báo cáo thực tập quấn dây máy điện

Từ nhu cầu tiêu dùng điện năng ngày càng cao nên máy điện ngày càngđược sử dụng nhiều trong cuộc sống, trong các ngành kinh tế như: công nghiệp,nông nghiệp,giao thông vận tải…Chính vì vậ

LỜI MỞ ĐẦU

Năm 1785 Ch.Coulomb nghiên cứu các định luật về tĩnh điện Năm 1800A.Volta dựa trên cơ sở phát minh của L.Galvani đã chế tạo ra chiếc pin đầutiên.Năm 1819 C.H.Oersted nghiên cứu tác dụng cư học của dòng điện Năm 1820A.M.Ampere nghiên cứu lực điện động Năm 1826 G.S.Ohm tìm ra quan hệ giữadòng điện và điện áp trong mạch không phân nhánh Mốc quan trọng nhất phải kểđến là năm 1831 M.Faraday phát minh ra định luật cảm ứng điện từ Định luật cảmứng điện từ là cơ sở lý luận cho sự xuất hiện của các loại máy điện và các thiết bịđiện

So với các hiện tượng vật lý khác như cơ, nhiệt, quang… hiện tượng điện từđược phát hiện chậm hơn vì các giác quan không cảm nhận được trực tiếp các hiệntượng này Tuy nhiên việc khám phá ra hiện tượng điện từ đã thúc đẩy mạnh mécuộc cách mạng khoa học chuyển sang lĩnh vực điện khí hóa và tự động hóa Cácphát minh sáng chế liên tục ra đời thúc đẩy công nghiệp phát triển như vũ bão.Hàng lọat các máy móc, thiết bị điện được sản xuất, chế tạo giúp con người giảiphóng lao động thủ công, chân tay, đưa nền sản xuất đi dần vào tự động hóa Đồngthời điện năng cũng phục vụ đắc lực cho con người trong sinh hoạt vật chất và tinhthần

Để thực hiện việc biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại, người ta sửdụng các loại máy điện Máy điện là một hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điệnliên quan với nhau Mạch từ gồm các bọ phận dẫn từ và khe hở không khí Cácmạch điện gồm hai hay nhiều dây quấn có thể chuyển động tương đối với nhaucùng với các bộ phận mang chúng

Từ nhu cầu tiêu dùng điện năng ngày càng cao nên máy điện ngày càngđược sử dụng nhiều trong cuộc sống, trong các ngành kinh tế như: công nghiệp,nông nghiệp,giao thông vận tải…Chính vì vậy trong chương trình học tập củatrường Đại học Bách Khoa Hà Nội ngoài nhưng buổi học tập về lý thuyết máy điệntất cả các sinh viên khoa điện còn đươc tham gia vào khóa thực tập thực hành trong

3 tuần về các loại máy điện như máy biến áp, động cơ điện 3 pha, rô to lống sóc…Nhờ đó mỗi người sinh viên chúng em đã có được những kinh nghiệm thực tế quýbáu của một người kỹ sư điện như quấn máy biến áp, quấn dây động cơ…

Có được thời gian thực tập quý báu này em xin chân thành cảm ơn ban chủnhiệm khoa Điện và đặc biệt là các thầy giáo hướng dẫn

Thầy Nguyễn Quang Hùng

Thầy Nguyễn Huy Thiện

Các thầy đã tạo điều kiện cũng như tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong quátrình thực tập Có thể nói không có sự hương dẫn dạy bảo của các thầy chúng em

có lẽ sẽ khó có thể hoàn thành tốt được bài thực tập kỹ thuật này Một lần nữa emxin chân thành cảm ơn

PHẦN MỘT

BÀI 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN

I Giới thiệu chung về máy điện:

Các máy thực hiện sự biến đổi cơ năng thành điện năng hoặc ngược lại đượcgọi là máy điện

Các máy điện biến cơ năng thành điện năng gọi là máy phát điện và các máyđiện dung để biến đổi từ điện năng thành cơ năng gọi là động cơ.Các máy điện đều

có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể biến đổI năng lượng theo hai chiều

Máy điện là một hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện liên quan vớinhau.Mạch từ bao gồm các bộ phận dẫn từ và các khe hở không khí.Các mạch điệnbao gồm hai hoặc nhiều dây quấn có thể chuyển động tương đối với nhau cùng vớicác bộ phận mang chúng

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 biến đổi cảm ứng dùng

để biến đổi điện năng với các giá trị của thông số này (điện áp, dòng điện) Máybiến áp là một thiết bị biến đổi cảm ứng đơn giản thuộc loại này, dùng để biến đổidòng điện xoay chiều từ điện áp này sang 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 phápđiện

Máy điện dùng làm máy biến đổi năng lượng là phần tử quan trọng nhất của bất

cứ thiết bị điện năng nào Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nôngnghiệp, giao thông vân tải, và các hệ điều khiển và tự động điều chỉnh, khốngchế…

Máy điện có nhiều loại, có thể phân loại như sau:

* Máy điện tĩnh: thường gặp là các loại máy biến áp Máy điện tĩnh làm việcdựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông, giữa các dây quấnkhông có sự chuyển động tương đối với nhau

Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện năng Do tính chấtthuận nghịchcủa các quy luật cảm ứng điện từ nên quá trình biến đổi có tính chấtthuận nghịch Ví dụ: Máy biến áp biển đổi điện năng có các thông số U1, I1, f1

thành điên năng có các thông số mới U2, I2, f2 hoặc ngược lạibiến đổi hệ thống điện

U2, I2, f2 thành hệ thống U1, I1, f1

* Máy điện có phần động (quay hoặc chuyển động thẳng): Tuỳ theo lướiđiện có thể phân thành máy điện xoay chiều và máy điện một chiều Nguyên lýlàm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ do từ trường và dòngđiện của các quận dây có chuyển động tương đối so với nhau gây ra Loại máy nàythường dùng để biến đổi năng lượng Ví dụ: biến đổi điện năng thành cơ năng(động cơ điện) hoặc biến đổi cơ năng thành điện năng (máy phát điện) Quá trìnhbiến đổi có tính chất thuận nghịch, nghĩa là máy điện có thể làm việc ở chế độ máyphát hoặc động cơ điện

U1, I1, f1 Pcơ

Sơ đồ phân loại máy điện thông dụng thường dùng:

II Các định luật dùng để nghiên cứu máy điện

Trong nghiên cứu máy điện, ta thường sử dụng các định luật sau:

1 Định luật về cảm ứng điện từ Định luật Faraday:

Trong các thiết bị điện từ, định luật này thường được viết dưới dạng phương trìnhMaxwell:

Máy điện đồng bộ

Máy phát không đồng bộ

Máy điện tĩnh

Động

cơ không đồng bộ

Máy phát đồng bộ

Máy phát một chiều

Động

cơ một chiều

Động cơ đồng bộ

trong đó v là tốc độ chuyển động của một thanh dẫn l nằm trong từ trường có từcảm B vuông góc với chiều chuyển động của thanh dẫn đó.

2 Định luật toàn dòng điện:

Định luật này được diễn tả như sau:

3 Định luật về lực điện từ Định luật Laplace:

Đây là định luật cho ta trị số của lực tác dụng trên một đơn vị dòng điện đặt ởđiểm M có từ cảm Lực này bằng tích vectơ của vectơ đơn vị dòng điện với vectơ

0

sin dl Bi

4 Năng lượng trường điện từ:

Năng lượng tổng trong một thể tích từ trường có không đổi bằng:

2 1 1 2

12

2 2

i L i L dV

M   

Trong đó là vec tơ từ thông móc vòng vó các thành phần bằng từ thông do cácdây quấn sinh ra, k là một hệ số tỷ lệ

Trong nghiên cứu thiết kế và tính toán các máy điện, để được tiện lợi người tathường dùng hệ đơn vị tương đối Trong hệ đơn vị tương đối các đại lượng nhưđiện áp, dòng điện, công suất, tần số, tần độ góc, mômen…đều được biểu thị theocác lượng định mức tương ứng lấy làm cơ sở Ví dụ:

P



81

đm

đm cs

cs đm cs

I

U I

U z

III.Tính thuận nghịch trong máy điện:

Tính thuận nghịch trong máy điện:

Máy điện có tính thuận nghịch nghĩa là có thể làm việc ở chế độ mày phát điệnhoặc động cơ điện

1 Chế độ máy phát điện:

Cho cơ năng của động cơ điện sơ cấp, thanh dẫn sẽ chuyển động với vận tốc vtrong từ trường của nam châm N-S, trong thanh dẫn sẽ cảm ứng một sức điện độnge

- Nếu nối 2 cực của thanh dẫn điện trở R của tải thì dòng i chạy trong thanh dẫn sẽcung cấp điện cho tải

- Nếu bỏ qua điện trở của thanh dẫn thì điện áp đặt vào tải u  e

Công suất điện máy phát cung cấp cho tải là p= u.i= e.i

Dòng điện i nằm trong từ trường , từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ Fdt

= B.i.l có chiều như hình vẽ Khi máy quay với tốc độ không đổi, lực điện sẽ cânbằng với lực sơ cấp của động cơ sơ cấp

Công suất điện đưa vào động cơ:

P = u.i = e.i = B.i.l = Fdt.vNhư vậy công suất điện P = u.i đưa vào động cơ đã biến thành công suất cơ Pcơ

= Fdt.v trên trục động cơ điện năng đã biến thành cơ năng

Ta nhận thấy cùng một thiết bị điện từ tùy vào dạng năng lượng đưa và mà máyđiện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc đông cơ điện Đây chính là tínhchất thuận nghịch của mọi loại máy điện

IV Sơ lược về các vật liệu chế tạo máy điện:

Các vật liệu dùng để chế tạo có thể chia làm 3 loại:

- Vật liệu tác dụng

- Vật liệu kết cấu

Người ta sử dụng chủ yếu là thép kỹ thuật điện, có hàm lượng silic khác nhaunhưng không được vượt quá 4.5% Hàm lượng silic này dùng để hạn chế tổn hao

do từ trễ và tăng điện trở của thép để giảm tổn hao dòng điện xoáy

Người ta hay sử dụng các lá thép dày 0.35mm dùng trong máy biến áp và0.5mm dùng trong máy điện quay ghép lại làm lõi thép để giảm tổn hao do dòngđiện xoay chiều gây nên

Tùy theo cách chế tạo người ta phân lõi thép kỹ thuật điện ra làm 2 loai: cánnóng và cán nguội Loại các nguội có đặc tính từ tốt hơn như: độ từ thấm cao hơn,tổn hao thép ít hơn cán nóng

Thép lá cán nguội lại chia làm 2 loại: đẳng hướng và vô hướng Loại đẳnghướng có đặc điểm là dọc theo chiều cán thì tính năng từ tính tốt hơn hẳn so vớinganh chiều cán, do đó thường được sử dụng trong máy biến áp Loại vô hướng thìđặc tính từ theo mọi hướng nên thường được sử dụng trong máy điện quay

Chỉ số thứ hai chỉ tổn hao riêng của các loại thép

Ở đoạn mạch từ có từ thông biến đổi với tần số 50Hz thường dùng lá thép kỹthuật điện dây 0.1- 0.2mm

Ở đoạn mạch từ có từ thông trường không đổi thường dùng lá thép đúc, théprèn hoặc thép lá

b Vật liệu dẫn điện:

Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo các bộ phận dẫn điện Vật liệu dẫn điện tốtnhất dùng trong các máy là đồng vì chúng có điện trở xuất rất nhỏ và không đắtlắm Đồng dùng làm dây dẫn không được có tạp chất quá 0,1%.Điện trở suất củađồng ở 20C là  =0,0172 mm /2 m.Ngoài ra còn dùng nhôm và các hợp kimkhác như đồng thau, đồng phospho.Nhôm có điện trở suất ở 20C là  =0,0282

ta còn dùng các hợp kim của đồng hoặc nhôm hoặc có chỗ dùng cả thép để tăng độbền cơ học và giảm kim loại màu.

2 Vật liệu kết cấu:

Vật liệu kết cấu là vật liệu dùng để chế tạo ra các chi tiết chịu tác động cơ họcnhư trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy, các bộ phận và chi tính truyền động hoặc kếtcấu của máy theo các dạng cần thiết đảm bảo cho máy điện làm việc bình thường.Người ta dùng gang, thép, các kim loại màu, hợp kim, và các vật liệu bằng chấtdẻo

3 Vật liệu cách điện:

Để cách điện các bộ phận mang điện trong máy người ta sử dụng vật liệu cáchđiện.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 bền cơ học nhất định Độ bền về nhiệt của chất cáchđiện bọc dây dẫn quyết định nhiệt độ cho phép của dây và do đó quyết định tải của

nó Nếu tính năng chất cách điện càng cao thì lớp cách điện có thể mỏng và kíchthước của máy giảm

Chất cách điện chủ yếu ở thể rắng gồm 4 nhóm:

a Chất hữu cơ thiên nhiên: giấy, vải, lụa

b Chất vô cơ: xi măng, mica, sợi thuỷ tinh

c Các chất tổng hợp

d Các loại men, sơn cách điện

Chất cách điện tốt nhất là mica, song tuơng đối đắt nên chỉ dùng trong các máy

có điện áp cao, do đó thường dùng các vật liệu có sợi như giấy, vải, sợi Chúng có

độ bền cơ học tốt, mềm, 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 liệucách điện

Ngoài ra còn có chất cách điện ở thể khí: không khí, hydro, nito; hoặc thể lỏng:dầu MBA

+ Vật liệu khí: không khí là một chất cách điện tốt tuy nhiên để cách điện tốt hơnngười ta thường dùng khí trơ, hydro hoặc sử dụng trong trường hợp cần cách điện

và làm mát bên trong vật liệu

+ Vật liệu lỏng ( đầu máy biến áp) : đây là loại vật liệu cách điện rất quan trọngtrong máy điện vì nó có thể len lỏi vào các khe rất nhỏ và có thể sử dụng để dập hồquang Căn cứ vào độ bề nhiệt, vật liệu cách điện chia ra làm nhiều loại sau:

điện ( 0C) ( 0C)

A Sợi xeluno, bông hoặc tơ

tằm trong vật liệu hữu cơ

F Amiang, vật liệu gốc mica

sợi thủy tinh có chất kết

dính và tẩm tổng hợp

H Vật liệu gốc mica, amiang

sợi thủy tinh phối hợp chất

kết dính và tẩm silic hữu cơ

Thực nghiệm cho thấy khi nhiệt độ tăng quá nhiệt độ cho phép 8-10 0C thì tuổithọ của vật liệu cách điện sẽ giảm đi một nửa

Ở nhiệt độ làm việc cho phép tốc độ tăng nhiệt của các phần tử không vượt quá

độ tăng nhiệt cho phép, tuổi thọ trung bình của vật liệu khoảng 10-15 năm Khimáy làm việc quá tải, nhiệt độ sẽ vượt quá nhiệt độ cho phép Vì vậy, khi sử dụngmáy biến thế cần tránh để máy quá tải

Để làm mát máy điện phải có biện pháp tản nhiệt ra ngòai môi trường xungquanh Sự tản nhiệt không những phị thuộc vào bề mặt làm mát của máy mà cònphụ thuộc vào sự đối lưu của không khí xung quanh hoặc của môi trường làm mátkhác như dầu máy biến áp… Thường vỏ máy điện được cấu tạo có các cánh tảnnhiệt và máy điện có hệ thống quạt gío để làm mát

BÀI 2: MÁY BIẾN ÁP

I.Khái niệm chung:

Để đưa điện từ các trạm tới các hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện nhưhình vẽ.Nếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và hộ tiêu thụ lớn thì ta cần phải giảiquyết một vấn đề quan trọng là:việc truyền tải điện năng đi xa phải đảm bảo tính kinh

tế các máy phát điện không có khả năng tạo ra điện áp cao như vậy (thường chỉ từ 21kV) do đó phảI có các thiết bị tăng áp ở đầu đường dây lên Mặt khác các hộ tiêuthụ thường yêu cầu điện áp thấp từ 0,4-0,6 kV do đó tớI đây phảI có thiết bị giảm ápxuống Để biến đổI điện áp của dòng điện xoay chiều từ điện áp cao xuống điện ápthấp hoặc ngược lạI ta sử dụng máy biến áp

3-Thực tế trong hệ thống điện lực muốn truyền tải và phân phối công suất từ nhàmáy điện đến tận các hộ tiêu thụ một cách hợp lý thưeờng phảI qua 3, 4 lần tăng vàgiảm điện áp như vậy.Do đó tổng công suất của các máy biến áp trong hệ thống điệnthường gấp 3, 4 lần công suất của trạm phát điện.Những máy biến áp dùng trong hệthống điện lực gọI là máy biến áp điện lực hay là máy biến áp công suất

Từ đó rõ máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng,không thực hiện việc chuyển hoá năng lượng

Ngày nay, do việc sử dụng điện năng phát triển rộng rãi nên có nhiều loạI máybiến áp khác nhau: máy biến áp 1 pha, máy biến áp 3 pha 2 dây quấn, 3 dây quấn, cácmáy biến áp dung trong chuyên môn như máy biến áp chuyên dung cho các lò luyệnkim, máy biến áp dung cho đo lường, thí nghiệm…nhưng chung dựa trê cùng mộtnguyên lý đó là mguyên lý cảm ứng điện từ

Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từdung để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyêntần số dòng điện.Hệ thống điện đầu vào của máy biến áp trước lúc biến đổi ( sơ cấp )

có điện áp U1 ,I1 ,f Hệ thống điện đầu ra ( thứ cấp ) có điện áp U1,I1, f

Nếu điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp gọi là máy biến áp tăng áp.Nếu điện ápphía thứ cấp nhỏ hơn điện áp phía sơ cấp gọi là máy biến áp hạ áp

II Nguyên lí làm việc cơ bản của máy biến áp:

Nguyên lý làm việc của máy biến áp dựa trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ

Ta hãy xét sơ đồ nguyên lí của một máy biến áp

Đây là máy biến áp một pha hai dây quấn Dây quấn 1 có w1 vòng dây và dâyquấn 2 có w2 vòng dây được quấn trên lõi thép 3 Khi đặt một điện áp xoay chiều

u1 vào dây quấn 1, trong đó sẽ có dòng điện i1 Trong lõi thép sẽ sinh ra từ thông Фmóc vòng với cả hay dây quấn 1 và 2, cảm ứng ra các s.đ.đ e1 và e2 Dây quấn 2 cós.đ.đ sẽ sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điệp áp là u2 Như vậy năng lượng củadòng điện xoay chiều đã được truyền từ dây quấn 1 sang dây quấn 2

Giải sử điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm hình sin, thì từ thông do nó sinh

2 cos

sin

1 1

1 1

w dy

d w

) 2 sin(

2 cos

sin

2 2

2 2

w dy

d w

Trong đó:

m m





(1-3a)

m m





(1-3b)

là giá trị hiệu dụng của các s.đ.đ dây quấn 1 và dây quấn 2

Các biểu thức (1-2a,b) cho thấy s.đ.đ cảm ứng trong dây quấn chậm pha với từthông sinh ra nó một góc 2

Dựa và các biểu thức(1-3a,b) người ta định nghĩa tỷ số biến đổi của máy biến

áp như sau:

2

1 2

1

w

w E

E

k  (1-4)Nếu không kể điện áp rơi trên các dây quấn thì có thể coi U1  E1 ; U2  E2

, do đó k được xem như tỷ số điện áp giữa dây quấn 1 và dây quấn 2:

2

1 2

1

U

U E E

k   (1-5)

III Các loại máy biến áp chính:

Theo công dụng, máy biến áp có thể gồm những loại chính sau đây:

- Máy biến áp điện lực : dùng để truyền tải và phân phối công suất trong hệ

thống điện lực

- Máy biến áp chuyên dùng : dùng cho các lò luyện kim, cho các thiết bị chỉnh lưu, máy biến áp hàn điện,…

- Máy biến áp tự ngẫu : biến đổi điện áp trong một phạm vi không lớn, dùng để

mở máy các động cơ điện xoay chiều

- Máy biến áp đo lường : dùng để giảm các điện áp và dòng điện lớn khi đưa vào các đồng hồ đo

- Máy biến áp thí nghiệm : dùng để thí nghiệm các điện áp cao

IV.Cấu tạo máy biến áp:

Máy biến áp có 3 bộ phận chính : lõi thép, dây quấn và vỏ máy

1-Lõi thép:

Lõi thép máy biến áp dung để dẫn từ thông chính của máy được chế tạo từ nhữngvật liệu dẫn từ tốt ( thường là lá thép kỹ thuật điện ) Lõi thép gồm 2 bộ phận:

*Trụ: là phần lõi thép có dây quấn

*Gông : là phần lõi thép nối các trụ lại với nhau thành mạch từ kín.Mạch từ đượcghép từ các lá thép kỹ thuật điện mỏng (0,35-0,5mm) 2 mặt có sơn cách điện, chứahàm lựơng Silic từ 1-4% nhằm hạn chế tổn hao điện năng trong mạch từ do tác dụngcủa dòng Fucô và hiện tượng từ trễ

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, gồm có cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp thường được chế tạobằng dây đồng (hoặc dây nhôm) có tiết diện tròn hoặc hình chữ nhật bề ngoài có bọccách điện bằng emay hoặc cotton.Các máy biến áp công suất nhỏ dây quấn thườngdùng dây tròn có tiết diện không quá 3mm Đối với dây chịu tải dòng điện lớn ở máybiến áp công suất lớn dung dây dẹp, tiết diện hình vuông hoặc hình chữ nhật

Dây quấn gồm nhiều vòng dây lồng vào trụ, lõi thép giữa các vòng dây và giữa cácdây quấn có cách điện vớI nhau và cách điện với lõi thép.Máy biến áp thường có 2hoặc nhiều dây quấn.Theo cách sắp xếp dây quấn cao áp và hạ áp ta có 2 loại dâyquấn chính là: đồng tâm và xen kẽ

*Dây quấn đồng tâm: có tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm.Dây quấn hạ

áp phía trong gần trụ lõi thép còn dây quấn tăng áp quấn phía ngoài bọc lấy dây quấn

hạ áp.Với cách quấn dây này có thể giảm bớt được điều kiện cách điện của dây quấncao áp vì giữa dây quấn cao áp và trụ đã có cách điện bản thân của dây quấn hạáp.Những kiểu dây quấn đồng tâm chính bao gồm:

- Dây quấn hình trụ: Nếu tiết diện dây nhỏ thì dùng dây tròn quấn thành nhiềulớp Nếu tiết diện dây lớn hơn thì dung dây dẹt và thường quấn thành 2 lớp.Dây quấnhình trụ, dây tròn thưưòng lấy làm dây quấn cao áp điện áp tới 35kV, dây quấn hìnhtrụ dây bẹt chủ yếu làm dây quấn hạ áp vớI điện áp từ 6kV trở xuống.Nói chung dâyquấn hình trụ thường dùng cho các máy biến áp dung lượng 630kVA trở xuống

- Dây quấn hình xoắn: Gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo đường xoắn ốc giữacác vòng dây có rãnh hở.Kiểu này thường được dùng cho dây quấn hạ áp của máybiến áp dung lượng trung bình và lớn

- Dây quấn xoắn ốc liên tục: Làm bằng dây quấn bẹt và khác với dây quấn hìnhxoắn ốc, dây quấn này được quấn thành những bánh dây phẳng cách nhau bằng nhữngrãnh hở.Bằng cách hoán vị dặc biệt trong khi quấn các bánh dây được nối tiếp mộtcách liên tục mà không cần mối hàn giữa chúng.Dây quấn này chủ yếu làm dây quấncao áp điện áp 35kV trở lên và dung lượng lớn

*Dây quấn xen kẽ:

Các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ dọc theo trụ thép Để cách điện dễdàng các bánh dây sát gong thường thuộc dây quấn hạ áp.Vì chế tạo và cách điện khókhăn, kém vững chắc về cơ khí nên các máy biến áp kiểu trụ hầu như không dung kiểudây quấn xen kẽ mà kiểu dây quấn này hay dung trong kiểu máy biến áp bọc

3-Vỏ máy:

Bao gồm 2 phần : thùng và nắp thùng

*Thùng máy biến áp: thùng máy làm bằng thép, thường là hình bầu dục

*Nắp thùng: nắp thùng dùng để đậy thùng và trên đó đặt một số các chi tiết máyquan trọng như các sứ ra của dây quấn CA và HA; bình giãn dầu; ống bảo hiểm;bộphận truyền động của bộ đốI các đầu điều chỉnh điện áp của dây quấn CA

BÀI 3: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ I.Khái niêm chung:

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lýcảm ứng điện từ có tốc độ quay của roto ( tốc độ của máy ) n khác với tốc độ quaycủa từ trường n1.

Máy điện không đồng bộ có 2 dây quấn, dây quấn stato (sơ cấp) nối với lướiđiện tần số không đổi f1, dây quấn roto (thứ cấp) được nối tắt lại hoặc khép kíntrên điện trở Dòng điện trong dây quấn roto được sinh ra nhờ sức điện động cảmứng có tần số f2 phụ thuộc vào roto nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy

II.Phân loại và 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 của vỏ, máy điện không đồng bộ chia thành các kiểu chính: kiểu

hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín và kiểu phòng nổ

Theo kết cấu của roto, chia làm 2 loại: loại roto kiểu dây quấn và loại roto kiểulồng sóc

Theo số pha trên dây quấn có 3 loại: 1 pha, 2 pha,3 pha

lá thép kỹ thuật điện đều phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòngxoáy gây nên

b,Dây quấn:

Dây quấn stato làm bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) và được đặt trong cácrãnh của lõi thép, kiểu dây quấn hình dạng và cách bố trí sẽ được trình bày trongphần “cơ sở thiết kế dây quấn stato động cơ không động bộ”

c,Vỏ máy:

Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc gang, dùng để cố định lõi thép và dây quấn cũngnhư cố định máy trên bệ, không dùng để làm mạch dẫn từ Đối với máy có côngsuất tương đối lớn(1000 kW) thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ Tuỳ theocách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau: kiểu vỏ hở, vỏ bảo vệ, vỏ kínhay kiểu vỏ phòng nổ… Hai đầu vỏ có nắp máy và ổ đỡ trục Vỏ máy và nắp máycòn dùng để bảo vệ máy

2.2.Roto:

Roto là phần quay gồm có lõi thép, dây quấn

a,Lõi thép:

Nói chung lõi thép vẫn làm bằng lá thép kỹ thuật điện như lõi thép ở stato Lõithép được ép lên một giá của roto của máy hoặc ép trực tiếp lên trục máy.

b,Dây quấn roto:

Có 2 loại chính: roto lồng sóc và roto dây quấn

- Loại roto kiểu dây quấn: roto dây quấn giống như dây quấn stato Trong máy

cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng 2 lớp vì bớt được những đầunối, kết cấu dây quấn chặt chẽ Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấnđồng tâm một lớp Dây quấn 3 pha của roto thường đấu hình sao còn 3 đầu kiađược nối vào 3 vành trượt thường làm bằng đồng cố định ở một đầu trục và thôngqua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài

Đặc điểm của loại động cơ điện roto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổithan đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện roto để cải thiện tínhnăng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy Khi máylàm việc bình thường dây quấn roto được nối ngắn mạch

- Loại roto kiểu lồng sóc: Kết cấu của loại dây quấn này rất khác so với dâyquấn stato Trong mỗi rãnh của lõi thép roto đặt vào thanh dẫn bằng đồng haynhôm dài ra khỏi lõi thép và được nối tắt ở 2 đầu bằng 2 vành ngắn mạch bằngđồng hay nhôm làm thành 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 cácrãnh lõi thép roto tạo thành thanh nhôm, 2 đầu đúc vòng ngắn mạch và cánh quạtlàm mát Dây quấn roto lồng sóc không cần cách điện với lõi thép Để cải thiệntính năng mở máy, trong máy công suất tương đối lớn, rãnh roto có thể làm thànhrãnh sâu hoặc làm thành 2 rãnh (lồng sóc kép) Trong máy điện cỡ nhỏ rãnh rotothường 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 songgiá thành cao và vận hành kém tin cậy hơn roto lồng sóc nên chỉ được dùng khiđộng cơ roto lồng sóc không đáp ứng được các yêu cầu về truyền động

2.3.Khe hở:

Vì roto là một khối tròn nên khe hở đều, khe hở trong máy điện không đồng bộrất nhỏ (0,2 ÷ 1 mm trong máy điện cỡ nhỏ và vừa) dể hạn chế dòng điện từ hoálấy từ lưới điện và như vậy mới có thể nâng cao hệ số công suât của máy

III.Các chế độ làm việc của máy điện không đồng bộ:

Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ là tạo ra một từ trường quayvới tốc độ n1=60f/p

Trong đó: f : tấn số dòng điện lưới đưa vào

p : số đuôi 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 suất điện động và dòng điện Từ thông do dòng điệnnày sinh ra hợp với từ thông của stato tạo thành từ thông tổng ở khe hở Dòng diệntrong dây quấn tác dụng với từ thông khe hở sinh ra momen tác dụng do có tácdụng mật thiết với tốc độ quay n của roto Trong những phạm vi tốc độ khác nhauthì 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