Nghiên cứu cải tiến biến dòng hạ thế 100 5a cấp chính xác 0 5 dung lượng 5VA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -[\ [\ - TÁC GIẢ Lê Hữu Thương TÊN ĐỀ TÀI Nghiên cứu cải tiến biến dịng hạ 100/5A cấp xác 0.5 dung lượng 5VA CHUYÊN NGÀNH Thiết Bị Điện LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Thiết Bị Điện NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS BÙI ĐỨC HÙNG Hà Nội, năm 2011 -1- Luận văn cao học Mc lc Trang ph bỡa Mục lục Lời cam đoan MỞ ĐẦU DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 10 Chơng Khái quát vỊ biÕn dßng .13 1.1 Giới thiệu chung 13 1.1.1 Cấu tạo 13 1.1.2 Nguyên lý hoạt động 14 1.1.3 Các thơng số biến dịng 15 1.1.4 Các quan hệ sai số biến dòng 16 1.1.5 Các phương pháp hiệu chỉnh sai số biến dòng 18 1.1.6 Các chế độ làm việc biến dòng 25 1.2 Phân loại biến dòng 27 1.3.1 Phân loại theo điện áp làm việc .27 1.3.2 Phân loại thành phần cách điện biến dòng .28 1.3.3 Phân loại theo cấp xác 30 1.3 Tìm hiểu loại biến dịng loại lưu hành nước 30 1.3.1 TCVN 7697-1 quy định sai số biến dòng 31 1.3.2 Biến dịng tổng cơng ty TBĐ Việt nam (EMIC) 32 1.3.3 Biến dòng Đài loan BH-0,66 34 1.3.4 Biến dòng Trung Quốc 36 Chơng Phân tích việc sử dụng vật liệu tác dụng chế tạo biến dòng 39 2.1 Phõn tích yếu tố kỹ thuật, cơng nghệ thiết kế 39 2.1.1 Phân tích yếu tố kỹ thuật 39 2.1.2 Phân tích yếu tố công nghệ 43 2.2 Phân tích mức độ phức tạp sử dụng vật liệu tác dụng 46 2.2.1 Phân tích mức độ phức tạp việc sử dụng vật liệu tác dụng 46 2.2.2 Kết cấu cách điện vỏ máy 57 2.2.3 Kết cấu cuộn dây 59 2.2.4 Vấn đề hiệu chỉnh sai số .61 Häc viªn: Lª Hữu Thơng -2- GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao häc 2.2.5 Vấn đề thử nghiệm 61 Ch−¬ng Tèi −u hãa viƯc sư dơng vËt liƯu t¸c dơng 66 3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng chất lượng lõi tôn đến sai số biến dịng 66 3.1.1 Chất lượng lõi tơn trước sau ủ 66 3.1.2 Ảnh hưởng vật liệu chế tạo lõi tôn .66 3.1.3 Ảnh hưởng mật độ dòng điện tới sai số biến dịng 69 3.2 Tính tốn tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu tác dụng 71 3.2.1 Vật liệu tác dụng chế tạo biến dòng .71 3.2.2 Lựa chọn vật liệu tác dụng xây dựng sở tối ưu 72 3.2.3 Tính toán tối ưu 73 3.3 Thực lập trình tính toán 77 3.3.1 Lựa chọn ngơn ngữ lập trình 77 3.3.2 Nhập liệu 78 3.3.3 Tính tốn số vịng dây tương đương tổng trở thứ cấp 84 3.3.4 Xây dựng thủ tục lặp 84 3.3.5 Số hóa đường cong H = f(B) p0 = f(B) 86 3.3.6 Tra liệu từ đường cong (từ sở liệu) .90 3.3.7 Tính tốn lưu phương án 92 3.3.8 Chương trình 93 3.3.9 Kết tính tốn 96 Chơng Chế tạo sản phẩm, hiệu chỉnh thử nghiệm tính 98 4.1 Thit kế chế tạo sản phẩm, hiệu chỉnh sai số 98 4.1.1 Thiết kế sản phẩm .98 4.1.2 Hiệu chỉnh sai số 99 4.1.3 Lập bảng so sánh với biến dòng Emic .101 4.2 Thử nghiệm thông số để đối chứng với loại biến dòng khác 102 4.2.1 Thử nghiệm thông số 102 4.2.3 Phạm vi áp dụng chương trình 103 Tài liệu tham khảo 106 PHỤ LỤC 107 Phụ lục 1: Bảng suất tổn hao loại tôn JGH JGS nhà sx cung cấp 1037 Phụ lục 2: Bảng suất tổn hao loại tôn JGHD JG nhà sx cung cấp 1037 Phụ lục 3: Giấy chứng nhận hiệu chuẩn máy đo điện trở chiều WRM10 .1037 Phụ lục 4: Giấy chứng nhận hiệu chuẩn máy phân tích cơng suất WT230 1037 Lời cảm ơn .108 Häc viªn: Lê Hữu Thơng -3- GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học Li cam oan Sau mt thi gian nghiên cứu, tìm hiểu luận văn hồn thành gồm bốn chương với nội dung sau: Chương 1: Khát quát biến dòng 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Phân loại 1.3 Tìm hiểu loại biến dịng loại lưu hành nước Chương 2: Phân tích việc sử dụng vật liệu tác dụng chế tạo biến dịng 2.1 Phân tích yếu tố kỹ thuật, cơng nghệ thiết kế 2.2 Phân tích mức độ phức tạp sử dụng vật liệu tác dụng Chương 3: Tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu tác dụng 3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng chất lượng mạch từ đến sai số biến dịng 3.2 Tính tốn tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu tác dụng Chương 4: Chế tạo sản phẩm, hiệu chỉnh thử nghiệm tính 4.1 Thiết kế chế tạo sảm phẩm, hiệu chỉnh sai số 4.2 Thử nghiệm thông số để đối chứng với loại biến dịng khác Tơi xin cam đoan toàn nội dung kết tính tốn thật Tơi xin chịu trách nhiệm nội dung nghiên cứu kt qu tớnh toỏn ca mỡnh Học viên: Lê Hữu Thơng -4- GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao häc MỞ ĐẦU Cùng với phát triển công nghiệp hóa, đại hóa đất nước thời đại hội nhập quốc tế, việc mở rộng phát triển công nghiệp đòi hỏi tất yếu Cùng với phát triển việc mở rộng phát triển ngành điện trước bước đòi hỏi khách quan Nhu cầu sử dụng biến dòng ngành điện lớn việc nghiên cứu phát triển chế tạo biến dòng nước cần thiết Hiện ngồi nước có nhiều sở sản xuất biến dịng với quy mơ khác Chủng loại biến dòng sản xuất phong phú đa dạng Tuy nhiên loại biến dòng hạ 100/5A – 5VA cấp xác 0,5 loại biến dịng sản xuất với số lượng lớn chúng sử dụng nhiều tủ điện hạ dân dụng, ứng dụng đo đếm thông thường… Biến dịng ngồi nước có mẫu mã đẹp, chất lượng tốt giá thành cao Biến dòng Trung Quốc Đài Loan có kích thước, trọng lượng nhỏ giá thành hạ chất lượng khơng đảm bảo Biến dịng sản xuất nước sở sản xuất uy tín đảm bảo cấp xác yêu cầu Tuy nhiên hàm lượng vật liệu tác dụng chế tạo biến dịng lớn, đặc biệt hàm lượng tơn silic dẫn đến giá thành cao Do việc cải tiến nhằm giảm thiểu chi phí sản xuất hạ giá thành sản phẩm cần thiết Đối với loại biến dịng hạ 100/5A, hàm lượng tơn silic chiếm khối lượng lớn Vì việc nghiên cứu nhằm giảm kích thước khối lượng lõi tơn mục tiêu Trên sở phân tích em lựa chọn đề tài: “ Nghiên cứu cải tiến biến dịng hạ 100/5A cấp xác 0,5” Việc tìm kiếm tài liệu chun sâu biến dịng, đặc biệt tài liệu chi tiết công nghệ chế tạo sinh viên khó khăn Các sách viết máy điện khí cụ điện viết biến dòng viết nhiều nguyên lý hoạt động ứng dụng biến dịng Cho nên việc tìm hiểu nghiên cứu nhằm cung cấp kiến thức công nghệ chế tạo biến dòng thực tế chun đề cần thiết bổ ích Häc viªn: Lê Hữu Thơng -5- GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học Mc ớch chớnh ca ti l nghiên cứu cải tiến biến dòng hạ 100/5A – 5VA Tuy kết nghiên cứu áp dụng tương tự cho chủng loại biến dòng hạ khác Chẳng hạn loại biến dòng hạ 300/5A 500/5A dung lượng 10VA Đối với biến dịng cao ta cần bổ sung tính tốn vật liệu cách điện khoảng cách cách điện Kết nghiên cứu cịn áp dụng cho loại biến dịng có cấp xác khác cấp xác 0,5 Các kết nghiên cứu nhằm bổ sung thêm kiến thức công nghệ chế tạo biến dịng thực tế cơng nghệ chế tạo lõi tôn, ủ tôn, quấn dây đặc biệt luận văn sâu phân tích mức độ phức tạp việc sử dụng vật liệu tác dụng chế tạo biến dòng phương pháp hiệu chỉnh nhằm đưa việc sản xuất biến dòng gần với bạn sinh viên Phần mềm tính tốn thiết kế thân thiện với người sử dụng nhằm giảm thiểu thời gian tính tốn tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu tác dụng chế tạo điều chỉnh có thay đổi vật liệu Các kết đo đạc tính tốn ứng dụng chế tạo sản phẩm mẫu nhằm thực tiễn hóa việc tính tốn Cũng giống số luận văn khác, ta sâu tìm hiểu kiến thức lý thuyết nguyên lý hoạt động, phương pháp hiệu chỉnh sai số… Vận dụng kiến thức lý thuyết tiến hành thử nghiệm đo đạc thông số cần thiết so sánh đối chiếu với lý thuyết Xây dựng đặc tính thực nghiệm áp dụng kết thực nghiệm vào tính tốn nhằm đưa kiến thức lý thuyết gần với thực tiễn Sau khoảng thời gian tìm hiểu thực luận văn hoàn thành thời hạn Các nội dung nghiên cứu với mục đích đề tài Tuy nhiên, thời gian kiến thức chuyên sâu lĩnh vực cịn hạn chế nên khó tránh khỏi thiếu sót Em mong đóng góp ý kiến thầy, bạn để em hồn thiện luận văn Em xin chân thnh cm n! Học viên: Lê Hữu Thơng -6- GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học DANH MC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT Nội dung Ký hiệu, chữ viết tắt - Biến dòng BI, CT - Các đầu vào sơ cấp K, L - Các đầu vào thứ cấp k, l - Cấp xác Ccx - Chỉ lượng định mức, không tải đm, - Chỉ số lượng tương đương tđ - Chỉ số lõi tôn bù B - Chỉ số nhánh từ hóa 0, m - Chỉ số phía sơ cấp, thứ cấp, phụ tải 1, 2, t - Chỉ số tổn hao sắt, đồng Fe, Cu - Chiều dài l - Chiều dài trung bình vịng dây ld - Chiều dày trung bình vịng dây ∆ - Chiều rộng tơn b - Chu kỳ dịng điện, điện áp T - Công suất P - Cường độ từ trường H - Điện áp U - Điện kháng x, X - Điện trở r, R - Điện trở suất ρ - Dịng điện I, i - Đường kính ∅ - Đường kính dây ddây - Đường kính ngồi, đường kính D, d - Góc tổn hao thép Học viên: Lê Hữu Thơng -7- GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học - H s cụng suất phụ tải cosϕ - Khối lượng m - Lập trình giao diện matlab GUI - Loại tơn đẳng hướng, công suất biểu kiến S - Loại tôn dị hướng G - Mật độ dòng điện, đơn vị phức j - Mật độ từ thông B - Nhiệt độ θ - Phút ’ - Sai số dòng điện ∆I - Sai số góc pha ∆δ, δ - Sai số tồn phần ε - Số vịng dây quấn W, w - Suất tổn hao p0 - Sức điện động E, e - Tần số f - Tần số góc ω - Tiết diện S, s - Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN - Tổn hao p - Tổng chiều dày cách điện cđ, c - Tổng công ty Thiết Bị Điện Việt Nam EMIC - Tổng trở Z, z - Trọng lượng riêng γ - Trung Quốc TQ - Tỷ số ng kớnh lừi tụn x Học viên: Lê Hữu Thơng -8- GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Tên bảng Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 1.5 Bảng 1.6 Bảng 1.7 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Bảng 4.1 Bảng 4.2 Bảng 4.3 Bảng 4.4 Bảng 4.5 Bảng 4.6 Nội dung bảng Thử nghiệm sai số điều chỉnh số vòng dây Thử nghiệm sai số điều chỉnh số vòng bù Thử nghiệm sai số thay đổi số vòng dây điện trở Thử sai số 01 biến dòng EMIC Thử sai số 01 biến dòng Đài Loan Thử sai số 01 biến dòng Trung Quốc Bảng so sánh ba loại biến dòng So sánh điện trở đo với kết tính tốn Thử nghiệm đặc tính loại tơn 35JG145 Thử nghiệm đặc tính loại tơn 23JGH90 Thử nghiệm đặc tính loại tơn 35JG145 chưa ủ Thử nghiệm đặc tính loại tơn 27JGH100 Thử nghiệm đặc tính loại tơn 35JG155 Biểu mẫu thử sai số biến dòng Thử nghiệm so sánh sai số trước sau ủ tôn Đo suất tổn hao số loại tôn khác Thông số chế thử số biến dòng So sánh sai số số mẫu biến dịng chế thử Thơng số lõi tơn mẫu biến dòng chế thử Sai số biến dòng thay đổi mật độ dịng điện Thơng số mẫu biến dịng sau tính tốn tối ưu Đặc tính H = f(B) Đặc tính p0 = f(B) So sánh sai số tính tốn bớt sợi khác So sánh thơng số biến dịng tối ưu với biến dịng EMIC Chi phí biến dịng tối ưu so với biến dòng EMIC Thử nghiệm sai số 01 mẫu biến dòng tối ưu So sánh sai số đối chứng biến dịng tối ưu … Kết tính tốn với số chủng loại biến dịng khác Kết tính tốn với số chủng loại biến dịng khác Häc viên: Lê Hữu Thơng -9- Trang 20 22 24 34 36 38 38 51 52 52 53 54 55 62 66 68 68 69 70 70 73 87 88 89 100 101 101 102 102 103 GVHD: TS Bïi §øc Hùng Luận văn cao học DANH MC CC HèNH V, ĐỒ THỊ Tên hình vẽ, Nội dung đồ thị Trang Hình 1.1 Hình ảnh biến dịng hạ 13 Hình 1.2 Mơ hình biến dịng 13 Hình 1.3 Sơ đồ thay biến dịng 16 Hình 1.4 Đồ thị véc tơ biến dịng 17 Hình 1.5 Bù sai số cách thay đổi số vịng dây 19 Hình 1.6 Phương pháp phân lộ từ 21 Hình 1.7 Thay đổi sai số điều chỉnh số vòng bù 22 Hình 1.8 Thay đổi sai số điều chỉnh số vịng dây điện trở 24 Hình 1.9 Quan hệ n10 tải thứ cấp 26 Hình 1.10 Quan hệ B e2 theo thời gian 26 Hình 1.11 Hình ảnh minh họa biến dịng hạ 27 Hình 1.12 Hình ảnh minh họa biến dịng trung 27 Hình 1.13 Hình ảnh minh họa biến dịng cao 28 Hình 1.14 Hình ảnh minh họa biến dịng cách điện khơng khí 28 Hình 1.15 Hình ảnh minh họa biến dịng đúc ê pơ xy 29 Hình 1.16 Hình ảnh minh họa biến dịng ngâm dầu 29 Hình 1.17 Hình ảnh biến dịng EMIC 32 Hình 1.18 Hình ảnh cuộn dây biến dịng EMIC 33 Hình 1.19 Kích thước ngồi biến dịng EMIC 33 Hình 1.20 Hình ảnh biến dịng Đài Loan 34 Hình 1.21 Kết cấu cuộn dây biến dịng Đài Loan 35 Hình 1.22 Kích thước ngồi biến dịng Đài Loan 35 Hình 1.23 Hình ảnh biến dịng Trung Quốc 36 Hình 1.24 Kết cấu cuộn dây biến dịng Trung Quốc 37 Hình 1.25 Kích thước ngồi biến dịng Trung Quốc 37 Hình 1.26 Hình ảnh so sánh kích thước ba loại biến dịng 38 Học viên: Lê Hữu Thơng - 10 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học Trong chng trỡnh ta thực lệnh in kết hình matlab hiển thị kết GUI để người sử dụng tiện theo dõi Chương trình cịn thiết nút lưu phương án load lại sau tắt chương trình Chẳng hạn sau tính tốn loại biến dịng đạt kết tốt ta muốn lưu lại phương án ta cần ấn nút toàn liệu nhập vào cất file “State.mat” cần lấy lại phương án ta cần chạy lại chương trình ấn nút , liệu hiển thị hình “Nhap” ta cần ấn nút để có phương án lưu Lúc ta thỏa mái điều chỉnh thông số đầu vào để điều chỉnh phương án Nếu muốn lưu lại ta lại ấn nút Để thấy tiện lợi chương trình tính tốn ta tiến hành chạy thử chương trình để thấy rõ điều Dưới hình ảnh thể bước trên: Hình 3.9 Hình ảnh hình trước nhập liệu Sau ấn Häc viªn: Lê Hữu Thơng - 94 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học Hỡnh 3.10 Hỡnh nh mn hình sau load liệu Điều chỉnh liệu đường kính d = 30 ấn Hình 3.11 Hình ảnh hình sau thay đổi d = 30 Học viên: Lê Hữu Thơng - 95 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học 3.3.9 Kt qu tính tốn Để chạy chương trình, từ hình matlab ta truy cập vào thư mục chứa chương trình thiết kế sau mở GUI Hình 3.12 Hình ảnh hình mở GUI Sau kích biểu tượng open mở file Nhap.fig Hoặc gõ trực tiếp dòng lệnh Nhap ấn enter Kết tính tốn sau: Hình 3.13 Hình ảnh kết tớnh toỏn Học viên: Lê Hữu Thơng - 96 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học Vi: ccx = [1.5 0.75 0.5 0.5; 90 45 30 30] theo TCVN (trang 20) I1đm =100 (A) w1 =1 (vòng) S2đm =5 (VA) I2đm =5 (A) sc =2 (lõi) Phương án tối ưu: ρ =0,0178 (Ωmm /m) ∆I = -0,2517 (%) d =34 (mm) δ = 24,4082 (’) cd =0,88 (mm) x = 1,8700 f =50 (Hz) B = 0,2623 di = [0,6 + 0,7 + 0,8 ] (mm) Bot = (soi) 0,6 (mm) x =D/d =1,87 Buoc =0,01 Cần ý bước lặp có ảnh hưởng lớn kết tính tốn Ta giữ ngun thông số thay bước lặp từ 0,01 sang 0,1 kết thay đổi x = 1,9 Hình 3.14 Kết tính tốn thay đổi bước lặp Học viên: Lê Hữu Thơng - 97 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học Chơng Chế tạo sản phẩm, hiệu chỉnh thử nghiệm tính 4.1 Thit k ch to sn phm, hiu chnh sai số 4.1.1 Thiết kế sản phẩm Trên sở kết tính tốn tối ưu chương tỷ số đường kính x=D/d =1,87 với sc =2 suy biến dịng thiết kế gồm hai lõi tơn có đường kính lõi tơn d = 34mm, đường kính ngồi D = x.d ≈ 63,7mm, gồm 55 vịng tơn dày 0,27mm 01 lõi tơn bù có đường kính dB = 69mm, đường kính ngồi DB = 71mm, gồm vịng tơn dày 0,27mm Bản tơn b = 25mm Dây quấn thứ cấp biến dòng sợi gồm 0,6mm +0,7mm +0,8mm Lưu ý ta khơng tiến hành tối ưu dây quấn biến dịng 100/5 có vịng dây cuộn bù dùng để hiệu chỉnh sai số sau ủ tôn chất lượng đạt ban đầu Tổng khối lượng lõi tôn: ⎡ ⎛ D2 − d ⎞ ⎛ D2 − dB2 ⎞ ⎤ ⎟.b ⎥.7,8.10 −6 ⎟⎟.b + π ⎜ B m Fe = ⎢2π ⎜⎜ ⎜ ⎟ 4 ⎢⎣ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎥⎦ ⎡ ⎛ 63,7 − 34 ⎞ ⎛ 712 − 69 ⎞ ⎤ ⎟⎟.25⎥.7,8.10 −6 = 0,93 (kg ) ⎟⎟.25 + π ⎜⎜ = ⎢2π ⎜⎜ 4 ⎠ ⎦ ⎝ ⎠ ⎣ ⎝ Mật độ dòng điện dây quấn thứ cấp: j đm = I đm π = = 4,273( A / mm ) ; với s = (0,6 + 0,7 + 0,8 ) = 1,17(mm ) s 1,17 Trọng lượng dây đồng: mCu = s.l2 w2 8,9.10 −3 = 1,17.86,74.40.8,9.10 −3 = 36,13( g ) ⎡ ⎞⎤ ⎛ D−d + 2c ⎟⎥ ⎠⎦ ⎝ l = 2.⎢(b + 2c) + ⎜ ⎣ ⎡ ⎛ 63,7 − 34 ⎞⎤ = 2.⎢(25 + 2.0,88) + ⎜ + 2.0,88 ⎟⎥ = 86,74(mm) ⎝ ⎠⎦ Học viên: Lê Hữu Thơng - 98 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học vi c = 4(c1 + c2 ) = (0,07 + 0,15).4 = 0,88(mm) c1 = 0,07(mm) , c2 = 0,15(mm) chiều dày cách điện cuộn thứ cấp với lõi tôn 4.1.2 Hiệu chỉnh sai số Đây công việc bắt buộc việc chế tạo biến dịng Như trình bày chương trước, sai số biến dòng phụ thuộc nhiều yếu tố chẳng hạn chất lượng lõi tôn sau ủ không đảm bảo ban đầu, môi trường để lõi tôn không đảm bảo khô ráo, chất lượng dây quấn không đảm bảo điện trở suất thiết kế, dung sai tơn dung sai dây quấn mơ hình tính tốn gần Tất điều làm cho sai số biến dòng thay đổi nhiều so với tính tốn Do ta phải tiến hành hiệu chuẩn Việc tiến hành hiệu chuẩn áp dụng tất phương pháp hiệu chuẩn khác cho sai số biến dòng đưa vùng cho phép theo TCVN Bớt vòng dây bắt buộc chưa chế tạo lõi tơn khơng có tổn hao tổn hao nhỏ Để xác định bớt sợi bớt vịng ta phải tiến hành tính tốn thử nghiệm phương án khác Trong chương trình tính ta mặc định bớt sợi dây theo thứ tự nhập vào ví dụ: di = [0,6 0,7 0,8] biến dem = ta bớt sợi 0,6mm vịng dây Muốn bới sợi 0,7 ta nhập di = [0,7 0,6 0,8] biến dem = 1; muốn bớt hai sợi 0,6mm 0,7mm ta nhập di = [0,6 0,7 0,8] biến dem = 2; tương tự cho biến dem = Chương trình khơng hạn chế số lượng sợi chập nhiên, mục đích ban đầu khơng tiến hành tối ưu hóa dây quấn nên ta không xây dựng thủ tục tối ưu dây quấn ta không sâu phân tích vấn đề Mặt khác chế tạo (do nhiều yếu tố dẫn đến chất lượng lõi tôn khơng đồng có sai khác nhiều so với thiết kế) bắt buộc phải hiệu chỉnh nên việc thiết kế chương trình tính tốn bớt nhiều vịng dây sợi khơng cần thiết cơng việc hồn tồn thực hiệu chỉnh vịng dây Ta kết hợp phương pháp hiệu chỉnh để đạt đưa sai số biến dòng vùng cho phép Đối với biến dịng 100/5 loại 5VA tính bớt vịng dây 0,6mm Häc viªn: Lê Hữu Thơng - 99 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học cho kt qu v vựng tối ưu cịn bớt sợi 0,7 0,8 khơng cho kết mong muốn Để thấy rõ điều ta chạy lại chương trình so sánh kết quả: Bảng 4.1 So sánh sai số tính tốn bớt sợi khác Tải I1 (VA) (%) 1,25 di = (0,6 + 0,7 +0,8)mm; x = 1,87 Bớt vòng 0,6mm Bớt vòng 0,7mm Bớt vòng 0,8mm ∆I(%) δ(’) ∆I(%) δ(’) ∆I(%) δ(’) -0,1143 17,4761 0,1059 17,5417 0,3600 7,6176 20 0,0799 2,2027 0,3012 22,2527 0,5565 22,3104 100 0,3294 13,2310 0,5635 12,8901 0,8202 12,9074 120 0,3411 12,8751 0,5509 13,2976 0,8063 13,3746 -1,4098 47,2318 -1,1995 47,4687 -0,9569 47,7426 20 -0,7461 7,4436 -0,5313 37,5794 -0,2836 37,7365 100 -0,2231 23,8829 -0,0033 23,9272 0,2502 23,9786 120 -0,2517 24,4082 -0,0320 24,4527 0,2215 24,5043 Khi bớt sợi 0,7 0,8 sai số vùng tải định mức 5VA gần “0” nhiên sai số vùng tải 1,25VA vượt tiêu chuẩn, đặc biệt bớt sợi 0,8mm Điều hồn tồn phù hợp điện trở sợi dây khác nên ảnh hưởng đến sai số biến dòng lớn (do điện kháng cuộn thứ cấp nhỏ) Một phương pháp hiệu chế tạo thêm vịng tơn bù (phụ) với số vịng thay đổi tùy thuộc vào tình hình sản xuất cụ thể khơng thiết phải vịng tơn có lõi tôn bù để việc hiệu chỉnh linh động Số vòng dây bù điều chỉnh phù hợp với biến dịng cụ thể Như phân tích chương trước, việc thay đổi số vòng bù ảnh hưởng nhiều đến sai số mức tải 1,25VA Phương pháp thêm sợi dây điện trở để đưa sai số biến dòng vùng tiêu chuẩn hiệu đưa sai số dòng điện vùng sai số âm Cũng phân tích việc thêm vòng dây điện trở ảnh hưởng mạnh đến vùng sai số mức tải 5VA Häc viªn: Lª Hữu Thơng - 100 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học Trong thc t ngi ta khụng sử dụng phương pháp hiệu chỉnh mà kết hợp nhiều phương pháp hiệu chỉnh khác Mục đích chung tất phương pháp đưa sai số biến dòng vùng tiêu chuẩn 4.1.3 Lập bảng so sánh với biến dòng Emic Từ phân tích đầu chương, có nhiều hãng sản xuất biến dịng ngồi nước Có biến dịng có kích thước khối lượng nhỏ, kích thước khối lượng biến dịng EMIC lớn nhiều Tuy nhiên kết thử nghiệm cho thấy sai số biến dòng EMIC đạt yêu cầu hai loại biến dòng Đài Loan Trung Quốc khơng đạt Do lựa chọn biến dòng EMIC làm sở để so sánh Từ ta lập bảng so sánh số liệu biến dòng chế tạo so với biến dòng Emic để thấy khác nhau: Bảng 4.2 So sánh thơng số biến dịng tối ưu với biến dòng EMIC D/d mFe mCu jđm Chiều dày (mm) (kg) (g) (A/mm2) tôn 69/34 1,15 38,3 4,273 0,23 63,7/34 0,93 36,13 4,273 0,27 Tỷ giá 100/70 Giả thiết tỷ giá vật liệu chế tạo lõi tôn 100/70 (giá tôn 0,23mm 100.000đ/kg; giá tôn 0,27mm 70.000đ/kg) sản lượng biến dòng sản xuất 1000 cái/tháng Từ ta có bảng so sánh chi phi sau năm sản xuất (Tính 10 tháng) Bảng 4.3 Chi phí biến dịng tối ưu so với biến dòng EMIC ΣmFe Giá Sản lượng Thời gian Chi phí Chênh lệch (kg) (nghìn đồng) (Cái) (tháng) (nghìn đồng) (nghìn đồng) 1,15 100 1000 10 1150000 0,93 70 1000 10 651000 499000 Như sau năm sản xuất tiết kiệm 499 triệu đồng Häc viªn: Lê Hữu Thơng - 101 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học 4.2 Th nghim cỏc thụng số để đối chứng với loại biến dòng khác 4.2.1 Thử nghiệm thông số Sau tiến hành so sánh kích thước chênh lệch chi phí sản xuất loại biến dịng dựa vào kết tối ưu kích thước lõi tơn Ta tiến hành chế thử 02 biến dòng mẫu để thử nghiệm so sánh Bảng 4.4 Thử nghiệm sai số 02 mẫu biến dòng tối ưu Số Tải máy (VA) ∆I(%) ∆δ(’) ∆I(%) ∆δ(’) ∆I(%) ∆δ(’) ∆I(%) ∆δ(’) -1.21 49 -0.86 39.5 -0.51 28 -0.4 12 1,25 -0.11 44 0.4 25 0.23 17.5 0.24 15.5 -1.0 29.5 -0.39 20 -0.32 17.5 -0.3 1,25 0.1 38 0.42 21.5 0.21 0.22 01 02 5% 20% 100% 120% Kết luận Đạt Đạt 4.2.2 Đối chứng với loại biến dòng khác Dựa kết thử nghiệm trước đó, ta lập bảng so sánh: Bảng 4.5 So sánh sai số đối chứng biến dòng tối ưu mẫu khác 5% 20% 100% 120% Hãng Số Tải sx máy (VA) ∆I(%) ∆δ(’) ∆I(%) ∆δ(’) ∆I(%) ∆δ(’) ∆I(%) ∆δ(’) -1.21 49 -0.86 39.5 -0.51 28 -0.4 12 1,25 -0.11 44 0.4 25 0.23 17.5 0.24 15.5 -1.0 29.5 -0.39 20 -0.32 17.5 -0.3 1,25 0.1 38 0.42 21.5 0.21 0.22 -1.02 25 -0.33 13.5 0.15 -1.5 0.2 -2.5 1,25 -0.30 23 0.21 14 0.41 -3 0.43 -1 01 TN 02 Emic 1005 Đ.Loan 355 TQ 3938 Kết Sai số vượt giới hạn đo máy thử 1,25 -0,68 66,5 0,29 35 0,25 18 0,24 17 1,25 0,43 71 1,16 40 0,78 27 0,76 24,5 - 102 - Đạt Đạt t K.t Học viên: Lê Hữu Thơng lun K.t GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học 4.2.3 Phạm vi áp dụng chương trình Mục đích chương trình tối ưu hóa vật liệu tác dụng chế tạo biến dòng cụ thể loại biến dòng hạ 100/5A dung lượng 5VA Tuy nhiên chương trình xây dựng với mơ hình biến dịng thơng dụng bao gồm loại biến dịng hạ chế tạo từ nhiều lõi tôn, số vịng sơ cấp thay đổi nên áp dụng tính tốn cho nhiều loại biến dịng với tỉ số biến đổi khác 1A 5A cơng suất phụ tải thay đổi Ngồi chương trình thiết kế để tính tốn cho biến dịng có cấp xác khác cấp 0,1 cấp 0,2 cấp Để tính tốn biến dịng cấp xác khác ta phải sửa đổi modun “Nhap” Để áp dụng cho tính tốn loại biến dòng cao áp loại ngâm dầu khô ta cần phải sửa lại modun “Tinh” modun “TinhZ” để tính tốn xác điện kháng cuộn dây thứ cấp kiểm tra thêm khoảng cách cách điện xem có đạt u cầu khơng bổ sung thêm modun Do điều kiện thời gian, ta khơng nên làm phức tạp hóa chương trình tính tốn tập trung vào mục đích đề tài Bởi ta không xây dựng nhiều modun để tính tốn nhiều loại biến dịng cụ thể Trong u cầu cụ thể ta hồn tồn sửa đổi chương trình thêm vào modun khác để tính tốn nhiều loại biến dòng Để minh họa thêm, ta tiến hành tính tốn loại biến dịng 300/5A, 500/5A Bảng 4.6 Kết tính tốn với số chủng loại biến dịng khác Thiết kế cũ Kết tính toán (D/d) (D/d) 300/5 102,5/62 80,6/62 0,27 500/5 101/65 77,4/65 0,27 Chủng loại Chiều dày tôn Ta thấy loại biến dịng có tỷ số biến đổi lớn (Iw lớn) tiết kiệm nhiều vật liệu loại biến dịng có tỷ số biển biến đổi nhỏ Trong thực tế việc chế tạo loại biến dịng 100/5A; 75/5A; 50/5A; 15/5A gặp khó khăn nhiều so với loại biến dòng từ 300/5A trở lờn Học viên: Lê Hữu Thơng - 103 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học Hỡnh 4.1 Kết tính tốn biến dịng hạ 300/5 – 5VA Hình 4.2 Kết tính tốn biến dịng hạ 500/5 – 5VA Tuy nhiên thời gian không nhiều phải vừa học, vừa làm, kiến thức chuyên sâu tài liệu nghiên cứu sâu lĩnh vực cịn hạn chế nên ta khơng thể xây dựng chương trình tính tốn áp dụng cho loại biến dịng chương trình khơng thể đáp ứng tất yêu cầu mong mun Học viên: Lê Hữu Thơng - 104 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học KT LUN VÀ KIẾN NGHỊ Mặc dù nhiều hạn chế, thiếu sót việc xây dựng mơ hình tốn, nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu yếu tố công nghệ chế tạo biến dịng chương trình tính tốn tối ưu xây dựng tương đối mở để áp dụng cho loại biến dòng khác Giao diện chương trình thiết kế thân thiện với người sử dụng dễ dàng điều chỉnh thơng số tính tốn khắc phục hạn chế việc nhập liệu từ bàn phím Tuy chưa tìm hiểu phân tích nhiều luận văn cố gắng tìm hiểu số loại biến dòng hãng sản xuất lưu hành thị trường nước Trên sở thấy ưu điểm nhược điểm loại biến dịng nước nước ngồi Từ có lựa chọn thiết kế loại biến dịng phù hợp Đã phân tích yếu tố kỹ thuật, công nghệ thiết kế số loại biến dịng thơng dụng, từ thấy mức độ phức tạp việc sử dụng vật liệu tác dụng Chúng ta thay loại tơn 0,23mm loại tơn 0,27mm Tuy nhiên mức độ khó khăn việc hiệu chỉnh sai số tăng lên đáng kể đặc biệt loại biến dịng có tỉ số biến đổi nhỏ Trong thực tế, để khắc phục tình trạng người ta thường phải tăng số vòng dây (tăng IW) lên Luận văn đưa phương án giải nhằm tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu tác dụng chủ yếu quan tâm đến vấn đề tối ưu hóa lõi tơn khối lượng tôn chiếm đa số tổng khối lượng vật liệu tác dụng Đã vào số vấn đề thực tế việc chế tạo sản phẩm thử nghiệm tính để đối chứng với loại biến khác Đây đặc điểm mang tính thực tế cao cần thiết đề tài Do thời gian kiến thức chuyên sâu cịn hạn chế, em mong góp ý thầy, cô bạn để em hồn thiện luận văn mỡnh Học viên: Lê Hữu Thơng - 105 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học Ti liu tham khảo [1] Các tài liệu khác mạng internet [2] СНРАВОЧНИК (1960), ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИИ [3] Lê Văn Doanh (2006), Thiết kế máy biến áp [4] Nguyễn Đức Sỹ (1995), Công nghệ chế tạo máy điện [5] Phạm Văn Chới, Bùi Tín Hữu, Nguyễn Tiến Tơn (2006), Khí cụ điện [6] Trần Khánh Hà, Nguyễn Hồng Thanh (2006), Thiết kế máy in [7] TCVN 7697-1 (2010) Học viên: Lê Hữu Thơng - 106 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao häc PHỤ LỤC Phục lục 1: Bảng suất tổn hao loại tôn JGH JGS nhà sản xuất cung cấp Phục lục 2: Bảng suất tổn hao loại tôn JGHD JG nhà sản xuất cung cấp Phục lục 3: Giấy chứng nhận hiệu chuẩn máy đo điện trở chiều WRM10 trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng I cấp Phục lục 4: Giấy chứng nhận hiệu chuẩn máy phân tích cơng suất WT230 trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng I cấp Häc viªn: Lª Hữu Thơng - 107 - GVHD: TS Bùi Đức Hùng Luận văn cao học Lời cảm ơn Sau mt thi gian nghiên cứu, tìm hiểu giúp đỡ bảo tận tình thầy, trường đại học Bách khoa Hà Nội em hoàn thành luận văn thời hạn Trong khoảng thời gian ngắn, phải vừa học, vừa làm kiến thức chuyên sâu lĩnh vực hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi thiếu sót, em mong đóng góp thầy, bạn để em hồn thiện luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô môn Thiết Bị Điện-Điện tử, viện đào tạo Sau Đại Học tạo điều kiện giúp đỡ em Đặc biệt em xin cảm ơn TS Bùi Đức Hùng tận tình hướng dẫn giúp đỡ em mặt để em hồn thành luận văn Học viên: Lê Hữu Thơng - 108 - GVHD: TS Bïi §øc Hïng ... 0. 057 2 0. 0632 0. 0669 0. 0681 0. 07 30 0 .07 49 0. 0 759 0. 0 800 0. 0823 0. 0848 0. 0869 0. 0 907 0. 09 45 0. 0976 0. 101 0 0. 103 4 0. 1 05 4 0. 107 9 0. 1124 0. 1 159 0. 1178 0. 1 202 0. 1267 0. 1332 0. 1392 0. 1 458 0. 1 50 3 0. 1614... 100 1 20 0,1 0, 4 0, 2 0, 1 0, 1 15 5 0, 45 0, 24 0, 15 0, 15 0, 2 0, 75 0, 35 0, 2 0, 2 30 15 10 10 0,9 0, 45 0, 3 0, 3 0, 5 1 ,5 0, 75 0, 5 0, 5 90 45 30 30 2,7 1, 35 0, 9 0, 9 1 ,0 3 ,0 1 ,5 1 ,0 1 ,0 1 80 90 60 60 5, 4 2,7... 0. 4296 0. 1639 0. 4422 0. 17 40 0. 45 50 0.19 30 0.47 85 0. 206 5 0. 49 75 0. 2163 0. 5 100 0. 2263 0. 52 31 0. 252 1 0. 5 600 0. 2784 0. 59 99 0. 2998 0. 6 356 0. 32 40 0.6789 0. 3387 0. 7 05 8 0. 3727 0. 7727 0. 4 05 8 0. 8 50 8 0. 4 651