http://www.ebook.edu.vn TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T GIO TRèNH K THUT QUN DY 1 LI NểI U Máy biến áp v các loại động cơ đóng vai trò quan trọng trong sản xuất v sinh hoạt. Việc sử dụng, bảo quản v sửa chữa l vấn đề cần thiết v thờng xuyên. Với giáo trình ny chúng tôi đi sâu vo nội dung sửa chữa bộ dây quấn v tính toán để quấn hon chỉnh máy điện đã bị mất số liệu. ở mỗi loại máy điện, chúng tôi trình by về sơ đồ dây quấn, cách tính toán số liệu dây quấn v kỹ thuật quấn dây. Về phần tính toán số liệu dây quấn chúng tôi không trình by cách chi tiết tính toán nh thiết kế mới m phần no đơn giản hóa để có thể dễ dng sử dụng nhng vẫn hữu hiệu trong tính toán v sửa chữa. Bên cạnh đó còn cung cấp một số ví dụ cụ thể để học viên có thể tiếp thu nhanh chóng. Mặc dù đã cố gắng cung cấp cho học viên những kiến thức cơ bản v thực tế nhng không tránh khỏi những hạn chế v sai sót. Rất mong đợc sự góp ý của các bạn đọc để lần tái bản sau đợc hon chỉnh hơn. Xin chân thnh cảm ơn! Nhóm tác giả http://www.ebook.edu.vn TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T GIO TRèNH K THUT QUN DY 2 Mục lục Bi 1: Quấn dây máy biến áp 3 1.1. Quấn máy biến áp theo số liệu có sẵn. 3 1.2. Tính toán quấn mới máy biến áp. 7 1.3. Kỹ thuật quấn dây máy biến áp: 41 1.4. Các pan thông thờng trong máy biến áp: 47 Bi 2: Kỹ thuật quấn dây máy điện 51 2.1. Các khái niệm căn bản trong kỹ thuật quấn dây. 52 2.2. Khảo sát v vẽ lại sơ đồ dây quấn động cơ. 54 2.3. Lm khuôn quấn dây. 60 2.4. Quấn dây mới. 61 2.5. Lồng dây vo rãnh. 62 2.6. Đấu dây, hn nối dây. 63 2.7. Cách điện pha. 64 2.8.Đo thông mạch, đo điện trở cách điện. 64 2.9. Đai dây. 64 2.10. Đo dòng không tải. 65 2.11. Tẩm sấy cách điện. 65 2.12. Lắp ráp, nghiệm thu: 67 Bi 3:Quấn dây động cơ ba pha, một pha 68 3.1. Quấn dây động cơ ba pha đồng khuôn một lớp Z = 36; 2p = 4. 68 3.2. Quấn dây động cơ ba pha đồng tâm Z = 24; 2p = 4. 78 3.3. Quấn dây động cơ ba pha đồng khuôn hai lớp Z = 36; 2p = 4 91 3.4. Quấn dây động cơ không đồng bộ một pha. 99 3.5. Một số h hỏng ở động cơ không đồng bộ một pha v ba pha: 103 3.6 Các phơng pháp phát hiện h hỏng ở bộ dây quấn stator:106 http://www.ebook.edu.vn TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T GIO TRèNH K THUT QUN DY 3 Bi 1: Quấn dây máy biến áp Mục tiêu bi hc: Học xong bi ny, học viên có năng lực: Quấn lại máy biến áp theo số liệu có sẵn, đảm bảo hoạt động tốt, đạt các thông số kỹ thuật, theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện. Tính toán quấn mới máy biến áp, đảm bảo hoạt động tốt, đạt các thông số kỹ thuật, theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện. Ni dung thc hnh: Dụng cụ - Thiết bị: - Đồ nghề điện, cơ khí cầm tay. - Bn quấn dây. - Máy đo VOM, Ampe kìm, Megom kế. - Lõi thép máy biến áp cách ly 50VA; Lõi thép survoltuer (5 ữ 20). - Dây điện từ 10%; 25%; 70%.100%.140% - Gen cách điện các loại. - Giấy cách điện 2 zem;Giấy dầu. - Phụ kiện lắp ráp Adaptuer; Survoltuer. - Vecni cách điện v dung môi. 1.1. Quấn máy biến áp theo số liệu có sẵn. L dạng bi toán m ngời thợ đã có trớc một lõi thép no đó. Từ lõi thép có sẵn ny kết hợp với các yêu cầu cần có khác (thông thờng l điện áp U 2 v U 1 ) sẽ tiến hnh xác định các thông số còn lại sao cho phù hợp với lõi thép đã có. Có thể tóm tắt bi toán nh sau: Biết trớc: Tiết diện lõi thép A t ; U 2 ; U 1 . Cần tìm: S BA I 2 I 1 ; n 1 ; n 2 ; d 1 ; d 2 Các bớc tiến hnh nh sau: http://www.ebook.edu.vn TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T GIO TRèNH K THUT QUN DY 4 Bc 1: Từ tiết diện lõi thép đí có tiến hnh xác định dung lợng S BA theo biểu thức: (1.1) Bc 2: Xác định dòng điện thứ cấp I 2 : (1.2) Bc 3: Vẽ lại sơ đồ hon chỉnh MBA: Bc 4: Tính số vòng dây quấn cho mỗi vôn: (1.3) Trong đó: Tiết diện lõi thép đợc tính bằng m 2 Nếu tiết diện lõi thép đợc tính bằng cm 2 v f = 50Hz thì biểu thức trên trở thnh. (1.4) Bc 5: Tính số vòng quấn cho cuộn sơ cấp v thứ cấp: a. Số vòng quấn cho cuộn sơ cấp: (1.5) b. Số vòng quấn cho cuộn thứ cấp: Khi máy biến áp mang tải thì điện áp trên tải sẽ sụt giảm một lợng so với lúc không tải. Để đảm bảo đủ điện áp cung cấp cho khi máy vận hnh thì phải trừ hao lợng sụt áp ny khi tính toán từ (5 ữ 15)%. S 2 = S BA = 2 .423,1 . á á ạ ã ă ă â Đ hd mt k BA [VA] I 2 = 2 2 U S [A] n V = tm AB . 45 tm ABf 44,4 1 n v = n 1 = n V . U 1 http://www.ebook.edu.vn TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T GIO TRèNH K THUT QUN DY 5 (1.6) Bc 6: Tính dòng điện phía sơ cấp: Tra bảng chọn hiệu suất của MBA v tính ra dòng điện phía sơ cấp (1.7) S 2 ( VA ) 3 10 25 50 100 1000 (% ) 60 70 80 85 90 > 90 Bc 7: Tính đờng kính dây quấn: Chọn mật độ dòng điện thích hợp v tính đờng kính dây quấn Phía sơ cấp: (1.8) Phía thứ cấp: (1.9) Với J l mật độ dòng điện (A / mm 2 ); Chọn tùy vo chế độ lm việc của MBA. MBA lm việc liên tục J = (2,5 ữ 5) A/mm 2 . MBA lm việc ít J có thể chọn đến 7A/mm 2 . Bc 8: Tính hệ số lắp đầy (k lđ ) Hệ số lắp đầy cho biết bề dy cuộn dây chiếm chổ bao nhiêu trong cửa sổ của lõi thép (1.10) n 2 = n V . (U 2 + 5% ữ 15%) I 1 = %. 1 2 U S d 1 = 1,13 J I 1 d 2 = 1,13 J I 2 K lđ = C BD = 0,6 ữ 0,7; Tối đa l 0,8 http://www.ebook.edu.vn TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T GIO TRèNH K THUT QUN DY 6 Trong đó: BD: Bề dy cuộn dây C: Bề rộng cửa sổ c = 2 a Tính bề dy cuộn dây - Cuộn sơ cấp có bề dy BD 1 đợc tính từ số vòng quấn n 1 . - Cuộn thứ cấp có bề dy BD 2 đợc tính từ số vòng quấn n 2 . - Bề dy cả cuộn dây BD = BD 1 + BD 2 + (1 ữ 2)mm. ắ Số vòng dây quấn cho 1 lớp: (1.11) Trong đó: h K : Chiều di h của khuôn quấn d / : Đờng kính dây kể cả cách điện ắ Số lớp dây quấn: (1.12) Trong đó: n: Số vòng dây của từng cuộn (sơ hoặc thứ cấp) n VL : Số vòng dây quấn cho 1 lớp ắ Bề dy cuộn dây sơ hoặc thứ BD 1(2) = n L1(2) . d / i Tính khối lợng dây quấn (W) (1.13) Với: W 1 ; W 2 l khối lợng của cuộn sơ cấp v thứ cấp. Khối lợng của từng cuộn dây đợc tính theo biểu thức. W= W 1 + W 2 / d h n K vl = VL n n n L = http://www.ebook.edu.vn TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T GIO TRèNH K THUT QUN DY 7 (1.14) Trong đó: L TB : L chiều di trung bình của một vòng dây (tính bằng dm). n: Số vòng quấn của cuộn sơ cấp hoặc thứ cấp. d: Đờng kính dây quấn ở cuộn sơ cấp hoặc thứ cấp (tính bằng mm 2 ). W: L khối lợng (tính bằng Kg). 1.2. Tính toán quấn mới máy biến áp. L dạng bi toán m ngời thợ nhận đợc những yêu cầu kỹ thuật cần có cho một máy biến áp cụ thể từ khách hng nh điện áp đầu vo, điện áp ra cần có, công suất đầu vo, công suất đầu ra, mục đích sử dụng. Với bi toán ny chúng ta cần xác định đợc kích thớc lõi thép, số vòng dây sơ cấp, thứ cấp, đờng kính dây sơ cấp, đờng kính dây thứ cấp Có thể tóm tắt bi toán nh sau: Biết trớc: S Lõi , U 1 , U 2 Cần tìm: S MBA I 2 I 1 , n 1 , n 2 , d 1 , d 2. 1.2.1. Phơng pháp tính toán máy biến áp cảm ứng: Máy biến áp cảm ứng hay còn gọi l máy biến áp hai dây quấn, l loại máy biến áp có dây quấn sơ cấp v thứ cấp cách ly nhau. Ký hiệu máy biến áp hai dây quấn nh hình 1.1. Trình tự tính toán dây quấn v chọn kích thớc lõi thép đợc tiến hnh theo các bớc sau: U 1 N 1 N 2 U 2 Hình 1.1: Ký hiệu máy biến áp hai dây quấn W 1(2) = (1,2 ữ 1,3). 8,9. L TB . n. 4 . 2 d .10 -4 http://www.ebook.edu.vn TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T GIO TRèNH K THUT QUN DY 8 Bớc 1: Xác định các số liệu yêu cầu: - Điện áp định mức phía sơ cấp U 1 [ V ]. - Điện áp định mức phía thứ cấp U 2 [ V ]. - Dòng điện định mức phía thứ cấp I 2 [ V ]. Trờng hợp nếu không biết rõ giá trị I 2 , ta cần xác định đợc công suất biểu kiến phía thứ cấp S 2 : S 2 = U 2 . I 2 [ VA ] (1.15) - Tần số f nguồn điện. - Chế độ lm việc ngắn hạn hay di hạn. Bớc 2: Xác định tiết diện tính toán cần dùng cho lõi sắt (A t ): (1.16) Trong đó: A t : l tiết diện tính toán của lõi thép [cm 2 ] S 2 : l công suất biểu kiến cung cấp tại phía thứ cấp biến áp [ VA ] K: l hệ số hình dáng lõi thép. Khi lá thép dạng EI (hình 1.2) ta có K = 1 ữ 1,2 Khi lá thép dạng UI (hình 1.3) ta có K = 0.75 ữ 0,85 B m : l mật độ từ thông sử dụng trong lõi thép. Tùy theo hm lợng silic nhiều hay ít m chọn B m cao hay thấp. Cũng tùy theo loại lá thép đợc chế tạo theo dạng dẫn từ có định hớng hoặc không định hớng m chọn B m cao hay thấp. Đối với lá thép dẫn từ không định hớng: B m = (0,8 ữ 1,2)T Đối với l thép có dẫn từ định hớng: B m = (1,2 ữ 1,6)T. m t B S KA 2 423,1= http://www.ebook.edu.vn TRѬӠNG CAO ĈҶNG NGHӄ PHÚ THӐ KHOA ĈIӊN – ĈIӊN TӰ GIÁO TRÌNH KӺ THUҰT QUҨN DÂY 9 Bíc 3: Chän kÝch thíc cho lâi thÐp, khèi lîng lâi thÐp. ∗ KÝch thíc cho lâi thÐp: H×nh 1.2 : Lâi thÐp d ¹ n g E,I H×nh 1.3 : Lâi thÐp d ¹ n g U,I b a a b a H×nh 1.4: C¸ch ®o lÊ y kÝch thíc lâi thÐp d¹ng E I H×nh 1.5: C¸ch ®o lÊ y kÝch thíc lâi thÐp d¹ng U I http://www.ebook.edu.vn TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T GIO TRèNH K THUT QUN DY 10 Gọi A g l tiết diện tính từ kích thớc thực sự của lõi thép, ta có: (1.17) Trong đó: a: l bề rộng lá thép [cm] b: l bề dy lõi thép [cm] Nh vậy giữa A g v A t chênh lệch nhau do: Bề dầy cách điện tráng trên lá thép (để giảm nhỏ dòng điện Foucault chạy qua các lá thép trong lõi). (1.18) Độ ba vớ có trên lá thép do công nghệ dập định hình lá thép gây nên. Độ chênh lệch ny đợc xác định bằng hệ số ghép K f , ta có: Trong thiết kế tính toán, tham khảo giá trị K f theo bảng sau: Bề dầy lá thép (mm) K f Lá thép ít ba vớ Lá thép nhiều ba vớ 0,35 0,5 0,92 0,95 0,8 0,85 ) Chú ý: Nếu đo đợc bề dầy mỗi lá thép v biết chính xác số lá thép ta tính đợc A t v có thể xem A t = A g . Dựa vo giá trị A g , ta chọn đợc kích thớc a, b của lõi thép. Để dễ dng trong thi công quấn dây, thờng giữa a v b có mối quan hệ về kích thớc nh sau: b = a đến b = 1,5a (1.19) Từ đó, ta có quan hệ sau : A g = a.b = a 2 (khi chọn a = b). A g = a.b = a.1,5a = 1,5a 2 (khi chọn b = 1,5a). f t K A Ag = baA g .= [...]... http://www.ebook.edu.vn 26 TR NG CAO NG NGH PH TH KHOA I N I N T Giả sử kết cấu dây quấn sơ cấp bố trí bên trong v thứ cấp bao bọc quanh sơ cấp, bề di trung bình Ltb1 v Ltb2 cho bộ dây sơ v thứ cấp xác định nh sau (xem hình 1.12) Hình 1.12: Cách bố trí dây quấn sơ cấp bên trong v thứ cấp bên ngoi bao bọc quanh sơ cấp Đặt : a = a + 2ec b= b + 2ec Ta có : L tb1 = 2(a / + b / ) + BD1 (1.55) T ơng tự, suy ra: L tb2 = 2(a... 200 300 U% 20 17 15 12 10 9 8 7,5 7 Hoặc tham khảo bảng dùng cho phụ tải thuần trở (hệ số cos = 1) S2 (VA) U% 25 50 8 75 100 150 200 250 400 500 600 750 1000 6,5 6,1 6 5,9 5,2 5 4,3 4 3,9 3,8 3,75 Bảng quan hệ: hệ số Ch theo S2 S2 Ch (VA) Ch S2 (VA) S2 Ch S2 Ch (VA) (VA) 5 1,35 50 1,12 180 1,060 700 1,032 7,5 1,28 60 1.11 200 1,058 800 1,030 10 1,25 70 1,10 250 1,052 900 1,028 15 1,22 80 1,09 300 1,048... ờng kính dây dẫn phụ thuộc vo các yếu tố: - Cấp cách điện vật liệu - Điều kiện giải nhiệt dây quấn - Chế độ lm viện (di hạn hay ngắn hạn) Ta có thể tham khảo các bảng giá trị cho phép của J nh sau: Bảng quan hệ giữa J theo S2, khi biến thế vận hnh liên tục, điều kiện giải nhiệt kém (hoặc cấp cách điện thấp) S2 (VA) 0 ữ 50 50 ữ 100 100 ữ 200 200 ữ 500 500 ữ 1000 J (A/mm2) 4 3,5 3 2,5 2 Tr ờng hợp vật liệu... 30 1,25 1,5 5,5 2,35 2,8 40 1,15 1,4 Căn cứ theo các số liệu tham khảo trên, chọn J v suy ra đ ờng kính dây quấn sơ cấp v thứ cấp Gọi d1 v d2 l đ ờng kính dây dẫn tròn (không tính lớp cách điện bọc bao quanh dây) tại sơ v thứ cấp Ta có: d 1 = 1,13 I1 J (1.39) d 2 = 1,13 I2 J (1.40) Thí dụ 3: Tính số liệu đ ờng kính dây quấn của biến thế đã khảo sát trong các thí dụ 1 v thí dụ 2 Giải: Trong các thnh phần... http://www.ebook.edu.vn 11 TR NG CAO NG NGH PH TH KHOA I N I N T Trong công thức (1.9): Wth: đơn vị l [kg] Các kích th ớc a, b, c, h: đơn vị l [dm] Tr ờng hợp lõi thép E, I đúng dạng tiêu chuẩn, ta có quan hệ các kích th ớc nh sau: c= 3a a v h = 2 2 Do đó công thức (1.23) có thể viết lại thnh công thức (1.24) cho lá thép đúng tiêu chuẩn: Wth = 46,8a 2 b (1.24) * Tr ờng hợp kết cấu lõi thép dạng UI: . Để dễ dng trong thi công quấn dây, thờng giữa a v b có mối quan hệ về kích thớc nh sau: b = a đến b = 1,5a (1.19) Từ đó, ta có quan hệ sau : A g = a.b = a 2 (khi chọn a = b). A g =. TH KHOA IN IN T GIO TRèNH K THUT QUN DY 1 LI NểI U Máy biến áp v các loại động cơ đóng vai trò quan trọng trong sản xuất v sinh hoạt. Việc sử dụng, bảo quản v sửa chữa l vấn đề cần thiết v. Các kích thớc a, b, c, h: đơn vị l [dm] Trờng hợp lõi thép E, I đúng dạng tiêu chuẩn, ta có quan hệ các kích thớc nh sau: 2 a c = v 2 3a h = Do đó công thức (1.23) có thể viết lại thnh