sử dụng bìa cách điện lót vào khe hở giữa stato và rôto Đối với động cơ nhỏ, có thể nâng hai đầu rôto và đẩy, rút dần về một phía Trong khi đó, đối với động cơ lớn, cần sử dụng cần cẩu để thực hiện việc rút rôto.
Sau khi tháo xong động cơ, quan sát ta thấy động cơ có cấu tạo gồm các phần cơ bản sau:
1 rãnh stator 2 dây quấn stator
3 vỏ động cơ 4 nắp động cơ
5 rotor lồng sóc 6 bạc đạn 7 trục rotor của động cơ
Sau một thời gian dài sử dụng, vòng bi có thể bị mài mòn do nhiều nguyên nhân như chế tạo kém, lắp ghép không chính xác hoặc mỡ trong vòng bi bị bẩn Khi vòng bi bị hư hại, cần phải thay thế bằng vòng bi mới Cần lưu ý chỉ tháo vòng bi khi thật sự cần thiết để tránh làm hư hại vòng bi và cổ trục Hình ảnh 4.11 minh họa cảo ba vấu dùng để tháo vòng bi.
Cảo vòng bi ra khỏi trục (dùng thêm đĩa )
Để mở vấu cảo ngàm chặt vào vòng bi hoặc đĩa, bạn cần xoay vòng ép theo chiều kim đồng hồ Sau đó, giữ vòng ép cố định và xoay trục cảo cho đến khi mũi của trục cảo tì sát vào đầu trục rôto Hãy giữ thân cảo đứng yên và quay từ từ trục cảo cho đến khi vòng bi tuột ra khỏi ổ trục Cuối cùng, tiến hành làm vệ sinh động cơ để đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất.
Dùng giẻ khô lau sạch động cơ, phía bên trong thì dùng cọ lông để quét trên phần lõi thép và cuộn dây
Chú ý: + Làm nhẹ ta để khỏi làm trầy xước dây quấn
Không được dùng xăng hay dầu bôi để lau sạch rửa động cơ c Kiểm tra tình trạng động cơ
Xem xét vỏ máy: Quan sát thân máy và nắp máy xem có chỗ nào bị nứt, rỗ, móp méo không, nhất là vị trí lắp ổ trụ
Xem xét rôto: Quan sát thanh dẫn rôto lồng sóc có bị rỗ, nứt hoặc bong ra hay không? Cổ trục rôto có bị rỗ, mòn hay ô van?
Kiểm tra vòng bi là rất quan trọng; nếu phát hiện vết xước theo chu vi từ rôto, hãy lắc vòng bi dọc trục để cảm nhận độ rơ Nếu có độ rơ, vòng bi đã bị mài mòn nhiều Để có kết quả chính xác, cần rửa sạch vòng bi bằng dầu trước khi kiểm tra.
Kiểm tra dây quấn stato bằng cách sử dụng mê gôm mét và đồng hồ VOM Đo liên lạc giữa từng pha và kiểm tra cách điện giữa các pha Tiến hành đo điện trở từng pha và kiểm tra cách điện giữa các pha Cuối cùng, thực hiện trình tự lắp ráp theo đúng quy định.
Trình tự lắp ráp động cơ ngược lại với trình tự tháo
Lắp vòng bi vào cổ trục Đưa phần rotor vào ruột Stator
Lắp nắp máy vào thân máy (chú ý nắp máy đặt đúng phía của Stator đúng điểm đánh dấu)
Vặn ốc vào nắp máy; lắp cánh quạt gió; lắp nắp che cánh quạt trước khi chạy thử động cơ
Kiểm tra rotor xem có quay nhẹ nhàng không, nếu không là phải kiểm tra lắp ráp lại
Kiểm tra lại cách điện dây quấn các pha với nhau và với vỏ máy
Vận hành động cơ chạy không tải tiếp theo đo dòng điện không tải và kiểm tra độ tăng nhiệt của động cơ
4.5 Kiểm tra đánh giá chất lượng động cơ
Bước 1: Kiểm tra thông mạch
Dùng đồng hồ đa năng kiểm tra từng cặp cuộn dây nếu kim đồng hồ lên thì cuộn dây còn tốt, kim không lên thì cuộn dây bị đứt
Bước 2: Kiểm tra cách điện giữa dây quấn stato và lõi thép (kiểm tra cách điện từng cuộn dây một)
Kim Mê gômmét chỉ 0.5MΩ trở lên thì đạt yêu cầu kỹ thuật
Kim Mêgômê mét chỉ nhỏ hơn 0,5 M Ω thì không đạt yêu cầu kỹ thuật
Bước 3: Kiểm tra cách điện giữa các pha:
Mê gôm mét chỉ 2 M Ω - đạt yêu cầu kỹ thuật
Mê gôm met chỉ 0,3M Ω - không đạt yêu cầu kỹ thuật
Bước 4: Kiểm tra độ rò điện ra vỏ động cơ
Cấp điện cho động cơ Đồng hồ V.O.M để ở thang đo điện áp xoay chiều 250 V
Que đỏ của đồng hồ nối vào vỏ cuả động cơ, que đen nối đất → đồng hồ chỉ 0V: dạt yêu cầu kỹ thuật
BÀI 5: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KĐB MỘT PHA CÓ CUỘN PHỤ VÀ TỤ
5.1 Cấu tạo Động cơ không đồng bộ một pha là động cơ làm việc ở nguồn điện xoay chiều một pha Sơ bộ về cấu tạo như sau:
Hình – 5.1 Động cơ không đồng bộ 1 pha a Phần tĩnh: Gọi Stator gồm có: vỏ máy, lõi sắt và dây quấn
Vỏ máy: Để cố định lõi sắt và dây quấn không dùng làm mạch dẫn từ Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại
Lõi sắt là bộ phận dẫn từ, được chế tạo từ thép lá kỹ thuật điện với độ dày 0,35 mm hoặc 0,5 mm, được ghép lại thành hình khối tròn Bên trong lõi sắt có các rãnh được thiết kế để đặt dây quấn.
Dây quấn một pha: Gồm cuộn dây chính và cuộn dây phụ được quấn bằng dây điện từ
Cuộn dây chính (cuộn dây làn việc) đường kính dây to hơn; số vòng dây ít hơn Lệch với cuộn dây phụ (cuộn dây khởi động) 90 0 điện
Cuộn dây phụ, hay còn gọi là cuộn dây khởi động, có đường kính nhỏ hơn và số vòng dây nhiều hơn so với cuộn dây chính Nhiệm vụ của cuộn dây đề là khởi động động cơ, và trong một số trường hợp, cuộn dây đề có thể được thay thế bằng vòng ngắn mạch.
Hình 5.2 Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ
Rotor là một lõi thép hình trụ có rãnh, bên trong chứa các thanh nhôm được nối tắt ở hai đầu bằng vành ngắn bằng đồng hoặc nhôm, thường được gọi là lồng sóc.
Khi dòng điện xoay chiều một pha được cấp vào cuộn dây của động cơ, từ trường tại Stator sẽ tạo ra lực đập mạch, khiến rotor không thể quay tự động Tuy nhiên, khi dòng điện chạy qua cuộn dây đề và tụ điện lệch pha 90 độ so với dòng điện trong cuộn dây chạy, động cơ sẽ tự khởi động thành công.
Khi khởi động xong, cuộn dây đề có thể được cắt ra khỏi mạch hoặc cũng có thể được đấu song song trong mạch
AT: Áp tô mát AT
B: Cuộn dây khởi động CTLT
CTLT: Công tắc ly tâm A B C
5.3 Xác định cuộn chính, cuộn phụ
Để đấu động cơ không đồng bộ một pha, cần xác định rõ các đầu dây chung (C), đầu đề (S) và đầu chạy (R) của động cơ.
Kiểm tra đánh giá chất lượng động cơ
CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KĐB MỘT PHA CÓ CUỘN PHỤ VÀ TỤ THƯỜNG TRỰC, TỤ KHỞI ĐỘNG
6.1 Cấu tạo Động cơ không đồng bộ một pha là động cơ làm việc ở nguồn điện xoay chiều một pha Sơ bộ về cấu tạo như sau:
Hình – 6.1 Động cơ không đồng bộ 1 pha a Phần tĩnh: Gọi Stator gồm có: vỏ máy, lõi sắt và dây quấn
Vỏ máy: Để cố định lõi sắt và dây quấn không dùng làm mạch dẫn từ Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại
Lõi sắt là bộ phận dẫn từ, được chế tạo từ thép lá kỹ thuật điện dày 0,35 mm hoặc 0,5 mm, ghép lại thành hình khối tròn Bên trong lõi sắt có các rãnh được xẻ để lắp đặt dây quấn.
Dây quấn một pha: Gồm cuộn dây chính và cuộn dây phụ được quấn bằng dây điện từ
Cuộn dây chính (cuộn dây làn việc) đường kính dây to hơn; số vòng dây ít hơn Lệch với cuộn dây phụ (cuộn dây khởi động) 90 0 điện
Cuộn dây phụ, hay còn gọi là cuộn dây khởi động, là loại cuộn dây có đường kính nhỏ hơn và số vòng dây nhiều hơn Chức năng chính của cuộn dây đề là khởi động động cơ Ngoài ra, một số loại động cơ có thể thay thế cuộn dây đề bằng vòng ngắn mạch.
Hình 6.2 Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KĐB MỘT
Cấu tạo
Động cơ không đồng bộ một pha là động cơ làm việc ở nguồn điện xoay chiều một pha Sơ bộ về cấu tạo như sau:
Hình – 6.1 Động cơ không đồng bộ 1 pha a Phần tĩnh: Gọi Stator gồm có: vỏ máy, lõi sắt và dây quấn
Vỏ máy: Để cố định lõi sắt và dây quấn không dùng làm mạch dẫn từ Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại
Lõi sắt là phần dẫn từ được chế tạo từ thép lá kỹ thuật điện có độ dày 0,35 mm hoặc 0,5 mm, được ghép lại thành hình khối tròn Bên trong lõi sắt có các rãnh được thiết kế để đặt dây quấn, giúp tối ưu hóa hiệu suất dẫn điện.
Dây quấn một pha: Gồm cuộn dây chính và cuộn dây phụ được quấn bằng dây điện từ
Cuộn dây chính (cuộn dây làn việc) đường kính dây to hơn; số vòng dây ít hơn Lệch với cuộn dây phụ (cuộn dây khởi động) 90 0 điện
Cuộn dây phụ, hay còn gọi là cuộn dây khởi động, có đường kính dây nhỏ hơn và số vòng dây nhiều hơn so với cuộn dây chính Nhiệm vụ chính của cuộn dây đề là khởi động động cơ Ngoài ra, một số loại động cơ có thể thay thế cuộn dây đề bằng vòng ngắn mạch.
Hình 6.2 Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ
Rotor là một lõi thép hình trụ có các rãnh, bên trong chứa các thanh nhôm được nối tắt ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch làm từ đồng hoặc nhôm, thường được biết đến với tên gọi lồng sóc.
Xác định cuộn chính, cuộn phụ
Để đấu động cơ không đồng bộ một pha, cần xác định rõ các đầu dây chung (C), đầu đề (S), và đầu chạy (R) của động cơ.
Theo quy ước, dây chung (C) được đánh dấu bằng màu trắng, dây đề (S) màu đỏ và dây chạy (R) màu xanh Tuy nhiên, quy ước này không bắt buộc, vì vậy cần phải tiến hành đo kiểm tra để xác định các đầu dây của động cơ một cách chính xác.
Cuộn dây chạy của động cơ một pha thường có kích thước dây lớn với ít vòng quấn, trong khi cuộn dây đề lại sử dụng dây nhỏ và quấn nhiều vòng hơn Do đó, ta có mối quan hệ rằng điện trở của cuộn dây chạy (R C) nhỏ hơn điện trở của cuộn dây đề (R Đ) Điều này là cơ sở quan trọng để đo và kiểm tra nhằm xác định các đầu dây của động cơ một pha.
Trường hợp ba đầu dây:
Mạch thí nghiệm như hình-5.4
Sử dụng đồng hồ VOM để thang đo điện trở Rx10 Đánh dấu các đầu dây như hình-5.4
Sau ba lần đo, chúng ta thu được ba giá trị điện trở khác nhau Dựa vào các giá trị này, kết luận như sau: giá trị điện trở lớn nhất (giữa 2-3) cho biết đầu dây thứ ba là đầu dây chung; giá trị điện trở nhỏ nhất (giữa 1-3) xác định đầu dây thứ ba là đầu dây đề; và giá trị điện trở trung bình (giữa 1-2) chỉ ra rằng đầu dây thứ ba là đầu dây chạy.
Trường hợp bốn đầu dây:
Mạch thí nghiệm như hình-5.5
Sử dụng đồng hồ VOM để thang đo điện trở Rx10 Đánh dấu các đầu dây như hình-5.5
Sau khi xác định hai cặp đầu dây, chúng ta thực hiện hai lần đo và nhận được hai giá trị điện trở khác nhau Dựa vào hai giá trị này, ta có thể kết luận rằng (R C < R Đ) Cụ thể, lần đo có điện trở lớn nhất (2-3) tương ứng với cuộn dây đề, trong khi lần đo có điện trở nhỏ nhất (1-4) là cuộn dây chạy.
Tháo - lắp động cơ
Trong quá trình sử dụng, nếu động cơ gặp sự cố hoặc đến thời gian bảo trì, việc tháo gỡ động cơ là cần thiết Trước khi thực hiện tháo động cơ, cần chú ý một số điều quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Trước khi tiến hành tháo rời, cần đánh dấu các vị trí giữa nắp máy và thân máy (hình 5.6) Trong quá trình tháo, hãy ghi nhớ vị trí của các bu lông, chốt và miếng đệm để đảm bảo rằng khi lắp lại, tất cả các bộ phận đều được đặt đúng vị trí.
Nếu các bu lông, ốc, vít… bị khô rỉ phải bôi dầu và để vài giờ trước khi tháo
Không được dùng đục, búa đánh quá mạnh trực tiếp lên động cơ, làm như thế vỏ máy sẽ bị vỡ, nứt biến dạng a.Trình tự tháo động cơ
Khi động cơ gặp sự cố, bước đầu tiên là hỏi người sử dụng để hiểu hiện tượng và nguyên nhân của sự cố Sau đó, cần kết hợp việc xem xét và đo đạc để đưa ra biện pháp sửa chữa hợp lý Nếu cần tháo gỡ động cơ, hãy thực hiện theo trình tự đã được xác định.
Tháo gỡ dây điện đến động cơ, tháo dây tiếp đất (nếu có)
Tháo rời động cơ ra khỏi máy công tác (máy được động cơ kéo)
Dùng đột làm dấu vị trí tương đối giữa nắp máy và thân máy
Dùng cảo (vam) để cảo puli ra khỏi đầu trục, tuyệt đối không được dùng búa để đánh đẩy puli ra (hình-5.7)
Tháo nắp che quạt gió ngoài và cánh quạt (nếu có)
Để tháo nắp che ổ bi ngoài, đầu tiên bạn cần tháo các bu lông Sau đó, sử dụng đục dẹp, mỏng để cạy các tai của nắp che tại các vị trí đối xứng, từ đó đẩy dần nắp che ra khỏi trục.
Để tháo nắp máy, trước tiên cần tháo các bulông cố định nắp vào thân máy Sau đó, sử dụng một thanh gỗ cứng để chống vào nắp máy và gõ nhẹ nhàng bằng búa ở các vị trí đối xứng để nắp máy có thể được tháo ra một cách dễ dàng.
Khi rút rôto ra khỏi stato, cần chú ý không làm trầy xước dây quấn bằng cách sử dụng bìa cách điện lót vào khe hở giữa stato và rôto Đối với động cơ nhỏ, có thể nâng hai đầu rôto và đẩy, rút dần ra một phía Còn với động cơ lớn, cần sử dụng cần cẩu để thực hiện việc rút rôto.
Hình-5.9 Sau khi tháo xong động cơ, quan sát ta thấy động cơ có cấu tạo gồm các phần cơ bản sau:
1 rãnh stator 2 dây quấn stator
3 vỏ động cơ 4 nắp động cơ
5 rotor lồng sóc 6 bạc đạn 7 trục rotor của động cơ
Sau một thời gian dài sử dụng, vòng bi có thể bị mài mòn do nhiều nguyên nhân như chế tạo kém, lắp ghép không chính xác hoặc mỡ bị nhiễm bẩn Khi vòng bi đã hư hỏng, cần thay thế bằng vòng bi mới Cần lưu ý chỉ tháo vòng bi khi thật sự cần thiết để tránh làm hư hại vòng bi và cổ trục Hình – 5.10 minh họa cảo ba vấu dùng để tháo vòng bi.
Cảo vòng bi ra khỏi trục (dùng thêm đĩa )
Để mở vấu cảo ngàm chặt vào vòng bi hoặc đĩa, hãy xoay vòng ép theo chiều kim đồng hồ Giữ vòng ép cố định và xoay trục cảo sao cho mũi của trục tì sát vào đầu trục rôto Đảm bảo thân cảo đứng yên và quay từ từ trục cảo cho đến khi vòng bi tuột ra khỏi ổ trục Sau đó, tiến hành làm vệ sinh động cơ.
Dùng giẻ khô lau sạch động cơ, phía bên trong thì dùng cọ lông để quét trên phần lõi thép và cuộn dây
Chú ý: + Làm nhẹ ta để khỏi làm trầy xước dây quấn
Không được dùng xăng hay dầu bôi để lau sạch rửa động cơ c Kiểm tra tình trạng động cơ
Xem xét vỏ máy: Quan sát thân máy và nắp máy xem có chỗ nào bị nứt, rỗ, móp méo không, nhất là vị trí lắp ổ trụ
Xem xét rôto: Quan sát thanh dẫn rôto lồng sóc có bị rỗ, nứt hoặc bong ra hay không? Cổ trục rôto có bị rỗ, mòn hay ô van?
Kiểm tra vòng bi là cần thiết để phát hiện dấu hiệu mài mòn Nếu phát hiện vết xước theo chu vi từ rôto và cảm thấy độ rơ khi lắc vòng bi dọc trục, điều này cho thấy vòng bi đã bị mài mòn nghiêm trọng Để có kết quả chính xác hơn, nên rửa sạch vòng bi bằng dầu trước khi tiến hành kiểm tra.
Kiểm tra dây quấn stato bằng cách sử dụng mê gôm mét và đồng hồ VOM Đo liên lạc từng pha và kiểm tra cách điện giữa các pha Tiến hành đo điện trở của từng pha, đồng thời kiểm tra cách điện giữa các pha Cuối cùng, thực hiện trình tự lắp ráp một cách cẩn thận.
Trình tự lắp ráp động cơ ngược lại với trình tự tháo
Lắp vòng bi vào cổ trục Đưa phần rotor vào ruột Stator
Lắp nắp máy vào thân máy (chú ý nắp máy đặt đúng phía của Stator đúng điểm đánh dấu)
Vặn ốc vào nắp máy; lắp cánh quạt gió; lắp nắp che cánh quạt trước khi chạy thử động cơ
Kiểm tra rotor xem có quay nhẹ nhàng không, nếu không là phải kiểm tra lắp ráp lại
Kiểm tra lại cách điện dây quấn các pha với nhau và với vỏ máy
Vận hành động cơ chạy không tải tiếp theo đo dòng điện không tải và kiểm tra độ tăng nhiệt của động cơ
BÀI 6: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG
CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KĐB MỘT PHA CÓ CUỘN PHỤ VÀ TỤ THƯỜNG TRỰC, TỤ KHỞI ĐỘNG
6.1 Cấu tạo Động cơ không đồng bộ một pha là động cơ làm việc ở nguồn điện xoay chiều một pha Sơ bộ về cấu tạo như sau:
Hình – 6.1 Động cơ không đồng bộ 1 pha a Phần tĩnh: Gọi Stator gồm có: vỏ máy, lõi sắt và dây quấn
Vỏ máy: Để cố định lõi sắt và dây quấn không dùng làm mạch dẫn từ Thường làm bằng gang hay thép tấm hàn lại
Lõi sắt là thành phần dẫn từ, được chế tạo từ thép lá kỹ thuật điện với độ dày 0,35 mm hoặc 0,5 mm, được ghép lại thành khối hình tròn Bên trong lõi sắt có rãnh để lắp đặt dây quấn.
Dây quấn một pha: Gồm cuộn dây chính và cuộn dây phụ được quấn bằng dây điện từ
Cuộn dây chính (cuộn dây làn việc) đường kính dây to hơn; số vòng dây ít hơn Lệch với cuộn dây phụ (cuộn dây khởi động) 90 0 điện
Cuộn dây phụ, hay còn gọi là cuộn dây khởi động, là loại cuộn dây có đường kính nhỏ hơn và số vòng dây nhiều hơn Chức năng chính của cuộn dây đề là khởi động động cơ Ngoài ra, một số loại động cơ có thể sử dụng vòng ngắn mạch thay thế cho cuộn dây đề.
Hình 6.2 Rotor lồng sóc động cơ điện không đồng bộ
Rotor là một thành phần quan trọng trong động cơ điện, được cấu tạo từ lõi thép hình trụ có rãnh Trong các rãnh này, các thanh nhôm được lắp đặt và nối tắt ở hai đầu bằng hai vành mạch ngắn làm từ đồng hoặc nhôm, thường được gọi là lồng sóc.
Khi dòng điện xoay chiều một pha được đưa vào cuộn dây, từ trường ở Stator sẽ tạo ra, nhưng rotor không thể tự quay Tuy nhiên, khi dòng điện chạy qua cuộn dây đề và tụ điện lệch pha 90 độ so với dòng điện trong cuộn dây chạy, động cơ sẽ tự khởi động.
Khi khởi động xong, cuộn dây đề có thể được cắt ra khỏi mạch hoặc cũng có thể được đấu song song trong mạch
AT: Áp tô mát AT
A: Cuộn dây làm việc CTLT
C TT : Tụ điện thường trực
C KĐ : Tụ điện khởi động A B
CTLT: Công tắc ly tâm
6.3 Xác định cuộn chính, cuộn phụ
Để đấu động cơ không đồng bộ một pha, trước tiên cần xác định các đầu dây chung (C), đầu dây đề (S) và đầu dây chạy (R) của động cơ.