Đồ án Kỹ thuật quấn máy biến áp công suất nhỏ động cơ ba pha Roto lồng sóc

iện có thể chậy qua. Mạch điện thường gồm các bộ phận sau: Nguồn điện, phụ tải, dây dẫn. Máy điện trên thực tế có rất nhiều loại. Cấu tạo nguyên lý hoạt động và công dụng cũng khác nhau. Tuy nhiên theo quan điểm năng lượng có thể coi các máy điện có điểm chung là: Các máy điện đều có 2 cửa. - Cửa vào là cửa đưa năng lượng vào máy - Cửa ra la cửa đưa năng lượng ra ngoài Máy điện Cửa vào Cửa ra tuỳ theo chức năng của các loai máy điện mà ta có thể xác định cụ thể các dạng năng lượng của cửa vào và của cửa ra: - Máy điện đóng vai trò máy phát điện thì cửa vào là các dạngnăng lượng khác (thể hiện qua Momen quay M, tốc độ quay n) còn cửa ra là điện năng (thể hiện qua điện áp U và dòng I) - Máy điện đóng vai trò động cơ điện thì cửa vào là điện năng (thể hiện qua U, I) cửa ra là cư năng (thể hiện qua M, n) Như vậy các máy điện đều có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể biến đổi năng lương theo 2 chiều - Máy điện đóng vai trò truyền tải năng lượng điện thf cửa vào và cửa ra đều là điện năng (thể hiệ qua U, I). Sự biến đổi cơ điện trong máy điện dựa trên nguyên lý về cảm ứng điện từ. Nguyên lý này cũng đặt cơ sở cho sự làm việc của các bộ cảm ứng dùng để biến đổi năng lượng điện với những giá trị của thông số này (điện áp, dòng điện….) thành điện năng với những giá trị của thông số khác. Máy biến áp là một bộ biến đổi cảm ứng đơn giản thuộc loại này, dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều từ điện áp này thành dòng điện xoay chiều có điện áp khác. Các dây quấn và mạch từ của nó đứng yên và quá trình biến đổi từ trường để sinh ra sức điện động cảm ứng trong các dây quấn được thực hiện bằng phương pháp điện. Máy điện có nhiều loại được phân laọi theo nhiều cách khác nhau, ví dụ phân loại theo công suất, theo cấu tạo, theo chức năng, theo loại dòng điện ( xoay chiều, một chiều), theo nguyên lý làm việc…. ở đây ta chỉ phân loại theo nguyên lý làm biến đổi năng lượng: 1. Máy điện tĩnh. Máy điện tĩnh làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến đổi thiên từ thông giữa các cuộn dây không có chuyển động tương đối với nhau Máy điện tĩnh thường gặp là máy biến áp. Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện năng. Do tính chất thuận nghịch của các quy luật cảm ứng điện từ, quá trình biến đổi có tính thuận nghịch, ví dụ máy biến áp biến đổi điện năng có thông số , , thành điẹn năng có thông số , , (sơ đồ hình vẽ dưới). 2. Máy điện có phần động. (quay hoặc chuyển động thẳng) Nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ, do từ trường và dòng điện của các cuộn dây có chuyển động tương đối với nhau gây ra Loại này dùng để biến đổi dạng năng lượng, ví dụ như biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc biến đổi cơ năng thành điện năng máy phát điện). Quá trình biến đổi có tính thuận nghịch (như sơ đồ dưới) nghĩa là máy điện có thể làm ciệc ở chế độ máy phát điện hoặc động cơ điện. ~ , , P cơ Tóm lại: Ta có thể tóm lược sự phân loại máy điện thông dụng thường gặp theo sơ đồ sau: Máy điện tĩnh Máy biến áp ĐC KĐB MF KĐB ĐC ĐBộ MF Đ Bộ Máy điện Máy điện có phần quay MĐ xoay chiều MĐ 1 chiều MĐ không đồng bộ MĐ đồng bộ ĐC một chiều MF Một chiều II. nguyên lý làm việc máy phát điện và động cơ điện Tính thuận nghịch của máy điện Máy điện có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế đọ máy phát điện hay động cơ. 1. Chế độ máy phát điện. N S R B I Ftd Fcỏ I Giả thiết thanh dần có độ dài l đặt vuông góc với từ trường có độ từ cảm B (hình vẽ) Cho cơ năng của động cơ sơ cấp tác dụng vào thanh dẫn một lực cơ học Fcơ , thanh dẫn sẽ chuyển đọng với tốc độ v trong từ trường của nam châm N- S, trong thanh dẫn sẽ cảm ứng suất điện động C. Nếu nối thanh dấn với tải điện bên ngoài sức điện động sẽ tạo ra dòng điện i. Đây là nguyên lý máy phát điện đơn giản. Nếu bỏ qua điện trở của thanh dẫn, điện áp đặt vào tải U=C khi đó, công suất điện máy phát cung cấp cho tải là P= U.I= C.I Dòng điện i nằm trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ Fdt= B.i.l có chiều dài như hình vẽ. Khi máy quay với tốc đọ không đổi lực điện từ sẽ cân bằng với lực của động cơ sơ cấp: Fcơ= Fđt Nhân 2 vế với v ta có: Fcơ.v=Fđt.v = B.i.l= C.i Như vậy công suất của động cơ sơ cấp Pđ= C.i nghĩa là cơ năng được biến thành điện năng. 2. Chế độ động cơ điện. N S B I ~ Tđt v Cung cấp điện cho máy điện, điện áp U của nguồn sẽ gây ra dòng điện i trong thanh dẫn. Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ Fđt= B.i.l tác dụng lên thanh dẫn làm thanh dẫn chuyển động với tốc độ v có chiều như hình vẽ trên. Khi đó, công suất đưa vào động cơ là: P= U.I= C.I= B.i.l.v= Fđt.v Như vậy công suất điện từ Pđ = U.I đưa vào động cơ đã được biến thành công suất cơ Pcơ= Fđt.v trên trục động cơ. Điện năng đã được biến thành cơ năng. Vậy: Một thiết bị điện từ tuỳ năng lượng đưa vào mà máy điện có thể làm việc ở chế độ động cơ hoặc máy phát điện: - Nếu đưa cơ năng vào phần quay của máy điện nó làm việc ở chế độ máy phát. - Nếu đưa điện năng vào phần quay của máy sẽ sinh ra công cơ học. Mọi loại máy điện đều có tính thuận nghịch. iii. sơ lược về các vật liệu chế tạo máy. Các vật liệu dùng để chế tạo máy có thể chia làm 3 loại. - Vật liệu tác dụng. - Vật liệu kết cấu. - Vật liệu cách điện. 1. Vật liệu tác dụng Đó là vật liệu dẫn từ và dẫn điện. Các loại vật liệu này được dùng để tạo điều kiện cần thiết sinh ra các biến đổi điện từ a. Vật liệu dẫn từ. Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, người ta dùng các vật liệu sắt từ để làm mạch từ: thép lá kỹ thuật, thép lá thường, thép đúc, thép rèn. Gang ít được dùng, vì dẫn từ không tốt lắm. Người ta dùng các loại thép từ tính khác nhau nhưng chủ yếu là thép kỹ thuật điện, có hàm lượng silic khác nahu nhưng không vượt quá 4,5%. Hàm lượng Silic này dùng để hạn chế tiêu haodo từ trễ và tăng điện trở của thép để giảm tổn hao do dòng điện xoáy. ở mạch từ có từ thông biến đổi với tần số 50 Hz thường dùng lá thép kỹ thuật điện dày 0.35 : 0,5 mm, trong thành phần thép có từ 2 : 5% Si (để tăng điện trở của thép, giảm dòng điện xoáy) ở tần số cao hơn, dùng thép lá kỹ thuật điện dày 0,1 : 0,2 mm. Người ta hay sử dụng các lá thép dày 0,35 mm dùng trong máy biến áp và 0,5 mm dùng trong các máy điện quay, ghép lại làm lõi sắt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Tuỳ theo cách chế tạo, người ta phân thép kỹ thuật điện làm 2 loại: Cán nóng, cán nguội. Loại sau có những đặc tính từ tốt hơn như độ từ thẩm cao hơn, tổn hao thép ít hơn loại cán nóng. Hiện nay, với máy biến áp và máy điện công suất lớn thường dùng thép cán nguội. Thép cán nguội chia làm 2 loại: Đẳng hướng và vô hướng. Loại đẳng hướng có đặc điểm là dọc theo chiều cán thì tính năng từ tính tốt hơn hẳn so với ngang chiều cán, do đó thường được dùng trong máy biến áp, còn loại vô hướng thì đặc tính từ đều theo mọi hướngdùng trong máy điện quay. b. Vật liệu dẫn điện. Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo các bộ phận dẫn điện. Vật liệu dẫn điện dùng trong máy điện tốt nhất là đồng vì chúng không đắt lắm và có điện trở suất nhỏ (ở C là ρ= 0,0172 Ngoài ra còn dùng nhôm (điện trở suất của nhôm ở là ρ = 0,0282Ω ) và các hợp kim khác như dồng thau, đồng phốt pho. Để chế dây quấn ta thường dùng đồng đôi khi dùng nhôm. Dây đồng và dây nhôm được chế tạo theo tiết diện tròn hoặc chữ nhật, có bọc các loại cách điện khác nhau như sợi vải, sợi thuỷ tinh, giấy, nhựa hoá học...Với các loại điện công suất nhỏ và trung bình, điện áp dưới 700v thường dùng dây Emaivì lớp cách điện của dây mỏng, đạt độ bền yêu cầu. Đối với các bộ phận khác nhau như vành đổi chiều, lồng sóc hoặc vành trượt ngoài đồng, nhôm, người ta còn dùng cả thép để tăng độ bền cơ học và giảm kim loại màu. 2. Vật liệu kết cấu. Là vật liệu để chế tạo các chi tiết chịu tác động cơ học như: Trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy. Vật liệu này thường bằng gang, sắt, thép đúc hoặc thép rèn, kim loại màu và hợp kim của chúng, các loại chất dẻo. 3. Vật liệu cách điện. Để cách điện các bộ phận mang điện với các bộ phận không mang điện của máy, người ta dùng vật liệu cách điện. Vì vậy đây là vật liệu quan trọng trong máy điện, nó quyết định phần lớn sự làmviệc ổn định cua máy điện. Do đó, những vật liệu này đòi hỏi phải có độ bền điện cao, độ dẫn nhiệt tốt, chịu ẩm, chịu được hoá chất và có độ vững chắc về cơ khí để không bị hỏng khi lắp ráp và vận hành máy điện. Chất cách điện của máy điện chủ yếu ở máy thể rắn, gồm 4 nhóm. a. Chất hữu cơ thiên nhiên: Giấy, vải lụa. b. Chất vô cơ: Amiăng, mica, sợi thuỷ tinh.. c. Các chất tổng hợp d. Các loại men, sơn cách điện Chất cách điện tốt nhất là mica, song tương đối đắt nên chỉ dùng trong các loại máy điện có điện áp cao. Thông thường dùng các vật liệu như giấy, vải, sợi...Chúng có độ bền cơ tốt, mền, rẻ tiền, nhưng dẫn nhiệt kém, hút ẩm, cách điện kém. Do đó dây dẫn cách điện sợi phải được sấy tẩm để cải thiện tính năng của vật liệu cách điện. Ngoài ra còn có chất cách điện ở thể khí (không khí, hyđrô, khí nitơ) hoặc thể lỏng (dầu MBA). - Vật liệu khí: Không khí là một chất cách điện tốt, tuy nhiên để cách điện tốt người ta dùng khí trơ, hyđro, được sử dụng trong trường hợp được cách điện và làm mặt bên trong vật liệu. - Vật liệu lỏng: (đầu MBA) đây là loại vật liẹu cách điện rất quan trọng trong máy điện vì nó có thể len lỏi vào các khe rất nhỏ và còn có thể dùng để dạp hồ quang. Căn cứ vào độ bênnhiệt độ, vật liệu cách điện được chia ra nhiều loại, thường người ta chia vật liệu cách điện ra làm 7 cấptheo nhiệt độ làm việc cho phép của chúng. Cấp cách điện: Y A E B F H C Nhiệt độ làm việc: 90 105 120 130 155 180 >180 Cho phép: Ta có thể tóm tắt cấp cách điện ở bảng dưới đây: Cấp cách điện Vật liệu Nhiệt độ giới hạn Cho phép vật liệu. Nhiệt độ trung bình cho phép dây quấn A Sợi xenlulo, bông hoặc tơ tẩm trong vật liệu hữu cơ mỏng 105 100 E Vài loại màng tổng hợp 120 115 B Amiăng, sợi thuỷ tinh có chất kết dính vật liệu chất mica 130 120 F Amiăng, vật liệu gốc mica, sợi thuỷ tinh có chất kết dính và tẩm tổng hợp 155 140 H Vật liệu gốc mica, amiăng, sợi thuỷ tinh phối hợp chất kết dính và tẩm silic hữu cơ 180 165 IV. Phát nóng và làm mát máy điện. Trongmáy điện xảy ra quá trình biến đổi hoặc truyền tải năng lượng và có sự tổn hao năng lượng 2∆P. Trongmáy phát điện tổn hao chủ yếu là trong lõi thép (do hiện tượng từ trường và dòng xoáy) trong điện trở dây quấn máy điện và do ma sát ở các ổ trục, lực cản của quạt mát máy phát điện...Tổn hao năng lượng này làm nóng máy điện, ảnh hưởng đến chất lượng của vật liệu cách điện. Để làm mát máy điện nhiệt lượng sinh ra phải được tản ra môi trường xung quanh bằng tăng diện tích tiếp xúc của máy điện với không khí làm mát, tăng tốc độ đối lưu của không khí xung quanh hoặc của môi trường làm mát khác. Thường vỏ máy điện, được chế tạo có cánh tản nhiệt và đối với máy điện có công suất lớn thường có hệ thống quạt gió hoặc bơm nước làm mát. Kích thước của máy, phương pháp làm mát phải được tính toán và lựa chọn, để cho độ tăng nhiệt của vật liệu cách điện trong máy không vượt quá độ tăng nhiệt cho phép đảm bảo cho vật liệu cách điện làm việc lâu dài, khoảng 20 năm. Khi máy điện làm việc ở chế độ định mức, độ tăng nhiệt của các phần tử không vượt quá độ tăng nhiệt cho phép. Khi máy quá tải, độ tăng nhiệt sẽ vượt quá độ tăng nhiệt cho phép, vì thế không cho phép quá tải lâu dài. Bài 2: Máy biến áp I. Khái niệm: Để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều từ điện áp cao xuống điện áp thấp, hoặc ngược lại từ điện áp thấp lên điện áp cao, ta dùng máy biến áp. Ngày nay do việc sử dngj điện năng phát triển rất rộng rãi, nên có những loại máy biế áp khác nhau: Máy biến áp 1 pha, 3 pha, 2 dây quấn, 3 dây quấn,....nhưng chúng dựa trên cùng một gnuyên lý, đó là nguyên lý cảm ứng điện từ. 1. Định nghĩa: Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số. Hệ thống điện đầu vào máy biến áp (trước lúc biến đổi) có điện áp dòng điện và tần số f. Hệ thống điện đầu ra của máy biến áp (sau khi biến đổi) có điện áp và dòng điện với tần số f. Trong các bản về máy biến áp được ký hiệu: Đầu vào của máy biến áp nối với nguồn điện, được gọi là sơ cấp. Đầu ra nối với tải gọi là thứ cấp. Các đại lượng các thông số sơ cấp trong ký hiệu có ghi chỉ số 1: Số vòng dây sơ cấp , điện áp sơ cấp , dòng điện sơ cấp công suất các đại lượng và thông số thứ cấp có chỉ số 2: Số vòng dây thứ cấp , điện áp thứ cấp , dòng điện thứ cấp , công suất . Nếu điện áp thứ cấp lớn hơn sơ cấp là máy biến áp tăng áp, nếu điện áp thứ cấp nhỏ hơn điện áp sơ cấp gọi là máy biến áp giảm áp. 2. Các đại lượng định mức. Các đại lượng định mức của máy biến áp do xưởng chế tạo máy quy định dể cho máy có khả năng làm việc lâu dài và tốt nhất. Dưới đây là 3 đại lượng định mức cơ bản. a. Điện áp định mức. Điện áp sơ cấp định mức kí hiệu làU1đn, là điện áp quy định dây quấn sơ cấp. Điện áp thứ cấp định mức kí hiệu U2đm là điện áp giữa các cực của dây quấn thứ cấp, khi dây quấn thứ cấp hở mạch và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức. Người ta quy ước với MBA một pha điện áp định mức là điện áp pha, với máy biến áp 3 pha là điện áp dây. Đơn vị điện áp ghi trên máy thường là V hoặc KV. b. Dòng điện định mức. Dòng điện định mức là dòng điện đã quy định cho mõi dây quấn của biến áp, ứng với công suất định mức và điện áp định mức. đối với máy biến áp một pha dòng điện định mức là dòng điện pha. Đối với máy biến áp 3 pha dòng điện định mức là dòng điện dây. Đơn vị dòng điện ghi trên máy thường là: A Dòng điện sơ cấp định mức thường kí hiệu I1đm dòng điẹn thứ cấp định mức kí hiệu là I2đm. c. Công suất định mức. Công suất định mức kí hiệu là Sđm, đơn vị là VA, KVA. Đối với MBA 1 pha công suất định mức là. Sđm = U2đm . I2đm = U1đm . I1đm Đối với MBA 3 pha công suất định mức là. Sđm = U2đm . I2đm = U1đm .I1đm. Ngoài ra trên máy còn ghi tần số định mức fđm , số pha, sơ đồ nối dây, điện áp ngắt mạch, chế độ làm việc... 3. Công dụng của máy biến áp. Máy biến áp có va trò quan trọng trong hệ thống điện, dùng để truyền tải và phân phối điện năng. Các nhà máy điện công suất lớn thường ở xa trung tâm tiêu thụ điện (khu công nghiệp, đô thị....) vì thế cần phải xây dựng các đường dây tải điện năng. Điện áp máy phát thường là 6,3; 10,5; 15,5; 38,5 KV. Để nâng cao khả năng truyền tải và giảm tổn hao công suất trên đường dây phải giảm dòng điện chạy trên đường dây, bằng cách nâng cao điện áp. Vì vậy ở đầu đường dây phải đặt MBA tăng áp. Mặt khác điện áp thường khoảng 127 V đến 500 V, động cơ công suất lớn thường 3 hoặc 6 kv vì vậy ở cuối đường dây phải dặt biến áp giảm áp. Máy phát điện Đư ờng dây truyền tải MBA hạ áp Tải MBA tăng áp Ngoài ra máy biến áp còn được dùng trong các thiết bị lò nung (MBA lò) trong hàn điện (máy biến áp hàn) làm nguồn cho các thiết bị điện tử cần nhiều cấp điện khác nhau, trong lĩnh vực đo lường (máy biến dòng, máy biến điện áp)... II. cấu tạo của máy biến áp. MBA gồm các bộ phận chính sau đây: Lõi thép, dây quấn, và vỏ máy. 1. Lõi thép. Lõi thép MBA dùng để dẫn từ thông chính của máy, đồng thời làm khung để quấn dây quấn, được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt thường là thép kỹ thuật điện. Lõi thép gồm 2 bộ phận. - Trụ: Ký hiệu là chữ T là phần lõi thép có dây quấn. - Phần gông: Ký hiệu là chữ G là phần lõi thép nối các trụ lại với nhau thành mạch từ kín và không có dây quấn. Trụ và Gông tạo thành mạch từ khép kín. Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên, lõi thép được ghép từ những lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 mm có phủ sơn cách điện trên bề mặt. Trụ và gông có thể ghét với nhau bằng phương pháp ghép nối hoặc ghép xen kẽ. Ghép nối thì trụ và gông ghép riêng, sau đó dùng xà ép và vít chặt lại(h1). Ghép xen kẽ thì toàn bộ lõi thép phải ghép đồng thời và các lớp lá thép được ghép xen kẽ với nhau (h.2).Sau khi ghép, lõi thép cũng được vít chặt bằng xà ép và bulông. H1 : Ghép rời lõi thép MBA a b H2 : a,b: Ghép xen kẽ lõi thép MBA 3 pha Phương pháp sau tuy phức tạp nhưng giảm được nhiều tổn hao do dòng điện xoáy gây nên và rất bền về phương diện cơ học, vì thế hầu hết các máy biến áp hiện nay đều dùng kiểu ghép này. Do dây quấn thường quấn thành hình tròn, nên tiết diện ngang của trụ thép thường làm thành hình bậc thang gần tròn. Gông vì không quấn dây do đó để thuận tiên cho việc chế tạo, tiết diện ngang của gông có thể làm đơn giản: Hình vuông ,hình chữ thập hoặc hình chữ T. Vì lý do an toàn, toàn bộ lõi thép được nối đất với vỏ máy và vỏ máy phải nối đất Theo hình dáng lõi thép, người ta chia ra: - Máy biến áp kiểu lõi(hay kiểu trụ) dây quấn bao quanh trụ thép, loại này hiện nay rất thông dụng cho các máy biến áp 1pha và 3 pha có dung lượng nhỏ và trung bình( h 3a,b). - Máy biến áp kiểu bọc: Loại này mạch từ được phân nhánh ra hai bên và bọc lấy một phần dây quấn. Loại này thường dùng trong một vài ngành chuyên môn đặc biệt như máy biến áp dùng trong lò điện luyện kim hay máy biến áp một pha công xuất nhỏ dùng trong kỹ thuật vô tuyến nhỏ âm thanh...(h3c). - ở các máy biến áp hiện đại dung lượng lớn và cực lớn( 80-100 mva/ 1 pha), điện áp thật cao (220-400kv) để giảm chiều cao của trụ thép, tiện lợi cho việc vận chuyển trên đường, mạch từ của máy biến áp kiểu trụ được phân nhánh sang hai bên nên máy biến áp mang hình dáng vừa kiểu trụ vừa kiểu bọc, gọi là MBA kiểu trụ bọc. a c b b a Hình 3 Hình 4. Máy biến áp kiểu trụ bọc: a. một pha b. ba pha 2. Dây quấn Dây quấn là bộ phận dẫn điện của máy biến áp, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Kim loại làm dây quấn thương bằng đồng, cũng có thể bằng nhôm nhưng không phổ biến. Theo cách sắp xếp dây quấn CA và HA người ta chia ra 2 loại dây quấn chính là dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ. a. Dây quấn đồng tâm. ở đây dây quấn đồng tâm tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm. Dây quấn HA thường quấn phía trong gần trụ thép, còn dây quấn CA quấn phía ngoài bọc lấy dây quấn HA. Với dây quấn này có thể giảm bớt được điều kiện cách điện của dây quấn CA (kích thước rãnh dầu cách điện, vật liệu cách điện bản thân của dây quấn HA) Những kiểu dây quấn đồng tâm chính bao gồm: - Dây quấn hình trụ: Nếu tiết diện nhỏ thì dùng dây tròn, quấn thành nhiều lớp nếu tiết diện dây lớn thì dùng dây bẹt và thường quấn thành 2 lớp. Dây quấn hình trụ dây tròn thường làm dây quấn CA, điệm áp tới 35 KV, dây quấn hình trụ dây bẹt chủ yếu làm dây quấn HA với điện áp từ 6 KV trở xuống. Nói chung dây quấn hình trụ thường dùng cho các máy biến áp dung lượng 560 KVA trở xuống. - Dây quấn hình xoắn. Gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo đường xoắn ốc, giữa các vòng dây có rãnh hở. Kiểu này thường dùng cho dây quấn HA của các máy biến áp dung lượng trung bình và lớn. - Dây quấn xoắn ốc liên tục. Làm bằng dây bẹt và khác với dây quấn hình xoắn loại dây quấn này được quấn thành những bánh dây phẳng cách nhau bằng những rãnh hở. Bằng cách hoán vị đặc biệt trong khi quấn, các bánh dây được nối tiếp một cách liên tục mà không cần mối hàn giữa chúng, cũng vì thế mà dây quấn gọi là xoắn ốc liên tục. Dây quấn này chủ yếu dùng làm cuộn cao áp, điện áp 35 KV trở lên và dung lượng lớn. b. Dây quấn xen kẽ. Các bánh dây CA và HA lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép. Cần chú ý, để cách điện được dễ dàng các bánh dây sát gông thuộc dây quấn HA. Kiểu dây quấn này hay dùng trong các máy biến áp kiểu bọc. Vì chế tạo và cách điện khó khăn kém vững chắc về cơ khí nên các máy biến áp kiểu trụ hầu như không dùng kiểu dây quấn xen kẽ. Lưu ý, dây quấn được quấn theo kiểu nào cũng được quấn tthành nhiều vòng và lồng vào trụ lõi thép. Và giữa các vòng dây, giữa các dây quấn (CA&HA) có cách điện với nhau và cách điện với lõi thép. 3. Vỏ máy. Vỏ máy gồm 2 bộ phận thùng và nắp thùng: a. Thùng máy biến áp. Thùng máy biến áp thường làm bằng thép có hình bầu dục. Lúc máy biến áp làm việc một phần năng lượng bị tiêu hao thoát ra dưới dạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây quấn và các bộ phận khác, làm cho nhiệt độ của chúng tăng lên. Do đó giữa máy biến áp và môi trường xung quanh có một hiệu số nhiệt độ gọi là độ chênh nhiệt. Nếu độ chênh nhiệt vượt quá mức quy định sẽ làm giảm tuổi thọ cách điện và có thể gây ra sự cố đối với máy biến áp. Để bảo đảm cho máy biến áp vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định và không bị sự cố, phải tăng cưòng làm mát bằng cách ngâm máy biến áp trong dầu.Ngoài ra dầu máy biến áp còn làm nhiệm vụ cách diện b.Nắp thùng Dùng để đẩy thùng và trên đó đặt các chi tiêt máy quan trọng như: - Các sứ ra của dây quấn CA và HA :làm nhiệm cách điện vũ giữa dây dẫn và vỏ máy - Bình dẫn dầu:là một thùng hình trụ lõi thép đặt trên nắp và nối với thùng bằng một ống dẫn dầu. - ống bảo hiểm: Làm bằng thép thường là hình trụ nghiêng. Một đầu nối với thùng một đầu bịt bằng đĩa thuỷ tinh. Bài 3: Máy điện không đồng bộ I. khái niệm chung: Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ có tốc độ quay của roto (Tốc độ của máy) n kác với tốc độ quay của từ trường n1 . Máy điện không đồng bộ có 2 dây quấn, dây quấn Stato (sơ cấp) nối với lưới điện tần số không đổi f1, dây quấn rôto (thứ cấp) được nối tắt lại hoặc khép kín trên điện trở. Dòng điện trong dây quấn roto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ưng của tần số f2 phụ thuộc vào roto nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy. Ii. Phân loại kết cấu. 1. Phân loại. Máy điện không đồng bộ có nhiều loại được phân theo nhiều cách khác nhau. Theo kết cấu vỏ máy, theo roto... Theo kết cấu vỏ máy: Máy điện không đồng bộ chia thành các kiểu chính. Kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phòng nổ. Theo kết cấu của roto chia làm 2 loại. Kiểu dây quấn và kiểu lồng sóc. Theo số pha trên dây quấn có 3 loại. 1 pha, 2 pha, 3 pha. 2. Kết cấu. Giống như những máy điện quay khác máy điện không đồng bộ gòm các phần chính sau. 2.1. Stato. Là phần tĩnh gồm 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy. a. Lõi thép. Lõi thép được ép trong vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ. Lõi théo Stato hình trụ do các lá théo kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong ghép lại với nhau thành các rãnh theo hướng trục. Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên để giảm tổn hao lõi thép được làm bằng nhưng lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ép lại. Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều phủ sơn cách điện trên bè mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. b. Dây quấn. Dây quấn Stato làm băng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) và được đặt trong rãnh của lõi thép, kiểu dây quấn hình dạng và cách bố trí sẽ được trình bày trong phần cơ sở thiết kế dây quấn Stato động cơ không đồng bộ. c. Vỏ máy. Vỏ máy làm băng nhom hoặc gang, dùng để cố định lõi thép và dây quấn cũng như cố định máy trên bệ, không dùng để làm mạch dẫn từ. Đối với máy có công suất tương đối lớn (1000 Kw) thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ. Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau kiểu vỏ hở, vỏ bảo vệ, vỏ kín hay kiểu vỏ phòng nổ... Kai đầu vỏ nắp máy và ổ đờ trục. Vỏ máy và nắp máy còn dùng để bảo vệ máy. 2.2. Roto. Roto là phần quay gòm có lõi thép, dây quấn và trục máy. a. Lõi thép. Nói chung là thép vẫn làm băng lá thép kỹ thuật điện như lõi thép ở Stato. Lõi thép được ép lên một giá của roto của máy hoặc ép lên trục tiếp lên trục của máy. b. Dây quấn roto. Có 2 loại chính roto lòng sóc và roto dây quấn. - Loại roto kiểu dây quấn. Roto dây quấn giống như dây quấn Stato. Trong máy điện trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng 2 lớp vì bớt được những đầu nối, kết cấu dây nối chặt chẽ. Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn đồng tâm của roto thường đấu hình sao còn 3 đầu kia nối vào 3 rãnh trượt thường làm bằng đồng cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu nối mạch điện bên ngoài. Đặc điểm của loại động cơ điện roto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở hay suất điện động phụ vào mạch điện roto để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ thống công suất của máy. Khi máy làm việc bình thường dây quấn roto được nối ngắn mạch. - Loại roto kiểu lồng sóc: Kết cấu của loại này rất khác so với dây quấn Stato. Trong mỗi rãnh của lõi thép roto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi thép và được nối tắt lại 2 dây bằng 2 vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm bằng các lồng mà người ta gọi là lồng sóc. ở các máy công suất nhỏ, lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép roto tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch và cánh quạt làm mát. Dây quấn roto lồng sóc không cần cách điện với lõi thép. Để cải thiện tính năng mở máy trong máy công suất tương đối lớn, rãnh roto có thể làm rãnh sâu hoặc làm thành 2 rãnh (lồng sóc kép). Trong máy điện cỡ nhỏ rãnh roto thường làm chéo đi một góc so với tâm trục. Động cơ lồng sóc là loại rất phổ biến do giá thành rẻ và làm việc bảo đảm. Động cơ roto dây quấn có ưu điểm về mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ song giá thành cao và vận hành kém tin cậy hơn roto lồng sóc nên chỉ được dùng khi động cơ roto lồng sóc không đáp ứng các yêu cầu về truyền động. 3.1. Khe hở. Vì roto là một khối tròn nên khe hở đều, khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (0,2 : 1 mm trong máy điện cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế điện từ hoá lấy từ lưới điện và như vậy mới có thể nâng cao hệ số công suất của máy. III. Công dụng của máy điện không đồng bộ. Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu làm động cơ điện. Do kết cấu đơn giản làm việc chắc chắn hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ là loại máy được dùng rộng rãi nhất trong các nghành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến vài nghìn KW. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho các máy cán thép vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ.... trong các hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong công nghiệp làm máy bơm hay máy gia công nông sản, trong đời sống hàng ngày máy điện không đồng bộ cũng dần chiếm vị trí quan trọng: Quạt gió máy quang đĩa, động cơ trong tủ lạnh...Tóm lại theo sự phát triển của nền điện khí hoá và tự động hoá, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi. Tuy vậy, máy điện không đồng bộ có thể dùng làm máy phát điện nhưng dặc tính không tốt lắm so với máy điện đồng bộ nên chỉ trong một vài trường hợp đặc biệt nào đó (như trong quá trình điện khí hoá nông thôn) cần nguồn điện phụ tạm thời thì nó cũng có ý nghĩa quan trọng. IV. Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ. Ta tạo ra một từ trường quay có tốc độ n1 = Trong đó: - f : Tần số dòng điện lưới đưa vào: - P: Số đôi cực máy Thì từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi thép roto và cảm ứng trong dây quấn đó sưc điện động và dòng điện. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp cới từ thông của Stato tạo thành một từ thông tổng ở khe hở. Dòng điện trong dây quấn tác động vvới từ thông khe hở sinh ra mômen tác dụng do có tác dụng mật thiết với tốc độ quay n của roto. Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau. Khi roto quay thuận với từ trường quay nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc độ đồng bộ thì dòng điện sinh ra trong dây quấn roto cùng chiều với sức điện động và tác động từ trường tổng trong khe hở sinh ra lực F và mômen M kéo roto quay theo chiều từ trường qua điện năng đưa tới roto đã biến thành cơ năng trên trục nghĩa là máy điện làm việc trong chế độ động cơ. Những máy chỉ làm việc trong chế độ này khi n < n1 vì khi đó mới có chuyển động tương đối giữa từ trương và dây quấn rotovà như vậy trong dây quấn roto mới có dòng điện và mômen kéo roto quay. Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau. Khi roto quay thuận và nhanh hơn tốc độ đồng bộ (dùng một động cơ sơ cấp nào đó quay roto của máy điện không vượt tốc độ đồng bộ n> n1 ). Khi đó chiều của từ trường quay quét qua dây dẫn sẽ có chiều ngược lại sức điện động và dòng điện trong dây dẫn cũng đổi chiều nên chiều của mômen cũng ngựơc chiều quay nn nghĩa là ngược với chiều của roto nên đó là mômen hãm. Máy điện đã biến cơ năng tác dụng lên trục động cơ điện, do động cơ sơ cấp kéo thành điện năng cung cấp cho lưới điện nghĩa là máy điện làm việc ở chế độ máy phát điện. Khi roto quay ngược với chiều từ truờng quay thì chiều của sức điện động, dòng điện và mômen vẫn giông như lúc ở chế đọ động cơ điện. Vì mômen sinh ra ngược với chiều quay cảu roto nên tác dụng hãm roto đứng lại. Trong trường hợp này máy vừa lấy điện năng ở lưới vào, vừa lấy cơ năng ở đông cơ sơ cấp, chế độ làm việc này được gọi là chế độ hãm điện từ. Bài 4:tính toán số liệu day quấn mba I. Các thông số: Q: Tiết diện lõi sắt. S: Công suất của máy biến áp. W0: Số vòng cho 1 volt Si: Mật độ dòng điện máy biến áp 2,5 : 3 A/ mm2. B: Tiết diện dây. ii. các bước tính số liệu dây quấn máy biến áp một pha. * Bước 1: Xác định tiết diện Q của lõi thép. Q= a.b (cm2) Q= (đối với lõi chữ O) Q= 0,7. (đối với lõ chữ E) 2a a b * Bước 2: Tính số vòng dây của các cuộn dây. W0 = (phụ thuộc hàm lượng silic có trong thép) Số vòng dây cuộn sơ cấp : W1= W0. U1 (vòng) Số vòng dây cuộn thứ cấp: Khi tính số vòng dây cuộn thứ cấp phải dữ trữ thêm một số vòng dây để bù trừ sự sụt áp do trở kháng. W2= W0(U2+∆ . U2 ) vòng Độ dự trù điện áp +∆ . U2 được chọn theo bảng sau. S (VA) 100 200 300 500 750 1000 1200 1500 >1500 +∆ . U2% 4,5 4 3,9 3 2,5 2,5 2,5 2,5 2,0 * Bước 3: Tiết diện dây, đường kính dây sơ cấp và thứ cấp khi tính tiết diện dây dẫn nên că cứ vào điều kiện làm việc của máy biến áp, công suất ..mà chọn mật độ dòng biến áp ∆i cho phù hợp để khi máy biến áp vận hành định mức, dây dẫn không phát nhiệt quá 800 C. Bảng sau cho phép chọn mật độ ∆i khi máy biến áp làm việc liên tục 24/24 h. S (VA) 0ữ50 50 ữ100 100ữ200 200ữ2500 500ữ1000 ∆i(A/mm2) 4 3,5 3 2,5 2 Nếu máy biến áp làm viêc ngắn hạn 3 ữ5h thông gió tốt hơn để máy biến áp thì có thể chọn ∆i = 5 (A/ mm2 ) để tiết kiệm khối lượng dây đồng. Thông thường ta chọn ∆i= 2,5ữ3 (A/ mm2) - Tiết diện dây sơ cấp được chọn theo công thức : Hiệu suất máy biến áp (khoảng 0,85ữ 0,9) U1: Nguồn điện áp nguồn. - Tiết diện dây thứ cấp: * Bước 4: Kiểm tra khoảng trống chưa dây. Trước hết, xác định cách bố trí dây quấn sơ cấp, thứ cấp,quấn chồng lên nhau hay quấn sợi rời ra, từ đó chọn chiều dài L của cuộn sơ cấp, thứ cấp quấn dây lên khuôn cách điện. a. Bê dày cuộn sơ cấp. - Số vòng dây sơ cấp cho một lớp dây với d1cd = d1+ccd W1 lớp = Với ccd = 0,03 ữ0.08 (mm) (Cmay) Ccd =0.15 ữ0,4 (bọc cotton) - Số lớp dây ở cuộn sơ cấp: - Bề dàycuộn sơ cấp: ‏ع1= (d2d.N2lớp ) + ccd (N1lớp-1) b. Bề dày cuộn thứ cấp: ‏ع2= d2d.N2lớp+ ccd (N2lớp-1) c. Bề dày toàn bộ của cả cuộn dây quấn: Tuỳ theo sự bó trí dây quấn sơ cấp và thứ cấp mà tính bề dày cuộn dây nhỏ hơn bề rộng của cửa sổ thì có thể tiến hành quấn dây. Bài 5: Cơ sở thiết kế bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ I. Các khái niệm và các thông số cơ bản. 1. Số đôi cực P: Được hình thành bởi một cuộn dây hay nhóm cuộn dâyvà được đấu dây sao cho khi có dòng điện đi qua sẽ tạo được các cặp cực N- S xen kẽ kế tiếp nhau trong một pha. Khoảng cách từ tâm cực từ này đến tâm cực từ kế tiếp được gọi là bước cực từ ‏ﺡ Và bằng 180 0 điện. Bước từ còn được gọi là khoảng cách nhất định hay góc độ điện giữa pha A, pha B và pha C. Trong tính toán bước từ được tính theo đơn vị rãnh và xác định bằng công thức: ı‏ﺡ = , Z: Tổng số rãnh được dập trên Stato. 2. Cuộn dây: Có thể là một hoặc nhiều vòng, khi cuộn dây được bố trí trên Stato thì chia làm các cạnh dây và các đầu dây (đầu ra, đầu vào). Bước dây quấn là khoảng cách giữa hai cạnh dây của cuộn dây đang được bố trí trên Stato và được tính theo đơn vị rãnh ký hiệu là y. So sánh với bứoc cuộn dây và bước cực từ ta có: - Bước đủ: y=‏ ‏ - Bước dài: y < ‏ﺡ - Bước dài: y >‏ﺡ‏ 3. Các thông số khác. - M: Số pha của động cơ. - a: Số mạch nhánh song song trong máy. - z: Tổng số rãnh dập trên Stato hoặc roto. - q: Số rãnh tác động lên một cực ( tính từ cạnh thứ nhất đến cạnh thứ N tác dụng thứ 2 của cùng một phàn tử). Thường chọn: 4. Nhóm cuộn dây. Quấn dây trong máy điện xoay chiều nhìn chung có thể được thực hiện với 2 nhóm dây . - Nhóm cuộn dây đồng tâm. - Nhóm cuộn dây đồng khuôn. a. Nhóm cuộn dây đồng tâm. Nhóm cuộn dây đồng tâm được hình thành từ nhiều cuộn dây có bước cuộn dây khác nhau và được mắc nối tiếp nhau theo cùng một chiều quấn. Các cạnh dây của mỗi cuộn chiếm các cạnh kề cận nhau để tạo thành cực từ. Dây quấn đồng tâm Dây quấn đồng khuôn Để tạo hình nhóm hình nhóm cuộn dây đồng tâm ,người ta quấn liên tiếp các dây dẫn theo cùng một chiều quấn lên trên một bộ khuôn có kích thước khác nhau và sặt đồng tâm trên cùng một trục quấn. Ưu điểm của cách quấn này là dễ lắp đặt cuộn dây vào stato nhưng có nhược điểm là các đầu cuộn dây đồng tâm thương phổ biến trong các động cơ điện công suất nhỏ . b.Nhóm cuộn dây đồng khuôn Nhóm cuộn dây này có các bước của dây đều bằng nhau nên chúng có cùng một khuôn định hình .Các cuộn dây này được bố trí trên stato ở các rãnh kế tiếp nhau để tạo thành cực từ, thông thường bước cuộn dây trong nhóm cuộn dây đồng khuôn đều là bước ngắn nên có ưu điểm là ít tốn dây thu gọn các đầu cuộn dây. Tuy nhiên để đạt được yêu cầu thu gọn các đầu cuộn dây ít chiếm chỗ thì việc lắp đặt bộ dây quấn dạng này phải khó khăn hơn và tốn nhiều thời gian hơn so với nhóm đồng tâm. II. Cách đấu dây giữa các nhóm cuộn dây. Khi thiết lập sơ đồ bộ dây quấn trên động cơ 3 pha các nhóm dây có thể đấu dây để tạo ra các cực từ thật hoặc các cực từ giả tuỳ theo sự bố trí các nhóm cuộn dây trong cùng một pha. 1. Đấu dây các nhóm cuộn dây tạo ra cực từ thật. Trong cách đấu này, giữa các nhóm dây cùng một pha được bố trí sát nhau và nối dây giữa các nhóm sao cho dòng điện qua các nhóm tạo thành cực từ N-S xen kẽ nhau. Đặc biệt cách đấu dây này có số nhóm cuộn trong một pha bằng số đôi cực, khi đấu dây có thể áp dụng quy tắc cuối- cuối, đầu - đầu. 2. Đấu dây các nhóm cuộn tạo thành các cực từ giả. Khi muốn đấu dây tạo các cực từ cùng dấu hay còn gọi là cách đấu dây tạo cực từ giả thì buộc phải bố trí các nhóm cuộn dây trong cùng một pha, cách xa nhau ít nhất một rãnh trống. Khi đấu dây, áp dụng quy tắc đầu - cuối bằng cách nối cuối nhóm này với đầu nhóm kế tiếp thì mới tạo ra thành các cực từ cùng dấu. Đặc điểm của cách đấu này có số nhóm cuộn dây trong một pha bằng một nửa số đôi cực và cách đấu này chỉ áp dụng khi 2P > 2. Như ta đã biết chỉ có thành phần đoạn dây nằm trong rãnh Stato mới là các thành phần tác dụng để tạo nên mômen quay nên ta có thể có khái niệm mới về số đôi cực " nếu một hoặc nhiều rãnh có chứa dây dẫn mà có cùng chiều dòng điện thì chúng hình thành một cặp cực từ N- S ". Do đó có thể nối nối tiếp các cạnh dây lại theo một trật tự nào đó sao cho thoả mãn điều kiện khi có dòng điện đi qua thì chúng có cùng một chiều. Khi các cụm dây quấn ở cùng một pha nằm ở những vùng khác nhau trên thang máy thì ta gọi là dây quấn tập trung. Nếu ta thử tách nhỏ các phần tử dây quấn tập trung và rải đều trên thân máy thì ta sẽ có dây quấn phân tán. Nhưng nếu ta thực hiện bằng cách tách đôi các phần tử về số lượng rồi đặt chúng trên 1/2 & dưới 1/2 thì ta sẽ có dây quấn 2 lớp. III. Cách dựng sơ đồ dây quấn động cơ 3 pha. Muốn dựng sơ đồ dây quấn động cơ 3 pha, ta cần phải xác định các thông số sau của Stato. Dạng dây quấn định thiết kế Tổng số rãnh Z của phần Stato Số đôi cực 2P và cách đấu dây tạo cực thật hay cực giả. Các bước tiến hành. - Xác định bước cực từ: - Tính số cạnh dây cho mỗi cực của mỗi pha. Đối với dây quấn một lớp: Đối với dây quấn một lớp: Tuỳ theo cách phân bố trải đều các cạnh dây ở từ cực mà có bước cuốn dây là bước ngắn hay bước đủ. - Tiến hành dựng sơ đồ theo các bước sau: + Kẻ các đường song song và đánh số tương ứng với số rãnh của roto. + Trả số cạnh dây một cực một pha mỗi pha cho phân bố đều tại các trục cực từ và xác định chiều dòng điện theo chiều đầu vào. Căn cứ vào dòng dây quấn định dạng vẽ các đầu cuọn dây nối liền các cạnh dây giữa các nhóm cuộn pha sao cho chiều dòng điện cùng một bối trên các cạnh dây kế tiếp không bị ngược chiều nhau. Dựa vào độ lệch pha đã tính, xác định rãnh khởi đầu của pha B vẽ tương tự. Cuối cùng vẽ pha C tương tự như trên và cách pha B cũng bằng độ lệch pha trên. 1 2 3 4 5 8 7 9 10 11 12 13 14 6 15 16 17 19▬19 18 20 21 22 23 24 Bài 6 : Kỹ thuật quấn dây. I. Kỹ thuật quấn dây máy biến áp. 1. Khuôn cách điện. Nhằm mục đích cách điện giữa cuộn dây và mạch từ, đồng thời làm sừơn cứng để định hình cuộn dây. Khuôn được làm bằng vật liệu cotton cứng như giấy cách điện presspabn fibre hoặc bằng chất dẻo chịu nhiệt. Khuôn không vách chẵn được sử dụng vơi máy biến áp lớn. Khuôn có vách chẵn đc sử dụng trong máy biến áp nhỏ. Kích thước được chọn sao cho ko hẹp hoặc rộng quá,thuận tiện cho việc lắp vào mạch từ ,ko bị cấm dễ chạm massa. Sau khi lấy mẫu khuôn cuộn dây , lồng cho khít với khuôn cách điện . 2.Kỷ thuật cuốn dây Trước khi cuốn dây phải vẽ sơ đồ bố trí các dây ra ở vị trí thực tế để sau khi nối không bị vướng và dễ phân biệt Khi quấn dây, cố định đầu dây khởi đầu (hình trên), lúc quấn dây cố gắng vuốt dây cho thẳng và song song với nhau. Cứ hết một lớp dây phải lót một lớp cách điện với dây quá bé (d< 0,15) có thể quấn hết mà không cần giấy cách điện giữa các lớp, chỉ cần lót cách điện giữa 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp. Khi cuốn nửa chừng, muốn đưa dây ra ngoài phải thực hiện trên hình vẽ dạng bên. Đưa dây ra ngoài phải được cách điện bằng ống gaine cách điện. Việc nối dây giữa chừng cũng phải đưa mối nối ra ngoài cuộn dây. Đối với loại khuôn không có vách chẵn dây, để giữ các lớp dây không bị chạy ra ngoài khuôn, phải dùng bằng vải hoặc giữ chắc dây ở lại cả hai phía đầu cuộn dây, khi sắp hoàn tất việc quấn dây phải đặt đai vải hoặc giấy sau đó quấn dây đè chồng lên băng vải, giấy để cuối cùng lồng dây qua và rút chặt băng vải cho chắc. 3. Cách lắp ráp lại lá sắt mạch từ. Tuỳ theo dạng lá sắt ghép thành mạch từ là dạng EI hoặc các thanh chữ I ghép theo trật tự có kích thước. a. Cách ghép mạch từ với lá sắt EI. b. Cách ghép mạch từ lá sắt chữ I: II. Kỹ thuật quấn dây Stato động cơ 3 pha. 1. Chuẩn bị khuôn. Dùng khuôn quả trám (hình vẽ dưới) L1 h l2 Trong đó: b:Lấy một cung ở 1/2 chiều cao của răng tính từ tâm rãnh cạnh tác dụng thứ nhất đến cạnh tác dụng thứ hai của một phần tử. h: Chiều cao của lõi sắt + 3cm. L1, l2: Mỗi bên lấy 1/2 chiều sâu của nắp máy. Khuôn này thường dùng cho dây quấn đồng khuôn. Nếu là dây quấn đồng tâm phải có thêm 2 cổ lỗ nửa. Hai cổ lỗ này liền nhau và cách nhau một bứoc rãnh trên Stato. 2. Dụng cụ lắp đặt dây: Khi nắp bộ dây quấn vào các rãnh của Stato, cần phải có các dụng cụ chuyên dụng: Búa, kéo, kìm, đe, dao tre... 3. Kỹ thuật cách điện rãnh: Cách điện rãnh nhằm mục đích cách điện giữa cuộn dây với Stato để tránh chạm masse và phải có hình dạng của rãnh để ôm vào rãnh, thuận tiện cho việc vào dây. Yêu cầu cách điện: - Những vật dẫn điện phải được cách điện trọn vẹn. - Khi sử dụng vật liệu cách điện phải đảm bảo độ bóng của vật liệu tránh xước dây, gẫy, dập... Có 2 dạng cách điện là: - Cách điện vỏ với đất - Cách điện pha với đất. * Cách điện vỏ: Gồm 2 lớp: - Lớp thứ nhất dày 0,3 mm. đó là một loại bìa dày màu xanh, một vật bóng được lót nhựa bên trên, chiều rộng bằng diện tích rãnh và chiều dài rãnh cộng 3 cm. - Lớp thứ 2 là loại giấy cách điện dày 0,1 mm có chiều rộng lớn hơn lớp 0,3 mm một khoảng bằng 2 bìa rãnh hai bên và có chiều dài bằng chiều dài lớp cách điện 0,3mm đã gấp đầu. 4. Cách lắp dây và rãnh: Yêu cầu: Khi vào dây phải vuốt thẳng tránh bị xây xước. Trước khi lắp dây vào rãnh nên chọn vị trí các nhóm cuộn sao cho thuận tiện nhất và có mĩ thuật,thường chọn vị trí sao cho đầu ra các bối dây ở gần phía hộp cực. Cần chú ý phần đầu cuộn che lấp các lỗ xỏ bu lông, giảm khó khăn khi lắp roto. Phải kiểm ta thông mạch, đấu đúng cực, tính sao cho động cơ chạy được. Thường thì đặt dây vào đầu máy, ta phải kiểm tra thông mạch từ ngay những bối dây đầu tiên. Sau khi đấu nối xong phải có các phép đo giữa AB, BC,CA cẩn thận, kiểm tra sự va chạm masse của các pha. Quy định chung : Đấu máy 220/380- ∆/Y. a. Lắp dây nhóm cuộn đồng tâm. Chọn vị trí đầu tiên sẽ lắp dây vào, nắn cuộn dây cho gọn. Sau đó cẩn thận đưa từng lượng nhỏ dây dẫn nằm gần miệng rãnh cho vào rãnh. Nếu thấy lượng dây cho vào rãnh đã chiếm hết chỗ, dùng dao tre giạt dây sang hàng rồi nện cho chặn xuống. Khi dây đã cho vào hết, khớp lớp cách điện miệng rãnh, nén chặt lớp cách điện này. Sau đó vào hết các cạnh dây chờ theo taho tác trên. Khi vào hết các cạnh chờ, ta thực hiện vào dây theo sơ công nghệ (chú ý vào bối dây nhỏ trước bối dây lớn để thuận tiên cho việc vào dây).Với mỗi dây đã vào cần cân đối hai đầu cuộn dây rồi uốn các đầu dây sao cho cong vòng xuống để rộng chỗ cho nhóm cuộn dây lắp sau . b.Lắp dây nhóm cuộn dây bằng khuôn. Đối với dạng dây quấn bằng khuôn 1 lớp và 2 lớp thì cũng phải thực hiện các cậnh chờ để sau khi vào hết các dây thì mới được hạ xuống. Kỹ thuật vào dây cũng tương tự như trên nhưng còn chú ý, đối vớ dạng dây quấn đồng khuôn phải luôn lót giấy cách điện giữa các bối của các pha để được sự cách điện giữa các pha hoàn toàn. Sau khi vào dây mỗi cạnh dây phải được lót cách điện giữa 2 cạnh dây trong cùng 1 rãnh ( dây quấn 2 lớp), cuối cung sau khi đã hoàn tất hay lót cách điện miệng rãnh (dây quấn một lớp) sau khi đã hoàn tất bộ dây quấn, cần phải nện chặt dây bằng các nan tre, gõ hoặc vật liệu tibre....dây khoảng 2,5 ữ5mm. 5. Đai bộ dây quấn. Sau khi uốn nắn, định hình bộ dây quấn, nối đầu dây giữa các bối, giữa đầu ra với dây dẫn mền bọc cách điện sau đó định vị nơi tập trung dây ra hợp cực, rồi đai bộn dây quấn, nắn định hình lần cuối. phphPhần II: Công nghệ và số liệu kỹ thuật công nghệ dây quấn. I. Yêu cầu kỹ thuật. Bài tập 2: Quấn máy biến áp gia dụng có 4 đầu vào 80- 110- 160- 220 V và đầu ra 110- 220 V có các núm điều chỉnh điện áp. Bài tập1: Thực hiện bài dây quấn đồng khuôn phân tán một lớp: Z= 24, y= 5, q= 2, 2P= 4. Bài tập 3: Thực hiện dây quấn đồng tâm tập trung một với: Z= 36, y= 9, q= 3, 2P= 4. II. Công nghệ và số liệu kỹ thuật. Bài tập 2: Quấn máy biến áp gia dụng có 4 đầu vào 80- 110- 160-220 V, 2 đầu ra 110- 220 V có các núm điều chỉnh điện áp 1- 11. Số vòng dây các mức. 220 ữ 160 V là 60 x 1,2 = 72 vòng 160 ữ 110 V là 50 x 1,2 = 60 vòng 110 ữ 80 V là 30 x 1,2 = 36 vòng - Các nút tinh chỉnh, mỗi van cách nhau 9 vòng dây thực hiện cách điện rồi quấn dây trên khung gỗ. Sau đó tháo ra và đóng vào lõi thép. 72 vòng 60 vòng 36 vòng 8,5 vòng 9 vòng/ số 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7v 8v 9v 10v 11v 80v 110v 160v 220v - Đầu ra ở mỗi nấc là 10 ữ 15 cm. 1. Công nghệ quấn dây. 800 1100 1600 2200 - Yêu cầu vuốt thẳng, chỗ nào xước phải tiến hành cách điện. - Đặt lớp giấy 0,3 mm vào trong cùng sau đó cuốn vòng đưa ra một đầu (mức 160). Tiếp tục lót cách điện quấn 60 vòng ra tiếp đầu nữa, lót cách điện quấn 36 vòng thì đưa ra đầu 80 V, sau đó cứ 9 vòng đưa ra một đầu (đầu tinh chỉnh). - Khi quấn cần chú ý cách điện giữa các lớp và cách điện ở phần dây có đầu ra và cần chú ý đến việc ra các đầu dây ở vị trí sao cho phù hợp để dến khi lắp vào bộ chuyển mạch không bị vắt dây qua gông từ. Sau khi quấn dây và cách điện xong ta tháo lõi gỗ ra khéo léo đút vào gông từ. Sau đó vặn gông từ thật chặt đem đấu các đầu dây vào bộ chuyển mạch. Kết quả: - Chỉnh thô. Điện áp chuẩn (v) 80 110 160 220 Điện áp đo được (v) - Chỉnh tinh: Núm điều chỉnh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Điện áp (v) 115 119 123 127 132 138 144 150 158 165 174 * Nhận xét: Độ chính xác của sản phẩm chưa cao. Chi tiết: - Đã làm được: + Đầu ra đúng vị trí. + Dây quấn đều. + Bọc cách điện tốt. - Chưa làm được: + Số vòng dây không chính xác dẫn đến điện áp ra không chính xác. Bài tập 1: Dây quấn đồng khuôn phân tán một lớp. Z= 21, y= 5, q= 2, 2P= 4. - Cuộn dây:+ Cuốn riêng từng bối một. + Tổng số có 12 bối, quấn 55 vòng/ bối. + Đo thông mạch kiểm tra từng cuộn dây. + Xác định cực tính đúng cho từng cuộn dây. + Xác định bối chờ và các bước cho cuộn dây. - Vào dây. Ta đặt dây vào sao cho cạnh đè lên hai cạnh trước, cạnh sau này cùng với cạnh trứoc lại tạo thành hai cạnh mới để đặt tiếp cạnh khuôn đè lên chúng . Đầu tiên ta chọn một vị trí bất kỳ nào đó quy định đó là một cạnh, ta vào dây, 2 cạnh là cạnh số 2 và cạnh số 4 trước, 2 cạnh còn lại của 2 bối đó để chờ. Sau đó vào bối thứ nhất ở vị trí 1 và vị trí 6 tiếp tục bối thứ 2 vào rãnh 3 và 8, cứ như vậy ta vào tiếp tục các bối còn lại cho đến hết rồi đặt nốt 2 cạnh chờ xuống rãnh 21 và 23 là xong. Chú ý: Đưa vào dây được rãnh nào ta nhét giấy cách điện vào bẻ tròn xuống và đồng thời kiểm tra thông mạch xem có chạm vỏ không để có biện pháp xử lý luôn. Sau khi đã đặt vào dây và đặt lớp cách điện 0,1 mm xong ta tiến hành lót cách điện pha và dùng dao tre nắn cho các bối được nằm áp sát vào nhau gọn gàng. Vì đây là giấy cách điện bọc bìa, giấy thường (không đủ tiêu chuẩn cách điện) nên ta không cho máy chạy thử, do đó không cần đai máy. - Đấu máy: Chọn 1 đầu của 1 bối bất kỳ quy định làm pha. Đấu đầu cuối cuộn A1 với đầu cuối cuộn A2, đầu vào cuộn A2 với đầu vào cuộn A3, đầu cuối cuộn A3 với đầu cuối A4 và đầu còn lại cuộn là X. Cứ như vậy ta đấu được pha B và C. Cạnh sau của một pha thường cách cuộn trước 2 bối liên tiếp. * Nhận xét: - Ưu điểm: + Đã hoàn tất sản phẩm theo yêu cầu + Đủ 12 bối dây + Xác định được cực tính cho mỗi cuộn dây. + Đấu các bối và để đầu ra, đầu vào đúng quy định. + Vào dây va cách điện (lót giấy) đẹp - Nhược điểm: +Chưa ép chặt các bối dây xuống. Bài tập 3: Thực hiện dây quấn đồng tâm tập trung một lớp. Z= 36, y= 9, q= 3, 2P= 4 - Yêu cầu: + Dòng mở máy: Ikđ = 4A + Dòng điện pha: IA = IB = IC = 1,3 A + Tốc độ: n = 1480 vòng/ phút. - Công nghệ: + Quấn dây: Mỗi bím 75 vòng bắt nguồn từ cuộn nhỏ nhất đến cuộn lớn nhất. Cố định ở mỗi bím bằng các dây đồng cho khỏi bị rối. + Đầu tiên ta phả nghiên cứu sơ đồ bằng cách xác định chiều vòng dây ( thường là ngược chiều kim đồng hồ). + Lắp đặt: Đặt các cạnh chờ 4, 5, 6 sau đó vào bối thứ nhất ở cạnh 1, 2, 3 vào 10, 11, 12 đè lên cạnh chờ 15, 16 cứ tiếp tục hạ đến bối cuối cùng. Đặt cạnh chờ 31, 32, 33 thường thì ta xác định cực tính của chúng rồi vào cuộn nhỏ trước. Đặt dây vào rãnh nào thì tiến hành nhét giấy cách điện luôn vào rãnh đó sau đó nắn tròn các đầu bím dây từ cuộn nhỏ đến cuộn lớn. Nhét giấy cách điện 3 pha vào hai đầu rồi quấn dẹp tròn đều đẻ khi cho roto vào không bị chạm vào dây. Tiến hành đấu dây the sơ đồ đã có. Cần chú ý cạo sạch lơp Cmay ở vỏ dây đồng. Khi đã đảm bảo dẫn điện tốt ta nhét chúng vào ống gaine cách điện. Khi đấu máy xong thì ta xác định được 6 đầu là A, B, C và X, Y, Z. Ta đấu pha A, B, C cho ra 3 dây khác màu còn 3 pha X, Y, Z cũng màu khác. Xong khi vào dây ta dùng sợi đai máy cho gọn gàng, chỉnh lại giấy cách điện và hoàn chỉnh để chuẩn bị lắp roto. Kết quả: Do quá trình làm một số thao tác chưa được chuẩn mực hoặc do một số sự cố khác nên máy chưa chạy được.Vì thế chưa lấy được kết quả ,điều này nằm ngoài sự mong muốn của nhóm chúng em.Vậy nên chưa có kết quả nộp cho các thầy ,kính mong sự hiểu và thông cảm của hai thầy. Nhận xét: So với hai bài trước đây là bài khó hơn cả , yêu cầu đặt ra phức tạp hơn :Cần độ chính xác,cẩn thân ,khéo léo và kinh nghiệm khi làm bài . Ưu điểm: +Sản phẩm được hoàn tất +Vào dây đúng chiều của máy +Các bước tiến hành theo đúng tiến độ và chuẩn mực +Giấy cách điện được bọc cẩn thận +Dây quấn được uốn cong tại điểm uốn rất đẹp Nhược điểm : + Tuy máy đã hoàn thành nhưng chưa chạy được + Qúa trình làm bài chưa thực sự thành thục ,còn bỡ ngở + Quá trình vào dây còn khó khăn Kết luận Giữa lý thuyết và thực tế bao giờ cũng có một khoảng cách khá xa, điều này em biết. Nhưng qua 3 tuần thực tập tại xưởng Điện em nhận ra được nhiều điều giữa thực tế đem so sánh với lý thuyết .Thực tế đã đem lại cho em nhiều hiểu biết sâu hơn về máy điện, những điều mà khi học lý thuyết em vẩn mơ màng bở ngỡ ,nay được chứng kiến kiến thực tế em mới thấu rõ hơn những gì mà các thầy đã giảng dạy .Điều này cho em biết rằng muốn hiểu sâu xa, tường tận phải đi vào thực tế, đó cũng là một cách học mà em rút ra được từ đây .Thực tế hôm nay là nền móng ,bước khởi đầu cho tương lai của em sau này.Những điều trên có được từ 3 tuần thực tập vừa qua, từ sự hướng dẫn nhiệt tình của hai thầy . Qua mỗi bài thực hành em nhận được rằng bất cứ một sản phẩm nào cũng cũng được bắt đầu bằng lý thuyết và kết thúc là sản phẩm làm ra .Quá trình đó trải qua một dãy các bước kết hợp hài hoà giữa hiểu biết về lý thuyết và quy trình công nghệ thực tế. Qua đó cho em biết rằng sự tỉ mỉ, tính kiên trì, cẩn thận, làm việc chính xác là những điều quan trọng cấu thành nên thành công của công việc .Mấy tuần qua thầy giáo đã chỉ cho em biết sự cần thiết của nhửng điều trên. Ngoài việc tìm hiểu về máy móc, chúng em nói chung và riêng em đã nhận ra tác phong công nghiệp thật là quan trọng, nó kết hợp với khả năng làm việc theo nhóm, sự nhịp nhàng của các thành viên trong nhóm quyết định đến tiến độ và chất lượng của sản phẩm rất nhiều.Vậy chúng em cần học cách làm việc theo nhóm,và cách làm việc độc lập, tách rời. Để hoàn thành đợt thực tập này, dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của hai thầy, nhóm chúng em đã hoàn thành công việc được giao. Đó là kết quả của sự kết hợp hài hoà của 3 thành viên trong nhóm và sự dẫn dắt nhiệt tình của hai thầy . Cuối cùng nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn hai thầy: