Giáo trình Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng (Nghề: Điện dân dụng) - CĐ Cơ Giới Ninh Bình

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: VẬN HÀNH VÀ SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ ĐIỆN VẠN NĂNG
NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số:
/QĐ-TCGNB ngày…….tháng….năm
2017 của Trường cao đẳng nghề Cơ giới Ninh Bình

Ninh Bình, năm 2019
1


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2


LỜI GIỚI THIỆU
Trong suốt chặng đường hình thành và phát triển, với nhiệm vụ
cung cấp đủ điện cho đất nước, ngành Điện Việt Nam đã có bước phát triển vượt
bậc với nhiều thành tựu đáng tự hào. Chúng ta đã xây dựng được nhiều nhà máy
nhiệt điện, thủy điện công suất lớn trong khắp cả nước và đấu nối thành công
nhiều nhà máy phát điện lên đường dây tải điện 500kV. Bên cạnh đó nhiều nhà

máy chế tạo các thiết bị điện như máy biến thế, động cơ điện các loại, máy phát
điện đồng bộ, máy điện một chiều v.v.. nhằm phục vụ sự nghiệp cơng nghiệp
hóa và điện khí hóa tồn quốc.
Giáo trình: Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng, được biên
soạn để phục vụ chủ yếu cho học sinh sinh viên nghề Điện dân dụng của trường.
Giáo trình có thể dùng để tham khảo cho các nghề liên quan như Điện công
nghiệp, Cơ điện nông thơn,... Ngồi ra giáo trình cũng giúp những người tự học
nghề điện để phục vụ riêng cho mình nhưng khơng có điều kiện theo học ở các
trường hoặc những cơng nhân đang làm việc trong nghề điện muốn có thêm kiến
thức về máy điện nói chung hay động cơ điện vạn năng nói riêng. Giáo trình
mang tính phổ cập, thiên về thực hành nên dễ hiểu, dễ làm theo.
Khi biên soạn giáo trình: Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn
năng, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến mơn
học, phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng kết hợp những nội dung
lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để giáo
trình có tính thực tế cao. Đồng thời đã tham khảo theo giáo trình tiên tiến của
các cán bộ giảng dạy bộ môn máy điện và những sách kỹ thuật điện, cơ điện,
quấn dây v.v.. trong và ngồi nước.
Ninh Bình, ngày ...... tháng ...... năm 2019
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên:
2. Thành viên:
3. Thành viên:

3

NGUYỄN THỊ PHƯỢNG


MỤC LỤC

4


GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
Tên mơ đun: Vận hành và sửa chữa động cơ điện vạn năng
Mã mơ đun: MĐ27
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun:
- Vị trí: Mơ đun được bố trí sau khi học sinh học xong các môn học chung, các
môn học/mô đun: An toàn lao động & TCSX; Điện kỹ thuật; Vẽ điện; Vật liệu
điện; Điện tử cơ bản; Khí cụ điện; Đo lường điện; Nguội cơ bản.
- Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề
- Ýnghĩa và vai trị của mơ đun:
Mơ đun này được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học chung,
các môn học/ mô đun: An toàn lao động & VSCN; Điện kỹ thuật; Vẽ điện; Vật
liệu điện; Điện tử cơ bản; Khí cụ điện; Đo lường điện; Nguội cơ bản.
Mục tiêu của mô đun:
- Về kiến thức: Trình bày được nguyên lý cấu tạo, nguyên lý làm việc,
cách đấu dây, cách đảo chiều quay, cách điều chỉnh tốc độ và vận hành của các
loại động cơ điện vạn năng dùng trong các thiết bị điện dân dụng;
- Về kỹ năng:
+ Đấu nối, vận hành động cơ điện vạn năng theo đúng qui trình kỹ thuật;
+ Lắp đặt, bảo dưỡng, sửa chữa các động cơ điện vạn năng theo đúng qui
trình, yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo an toàn người và thiết bị;
+ Chọn lựa được động cơ thích hợp với nhu cầu sử dụng;
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tuân thủ các quy tắc an tồn khi làm
việc.
Nội dung của mơ đun:

5

BÀI MỞ ĐẦU
Giới thiệu:
Bài học này sẽ giới thiệu tới sinh viên các khái niệm về máy điện, phân loại
máy điện, vật liệu dùng trong động cơ điện vạn năng và các tình trạng làm việc
của động cơ điện vạn năng.
Mục tiêu:
- Trình bày được khái niệm và phân loại được các loại máy điện;
- Trình bày được vật liệu dùng trong động cơ điện vạn năng và các tình
trạng làm việc của động cơ điện vạn năng;
- Có tính tư duy, sáng tạo trong quá trình học tập.
Nội dung chính:
1. Khái qt về máy điện
Nhìn theo quan điểm năng lượng thì các máy điện là các thiết bị dùng để
truyền tải hoặc để biến đổi năng lượng điện từ. Ví dụ: Máy biến áp là thiết bị
truyền tải năng lượng dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang năng lượng
dòng điện xoay ở điện áp khác. Máy biến đổi tần số là thiết bị truyền tải năng
lượng dòng điện xoay chiều ở tần số này, sang năng lượng dòng điện xoay chiều
ở tần số khác. Các máy phát điện và động cơ điện, tương ứng là các thiết bị điện
biến đổi từ cơ năng sang điện năng, hoặc ngược lại. Quá trình truyền tải hoặc
biến đổi năng lượng điện từ trong các máy điện, đều phải thông qua trường điện
từ tồn tại trong máy. Do đó bất kỳ một máy điện nào đều có hai mạch: Mạch
điện và mạch từ.
Các máy điện có nhiều loại và cấu tạo khác nhau, song đứng về mặt năng
lượng thì có thể coi máy điện như một thiết bị điện có hai cửa: Cửa vào là cửa
nhận năng lượng đưa vào máy, và cửa ra là cửa đưa năng lượng từ máy ra ngồi
(hình vẽ 1).
Cửa vào (U, I, hoặc M, n)

Máy điện

Cửa ra (M, n, hoặc U, I)

Hình 1. Máy điện là thiết bị điện có hai cửa

6


Nếu là máy phát điện thì năng lượng đưa vào cửa vào là cơ năng; thể hiện
qua mô mem M và tốc độ quay n truyền lên trục quay máy phát; còn năng lượng
lấy ở cửa ra là điện năng ; thể hiện qua dòng điện I và điện áp U máy phát phát
ra. Nếu là động cơ thì ngược lại, năng
lượng đưa vào cửa vào là điện năng (I, U),
P
và năng lượng lấy ở cửa ra là cơ năng (M,
n). Trường hợp các máy điện truyền tải
P1
P2
năng lượng, ví dụ như máy biến áp, thì
năng lượng ở cửa vào và ra đều là điện
năng (vào là U1, I1; ra là U2, I2). Ta có thể
coi như có 1 dịng năng lượng chảy liên
tục qua máy điện (hình 2).
Dịng năng lượng chảy vào máy với công suất P1 một phần năng lượng
này mất mát ở trong máy với công suất P. Như vậy dịng năng lượng ra khỏi
máy có cơng suất chỉ cịn P2 = P1 - P.
Ta có thể dùng một mạch điện để làm mơ hình diễn tả và tính tốn cường
độ các q trình năng lượng xảy ra trong máy điện (năng lượng đưa vào và lấy
ra, tổn thất năng lượng trong máy, cường độ quá trình tích phóng năng lượng

của trường điện từ trong máy). Mạch điện mơ hình có cấu tạo hình học với một
số nhánh và nút tùy ý, nhưng phải có 4 cực nên ta gọi là mạng 4 cực
Máy điện
I1

I2

đầu vào

đầu ra
Zpt
U1

U2

Hình 3. Mạng 4 cực
Hai cực của đầu vào nối với nguồn điện có điện áp U1, dịng điện vào I1,
phải có cơng suất đưa vào mạng U1I1 bằng cơng suất ở cửa vào của máy điện.
Hai đầu ra còn lại nối với tổng trở phụ tải Zpt điện áp U2 và dịng điện I2 sao cho
cơng suất đưa ra là U2.I2, bằng công suất ở cửa ra của máy điện. Mạng 4 cực
tổng quát như vậy có thể đưa về giản đồ đẳng trị hình T (hình 4a) hoặc (hình 4b)
gọi là giản đồ thay thế.

Z1

Z2
Z0

7

Hình 2. Dịng năng lượng chảy
Z
qua
máy điện
Z01

Z02


a)
b)
Hình 4. Giản đồ thay thế mạng 4 cực
2. Phân loại máy điện
Các máy điện giữ vai trò chủ yếu trong các thiết bị điện dùng ở mọi lĩnh
vực như công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựng...
Những máy điện thường gặp nhất là máy phát điện, máy biến áp và động
cơ điện; chúng đóng vai trị chủ yếu trong các khâu: Sản xuất, truyền tải và tiêu
thụ điện năng. Máy phát điện biến cơ năng thành điện năng, máy biến áp biến
đổi dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang điện áp khác có cùng tần số, cần
thiết cho việc truyền tải điện năng. Động cơ điện biến đổi điện năng thành cơ
năng, nó chiếm phần lớn phụ tải điện trong các xí nghiệp. Ngồi ra cịn có các
loại máy điện đặc biệt biến đổi dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều,
dùng biến đổi tần số dòng điện xoay chiều, biến đổi dòng điện một chiều từ điện
áp này sang điện áp khác, biến đổi số pha của dịng điện xoay chiều… Những
máy đó gọi chung là các máy điện biến đổi.
Máy điện gồm có máy điện tĩnh như máy biến áp, máy điện quay như các
loại động cơ. Tùy theo năng lượng dòng điện phát ra hay tiêu thụ là năng lượng
dòng điện xoay chiều hay một chiều mà chia ra máy điện xoay chiều, một chiều
(máy điện một chiều có thêm vành đổi chiều – gọi là cổ góp điện). Tùy theo số
pha của máy điện xoay chiều mà chia ra máy điện xoay chiều một pha hoặc

nhiều pha (3 pha).
Các máy điện khi làm việc sinh ra từ trường quay trong máy; nếu là máy
điện một pha thì từ trường của nó phân thành hai từ trường quay ngược chiều
nhau. Các máy điện xoay chiều có tốc độ rotor bằng tốc độ từ trường quay gọi là
máy điện đồng bộ, các máy điện xoay chiều có tốc độ rotor khác tốc độ từ
trường quay gọi là máy điện khơng đồng bộ.
Ngồi ra máy điện khơng đồng bộ cịn có loại máy điện khơng đồng bộ có
vành đổi chiều, rotor của loại này có cấu tạo như rotor máy điện một chiều. Đặc
điểm máy này có thể điều chỉnh tốc độ một cách bằng phẳng và kinh tế. Tuy vậy
nó khơng được dùng rộng rãi so với loại máy lớn vì giá thành cao, vận hành
phức tạp, thường dùng ở dạng máy nhỏ có vận tốc cao như động cơ vạn năng.

8


3. Vật liệu dùng dùng trong động cơ điện vạn năng
Các loại vật liệu dùng trong động cơ điện vạn năng gồm vật liệu cấu trúc,
vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện.
Vật liệu cấu trúc là vật liệu dùng để cấu tạo các chi tiết để nhận hoặc
truyền các tác dụng cơ học. Ví dụ như trục động cơ, ổ trục, vỏ động cơ, nắp vỏ
động cơ … Các vật liệu cấu trúc dùng trong động cơ thường là gang, thép rèn,
kim loại mầu và hợp chất của chúng, các chất dẻo.
Vật liệu dẫn điện nhằm tạo các bộ phận dẫn điện, dẫn điện tốt nhất là
đồng, vì đồng khơng đắt lắm và điện trở suất lại nhỏ. Dây nhơm cũng được dùng
nhiều, nhơm có điện trở suất lớn hơn đồng nhưng nhẹ. Đôi khi người ta còn
dùng dây dẫn là đồng thau, tạo điều kiện cho những quá trình điện từ xảy ra
trong động cơ điện vạn năng.
Dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm được bọc cách điện bằng sợi vải, sợi thủy
tinh, giấy nhựa hóa học, sơn ê may. Với các động cơ điện vạn năng cơng suất
nhỏ và trung bình; điện áp dưới 700V thường dùng dây ê may vì lớp cách điện

mỏng, đạt độ bền yêu cầu với các bộ phận khác như vành đổi chiều.
Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, vật liệu dùng để
chế tạo những bộ phận dẫn từ như thép kỹ thuật, sắt từ khác nhau.
Ở mạch từ có từ thơng biến đổi có tần số 50Hz thường dùng thép kỹ thuật
điện dày 0,35 ÷ 0,5mm, trong thành phần thép có từ 2 ÷ 5 % Si (để tăng điện trở
của thép, giảm dịng điện xốy). Với tần số cao hơn dùng thép lá kỹ thuật điện
dày 0,1 ÷ 0,2mm. Tổn hao công suất trong lá thép do hiện tượng từ trễ và dịng
điện xốy được đặc trưng bằng suất tổn hao.
Thép kỹ thuật điện được chế tạo bằng phương pháp cán nóng và cán
nguội. Hiện nay động cơ điện vạn năng thường dùng thép cán nguội vì có độ từ
thẩm cao hơn và công suất tổn hao nhỏ hơn loại cán nóng. Ở đoạn mạch có từ
trường khơng đổi, thường dùng thép đúc, thép rèn, hoặc thép lá.
Vật liệu cách điện dùng để cách điện giữa các phần dẫn điện và không
dẫn điện; hoặc giữa các phần dẫn điện với nhau. Vật liệu cách điện phải có
cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm và bền về cơ học.
Độ bền vững về nhiệt của chất cách điện bọc dây dẫn quyết định nhiệt độ cho
phép của dây dẫn và do đó quyết định tải của nó. Nếu tính năng của vật liệu
cách điện cao thì lớp cách điện mỏng, kích thước máy giảm. Chất cách điện ở
thể rắn gồm 4 nhóm:
+ Chất hữu cơ thiên nhiên như giấy, vải, lụa.
+ Chất vô cơ như amiăng, mi ca, sợi thủy tinh.
9


+ Các chất tổng hợp.
+ Các loại men, sơn cách điện.
Chất cách điện tốt nhất là mica, song đắt chỉ dùng trong các động cơ điện
có điện áp cao. Thơng thường dùng vật liệu cách điện cũ như giấy, các tơng,
băng, vải v.v.. có độ bền cơ học, mềm, dẻo, dai, rẻ nhưng nếu khơng được tẩm
sấy thì dẫn nhiệt kém, dễ hút ẩm, độ cách điện kém. Vì vật chất cách điện trên

chỉ được dùng khi đã tẩm dầu, để cải thiện những tính năng của nó.
Căn cứ độ ổn định nhiệt của chất cách điện, người ta chia ra thành nhiều
loại. Trong động cơ điện vạn năng thường dùng hai loại A và loại B.
Bảng phân cấp cách điện (Tham khảo)
Cấp
cách
điện

Vật liệu

Nhiệt độ giới
hạn cho phép
vật liệu
( 0C )

Nhiệt độ trung
bình cho phép
dây quấn
( 0C )

A

Sợi xenlulơ, bơng hoặc tơ tẩm
trong vật liệu hữu cơ lỏng

105

100

E

Vải loại màng tổng hợp

120

115

B

Amiăng, sợi thủy tinh,có chất kết
dính và vật liệu gốc mica

130

120

F

Amiăng, vật liệu gốc mica, sợi thủy
tinh,có chất kết dính và tẩm tổng
hợp

155

140

H

Vật liệu gốc mica, Amiăng, sợi
thủy tinh phối hợp chất kết dính và

tẩm silic hữu cơ

180

165

4. Các tình trạng làm việc của động cơ điện vạn năng
Mỗi một động cơ điện vạn năng thiết kế với công xuất và điện áp nhất
định, tùy theo kích thước dây dẫn và chất cách điện dùng trong động cơ; nếu
động cơ làm việc với điện áp lớn quá quy định thì cách điện dễ bị chọc thủng,
cịn nếu làm việc với cơng suất lớn q quy định thì động cơ sẽ bị phát nóng quá
mức, chất cách điện bị lão hóa, có thể bị cháy.
Vì vậy trên nhãn hiệu các động cơ điện vạn năng có ghi các trị số định
mức do xưởng sản xuất quy định. Các trị số định mức quan trọng là: điện áp dây
định mức Uđm, công suất định mức Pđm. Công suất định mức là cơng cửa ra của
động cơ; ví dụ như máy phát thì là cơng suất nó phát ra ngồi, nếu là động cơ
điện vạn năng là công suất cơ trên trục.
10


Tình trạng động cơ làm việc đúng với các trị số định mức ghi trên nhãn
hiệu động cơ gọi là tình trạng làm việc định mức của động cơ.
Ngồi ra tùy theo yêu cầu của sản xuất động cơ điện vạn năng cịn được
thiết kế để làm việc trong tình trạng định mức lâu dài và liên tục; hoặc trong tình
trạng định mức trong một thời gian ngắn, hoặc với thời gian ngắn nhưng lặp đi
lặp lại liên tục v.v… nhiều lần.
Trong q trình làm việc có tổn hao cơng suất (do hiện tượng từ trễ và
dịng xốy) trong thép, tổn hao trong điện trở dây quấn, tổn hao do ma sát, tất cả
tổn hao năng lượng đều biến thành nhiệt năng làm nóng động cơ.
Để làm mát động cơ điện phải có biện pháp tản nhiệt ra mơi trường xung

quanh. Sự tản nhiệt phụ thuộc vào bề mặt làm mát, phụ thuộc vào đối lưu khơng
khí xung quanh v.v.. Thường động cơ có cấu tạo hệ thống quạt gió làm mát.
Khi động cơ quá tải nhiệt độ tăng vượt quá nhiệt độ cho phép, nên không
được phép để động cơ quá tải lâu dài.

11


BÀI 1: THÁO, LắP VÀ VậN HÀNH ĐộNG CƠ ĐIệN VạN NĂNG
Mã bài: 27-01
Giới thiệu:
Ngày nay động cơ điện vạn năng được sử dụng nhiều trong sản xuất, phục
vụ sinh hoạt gia đình như động cơ máy may, máy khoan điện cầm tay, máy mài
cầm tay, máy xay trái cây, máy xay thịt, đầm dùi bê tông, máy hút bụi, máy
đánh bóng sàn nhà, v.v… Trong trường học, học sinh được trang bị kiến thức,
nâng cao hiểu biết, nắm vững cấu tạo, nguyên lý hoạt động động cơ điện vạn
năng rất thuận tiện trong vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa các loại động cơ điện
vạn năng sau này trong sản xuất.
Mục tiêu:
- Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ điện vạn năng;
- Tháo lắp động cơ điện vạn năng theo đúng qui trình, đúng yêu cầu kỹ
thuật và đảm bảo an toàn cho thiết bị;
- Đấu dây, thực hiện được việc đảo chiều quay động cơ điện vạn năng theo
yêu cầu thực tế;
- Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo trong q trình học tập.
Nội dung chính:
1. Tháo, lắp động cơ điện vạn năng
1.1. Tháo động cơ
1.1.1. Đặc điểm chung
Động cơ điện vạn năng có cấu tạo tương tự như động cơ điện một chiều

kích từ nối tiếp, động cơ có đặc điểm đạt được moment mở máy lớn và dễ dàng
điều chỉnh tốc độ. Tuy nhiên sẽ đạt tốc độ khá cao khi máy làm việc khơng tải,
do đó chúng thường được lắp với hệ thống cơ khí truyền động trong thiết bị
dùng chúng làm nguồn động lực, như vậy động cơ luôn khởi động trong điều
kiện có tải.
1.1.2. Cấu tạo động cơ điện vạn năng
Động cơ vạn năng (UNIVERSAL MOTOR hoặc SERIE MOTOR) hay
cịn gọi là động cơ cổ góp điện, cấu tạo gồm có 2 phần.
a. Stato: Phần đứng yên (phần cảm) bên trong có gắn cực từ chính và cực từ phụ

+ Cực từ chính: Được ghép bởi những lá thép kỹ thuật điện (tơn silic) dày
khoảng 0,5 ÷ 1mm và dây quấn kích từ lồng ngồi lõi sắt. Cực từ chính tạo nên
từ trường chính trong máy và phân bố từ trường trên bề mặt phần ứng.

12


Cực từ gắn lên vỏ máy bằng bulông hoặt đinh vít. Dây quấn kích từ là dây
đồng hoặc dây nhơm, các cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ này được nối tiếp
với nhau.
+ Cực từ phụ: các cực từ phụ được đặt xen kẽ giữa các cực từ chính để
hạng chế các tia lửa điện và cải thiện đổi chiều.
Lõi thép cực từ phụ thường làm bằng thép, dây quấn bằng đồng hoặc
nhôm được bọc cách điện, mắc nối tiếp với phần ứng.

Hình 1.1 Cấu tạo động cơ
a) Mạch từ stator (phần cảm); b) Mạch từ rotor (phần ứng)
Các bộ phận khác và cơ cấu chổi than gồm (chổi than được đặt trong hộp
chổi than, giá chổi than).
b. Rotor: Phần quay (phần ứng), gồm trục, lõi thép, dây quấn, cổ góp.

+ Lõi thép phần ứng: gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại thành hình
trụ. Trên bề mặt lõi thép (dọc theo dương sinh) người ta dập rãnh ở xung quanh
và được quấn dây theo một trật tự nhất định. Các đầu cuộn dây này được nối ra
đầy cổ góp để tạo thành mạch kín gọi là phần ứng
Dây quấn phần ứng thường làm bằng đồng, nhôm trịn hoặt dẹp.
Cổ góp điện (vành đổi chiều) được cấu tạo nhiều phiến đồng ghép lại và
được cách điện độc lập với nhau bởi mica, cổ góp cũng được cách điện với trục
rotor bằng ống phíp. Nhiệm
vụ của cổ góp điện là chỉnh
lưu suất điện động xoay chiều
thành suất điện động một chiều
trên các chổi than, chổi than
tiếp xúc tì lên cổ góp để lấy
điện ra ngồi hoặc ngược lại
đưa nguồn điện một chiều vào
trong dây quấn phần ứng.
13


Hình 1.2 Giá đỡ chổi than
1.1.3. Trình tự tháo động cơ
a. Mục đích yêu cầu khi tháo: Tháo các bộ phận không xảy ra hư hỏng, gãy đứt
hay bị biến dạng, trầy xước như vành góp, chổi than, lị xo, cơng tắc v.v..
b. Trình tự tháo các bộ phận của động cơ
- Đánh dấu vị trí lắp ghép nắp trước, nắp sau với thân động cơ.
- Tháo đai ốc, tháo dây dẫn nối với nguồn điện cung cấp cho động cơ.
- Tháo hai bulông xuyên tâm lấy nắp trước.
- Dùng tuốc nơ vít vặn các ốc vít giữ nắp và giá đỡ chổi than của động cơ
phía bên cổ góp.

- Tháo nắp và giá đỡ chổi than ra khỏi stato động cơ.
- Nắp còn lại làm tương tự
- Dùng tuốc nơ vít giữ chổi than và tách chổi than ra khỏi giá chổi than.
- Lấy rotor ra khỏi stator.
c. Làm sạch các chi tiết sau khi tháo
- Làm sạch rotor và stator, cổ góp, giá chổi than, nắp trước, nắp sau và
thân.
- Yêu cầu làm sạch hết bụi bẩn, dầu mỡ đảm bảo khô ráo, sạch sẽ các chi
tiết.
Chú ý: Cẩn thận khơng làm xước cổ góp, gãy chổi than.
- Dùng gió nén thổi sạch muội than và dầu ở các lỗ bulông.
1.2. Lắp động cơ
1.2.1. Nguyên tắc lắp ghép
Yêu cầu lắp đúng, theo nguyên tắc tháo trước lắp sau, tháo sau lắp trước.
1.2.2. Trình tự lắp động cơ
- Trước khi lắp cần phải làm sạch các chi tiết để đảm bảo dẫn điện tốt,máy
khởi động hoạt động bình thường, cơng suất tối đa.
- Qúa trình lắp ráp các bộ phận của động cơ ngược lại so với quá trình
tháo.
2. Đảo chiều quay động cơ điện vạn năng
2.1. Nguyên lý làm việc

14


Từ trường của cực từ chính tác dụng với dịng điện ở cuộn dây phần ứng
tạo thành moment quay vì mạch điện vào động cơ qua stator và rotor nối tiếp
nhau. Do đó có thể coi phần cảm và phần ứng cùng pha và moment của chúng
sinh ra có chiều tác dụng khơng đổi làm cho động cơ quay. Nói cách khác như
sơ đồ hình 1.3 trình bày động cơ đơn giản có phần cảm mắc nối tiếp với phần

ứng.

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ điện vạn năng
Trong sơ đồ, khi cho dòng điện vào động cơ, do tác động của từ trường
phần cảm lên dòng điện một lực điện từ làm quay rotor; khi rotor quay được một
góc 1800 thì phiến góp cũng di chuyển theo nên dòng điện trong thanh dẫn mỗi
cực từ vẫn giữ nguyên chiều cũ. Do vậy rotor vẫn tiếp tục quay trịn do lực điện
từ tác dụng khơng đổi chiều.
Khi cho dòng điện xoay chiều vào động cơ, lúc dịng điện đổi chiều ở bán
kỳ âm, thì chiều từ trường trong phần cảm cũng đổi chiều, nên lực tác dụng vẫn
khơng đổi chiều. Vì vậy động cơ vẫn quay được liên tục theo một chiều nhất
định. Vì đặc tính của động cơ như vậy nên được gọi là động cơ vạn năng, vì nó
sử dụng được cả hai loại dịng điện: dịng một chiều và dịng xoay chiều.

Hình 1.4 Sơ đồ mắc dây động cơ vạn năng
Đặc tính và công dụng: Động cơ vạn năng vận hành với tốc độ cao, đạt
đến 10.000 vịng/phút, có mơ men quay rất lớn so với động cơ khác. Vì vậy
khơng để động cơ vạn năng vận hành khơn tải, vì có thể làm bung các đầu dây
15


nối vào cổ góp điện. Khi vận hành có tải tốc độ động cơ từ 2.500 đến 6.000
vòng/phút.
2.2. Nguyên lý đảo chiều quay

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay động cơ
Khi đảo thứ tự hai đầu dây đấu vào chổi than, chiều quay của động cơ
điện vạn năng sẽ được đảo ngược lại so với chiều quay ban đầu. Nét vẽ màu
xanh trời là thể hiện việc đấu đảo chiều quay động cơ điện vạn năng.
2.3. Trình tự đảo chiều quay

Bước 1: Vẽ sơ đồ nguyên lý đảo chiều quay động cơ điện vạn năng bằng công
tắc đảo chiều (hình 1.1).
Bước 2: Đánh dấu và kiểm các ký hiệu đầu dây.
Để thực hiện đảo chiều quay động cơ điện vạn năng bằng cơng tắc đảo
chiều thì các đầu nối dây của dây quấn Stator và chổi than phải tháo rời ra.
- Đánh dấu ký hiệu các đầu dây của động cơ:

Hình 2.3 Sơ đồ các đầu dây ra của động cơ vạn năng
Chú thích:
Đầu dây số 1-3, 2- 4 là các đầu cuộn cảm của Stator.
Đầu dây số 5- 6 là hai đầu dây nối tới chổi than.
Đầu dây số 1-2 đấu vào nguồn điện.
Đầu dây số 3- 4 đấu đảo chiều dòng điện vào cuộn dây phần ứng để thực
hiện đảo chiều quay động cơ.
16


- Kiểm tra thơng mạch các cuộn dây.

Hình 2.4 Sơ đồ kiểm tra các cuộn dây ĐC-VN dùng công tắc đảo chiều
Bước 3: Đấu dây mạch điện theo sơ đồ nối dây.

Hình 2.5 Sơ đồ nối dây đảo chiều quay ĐC-VN dùng công tắc đảo chiều
- Đấu dây mạch điện theo sơ đồ nối dây.
- Đầu dây số 5-6 là hai đầu dây nối tới chổi than đấu vào hai cực giữa của
công tắc.
- Đầu dây số 3-4 đấu đảo chiều từ trường B, đấu vào hai cực trên hoặc
dưới của công tắc đảo chiều.
- Đầu dây số 1-2 đấu vào nguồn điện

17


BÀI 2: SửA CHữA ĐộNG CƠ ĐIệN VạN NĂNG
Mã bài: 27-02
Giới thiệu:
Chổi than dùng trong máy điện là một bộ phận, chi tiết rất quan trọng; bảo
đảm động cơ làm việc thời gian lâu dài, khơng làm hỏng cổ góp điện hoặc vịng
đồng, khơng gây ra tia lửa điện.v.v…
Mục tiêu:
- Trình bày được phương pháp kiểm tra cuộn dây phần ứng bằng rơ-nha
ngồi và các phương pháp sửa chữa vành chỉnh lưu của động cơ điện vạn năng
trong thiết bị điện dân dụng;
- Chọn, gia công, thay thế chổi than đúng kích thước và bề mặt tiếp xúc
với cổ góp;
- Kiểm tra đánh giá đúng tình trạng cuộn dây phần ứng bằng rơ-nha ngồi,
đảm bảo an tồn cho người và thiết bị;
- Sửa chữa được vành chỉnh lưu đạt các yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo an toàn
cho người và thiết bị;
- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và an tồn vệ sinh cơng nghiệp.
Nội dung chính:
1. Thay thế, sửa chữa chổi than
1.1. Tháo lắp, thay thế
1.1.1. Tác dụng chổi than
Chổi than dùng trong máy điện là một bộ phận, chi tiết rất quan trọng;
chọn chổi than phải bảo đảm làm việc thời gian lâu dài ít bị mịn, khơng làm
hỏng cổ góp điện hoặc vịng đồng, khơng gây ra tia lửa điện v.v…
1.1.2. Phân loại chổi than
+ Chổi than graphit điện () là loại tốt nhất, dùng với máy có tốc độ nhanh
(25  45 m/s). Mật độ dòng điện loại chổi than này tới 14 A/cm2.

+ Chổi than graphit thiên nhiên () có đặc điểm mềm hơn chổi than các bon
nên được dùng cho các máy điện có tốc độ 12  25 m/s; mật độ dịng điện định
mức khoảng chừng 10  12 A/cm2.
+ Chổi than đồng – graphit (M) có thể dẫn được dịng điện lớn hơn các loại
trên nên được dùng nhiều trong máy phát điện, điện phân, động cơ rotor dây
quấn. Mật độ dịng điện định mức khoảng 20 A/cm2.
+ Ngồi ba loại thường dùng trên cịn có loại cácbon graphit (T) được dùng
trong máy điện nhỏ, dòng điện định mức thấp, tốc độ quay không lớn khoảng từ
10  12 m/s > mật độ dòng điện định mức từ 6  8 A.
18


1.1.3. Phương pháp chọn chổi than
Chọn chổi than chú ý tới các đặc tính: độ cứng, điện trở suất, mật độ dòng
điện cho phép, hệ số ma sát của chổi than. Ngồi ra cịn phải căn cứ vào tốc độ
quay của máy. Áp suất của chổi than đè xuống cổ góp điện cũng phải điều chỉnh
cho đúng với từng loại máy:
- Những động cơ rotor dây quấn, máy điện một chiều nhỏ là: 150  200
g/cm2
- Những máy điện mà điều kiện làm việc với tải nặng như máy cán, đề ma
rơ ô tô, máy hàn điện: từ 200  250 g/cm2
Bảng 1 Phạm vi sử dụng các loại chổi than.
Tên loại máy điện
Ký hiệu chổi than
Máy điện xoay chiều :
Động cơ rô to dây quấn, chổi than nâng lên khi vận hành M 
Động cơ rô to dây quấn, chổi than luôn luôn tiếp xúc cố M 1
định với vịng đồng.
Động cơ một pha loại nhỏ có cổ góp điện
T2 , 1, 2

Máy phát điện tốc độ từ 1500 vịng/phút với cơng suất 3 , 4 , 2 , 4
dưới 1500kVA
Máy phát điện đồng bộ, tốc độ 3000 vòng/phút
4 , 14
Máy điện một chiều :
Máy phát điện và động cơ điện chạy với điện áp 110V T2 , T3 , 1, 2 , 2
- 220V
Máy kích thích cho máy phát điện xoay chiều
3, 4, , 14
Máy phát điện, điện áp thấp ( ô tô )
Máy phát điện hàn

M1, M3 , M6, M20

Động cơ cần trục

T2 , 1, 2 , 14

Động cơ máy cán, động cơ kéo

2, 6, 8, 10,
83, 2

3, 4

2.

3. Bảng 2. Đối chiếu chổi than Nga với chổi than các nước khác:
Nga
Đức

Trung quốc
Pháp , Nhật , Mỹ
G189, G274
S3, S4
3
2
1, 2
 - 8

E 22
E 335
E 49

DS-4
DS-8
19

EG ( Pháp , Mỹ )
GH – (Nhật )
NCC – 258 (Mỹ)


 - 14
 - 74
 - 2a
 - 2
 - 4
M1, M6
M3
M - 4

M M2
M , C, M , C6
M - 64

EKG
E 87
E 98

DS – 14
DS – 74
DS – 52

GH– 45,66 (Nhật )
NCC – 259 (Mỹ)
EG 41B (Nhật )

RU 5

DS - 72

EG 97B (Pháp )
G4 (Nhật )

EW 60
EW 3
EN 150
EN 10
-

T1

T3
TS – 4
TS – 51
TS - 64

MH – 33 (Nhật )
MH – 35 MH – 34 MH – 30 MH – 31 W CC – 543 (Mỹ)

1.1.4. Trình tự tháo, thay thế và lắp chổi than
a. Tháo chổi than: Mỗi loại máy có cấu trúc ổ chổi có hình dạng khác nhau, loại
có khe rãnh lắp cả ổ ở trong, loại có khe rãnh bố trí ngồi chỉ cần vặn ốc hãm
đậy ngoài là tháo dễ dàng chổi than ra ngồi.

Hình 3.2 Một số loại chổi than
b. Thay thế chổi than:

Thay chổi than gồm các bước: chọn loại chổi than đúng chủng loại; kiểm
tra tình trạng của chổi than như độ nhẵn, lị xo cân bằng, dây nối, bích hãm; sau
đó vệ sinh sạch sẽ.
c. Lắp chổi than
Q trình lắp ráp phải nhẹ nhàng, thứ tự. Sau đó kiểm tra xem cịn thiếu
bộ phận phụ nào khác khơng.
1.2 Gia cơng chổi than
1.2.1. Cấu trúc chổi than

20


Cấu trúc chổi than: gồm chổi than, dây dẫn, lò xo cân bằng, bích hãm.
Chổi than

Dây cáp
dẫn nối
Lị xo cân
bằng
Bích hãm

Hình 3.1 Cấu tạo chổi than
1.2.2. Trình tự gia cơng
* Các biện pháp khắc phục hư hỏng chổi than
Để bảo vệ tiếp xúc giữa cổ góp và chổi than khỏi bị rỉ và để làm giảm nhỏ
điện trở tiếp xúc có thể thực hiện các biện pháp sau:
- Đối với những tiếp xúc cố định nên bôi một lớp mỡ chống rỉ hoặc quét
sơn chống ẩm.
- Khi thiết kế ta nên chọn những vật liệu có điện thế hóa học giống nhau
hoặc gần bằng nhau cho từng cặp. Nên sử dụng các vật liệu khơng bị oxy hóa
làm tiếp điểm.
- Mạ điện các tiếp điểm: với tiếp điểm đồng, đồng thau thường được mạ
thiếc, bạc, kẽm còn tiếp điểm thép thường được mạ cađimi, niken, kẽm,..
- Thay lò xo tiếp điểm: những lò xo đã rỉ, đã yếu làm giảm lực ép sẽ làm
tăng điện trở tiếp xúc, cần lau sạch mặt tiếp xúc giữa chổi than và cổ góp điện,
có thể dùng giấy nhám mịn để chà hoặc dùng vải mềm và thay thế lò xo nén khi
lực nén còn quá yếu.
- Kiểm tra sửa chữa cải tiến: cải tiến thiết bị dập hồ quang để rút ngắn thời
gian dập hồ quang.
* Kiểm tra giá đỡ chổi than và chổi than
- Dùng mắt quan sát sự rạn nứt, biến dạng của chổi than.
- Kiểm tra độ mòn, khả năng tiếp xúc của chổi than:
+ Độ mòn cho phép phải nhỏ hơn chiều dài nguyên thuỷ.
+ Diện tích tiếp xúc > 75%
- Kiểm tra tính đàn hồi của lị xo chổi than

21


+ Dùng lực kế đo tính đàn hồi của lị xo.
+ Yêu cầu lực căng từ (0,79 ÷ 2,41) kgf.
- Kiểm tra sự cách mass của giá đỡ chổi than dương:
+ Dùng bóng đèn và dịng điện xoay chiều để kiểm tra: một đầu que dò
đặt vào giá đỡ chổi than dương, một đầu ra mass. Đèn không sáng là tốt, đèn
sáng là chổi than dương bị chạm mass.
+ Hoặc có thể dùng đồng hồ (VOM), cách kiểm tra cũng như trên.
- Kiểm tra sự tiếp mass của chổi than âm:
+ Dùng bóng đèn và dịng điện xoay chiều để kiểm tra: một đầu que dò
đặt vào giá đỡ chổi than âm. Đèn sáng là tốt, ngược lại là chổi than âm khơng
tiếp mass.
+ Có thể dùng đồng hồ (VOM) để kiểm tra, nếu thông mạch là tốt, ngược
lại là chổi than âm không tiếp mass.
- Mặt tiếp xúc chổi than khơng đạt u cầu thì dùng giấy nhám đánh lại.
- Tính đàn hồi của lị xo khơng đạt u cầu thì thay lị xo mới.
- Giá đỡ chổi than dương bị chạm mass thì dùng xăng rửa sạch hoặc thay
tấm mica cách điện mới.
- Giá đỡ chổi than âm khơng tiếp mass thì dùng xăng rửa sạch hoặc hàn lại.
- Phần ứng: kiểm tra sự cọ sát hoặc kéo lê phần ứng lên các má cực, độ
mòn và độ nhám ở các ổ đỡ trục phần ứng. Nếu phần ứng bị xước do cọ sát với
các má cực thì dùng giấy nhám đánh lại;
+ Ổ đỡ trục phần ứng bị mịn hoặc trục phần ứng bị cong, có thể tiện lại
hoặc thay mới.
+ Dùng thước cặp đo ở hai vị trí trên cùng một đường sinh.
+ Thơng số kỹ thuật: độ côn cho phép > 0,3mm.
- Kiểm tra độ méo chổi than:
+ Dùng thước cặp đo ở hai vị trí, mỗi vị trí đo ở hai vị trí vng góc nhau.

+ Thơng số kỹ thuật: độ méo cho phép >0,3mm.
- Kiểm tra chiều cao tấm mica cách điện:
+ Dùng thước cặp để đo hoặc quan sát bằng mắt.
+ Yêu cầu kỹ thuật: tấm mica phải thấp hơn lam đồng từ (0,3÷0,6)mm

22


2. Kiểm tra phần ứng bằng rơ-nha ngồi
2.1. Cấu tạo rô-nha
a. Tác dụng lõi từ: Lõi từ của rô-nha cũng như lõi từ của biến áp đều dùng vật
liệu từ là thép kỹ thuật điện (KTĐ); gồm nhiều lá thép mỏng ghép và cố định lại
với nhau. Trên lõi từ có cuộn dây, khi cấp nguồn vào cuộn dây, lõi từ sinh ra lực
điện từ giúp người sửa chữa biết sự cố hư hỏng tại vị trí trong cuộn dây stator
hay trong bối dây của rotor động cơ điện vạn năng.
b. Hình dạng lõi từ: Lõi từ là các lá thép KTĐ mỏng ghép và cố định lại thành
khối lõi từ dạng hở; Mạch từ rô-nha được ghép từ các lá thép KTĐ. Có S 
10cm2; Rơ-nha tạo thành một nửa máy biến áp, một nửa mạch từ và dây quấn sơ
cấp. Nửa máy biến áp còn lại thuộc mạch từ và cuộn dây của máy điện mà ta cần
kiểm tra. Khi thử: rotor cần thử được đặt lên miệng rơ-nha và cấp điện nguồn
vào rơ-nha.

Hình 2.1 Cấu tạo rơ-nha

2.2. Cấu tạo rôto
2.2.1. Cấu tạo lõi từ: Lõi từ của rotor động cơ điện vạn năng gồm các lá thép kỹ
thuật điện ghép và cố định chặt với nhau dạng hình trụ, mặt ngồi xẻ rãnh, rãnh
là nơi luồn dây vào. Trước khi luồn dây phải lót cách điện.
2.2.2. Cấu tạo các loại cuộn dây phần ứng
Dây quấn phần ứng được quấn vào rãnh rotor, các đầu ra, vào đấu vào các

phiến góp bằng đồng của cổ ghóp điện theo nguyên tắc nhất định.
Rãnh rotor
Phiến góp
trên cổ góp

Dây quấn

23
Trục rotor
Lõi thép rotor


Hình 2.2.2 Cấu tạo rotor động cơ vạn năng
2.3. Trình tự kiểm tra
- Sử dụng bàn rơ-nha ngồi và lá thép mỏng kiểm tra (hình 4.2a):
+ Đặt rotor lên bàn rô-nha, mở công tắc bàn, đặt lá thép song song với
rãnh của rotor cách rotor từ (0,5÷0,7)mm.
+ Dùng tay xoay tròn rotor thật đều.
+ Yêu cầu kỹ thuật: Nếu lá thép bị rung ở rãnh nào của rotor thì rãnh đó bị
chạm chập các vịng dây.

a)

b)
Hình 4.2 Kiểm tra cuộn dây phần ứng dùng rơ nha ngồi
- Sử dụng bàn Rơ-nha ngồi và đồng hồ Ampe mét kiểm tra ngắn mạch,
thơng mạch của cuộn dây phần ứng (hình 4.2b). Trình tự thực hiện kiểm tra và
thao động tác như sau:
+ Đặt rotor lên bàn rô-nha, mở công tắc bàn và công tắc (mA) về thang đo
phù hợp (LOW), đặt mũi đo vào hai lam đồng kế tiếp nhau và nghiên một góc từ

150 ÷ 450 rồi xoay trịn rotor, giữ nguyên mũi đo để kiểm tra lam đồng kế tiếp.
+ Yêu cầu kỹ thuật:
• Nếu đồng hồ (mA) báo giá trị như nhau và khác 0 là tốt.
24


• Nếu đồng hồ (mA) báo giá trị khác nhau và có giá trị lớn ở một vài bối
dây thì bối dây đó đã bị ngắn mạch một số vịng dây trong bối.
• Nếu đồng hồ (mA) báo giá trị 0 là do giữa hai lam đồng bị hở mạch.
- Kiểm tra sự ngắn mạch và chạm mass của phần ứng, nếu phần ứng bị
ngắn mạch hay chạm mass thì ta thay phần ứng mới tương đương hoặc quấn lại.
- Kiểm tra các cuộn dây phần ứng bị đứt, hoặc lớp cách điện bị cháy và
các nối kết không được hàn chắc chắn. Ở nhiều phần ứng, các cuộn dây được
hàn với các thanh của bộ đảo mạch, các nối kết này không thể sửa chữa bằng
cách hàn lại, chỉ có thể thay phần ứng mới.
3. Sửa chữa vành chỉnh lưu
3.1. Bảo dưỡng sơ bộ
3.1.1 Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng
a. Hiện tượng hư hỏng

Hình ảnh vành chỉnh lưu cịn tốt:

Hình 5.1 Vành chỉnh lưu
Trên mặt vành chỉnh lưu có hiện tượng:
+ Mịn, có trường hợp mịn nhiều, mịn không đều v.v…
+ Vết cháy xám đen
+ Rỗ hay vỡ cạnh lam đồng
b. Ảnh hưởng sự hư hỏng

+ Tốc độ động cơ sụt giảm không đảm bảo vận hành

+ Động cơ nóng bất thường, có thể có mùi khét
+ Động cơ chạy bị rung lắc

25