Giáo trình Quấn dây, sửa chữa máy điện (Nghề Điện công nghiệp Trình độ Cao đẳng, Trung cấp)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN 14: QUẤN DÂY, SỬA CHỮA MÁY ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: 99 /QĐ-KTCNQN ngày 14 tháng năm2018 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn Bình Định TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Giáo trình biên soạn giáo viên Khoa Điện trường Cao đẳng kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn, sử dụng cho việc tham khảo giảng dạy nghành Điện công nghiệp trường Cao đẳng kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn Mọi hình thức chép, in ấn đưa lên mạng Internet không cho phép Hiệu trưởng trường Cao đẳng kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn vi phạm pháp luật MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN MỤC LỤC BÀI 1: QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP PHA CẢM ỨNG 1.1 Quấn máy biến áp pha cỡ nhỏ kiểu cảm ứng 1.2 Các sai hỏng thường gặp, nguyên nhân biện pháp khắc phục .18 BÀI 2: QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP PHA TỰ NGẪU .19 2.1 Quấn dây máy biến áp pha kiểu tự ngẫu .20 2.2 Các sai hỏng thường gặp, nguyên nhân biện pháp khắc phục .30 BÀI 3: QUẤN DÂY STATO ĐỘNG CƠ QUẠT BÀN 31 3.1 Khảo sát vẽ sơ đồ dây quấn 32 3.2 Tháo dây cũ vệ sinh lõi thép 33 3.3 Tính toán số liệu dây quấn 33 3.4 Lót rãnh 36 3.5 Làm khuôn .36 3.6 Ra dây .36 3.7 Lồng dây 37 3.8 Đai đấu dây .38 3.9 Lắp ráp vận hành thử nghiệm 38 3.10 Xử lý sai hỏng thường gặp 39 3.11 Tẩm sấy dây Stato 40 BÀI 4: QUẤN DÂY STATO ĐỘNG CƠ PHA .41 4.1 Khảo sát vẽ lại sơ đồ dây quấn 41 4.2 Tháo dây cũ, vệ sinh lõi thép 42 4.3 Lót cách điện rãnh 43 4.4 Làm khuôn quấn dây lồng dây 46 4.5 Đai đấu dây .49 4.6 Lắp ráp vận hành thử nghiệm 50 4.8 Tẩm sấy dây stato .53 BÀI 5: QUẤN DÂY STATO ĐỘNG CƠ KĐB PHA KIỂU ĐỒNG TÂM .55 5.1 Khảo sát vẽ lại sơ đồ dây quấn động 55 5.2 Tháo dây cũ, vệ sinh lõi thép 59 5.3 Lót cách điện rãnh 59 5.4 Làm khuôn, quấn dây, lồng dây 62 5.5 Đai đấu dây .65 5.6 Lắp ráp vận hành thử nghiệm 66 5.7 Xử lý sai hỏng thường gặp 68 5.8.Tẩm sấy dây stato 71 LỜI GIỚI THIỆU Máy biến áp loại động điện đóng vai trị quan trọng sản xuất sinh hoạt Việc sử dụng sửa chữa vấn đề cần thiết thường xuyên Trong giáo trình chúng tơi trình bày sơ đồ dây quấn, tính tốn số liệu dây quấn kỹ thuật quấn dây loại máy biến áp động điện thơng dụng Về phần tính tốn tốn số liệu dây quấn, giáo trình khơng trình bày cách tính tốn chi tiết thiết kế mà phần đơn giản hóa để dễ dang sử dụng vấn đề hữu hiệu tính tốn chữa Trên sở nêu trên, giáo trình biên soạn bao gồm nội dung sau: Bài 1: Quấn dây máy biến áp1 pha cảm ứng Bài 2: Quấn dây máy biến áp pha tự ngẫu Bài 3: Quấn dây Stato động quạt bàn Bài 4: Quấn dây Stato động pha bơm nước Bài 5: Quấn dây Stato động KĐB pha kiểu đồng tâm Tài liệu bao gồm vấn đề cần thiết cho người đọc nhằm bổ sung kiến thức rèn luyện kỹ nghề, biên soạn dựa sở giáo trình dạy nghề Bộ ban hành với kinh nghiệm giảng dạy nhiều giáo viên trường dạy nghề Trong trình biên soạn khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong độc giả đóng góp ý kiến để tài liệu hồn thiện Trân trọng kính chào Bình Định, ngày tháng Tác giả Nguyễn Văn Thắng năm 2018 BÀI 1: QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP PHA CẢM ỨNG Mã bài: MĐ 14-01 Thời gian: 21 (LT: 02 giờ; TH: 10 giờ; Tự học: 09 giờ.) Giới thiệu: Để biến đổi điện áp dòng điện xoay chiều từ điện áp cao xuống điện áp thấp, ngược lại từ điện thấp lên điện áp cao, người ta dùng máy biến áp Ngày việc sử dụng điện phát triển rộng rãi nên máy biến áp sử dụng ứng dụng rộng rãi Có nhiều loại máy biến áp khác nhau: máy biến áp điện lực, máy biến áp hai dây quấn, ba dây quấn, máy biến áp pha, pha Mục tiêu: - Tính tốn quấn máy biến áp kiểu cảm ứng đảm bảo hoạt động tốt, đạt thông số kỹ thuật, theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện; - Sửa chữa hư hỏng thông thường máy biến áp pha; - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác, tư khoa học sáng tạo; - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị Nội dung chính: 1.1 Quấn máy biến áp pha cỡ nhỏ kiểu cảm ứng Là dạng toán mà người thợ nhận yêu cầu kỹ thuật cần có cho máy biến áp cụ thể từ khách hàng điện áp nguồn vào; điện áp cần có; cơng suất ngõ ra; mục đích sử dụng… Với dạng toán phải xác định tiết diện lõi thép; số vòng dây quấn sơ cấp, thứ cấp đường kính dây quấn sơ cấp, thứ cấp… 1.1.1 Tính tốn số liệu dây quấn máy biến áp 1.1.1.1 Lý thuyết liên quan Máy biến áp cảm ứng hay gọi máy biến áp hai dây quấn, loại máy biến áp có dây quấn sơ cấp thứ cấp cách ly Ký hiệu máy biến áp hai dây quấn hình U1 W1 W2 U2 Hình 1.1: ký hiệu máy biến áp hai dây quấn * Xác định số liệu yêu cầu: - Điện áp định mức phía sơ cấp U1 [ V ] - Điện áp định mức phía thứ cấp U2 [ V ] - Dịng điện định mức phía thứ cấp I2 [ V ] Trường hợp rõ giá trị I 2, ta cần xác định cơng suất biểu kiến phía thứ cấp S2 : S2 = U2 I2 [ VA ] (1.1) Tần số f nguồn điện - Chế độ làm việc ngắn hạn hay dài hạn * Xác định tiết diện tính tốn cần dùng cho lõi sắt (At ): √ s2 At = 1.432.K Bm [cm2] (1.2) Hình 1.2 : Lõi thép dạng E,I Trong đó: At: tiết diện tính tốn lõi thép [cm2] S2: công suất biểu kiến cung cấp phía thứ cấp biến áp [ VA ] K: hệ số hình dáng lõi thép Khi thép dạng EI ta có K =  1,2 Khi thép dạng UI ta có K = 0.75  0,85 Bm: mật độ từ thông sử dụng lõi thép Tùy theo hàm lượng silic nhiều hay mà chọn B m cao hay thấp Cũng tùy theo loại thép chế tạo theo dạng dẫn từ có định hướng khơng định hướng mà chọn Bm cao hay thấp Đối với thép dẫn từ không định hướng: Bm = (0,8  1,2)T Đối với thép có dẫn từ định hướng: Bm = (1,2  1,6)T Hình 1.3 : Lõi thép dạn U,I * Chọn kích thước cho lõi thép, khối lượng lõi thép + Kích thước cho lõi thép: a b a a b Gọi Ag tiết diện tính từ kích thước thực lõi thép, ta có: Trong đó: a: bề rộng thép cm b: bề dày lõi thép cm Như Ag At chênh lệch do: Bề dầy cách điện tráng thép (để giảm nhỏ dòng điện Foucault chạy qua lõi) Hình 1.4: Cáchthép đo lấy kích thước Hình 1.5: Cách đoAlấy kích thước t lõi thép dạng E I K f [cm2] (1.3) Alõi g = thép dạng UI A g= a.b Độ ba vớ có thép cơng nghệ dập định hình thép gây nên Độ chênh lệch xác định hệ số ghép Kf, ta có: Trong thiết kế tính tốn, tham khảo giá trị Kf theo bảng sau: Kf Bề dầy thép Lá thép ba vớ Lá thép nhiều ba vớ (mm) 0,35 0,92 0,8 0,5 0,95 0,85 Chú ý: Nếu đo bề dầy thép biết xác số thép ta tính At xem At = Ag Dựa vào giá trị Ag, ta chọn kích thước a, b lõi thép Để dễ dàng thi cơng quấn dây, thường a b có mối quan hệ kích thước sau: b = a đến b = 1,5a Từ đó, ta có quan hệ sau : Ag = a.b = a2 (khi chọn a = b) Ag = a.b = a.1,5a = 1,5a2 (khi chọn b = 1,5a) Phối hợp giá trị a có sẵn thực tế, chọn giá trị a thích hợp cho lõi thép, từ tính lại xác giá trị b Sau có kích thước thép, ta chọn khối lượng lõi thép Khối lượng lõi thép: Trường hợp lõi thép dạng E I: (hình 1.6) a/2 h+a h a/2 a a/2 c b c Hình 1.6: Cách đo kích thước lõi thép dạng E,I để tính tốn Gọi c bề rộng cửa sổ ; h bề cao cửa sổ Ta tích lõi thép (đã trừ khoảng không gian trống cửa sổ) là: (1.4) V = 2ab (a + c + h) Gọi  khối lượng riêng thép kỹ thuật điện  = 7,8 kg/dm3 Suy khối lượng lõi thép : W th =γ V Hay W th = 7,8.2ab(a + c + h) (1.4) = 15,6ab(a + c + h) Wth: đơn vị [kg] Các kích thước a, b, c, h: đơn vị [dm] Trường hợp lõi thép E, I dạng tiêu chuẩn, ta có quan hệ kích thước sau: c a 3a h 2 W th = 46,8a b (1.5) Trường hợp kết cấu lõi thép dạng UI: (hình 1.7) a 2a+h a c a a b 2a+c Hình 1.7: cách đo kích thước lõi thép dạng U,I để tính tốn Thể tích lõi thép trừ cửa sổ là: V = 2ab(2a + c + h) (1.6) Suy khối lượng lõi thép: W th = 15,6ab (2a + c + h ) (1.7) Trong đó: Wth: đơn vị [kg] Các kích thước a, b, c, h: đơn vị [dm] * Tính số vịng dây quấn cho vơn: n v= , 44 f Bm A t (1.8) Trong đó:Tiết diện lõi thép tính m2 Nếu tiết diện lõi thép tính cm2 f = 50Hz biểu thức trở thành nV = (1.8) 45 *Tính số vịng quấn cho cuộn sơ cấpBvà m Athứ t cấp: + Số vòng quấn cho cuộn sơ cấp: (1.8) n1 = nV U + Số vòng quấn cho cuộn thứ cấp: Khi máy biến áp mang tải điện áp tải sụt giảm lượng so với lúc không tải Để đảm bảo đủ điện áp cung cấp cho máy vận hành phải trừ hao lượng sụt áp tính tốn từ (5  15)% n2 = nV (U2 + 5%  15%) (1.9) * Tính dịng điện phía sơ cấp, thứ cấp: Tra bảng chọn hiệu suất MBA tính dịng điện phía sơ cấp + Dịng điện phía sơ cấp S2 (1.8) I1 = U η% [A] Tra bảng chọn hiệu suất MBA tính dịng điện phía sơ cấp S2 ( VA ) 10 25 50 100  (% ) 60 70 80 85 90 100 > 90 + Dịng điện phía sơ cấp S2 I2 = U (1.9) [A]