Khãa luËn tèt nghiÖp

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Vật lý
cùng các thầy cô giáo trong khoa Vật lý, đặc biệt là các thầy cô trong tổ Vật
lý - kỹ thuật, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho
tôi hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này.
Tôi cũng xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành, sâu sắc của mình tới thầy
giáo Ngô Tuấn Đức, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành
khoá luận này.
Nhân dịp này cho tôi được gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn
bè đã luôn ở bên tôi động viên tạo điều kiện giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá
trình thực hiện và hoàn thiện khoá luận tốt nghiệp.
Hà Nội, tháng 5 năm 2009
Người thực hiện
Khuất Thị Thanh

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C –

1


LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Khuất Thị Thanh
Sinh viên lớp K31C - Khoa Vật lý - Ngành Sư phạm kỹ thuật, trường
Đại học Sư phạm Hà Nội 2.
Tôi xin cam đoan những nội dung mà tôi đã trình bày trong khoá luận
này là kết quả quá trình nghiên cứu của bản thân dưới sự hướng dẫn tận tình
của thầy giáo Ngô Tuấn Đức. Những nội dung này chưa từng được công bố
trong khoá luận nào khác.
Hà Nội, tháng 5 năm 2009

2.2. Mô tả một số thiết bị…………………………………………………... 18


Chương 3: THỨ TỰ THÍ NGHIỆM - THỰC HÀNH BÀI “ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA”………………………………………….. 26
3.1. Tìm hiểu sơ lược về động cơ………………………………………….. 26
3.2. Xác định đầu dây các pha……………………………………………... 26
3.3. Xác định cực tính các cuộn dây……………………………………….. 27
3.4. Đo cách điện giữa các cuộn dây với nhau và giữa cuộn dây với vỏ
máy………………………………………………………………………… 28
3.5. Khởi động động cơ……………………………………………………. 29
3.6. Các chú ý khi làm thí nghiệm - thực hành động cơ không đồng bộ ba
pha…………………………………………………………………………. 36
Chương 4: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC BÀN THÍ NGHIỆM VÀ BỐ
TRÍ CÁC THIẾT BỊ TRÊN BÀN THÍ NGHIỆM - THỰC HÀNH….. 37
4.1. Các yêu cầu chung…………………………………………………….. 37
4.2. Tính toán kích thước bàn thí nghiệm trong phòng thí nghiệm - thực
hành………………………………………………………………………... 37
4.3. Bố trí thiết bị trên bàn thí nghiệm - thực hành bài: “ĐỘNG CƠ KHÔNG
ĐỒNG BỘ BA PHA”……………………………………………………… 39
4.4. Nhận xét chung………………………………………………………... 40
Chương 5: CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH…………………………………………………………….. 41
5.1. Cấp điện từ mạng điện vào bài thí nghiệm…………………………… 41
5.2. Cấp điện từ mạng điện vào bàn thí nghiệm…………………………… 42
5.3. Nhận xét, đánh giá…………………………………………………….. 45
KẾT LUẬN CHUNG…………………………………………………….. 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………….. 47


MỞ ĐẦU

khoá luận gồm 5 chương nội dung:
Chương 1: Sơ lược lý thuyết
Chương 2: Các thiết bị cần dùng cho bài thí nghiệm - thực hành
Chương 3: Thứ tự thí nghiệm - thực hành bài “Động cơ không đồng
bộ ba pha”
Chương 4: Tính toán kích thước bàn thí nghiệm và bố trí các thiết bị
trên bàn thí nghiệm - thực hành
Chương 5: Các phương án cấp điện cho bài thí nghiệm - thực hành


NỘI DUNG
Căn cứ để xây dựng bài thí nghiệm - thực hành
Theo chương trình thí nghiệm kỹ thuật điện của sư phạm kỹ thuật ở
trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2:
Bài 6: Động cơ không đồng bộ ba pha
VI.1. Xác định cực tính, đầu dây, đo điện trở cách điện.
VI.2. Bảo dưỡng sửa chữa.
VI.3. Khảo sát chất lượng.
VI.4. Thí nghiệm thực hành lắp đặt đo đạc động cơ.
- Khởi động trực tiếp.
- Khởi động sao - tam giác.
- Khởi động dùng máy biến áp tự ngẫu.
- Hãm.
- Đưa động cơ ba pha về làm việc ở lưới điện một pha.
Mục đích của bài thí nghiệm - thực hành
- Xác định các thông số của động cơ.
- Xác định các cuộn dây stato của động cơ: Tìm điểm đầu và điểm cuối
của các cuộn dây. Đo cách điện giữa các cuộn dây, giữa các cuộn dây với vỏ
máy.
- Tìm hiểu các cách khởi động động cơ: Trực tiếp, gián tiếp.

Dây quấn rôto có 2 kiểu: Rôto lồng sóc, rôto dây quấn.
+ Loại rôto lồng sóc: Trong các rãnh của lõi thép rôto đặt các thanh
dẫn, hai đầu nối với hai vòng ngắn mạch tạo thành lồng sóc.

a)

b)

c)

Hình 1.2.a. Cấu tạo rôto lồng sóc
a) Lá thép; b) Lồng sóc; c) Rôto lồng sóc

+ Loại rôto dây quấn: Trong rãnh lõi thép rôto đặt dây quấn ba pha.
Dây quấn rôto thường nối sao, ba đầu ra nối với ba vòng tiếp xúc bằng đồng,
cố định trên trục rôto và được cách điện với trục. Tỳ trên ba vòng tiếp xúc là
ba chổi than để nối mạch điện với biến trở bên ngoài để mở máy hoặc điều
chỉnh tốc độ.

Hình 1.2.b. Cấu tạo của rôto dây quấn.
1. Dây quấn ba pha; 2. Vòng tiếp xúc; 3. Trục


1.2 Những lượng định mức cơ bản
Trên vỏ động cơ đều có gắn biển máy, trong đó có ghi các lượng định
mức cơ bản sau:
-

Công suất định mức là công suất cơ mà máy đưa ra.


n1 

60 f
p

Trong đó:
f: tần số dòng điện lưới
p: số đôi cực từ của stato
Từ trường quay cắt các thanh dẫn rôto, cảm ứng các sức điện động.
Do các thanh dẫn rôto được nối ngắn mạch nên sức điện động cảm ứng sẽ
sinh ra dòng trong các thanh dẫn rôto. Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường
quay với thanh dẫn mang dòng điện rôto, kéo rôto quay cùng chiều quay từ
trường với tốc độ n.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C –

10


Hình 1.3. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ.

Tốc độ n của động cơ nhỏ hơn tốc độ từ trường quay n1. Vì nếu tốc độ
bằng nhau thì không có sự chuyển động tương đối, trong dây quấn rôto sẽ
không có sức điện động và dòng điện cảm ứng, lực điện từ bằng không.
Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc độ
trượt n2:
n2 = n1 – n
Hệ số trượt của tốc độ là:
S



dây (không cùng một pha dây quấn).
+ Nếu giá trị R ≈ 0

hai đầu dây cùng một pha dây quấn.

Sơ đồ: Hình 1.4
Cách 2: Dùng đồng hồ vạn năng (AVΩ)
- Để đồng hồ vạn năng (AVΩ) ở thang đo điện trở (x1, x10, x100,…).
- Chuẩn 0: chập hai que đo, chỉnh cho kim đồng hồ về vị trí 0.
- Mắc đồng hồ song song với hai đầu cuộn dây.
- Đọc giá trị điện trở đo được trên AVΩ:
+ Nếu giá trị R = ∞

hai đầu cuộn dây không cùng một pha dây

quấn.
+ Nếu giá trị R ≈ 0

hai đầu dây cùng pha dây quấn.

Sơ đồ: Hình 1.5

1.5. Cách đấu dây động cơ trên hộp đầu dây
Khi đã quấn xong, các đầu đầu (A, B, C) và các đầu cuối (X, Y, Z) của
các pha dây quấn stato được đưa ra hộp đầu dây ở vỏ máy. Căn cứ vào điện
áp của lưới điện và điện áp định mức mà ta nối các cuộn dây stato thành hình
sao (Y) hoặc thành hình tam giác (∆).



Đây là biện pháp khởi động đơn giản nhất, chỉ việc đóng trực tiếp động
cơ vào lưới điện. Hình 1.8
Phương pháp này dùng được khi công suất mạng điện (hoặc nguồn
điện) lớn hơn công suất động cơ nhiều.
Ưu điểm: Mở máy sẽ rất nhanh và đơn giản.
Nhược điểm: Dễ gây tụt điện áp mạng rất nhiều, thời gian mở máy lâu
có thể làm chảy cầu chì bảo vệ, đồng thời hại cho động cơ.


1.6.2. Khởi động gián tiếp
Đây là phương pháp khởi động sử dụng các thiết bị chỉnh điện áp đặt
vào động cơ.
Ưu điểm: Khi mở máy ta có thể điều chỉnh giảm điện áp đặt vào động
cơ nên làm giảm được dòng điện mở máy.
Nhược điểm: Phương pháp này mômen mở máy giảm rất nhiều nên nó
chỉ sử dụng được đối với trường hợp không yêu cầu mômen mở máy lớn.
Ta có một số phương pháp khởi động gián tiếp:
Khởi động gián tiếp qua điện trở làm giảm điện áp đặt vào stato khi mở
máy:
Điện áp mạng được đặt vào động cơ qua điện áp kháng ĐK. Hình 1.9
Cầu dao CD2 dùng để nối tắt động cơ với nguồn.
Cầu dao CD1 dùng để nối động cơ với nguồn qua các điện kháng ĐK.
Lúc mở máy, cầu dao CD2 mở, cầu dao CD1 đóng. Khi động cơ đã
quay ổn định thì đóng cầu dao CD2 để ngắt mạch điện kháng.
Nhờ có điện áp rơi trên điện kháng mà điện áp trực tiếp đặt vào động
cơ giảm đi. Dòng điện sẽ giảm đi k lần nhưng mômen mở máy cũng giảm đi k
lần (vì mômen tỷ lệ với bình phương điện áp).


Khởi động gián tiếp qua biến áp tự ngẫu:

Nút ấn là thiết bị điện để điều khiển từ xa (có khoảng cách) đóng, ngắt
tự động mạch điện (mạch điện động cơ điện ….)
Có 2 loại:
+ Nút ấn thường mở
+ Nút ấn thường đóng.
Nút ấn thường mở
-

Cấu tạo và kí hiệu:

1. Tiếp điểm động.

3. Lò xo.

2. Tiếp điểm tĩnh.

4. Kí hiệu nút ấn thường mở


- Nguyên lí hoạt động:
Khi ta ấn nút ấn thường mở theo chiều mũi tên thì tiếp điểm đóng lại,
nối mạch điện.
Khi ta bỏ tay ra, nhờ lò xo phản hồi, tiếp điểm lại trở về vị trí ban đầu
là hở mạch.
Nút ấn thường đóng
- Cấu tạo và kí hiệu:

3. Tiếp điểm động.

3. Lò xo.

- Khi ấn nút Nđ sẽ có dòng điện đi vào cuộn dây của công tắc tơ, công
tắc tơ hoạt động do đó tiếp điểm thường mở đóng lại, tiếp điểm thường đóng
mở ra.
- Khi thả tay ra khỏi nút ấn Nđ không có dòng điện đi vào cuộn dây. Do
đó để duy trì hoạt động của công tắc tơ người ta thường thiết kế một tiếp điểm
thường mở mắc song song với nút ấn Nđ và tiếp điểm thường mở do cuộn dây
của công tắc tơ điều khiển.
Công dụng của công tắc tơ:
- Dùng để điều khiển từ xa, thay thế cầu dao đóng, ngắt các mạch điện.
- Đảm bảo được an toàn cho người sử dụng.
- Công tắc tơ có dòng điện nhỏ có thể điều khiển được tải có dòng điện
lớn.

KhuÊt ThÞ Thanh – K31C –

20


* Một số hình ảnh của công tắc tơ

2.2.3. Máy biến áp tự ngẫu ba pha
Trong trường hợp cần biến đổi điện áp trong phạm vi không lớn lắm,
nghĩa là điện áp sơ cấp và thứ cấp khác nhau không nhiều, người ta dùng máy
biến áp tự ngẫu.
Máy biến áp tự ngẫu khác máy biến áp hai dây quấn ở chỗ là dây quấn
thứ cấp và dây quấn sơ cấp có một phần chung, nên ngoài sự liên hệ qua từ
thông chính  , các dây quấn sơ cấp và thứ cấp còn liên hệ trực tiếp với nhau
về điện.
Máy biến áp tự ngẫu ba pha là ba biến áp tự ngẫu 1 pha gắn trên một
trục quay.

Cấu tạo và kí kiệu cầu dao
1.Tiếp điểm động (lưỡi dao); 2.Tiếp điểm tĩnh; 3.Đế cách điện

Theo kết cấu người ta phân ra loại 1 cực, 2 cực, 3 cực hoặc 4 cực.
Theo điện áp phân ra điện áp định mức 250V, 500V.


Theo dòng điện định mức có các loại: 15; 25; 30; 40; 60; 75; 100; 150;
200; 300; 350; 600; 1000A.
Theo điều kiện bảo vệ có loại không có hộp, có loại có hộp che chắn.
Theo yêu cầu sử dụng có loại cầu dao có cầu chì bảo vệ và loại không
có cầu chì bảo vệ.
2.2.5. Cầu chì
Cầu chì là loại thiết bị điện dùng để bảo vệ các thiết bị điện và mạch
điện tránh quá dòng điện (chủ yếu là dòng điện ngắn mạch). Trong mạng điện
ta thường thấy cầu chì bảo vệ các dây điện và cáp, bảo vệ đồ dùng điện gia
đình, bảo vệ máy biến áp, động cơ điện…
Hai phần tử cơ bản của cầu chì là: dây chảy và thiết bị dập hồ quang
(phần tử dập hồ quang thường gặp ở cầu chì cao áp).
Dây chảy là phần tử quan trọng nhất, để cắt mạch điện khi có sự cố một
cách tin cậy, dây chảy cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Không bị oxy hóa.
- Dẫn điện tốt.
- Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp.
- Kim loại vật liệu ít.
- Quán tính nhiệt phải nhỏ.
Để giảm nhiệt độ tác động, người ta phải dùng 2 biện pháp:
- Dùng dây dẹt có lỗ thắt lại để giảm tiết diện.
- Dùng dây tròn, trên một số đoạn hàn thêm một số vảy kim loại có
nhiệt độ nóng chảy thấp.