Microsoft Word PHULUC 1 THUCTAP QUANDAY doc PHUÏ LUÏC 1 HÖÔÙNG DAÃN THÖÏC TAÄP QUAÁN DAÂY Trang PL 1 1 PL1 1 YEÂU CAÀU THÖÏC HIEÄN Vôùi loûi theùp bieán aùp daïng E, I ñuùng tieâu chuaån; soá lieäu ca[.]
Trang PL 1 PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- PHỤ LỤC PL1.1 YÊU CẦU THỰC HIỆN : Với lỏi thép biến áp dạng E, I tiêu chuẩn; số liệu kích thước ghi nhận sau (xem hình P1.1) 128 thép E 132 thép I a/2 Bề dầy thép 0,5 mm c a a/2 h a Kích a/2 thước trụ giửa thép E b a/2 : a = 48 mm HÌNH P1.1 : Kích thước lỏi thép biến áp cần gia công Sơ đồ nguyên lý dây quấn biến áp cần thực trình bày hình P1.2 Cho tần số nguồn điện cung cấp vào dây quấn sơ cấp biến áp f = 50Hz Tính toán số liệu dây quấn biến áp công suất U1 = 220V U2 = 14V biểu kiến cung cấp cho tải từ phía thứ cấp biến áp Chọn mật độ dòng điện qua dây quấn biến áp J = 5A/mm2; mật độ từ thông qua HÌNH P1.2 Sơ đồ nguyên lý PL1.2 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN : lỏi thép B = 1,2T Hệ số lắp đầy Klđ = 0,46 Cho hiệu suất biến áp η = 90% BƯỚC : Đo kích thước tiêu chuẩn thép E,I Từ đầu đề xác định kích thước lỏi thép sau: ¾ Bề rông trụ giửa lỏi thép: a = 48 mm ¾ Tổng số thép E : 128 , tổng số thép I : 132 ; Số thép thực sử dụng cho biến áp 128 E 128 I ¾ Bề dầy lỏi thép : b = 128 laù x 0,5 mm = 64 mm ¾ Bề rộng cửa sổ lỏi thép : c = ½ a = 24 mm ¾ Bề cao cửa sở lỏi thép : h = 3/2 a =72 mm PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Trang PL ¾ Khối lượng lỏi thép: W = 46,8.a2b = 46,8.(0,48)2.(0,64)= 6,9 Kg ¾ Tiết diện cửa sổ lỏi thép: Acs = c.h = 24 x 72 = 1728 mm2 ¾ Tiết diện tính toán trụ giửa lỏi theùp: At = a.b = 48 x 64 = 3072 mm2 At = 30,72 cm2 BƯỚC : Xác định giá trị nv (số vòng dây quấn tạo volt sức điện động cảm ứng) Giá trị mật độ từ thông cho trước B = 1,2T Số vòng tạo Volt sức điện động cảm ứng là: nV = 45 45 37,5 = = = 1,22 vòng / volt B.A t 1,2.30,72 30,72 BƯỚC : Xác định sơ đồ nguyên lý máy biến áp ; tính toán số vòng dây quấn Với sơ đồ nguyên lý máy biến áp cho hình P1.2; điện áp định mức thứ cấp : U1 = 220V ; điện áp định mức thứ cấp : U2 = 14V Số vòng dây quấn sơ cấp : N1 = n v U1 = 1,22.220 = 268,4 N1 = 268 vòng Số vòng dây quấn thứ cấp: N2 = 1,05 n v U2 = 1,05.1,22.14 = 17,93 voøng N2 = 18 voøng BƯỚC : Chọn mật độ dòng điện, ước lượng hiệu suất, chọn giá trị hệ số lấp đầy tính toán đường kính dây quấn sơ thứ cấp Trong bước 4, với giá trị hệ số lắp đầy Klđ = 0,46 ; hiệu suất biến áp chọn sơ η = 90% ta suy quan hệ sau: Tỉ số dòng điện qua dây quấn thứ cấp so với dòng điện qua dây quấn sơ cấp biến áp: U I2 220 = η = 0,9 = 14,1428 14 U2 I1 I2 = 14,143 I1 Tỉ số tiết diện dây quấn thứ cấp so với tiết diện dây quấn sơ cấp: s2 U = η = 14,143 s1 U2 Tỉ số đường kính dây quấn thứ cấp so với đường kính dây quấn sơ cấp: ⎛ d2 ⎞ U 220 ⎜⎜ ⎟⎟ = η = 0,9 = 14,143 = 3,76 U2 14 ⎝ d1 ⎠ Trang PL PHUÏ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Chúng ta thành lập hệ thống phương trình ẩn số xác định tiết diện dây quấn sơ thứ cấp (có tính lớp cách điện) N1.s1cđ + N2 s cñ = K lñ A cs ⎛ U ⎞ s cñ = s1cñ ⎜⎜ η ⎟⎟ ⎝ U2 ⎠ Hay: 268.s1cñ + 18.s 2cñ = 0,46.1728 s 2cñ = 14,143.s1cñ 268.s1cñ + 18.s 2cñ = 794,88 s 2cđ = 14,143.s1cđ Giải hệ thống phương trình suy ra: 522,574.s1cđ s1cđ = 794,88 522,574 = 794,88 = 1,521mm s 2cñ = 14,143.1,521 = 21,51 mm Với dây quấn tiết diện tròn, suy đường kính dây quấn sơ thứ cấp (có tính đến bề dầy cách điện) : d1cđ = 4.s1cñ = 1,128 s1cñ = 1,128 1,521 = 1,39mm π Chọn đường kính dây quấn sơ cấp có giá trị sau (tương ứng với tiêu chuẩn sản xuất nhà chế tạo) Đường kính dây trần sơ cấp: d1cđ = 1,35 mm d1 = 1,3 mm Đường kính dây quấn thứ cấp: 4.s cđ d cđ = = 1,128 s 2cñ = 1,128 21,51 = 5,23 mm π CHÚ Ý: Với dây tiết diện tròn, thực tế đường kính dây lớn d = 3,5mm Nếu cần sử dụng tiết diện dây lớn sử dụng theo phương án sau: PHƯƠNG ÁN 1: Dùng dây quấn có tiết diện hình chữ nhựt (dây dẹp) PHƯƠNG ÁN : Chập nhiều dây có tiết diện nhỏ để thay tương đương cho dây có tiết diện lớn Khi thực theo phương án trình thi công nên chập dây thành phần quấn lúc để đảm bảo thông số dây quấn thứ cấp mạch nhánh song song hoàn toàn giống Không nên quấn riêng nhánh thành dây riêng độc lập; vận hành đấu song song ( đấu dây ngoài) tổng trở nhánh song song thành phần chắn không Trang PL PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Với phương án 2, thường chọn số sợi chập để thuận lợi cho trình thi công Gọi dtp : đường kính dây chập thành phần ; giá trị dtp xác định theo quan hệ sau Khi chập dây thành phần ta xác định quan hệ sau: π.d π.d = 4 d = d ( ) Nếu chọn đường kính dây quấn thứ cấp (theo tính toán trên) có giá trị : d2cđ = mm; đường kính dây trần tương ứng : d2 = 4,95 mm Với số sợi chập 2, đường kính dây thành phần sử dụng phía thứ cấp là: d = d2 = 4,95 = 3,5 mm Đường kính dây thành phần có tính lớp cách điện : d2tpcđ = 3,55mm Kiểm tra lại hệ số lắp đầy với đường kính dây quấn sơ thứ cấp xác định ¾ Đường kính dây sơ cấp : d1 / d1cđ = 1,3 / 1,35 mm ¾ Đường kính dây quấn thứ cấp (dây thành phần dùng dây chập) : d2tp / d2tpcđ = 3,5 / 3,55 mm ¾ Tiết diện dây quấn sơ cấp (tính lớp men cách điện): π.1,35 ≅ 1,43 mm2 ¾ Tiết diện dây quấn thứ cấp, dây thành phần (tính lớp men s1cđ = cách điện): s 2cđ = ¾ Hệ số lắp ñaày : K lñ = π.3,55 = 9,897 mm2 ≅ 9,9 mm2 268.1,43 + 2.18.9,9 739,64 = = 0,428 1728 1728 ( thỏa) Số liệu dây quấn xác định cho dây quấn tóm tắt theo hình P1.3 U1 = 220V N1 = 268 vòng Dây ñôn d1 = 1,3mm d1cñ = 1,35mm U2 = 14V N2 = 18 vòng Chập dây d2 = 3,5mm d2cđ = 3,55mm HÌNH P1.3 : Tóm tắt số liệu tính toán cho dây quấn biến áp Trang PL PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- BƯỚC : Ước lượng công suất biểu kiến nhận phía thứ cấp biến áp Dòng điện định mức qua dây quấn sơ cấp, I1 : ⎛ π.d12 ⎞ ⎛ π.1,3 ⎞ ⎟.J = ⎜ I1 = ⎜⎜ ⎜ ⎟⎟.5 = 6,636 ⎟ ⎠ ⎝ ⎝ ⎠ I1 ≅ 6,6 A Công suất biểu kiến cung cấp từ nguồn vào phía sơ cấp biến áp: S1 = U1.I1 = 220.6,6 = 1452VA Dòng điện định mức qua dây quấn thứ cấp, I2 : ⎛ π.d ⎞ ⎟.J = 2.⎛⎜ π.3,5 ⎞⎟.5 = 96,21A I2 = (2 dây chập).⎜ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎠ ⎝ ⎝ ⎠ I2 ≅ 96 A Công suất biểu kiến cung cấp từ nguồn vào phía sơ cấp biến áp: S 21 = U2 I2 = 14.96 = 1344VA CHÚ Ý : Với trình tính toán trên, với kích thước lỏi thép số liệu dây quấn vừa tính toán, nhận thấy dòng điện định mức công suất biểu kiến biến áp xác định thông qua giá trị mật độ dòng điện J Như vậy, với vật liệu có cấp cách điện chịu đựng nhiệt độ cao, chọn mật độ dòng điện qua dây quấn có giá trị lớn; ngược lại với vật liệu cách điện thuộc cấp cách điện thấp phải giãm giá trị mật độ dòng xuống thấp Điều cho thấy với kích thước lỏi thép số liệu dây quấn, cấp cách điện vật liệu có ảnh hưởng đến việc xác định thông số công suất biểu kiến máy biến áp Với biến áp vừa tính trên, chọn mật độ dòng điện qua dây quấn J = A/mm2 , giá trị dòng điện định mức công suất biểu kiến máy biến áp tính lại sau: Dòng điện định mức sơ cấp : I1 = 6,6 A / mm = 6,6.0,8 = 5,28A ≅ 5,3A A / mm Dòng điện định mức thứ cấp : I2 = 96 A / mm = 96.0,8 = 76,8A A / mm Công suất biểu kiến cung cấp đến tải từ thứ cấp: S = U2 I2 = 14.76,8 = 1075,2VA ≅ 1075VA Công suất biểu kiến cung cấp từ nguồn vào sơ cấp: S1 = U1.I1 = 220.5,3 = 1166 VA PHỤ LỤC - HƯỚNG DẪN THỰC TẬP QUẤN DÂY- Trang PL BƯỚC 6: Tính toán số vòng dây quấn lớp số lớp dây quấn Chọn khuôn quấn dây làm nhựa, bề dầy khuôn 1,5mm Bề cao hiệu dụng quấn dây xác định theo (1.22) sau: Hhd = h – x1,5mm= 72mm – 3mm = 69mm Xác định số vòng dây quấn lớp cho dây quấn sơ cấp (chọn dây quấn sơ cấp quấn bên trong) Theo (1.23) ta có: SV1 / lớp = Hhd 69 K quấn = 0,92 = 47,02 ≅ 47vòng / lớp d1cđ 1,35 Số lớp dây quấn sơ cấp; tính theo (1.25): SL1 = N1 268 = = 5,7 lớp SV1 / lớp 47 Trong trường hợp này, ta nhận thấy giá trị số lớp tính không nguyên, muốn chỉnh tròn giá trị thành lớp, hiệu chỉnh lại số vòng cho lớp dây quấn sơ cấp sau: Thực quấn lớp, lớp có 45 vòng; lớp có 44 vòng Trong trường hợp muốn dễ dàng thi công cho lớp hiệu chỉnh số vòng lại sau quấn lớp lớp có 45 vòng Tổng số vòng dây quấn là: 45vòng/lớp x lớp = 270 vòng Với giá trị phần trăm sai lệch theo giá trị tính toán lý thuyết không đáng kể Số vòng dây quấn lớp thứ cấp: SV2 / lớp = Hhd 69 K quấn = 0,92 = 17,88vòng / lớp ≅ 18vòng / lớp d 2cđ 3,55 Số lớp dây quấn thứ cấp: SL = N2 18.2 = = lớp SV2 / lớp 18 Bề dầy cuộn dây quấn, chọn cách diện lớp cóbề dầy 0,1mm: e = SL1.(d1cñ + e cñ1 ) + SL (d 2cñ + e cñ ) e = 6.(1,35 + 0,1) + 2.( 3,55 + 0,1) e = 16mm Kieàm tra hệ số lấp đầy theo bề dầy cửa sổ lỏi thép: e 16 = 0,66 K lđcs = = c 24 Giá trị thấp khoãng cho phép, cộng thêm bề dầy khuôn quấn dây, giá trị hệ số lấp đầy tính có giá trị sau: K lđcs = e + bềdầykhuôn 16 + 1,5 = = 0,729 c 24 ... cách điện) N1.s1cđ + N2 s cñ = K lñ A cs ⎛ U ⎞ s cñ = s1cñ ⎜⎜ η ⎟⎟ ⎝ U2 ⎠ Hay: 268.s1cñ + 18 .s 2cñ = 0,46 .17 28 s 2cñ = 14 ,14 3.s1cñ 268.s1cñ + 18 .s 2cñ = 794,88 s 2cđ = 14 ,14 3.s1cđ Giải hệ thống... 522,574.s1cđ s1cđ = 794,88 522,574 = 794,88 = 1, 521mm s 2cñ = 14 ,14 3 .1, 5 21 = 21, 51 mm Với dây quấn tiết diện tròn, suy đường kính dây quấn sơ thứ cấp (có tính đến bề dầy cách điện) : d1cñ = 4.s1cñ... 4.s1cñ = 1, 128 s1cñ = 1, 128 1, 5 21 = 1, 39mm π Chọn đường kính dây quấn sơ cấp có giá trị sau (tương ứng với tiêu chuẩn sản xuất nhà chế tạo) Đường kính dây trần sơ cấp: d1cđ = 1, 35 mm d1 = 1, 3 mm