Quấn Động Cơ Điện Xoay Chiều Một Pha (Phần 2) - Máy Bơm Nước

Ở phần 1, chúng ta đã tìm hiểu qua về phương pháp quấn động cơ điện xoay chiều một pha, với ứng dụng quấn động cơ điện của máy xay sinh tố, máy hút bụi, máy khoan cầm tay (xem lại bài viết phần trước tại đây: Quấn Động Cơ Điện Xoay Chiều Một Pha (Phần 1) ). Hôm nay chúng tôi sẽ tiếp tục hướng dẫn bạn các quấn dây rôto động cơ điện xoay chiều một pha các thiết bị như: máy cắt, máy cưa, máy trục (máy tời), máy thêu. Hi vọng với hai bài viết phần 1 và phần 2 sẽ giúp được bạn có thêm nhiều kinh nghiệm trong việc quấn lại rô to các loại động cơ điện một pha.

 

Phương pháp cân bằng tĩnh

Động cơ vạn năng quay với tốc độ rất cao, hàng chục nghìn vòng/phút, rô to phải được cân bằng thì máy mới chạy được ổn định, không bị rung, than lâu mòn, vòng bi bền.

Có 2 phương pháp cân bằng là: cân bằng động và cân bằng tĩnh. Cân bằng động thường được thực hiện ở nhà máy chế tạo, phải có thiết bị đặc biệt để làm việc này.

Trong sửa chữa thường áp dụng phương pháp cân bằng tĩnh cho những rô to cỡ nhỏ. Tự chế một bộ cân bằng tĩnh hình lưỡi dao như hình 2-8 (mài sắc để ma sát thật nhỏ). Có thể áp dụng cho các dòng máy bơm nước nhập khẩu Ý, máy bơm nước Ebara Ý.

 

Xem thêm: điện 1 pha là gì

 

Cách sử dụng và hiệu chỉnh

Đặt rô to lên giá, lấy tay quay nhẹ rô to, đợi nó ngừng lại rồi lấy phấn đánh dấu vào một rãnh phía dưới rô to. Sau đó lại lấy tay quay nhẹ một vài lần, nếu rô to có thể ngừng lại ở một vị trí bất kỳ khác (căn cứ theo vạch phấn) thì coi như rô to đã cân bằng.

Ngược lại, nếu rô to ngừng lại ở vị trí cũ (vạch phấn nằm dưới) chứng tỏ là chỗ này hơi nặng, lúc đó ta có thể gắn thử một khối ma tít nhỏ vào phía trên của rô to (khối ma tít đối xứng với chỗ nặng qua trục).

Tiếp tục quay thử nhiều lần, thêm bớt khối ma tít một cách thích đáng để cho vạch phấn ngừng lại ở vị trí bất kỳ thì mới coi như rô to đã đạt được tiêu chuẩn cân bằng.

Cuối cùng thay vào vị trí của khối ma tít bằng một thỏi kim loại cùng trọng lượng với khối ma tít ấy.

Thường người ta bắt vào cánh quạt, hàn vào đầu rô to hoặc nếu trong lượng cần thêm vào nằm đúng vị trí của rãnh quấn dây thì có thể chèn nêm vào rãnh đó một thỏi kim loại phi từ tính (thường dùng loại nêm đồng vàng).

Còn một phương pháp khác là khoan bỏ bớt kim loại ở vị trí nặng đi cũng đạt được kết quả hiệu chỉnh cân bằng như trên.

 

Quấn lại Rô to động cơ máy may theo hình chữ V

Ở động cơ vạn năng, thông thường thì rô to được quấn xếp, đuổi về phải hoặc đuổi về trái và quấn tay nên không đều: bin cuối cùng ở phía trên dài hơn bin quấn đầu tiên nằm dưới, quấn xong thường phải cân bằng chống lực ly tâm mà dây dễ bị đầy, chạm đầu phía cổ góp điện hoặc chạm phía cánh quạt.

Để khắc phục hiện tượng này có nhiều cách quấn đặc biệt như: quấn song hành hai bin, quấn bổ đôi, quấn hình hai chữ V,…

Hình 2-9 vẽ cách quấn theo hình chữ V của rô to động cơ máy may ASPA. Stato có hai cực, quấn dây cỡ d = 0,21, số vòng rãnh w = 360.

Rô to có số rãnh: z = 12 và  k = 24 phiến góp, vậy phải quấn 12 cuộn dây gồm 24 bin như bảng 2.

 

Dùng dây men cỡ d = 0,17mm, sợi dây đầu tiên (Đ1) của cuộn dây số 1 quấn từ rãnh số 1 sang rãnh số 6 đủ 90 vòng rồi xoắn lại để chừa ra một đoạn ngắn là xong bin thứ nhất. Vẫn từ rãnh số 1 quấn sang rãnh số 6 thêm 90 vòng nữa rồi xoắn lại một đoạn dài để chừa ra, kết thúc bin thứ hai (C1) của cuộn dây số 1 ở lớp dưới rãnh số 6.

 

Xem thêm: điện 1 chiều là gì

Cuộn dây số 2 tiếp tục quấn từ rãnh số 6, đầu D2 từ lớp trên của rãnh này vắt sang rãnh số 11 để quấn hai lần, mỗi lần 90 vòng và kết thúc dãy cuối C2 ở rãnh số 11 (lớp dưới). Vậy mỗi rãnh có hai đôi một ngắn, một dài (để dễ đọc, ở hình 2-9b chỉ vẽ một cuộn dây, nên mỗi rãnh chỉ có 1 đôi) để khi hàn ra hai phiến góp nằm cạnh nhau đúng thứ tự.

Tiếp tục quấn đủ 12 cuộn, dây kết thúc cuối cùng C12 sẽ nằm chung ở rãnh số 1 với sợi dây đặt đầu tiên Đ1. Đem xoắn hai dây này thành một đôi dây dài để hàn vào cổ góp điện theo vạch đấu cũ, từ đó cứ theo đúng tuần tự: ngắn, dài, ngắn,… đủ 24 đôi dây xuống cổ góp.

Nhìn từ phía cánh quạt thấy rõ hai cuộn dây số 11 và 12 quấn sau cùng chụm lại thành hình chữ V cân đối.

 

Quấn lại Rô to động cơ máy cắt theo kiểu đối xứng

Máy cắt cầm tay (cắt kiểu đá mài) thường dùng để cắt sắt, cắt gạch men, đá,… trong xây dựng. Rô to quay với tốc độ hàng chục nghìn vòng/phút nên độ rung, lực li tâm lớn. Vì vậy một số hãng sản xuất thường quấn rô to theo kiểu đối xứng qua tâm trục. Kiểu quấn này có đặc điểm là không quấn liên tiếp như trên mà làm theo kiểu nhảy cóc: từ cuộn dây thứ nhất quấn tiếp cuộn thứ 2 đối xứng nhau qua trục, sang cuộn thứ ba lại nhảy cóc mấy rãnh,… theo thứ tự 1 -> 3 -> 5 -> 7… (bảng 1d, 1e, 1f: xem tại phần 1)

Ví dụ: Quấn lại rô to máy cắt động cơ vạn năng (Nhật) P = 1050 W; U = 220V; z = 12; k =24; số liệu dây quấn như bảng 3.

Dùng dây men 2 lớp d = 0,45 mm, đặt sợi dây đầu tiên Đ1 quấn rừ rãnh số 1 sang rãnh số 6 đủ 18 vòng rồi xoắn lại, để chừa ra một đoạn ngắn (hình 2-10). Vẫn từ rãnh số 1 quấn sang rãnh số 6 thêm 18 vòng nữa để kết thúc bin thứ 2 của cuộn dây số 1 trong cùng rãnh ấy (C1).

Cuộn dây số 2 lại bắt đầu quấn từ rãnh số 7 (Đ2) sang rãnh số 12 đủ 2 lần mỗi lần 18 vòng, đầu ra của cuộn số 2 là C2.

Cuộn dây số 3 được quấn từ rãnh số 3 là Đ3… sang rãnh số 8 như bảng 1d. Tiếp tục quấn đủ 12 cuộn (24 bin) cho xong. Nhìn từ phía cánh quạt ta thấy rõ 2 cuộn dây số 11 và 12 nằm ở lớp trên tạo thành 2 bin song song và đối xứng qua tâm trục (hình 2-10). Chú ý các đầu dây nối ra cổ góp điện phải hàn đúng vị trí cũ đã đánh dấu.

Nếu cổ góp điện bị hỏng phải thay mới thì khi tháo cổ ra phải đánh dấu chính xác vị trí để lúc đóng cổ mới vào trục đúng như cũ, chỉ sai lệch 1/2 phiến góp cũng gây ra tó lửa ở chổi than, máy chạy bị nóng quá mức, không làm việc được.

 

Quấn lại động cơ không đồng bộ một pha

 

1. Khái niệm chung về dây quấn động cơ một pha tụ điện

Cấp điện vào động cơ điện một pha rô to lồng sóc thì dòng điện một pha sẽ đi qua các cuộn dây sinh ra từ trường φ1. Trong rô to lồng sóc nhờ có dòng điện cảm ứng cũng xuất hiện từ trường φ2.

Cả stato và rô to lúc này đều có từ trường nhưng không làm động cơ quay vì đây chỉ là từ trường đập mạch có tác dụng hút chặt rô to lại.

Bởi vậy, trong động cơ điện một pha kiểu tụ điện, muốn tự quay được bao giờ cũng có hai cuộn dây

 

 

• Cuộn dây chính được gọi là cuộn dây làm việc (A).
• Cuộn dây phụ gọi là cuộn dây khởi động (B) được đặt trong một số rãnh stato, nhưng lệch đi so với cuộn làm việc một bước cực sao cho sinh ra một từ thông lệch với từ thông chính một góc 900 trong không gian. Cuộn khởi động được nối tiếp qua một tụ điện (hoặc điện trở nhưng ít dùng) rồi mới nối vào nguồn, do vậy mặc dù vẫn chung nguồn một pha với cuộn làm việc nhưng dòng điện trong dây quấn phụ đã lệch pha với dòng điện trong dây quấn chính một góc 900 (hình 2-11).

Dòng điện ở dây quấn chính và dây quấn phụ lệch pha về thời gian và không gian một góc 900 nên chúng sinh ra từ trường quay không đối xứng đủ để tạo ra mômen cho động cơ tự khởi động dễ dàng.

Quấn lại động cơ điện không đồng bộ một pha kiểu tụ điện cần thực hiện theo trình tự sau:

• Kiểm tra xác định đúng chỗ hỏng để đề ra phương pháp sửa chữa đảm bảo kỹ thuật và kinh tế nhất.
• Vẽ lại sơ đồ quấn dây, đấu dây.
• Tháo bin dây hỏng, làm sạch các rãnh, đo cỡ dây và đếm số vòng ở các cuộn làm việc, cuộn khởi động (kể cả cuộn số nếu có) trong các tổ nối dây.
• Làm khuôn quấn dây, quấn đúng cỡ dây và đủ số vòng đã lấy mẫu.
• Cắt giấy cách điện lót vào rãnh, lồng dây xuống rãnh, nêm dây chặt chẽ, đấu dây đúng sơ đồ đã vẽ.
• Kiểm tra, lắp ráp chạy thử rồi mới tẩm sơn cách điện.

 

2. Các công thức tính toán để vẽ sơ đồ dây quấn

Động cơ điện một pha kiểu tụ điện khởi động thì rãnh cuộn dây làm việc ZA chiếm 2/3 số rãnh, còn rãnh dây quấn khởi động chiếm 1/3 tổng số rãnh z của stato.

Động cơ thường được quấn theo kiểu đồng tâm.

• Số rãnh dưới một cực của cuộn làm việc:

qA = zA/2p              (2-1)

• Số rãnh dưới một cực của cuộn khởi động:

QB = zB/2p             (2-2)

• Bước quấn y của bin lớn nhất (bước đủ):

y = z/2p                 (2-3)

 

Quấn lại động cơ điện một pha chạy máy nén khí

Các số liệu sẽ tính được ở mục 3-14 gồm:

U = 220V; P = 1 kW

Z = 24 ; 2p = 14

Sử dụng tụ điện khởi động 150 µF – 450 V.

• Cuộn làm việc A: quấn dây d = 1,04 mm; w = 41 vòng/rãnh
• Cuộn khởi động B: quấn dây d = 0,72 mm; w = 80 vòng/rãnh

Vậy số rãnh cuộn làm việc:

zA = (2/3)z = (2/3)24= 16 rãnh

• Số rãnh dưới một cực của cuộn làm việc:

qA = zA/2p = 16/4 = 4 rãnh

• Số rãnh cuộn khởi động:

zB = (1/3)z = (1/3)/24 = 8 rãnh

• Số rãnh dưới một cực ở cuộn khởi động:

qB = zB/2p = 8/4 = 2 rãnh

• Bước quấn của bin lớn nhất:

y = z/2p = 24/4 = 6 rãnh

Tính được các yếu tố xong nên dùng bút chì hai màu để dễ phân biệt, nếu chỉ vẽ một màu thì phải phân biệt bằng nét đậm và nét nhỏ (hoặc nét đứt). Dùng giấy kẻ ly đánh số từ 1 đến z (z=24), biết số rãnh ở mỗi cực của cuộn làm việc A (qA=4) và cuộn khởi động B (qB=2) lấy bút lần lượt kẻ:

• Nét to qA lần (4 lần)
• Nét nhỏ qB lần (2 lần)

Kẻ cho dến hết tổng số z (24), sau đó đánh dấu chiều của dòng điện. Đánh dấu bằng mũi tên, cứ qA lần (4 lần) mũi tên chỉ chiều dòng điện đi lên lại đến qB lần (2 lần) mũi tên chỉ chiều dòng điện đi xuống,… ở từng màu cho đến hết tổng số rãnh z (24), tiếp tục vẽ bước quấn dây yA và yB­ của bin lớn nhất (6 rãnh). Từ bin lớn nhất sẽ vẽ được các bin nhỏ nằm trong lòng nó cho đủ bộ và từ các mũi tên đã đánh dấu nối các bin lại cho đúng chiều.

(Trong sơ đồ 2-12 chỉ vẽ mối đấu dây ở các nhóm)

 

 

Vài điểm lưu ý:

• Các công thức tính để vẽ sơ đồ trên chỉ là cơ bản, trong thực tế người ta còn trải rộng mặt cực ra hơn nữa để cải thiện sự khởi động và làm việc của động cơ.
• số vòng dây quấn trong một rãnh ở đây đều giống nhau (41 vòng ở từng rãnh cuộn A và 80 vòng ở từng rãnh cuộn B), nhiều trường hợp số vòng từng rãnh ở một tổ có khi khác nhau. Vì vậy khi lấy mẫu (bước 3) phải đếm số vòng trong từng rãnh ở cả tổ quấn dây để không sai sót.
• Một vài động cơ cỡ lớn, người ta thường gộp các cuộn dây ở cùng một cực để giảm bớt mối nối, nâng cao chất lượng bộ dây. Ở trường hợp này cuộn làm việc sẽ gộp 4 tổ quấn dây có 2 bin thành 2 tổ có 4 bin, cuộn khởi động thì gộp 4 cuộn riêng lẻ thành 2 tổ (hình 2-12b).

Khi quấn cuộn làm việc, mỗi tổ sẽ quấn liền 4 cuộn, còn cuộn khởi động thì quấn liền 2 cuộn. Như vậy sẽ phải làm nhiều khuôn hơn, khó hạ dây và cũng không tiết kiệm dây quấn, nhưng đỡ tốn gen nối đầu dây và dây quấn stato an toàn hơn.

 

Quấn lại động cơ máy cưa (Liên Xô cũ)

Máy dùng động cơ không đồng bộ 1 pha chạy tụ ngâm 8µF; 400V; điện áp 220V; công suất 370W; tốc độ 2850 vòng/phút

Stato có z = 24 rãnh, cuộn làm việc và cuộn khởi động đều được trải rộng mặt cực ra (một số rãnh có hai lớp dây của cả cuộn A và cuộn B) để tăng cường mômen khởi động và cải thiện sự làm việc của máy. Sơ đồ tròn được vẽ như hình 2-13

 

Cuộn dây làm việc cỡ dây d = 0,60 mm được quấn thành 2 tổ, mỗi tổ 5 bin liền nhau

• Bin to :  yA = 13 quấn 37 vòng
• Bin vừa:  yA = 11 quấn 70 vòng
• Bin trung bình: yA = 9 quấn 62 vòng
• Bin nhỏ: yA = 7 quấn 50 vòng
• Bin nhỏ nhất: yA = 5 quấn 37 vòng

Cuộn dây khởi động cỡ dây d = 0,45mm được quấn thành 2 tổ, mỗi tổ 5 bin liền nhau

• Bin to :  yB = 13 quấn 67 vòng
• Bin vừa:  yB = 11 quấn 97 vòng
• Bin trung bình: yB = 9 quấn 117 vòng
• Bin nhỏ: yB = 7 quấn 130 vòng
• Bin nhỏ nhất: yB = 5 quấn 67 vòng

 

Quấn lại động cơ máy trục (chuyển vật liệu xây nhà cao tầng)

Động cơ có 36 rãnh, dây quấn đồng tâm, tốc độ đồng bộ 1500 vòng/phút, chạy điện 1 pha 220V. Dùng tụ ngâm 10µF; 400V, công suất 700W.

Stato có z1 = 36 rãnh, cuộn làm việc và cuộn khởi động cũng được trải rộng mặt cực ra để khởi động khỏe, êm, làm việc tốt (hình 2-14).

• Cuộn làm việc cỡ dây d = 0,17mm:

yA = 10; wA = 37 vòng

yA = 8; wA = 68 vòng

yA = 6; wA = 55 vòng

yA = 4; wA = 55 vòng

Quấn thành 4 tổ, mỗi tổ 4 bin liền nhau.

• Cuộn khởi động cỡ dây d = 0,5mm:

yB = 9; wB = 60 vòng

yB = 7; wB = 20 vòng

yB = 5; wB = 20 vòng

Quấn thành 4 tổ, mỗi tổ 3 bin liền nhau.

 

Quấn lại động cơ máy may thêu (Đức)

Động lực của máy là động cơ điện không đồng bộ 1 pha chạy tụ ngâm 10 µF – 400V.

Điện áp: 220V; Công suất: 400W

Tốc độ: 900 vòng/phút (f=50); 2p = 6

• Stato có z = 36 rãnh, vậy số rãnh cuộn làm việc:

zA = (2/3)z = (2/3)36 = 24 rãnh (12 bin)

Số rãnh dưới một cực của cuộn làm việc A :

qA = zA/2p = 24/6 = 4 rãnh

Bước quấn của bin lớn nhất :

yA = z/2p = 36/6 = 6 rãnh

• Số rãnh cuộn khởi động :

zB = (1/3)z = 36/3 = 12 rãnh (12 bin)

Số rãnh dưới một cực của cuộn khởi động B :

qB = zB/2p = 12/6 = 2 rãnh

Stato quấn đồng tâm, bước quấn của bin lớn nhất

yB = z/2p = 36/6 = 6 rãnh

 

Để cải thiện sự làm việc và tăng cường mômen khởi động, cuộn khởi động được trải rộng thêm mặt cực nên trong mỗi cực đều cso một số rãnh quấn chung cả cuộn làm veiecj và cuộn khởi động (hình 3-11).

• Cuộn làm việc được quấn bằng cỡ dây d = 0,6mm, quấn thành 6 tổ, mỗi tổ 2 bin

yA = 6 : quấn 122 vòng

yA = 4 : quấn 98 vòng

• Cuộn khởi động được quấn bằng cỡ dây d = 0,5mm, quấn thành 6 tôt, mỗi tổ 2 bin.

yB = 6 : quấn 147 vòng

yB = 4 : quấn 100 vòng

Khi hạ bin xuống rãnh thì cho cuộn làm việc A xuống trước, cuộn nhỏ rồi đến cuộn to (dính 2) cho xong cả 6 tổ.

Cuộn khởi động B cũng gồm 6 tổ hạ xuống rãnh sau, tiếp tục đấu dây theo sơ đồ 2-15