Khảo sát từ trường tản trong máy biến áp hàn nối tiếp cuộn dây cảm ứng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ HỒNG KHANH KHẢO SÁT TỪ TRƯỜNG TẢN TRONG MÁY BIẾN ÁP NỐI TIẾP CUỘN DÂY CẢM ỨNG CHUYÊN NGÀNH: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN MÃ SỐ NGÀNH: 2.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2006 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa hoïc: Cán chấm nhận xét 1: Caùn chấm nhận xét 2: Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày … tháng … năm 2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp.HCM, ngày 01 tháng 07 năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Ngày tháng năm sinh: Chuyên ngành : I LÊ HỒNG KHANH Phái: 05 -12 -1977 Nơi sinh Thiết bị, Mạng Nhà máy Điện : Nam : Bình Dương TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT TỪ TRƯỜNG TẢN TRONG MÁY BIẾN ÁP HÀN NỐI TIẾP CUỘN DÂY CẢM ỨNG II III IV V NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: NGAØY HOAØN THÀNH NHIỆM VỤ: 01 – 07 – 2006 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN CHU HÙNG CÁN BỘ HỨƠNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Ngày tháng năm 2006 KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nhận nhiều giúp đỡ quý thầy cô giảng dạy trường đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh bạn học lớp ngành Thiết bị, Mạng Nhà máy điện Khóa 15 Đầu tiên, xin gởi lời chân thành cảm ơn đế quý thầy cô giảng dạy Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM - Phòng Đào Tạo Sau Đại Học dìu dắt, hướng dẫn, trao dồi kiến thức cho năm theo học trường, cảm ơn bạn học lớp Thiết bị, Mạng Nhà máy điện - Khóa 15 tận tình giúp đỡ thời gian qua Và hết, xin gởi lời cám ơn đến PGS.TS Nguễn Chu Hùng, người trực tiếp hướng dẫn thực đề tài Trân trọng cảm ơn Lê Hồng Khanh Ngày nay, công nghệ hàn hồ quang ứng dụng nhiều lónh vực khí, xây dựng, chế tạo máy v.v Hàn hồ quang trình tạo liên kết chi tiết loại vật liệu từ vật liệu khác Nguồn cung cấp lượng cho hồ quang điện máy biến áp hàn, có cấu tạo đặc biệt khác với máy biến áp thông thường Máy biến áp hàn hồ quang cần đảm bảo yêu cầu sau : Cần dễ tạo hồ quang, dòng ổn định Có khả điều chỉnh dòng điện hàn theo yêu cầu mối hàn, tương ứng với loại que hàn Để đáp ứng yêu cầu nêu trên, có nhiều cách, bao gồm : Thay đổi từ thông φ Tăng từ thông (giảm số vòng dây sơ cấp điện áp sơ cấp không đổi), tăng dòng dòng ngắn mạch Thay đổi số vòng dây thứ cấp Giảm số vòng dây thứ cấp làm giảm điện áp không tải, làm tăng dòng điện ngắn mạch Thay đổi từ trở mạch từ thông tản từ trở cuộn cảm ứng cách thay đổi vị trí Shunt-từ Chính có nhiều cách, nhiều loại máy hàn nên yêu cầu cần phải nghiên cứu, tìm hiểu loại máy hàn để từ đánh giá xem loại máy hàn tối ưu, tìm hiểu chế độ vận chế độ vận hành loại máy hàn cần thiết Để hiểu sâu máy hàn cần phải nghiên cứu từ trường tản nó, việc nghiên cứu từ trường mạch từ, máy biến áp lực thông thường nghiên cứu nhiều có nhiều tài liệu đề cập đến việc nghiên cứu máy biến áp có từ trường tản lớn máy biến hàn chưa nghiên cứu trình bày cách rõ ràng Trong phạm vi luận án này, tác giả giao nhiệm vụ "Khảo từ trường tản máy biến áp hàn nối tiếp cuộn cảm ứng", nhằm phục vụ mục đích nêu Nhiệm vụ đề bước cần thực sau : Tìm hiểu tổng quang công nghệ hàn hồ quang Tìm hiểu lý thuyết mạch từ, đại lượng, định luật bản, lý thuyết máy hàn trình tài liệu sẵn có Dùng phần mềm Ansoft để khảo sát thành phần từ trường máy biến áp hàn chế độ vận hành khác Xây dựng mô hình thực phép đo thực nghiệm Đánh giá, nhận xét ảnh hưởng từ trường tản chế độ vận hành máy biến áp hàn nối tiếp cuộn dây cảm ứng MỤC LỤC NỘI DUNG Trang CHƯƠNG 1: MẠCH TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁC ĐẠI LƯNG CƠ BẢN 1.1 Mạch từ máy biến áp 1.2 Các đại lượng phương pháp tính toán 1.2.1 Các đại lượng 1.2.2 Các định luật 1.2.3 Vật liệu từ cách tính đại lượng từ dẫn 1.2.3.1 Đặc tính vật liệu từ 1.2.3.2 Từ dẫn rò CHƯƠNG 2: CƠ SỞ VẬT LÝ – KỸ THUẬT HÀN HỒ QUANG VÀ ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP HÀN 2.1 Cơ sở vật lý – kỹ thuật hàn hồ quang 11 2.2 Nguồn cung cấp lượng cho hồ quang 12 2.3 Một số đặc điểm mặt lý thuyết máy biến áp hàn 13 2.3.1 Các quan hệ 14 2.3.2 Điều chỉnh dòng hàn 17 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN VÀ PHẦN MỀM ANSOFT, ỨNG DỤNG ĐỂ KHẢO SÁT TỪ TRƯỜNG MBA HÀN NỐI TIẾP CUỘN DÂY CẢM ỨNG 3.1 Giới thiệu sơ lược phương pháp phần tử hữu hạn phần mềm Ansoft 3.1.1 Giới thiệu chung cấu trúc phần mềm Ansoft 3.1.2 Chức file phần mềm Ansoft 3.1.3 Các lệnh sử dụng phần mềm Ansoft 3.1.4 Trình tự giải toán phần mềm Ansoft 3.2 Ứng dụng phần mềm Ansoft để khảo sát từ trường máy biến áp hàn 3.2.2 Chế độ không tải 3.2.3 Chế độ có tải 3.2.4 Chế độ ngắn mạch 19 19 19 20 26 26 27 36 49 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT TỪ TRƯỜNG TẢN MBA HÀN NỐI TIẾP CUỘN DÂY CẢM ỨNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 4.1 Mô tả thí nghiệm 58 4.1.1 Đối tượng khảo sát, thí nghiệm 58 4.1.2 Các thiết bị đo phục vụ công tác thí nghiệm 59 4.1.3 Mô tả thí nghiệm 60 4.2 Thực thí nghiệm kết 61 4.1.1 Thí nghiệm không tải 61 4.1.2 Thí nghiệm có tải 67 4.1.3 Chế độ ngắn mạch 74 CHƯƠNG 5: SO SÁNH KẾT QUẢ TỪ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ CHƯƠNG 1: MẠCH TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁC ĐẠI LƯNG CƠ BẢN 1.1 Mạch từ máy biến áp: Mạch từ máy biến áp ghép từ thép kỹ thuật điện tạo thành mạch vòng khép kín Giữa thép có sơn cách điện Các mối ghép theo kiểu tù (Hình 1.1) ghép theo kiểu xen kẽ 90o (Hình 1.2) Các kiểu ghép phần góc có từ thông không trùng chiều cán chiếm 25 đến 35% mạch từ, dùng để ghép thép cán nóng Hình 1.1: Mạch từ mối ghép tù đường từ sứ mối ghép Hình 1.2: Mạch từ có mối ghép xen kẽ Đối với thép cán nguội thường ghép theo kiểu xen kẽ 45o (Hình 1.3) xen kẽ mạch từ kép(Hình 1.4) Kiểu ghép xen kẽ 45o, mối ghép chồng nhỏ, phần đường sức không chiều cán thu hẹp Kiểu ghép xen kẽ mạch từ kép làm giảm phần góc có đường sức từ không trùng chiều cán THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH Trang LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Hình 1.3: Mạch từ ghép xen kẽ 45o Hình 1.4: Mạch từ kép Ngoài ra, mạch từ cấu tạo từ thép lại (Hình 1.5), vị trí, đường sức trùng chiều cán có nhược điểm khó lồng dây quấn Hình 1.5: Mạch từ thép lại tạo thành Chất lượng lõi thép máy biến áp đánh giá qua suất tổn hao đặc tính từ hóa Suất tổn hao tổn hao 1kg thép ứng với giá trị xác định từ cảm cực đại biến thiên từ cảm hình sin tần số 50Hz Suất tổ hao thấp chất lượng lõi thép tốt Suất tổn hao phụ thuộc vào thành phần hóa học, phương pháp gia công cơ, gia công nhiệt thép Trước năm 1945, chủ yếu sử dụng thép cán nóng THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH Trang LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ làm mạch từ Năm 1934 – 1937, N.P.Gossowi lần giới thiệu vật liệu thép cán nguội có tổn hao nhỏ hệ số từ thẩm lớn giới hạn từ cảm làm việc máy biến áp Hai ưu điểm tồn từ trường trùng với chiều cán Hiện tượng dị hướng tinh thể bị xoay hướng theo chiều cán Thực tế để đạt chiều dày thép mong muốn ngưới ta phải cán nhiều lần, sau lần cán lại ủ nhiệt độ cao 1100 ÷ 1200oC Sau gia công cần ủ khôi phục lại 800oC môi trường chân không môi trường khí trơ Thép cán nguội chứa 3% Si hạn chế tạp chất mức thấp, Cacbon 0,01% Để giảm dòng điện xoáy thép chế tạo từ thép silic mỏng Thép cán nguội phủ lớp sơn gốm mỏng để cách điện Tiến công nghệ vật liệu sắt từ cho phép giảm chiều dày thép từ 0,35mm xuống thấp hơn, có loại dày 0,15mm 1.2 Các đại lượng phương pháp tính toán: 1.2.1 Các đại lượng bản: r 1.2.1.1 Véc-tơ cảm ứng từ B (Tesla): r Từ trường đặc trưng véc-tơ cảm ứng từ B hay mật độ từ thông φ Nó có liên quan đến độ dày đường sức từ Nơi mà từ trường mạnh đường sức r dày véc –tơ cảm ứng từ B lớn r r B = µH r 1.2.1.2 Cường độ từ trường H (A/m) (1.1) r Để đặc trưng cho từ trường, người ta dùng khái niệm cường độ từ trường H r thay cho véc-tơ cảm ứng từ B Cường độ trường tỷ lệ với véc-tơ cảm ứng từ qua hệ thức: r r B H= µ (1.2) Trong đó: µ: độ từ thẩm môi trường, đặc trưng cho độ dẫn từ môi trường(H/m) 1.2.1.3 Từ thông: φ Từ thông gởi qua bề mặt diện tích S xác định sau: φ = ∫ Bds (1.3) S Đối với từ trường đồng nhất, từ thông xác định: φ = B cos α Trong đó: B: Cảm ứng từ xuyên qua diện tích S, đơn vị Tesla(T) S: Tiết diện từ thông qua, đơn vị m2 THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH (1.4) Trang LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Nhận xét: - Khi dòng tải tăng, điện áp cuộn dây đo bố trí cuộn dây sơ cấp giảm, điện áp đo cuộn dây đo bố trí cuộn cảm ứng tăng nhanh, điện áp cuộn dây đo bố trí cuộn dây thứ cấp giảm, điện áp đo cuộn dây đo dặt gông giảm, tất điều cho thấy: + Từ thông qua cuộn cảm ứng tăng lên theo dòng tải gấp nhiều lần so với trường hợp không tải có δ + Từ thông tản trên cuộn dây cảm ứng tăng, gần khe hở không khí từ thông tản lớn + Từ thông tản móc vòng cuộn dây có mật độ thưa dần từ lớp dây quấn lớp lớp ngoài, tập trung hai đầu cuộn dây giảm dần tiến vào cuộn dây + Càng tăng tải, điện áp đo cuộn dây đo bố trí cuộn dây sơ cấp thứ cấp giảm, điện áp cuộn dây đo đặt gông giảm cho thấy từ thông qua cuộn dây giảm chứng tỏ từ thông tản cuộn dây sơ cấp thứ cấp tăng + Điện áp tải giảm điện áp cuộn dây cảm ứng lớn so với trường hợp không tải chứng tỏ từ thông tản cuộn dây cảm ứng lớn thành phần từ thông tản chủ yếu máy hàn THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH Trang 68 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ c Trường hợp δ=2mm i Tải 5A Phía sơ cấp: Phía thứ cấp: U1 = 220 V U2 = 56,6 V I1 = I2 = 1,73 A 5A Điệp áp đo cuộn dây đo: Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo bố trí Cuộn bố trí cuộn bố trí cuộn cuộn cảm ứng dây bố sơ cấp thứ cấp trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí gông (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) Lớp 224,1 224,1 208,5 208,9 35,0 36,2 36,5 Lớp 222,7 222,5 208,3 208,4 34,5 35,8 36,1 Lớp 221,6 221,7 207,8 208,0 Lớp 221,4 221,4 207,4 207,6 220,9 ii Tải 10A Phía sơ cấp: Phía thứ cấp: U1 = 220 V U2 = 50,1 V I1 = I2 = 3,25 A 10 A Điệp áp đo cuộn dây đo: Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo bố trí Cuộn bố trí cuộn bố trí cuộn cuộn cảm ứng dây bố sơ cấp thứ cấp trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí gông (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) Lớp 222,4 222,4 195,2 195,5 68,4 70,7 71,0 Lớp 221,5 221,5 195,0 195,1 67,5 70,0 70,5 Lớp 220,7 220,8 194,7 194,9 Lớp 220,1 220,1 194,5 194,6 THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH 213,8 Trang 69 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Phân bố từ trường tản hai trường hợp sau: Nhận xét, đánh giá: - Điện áp cuộn dây đo bố trí cuộn dây cảm ứng có điện áp giảm nhiều so với trường hợp dòng tải δ = - Điện áp cuộn dây đo bố trí cuộn dây thứ cấp tăng lên so với trường hợp dòng tải δ = - Điện áp tải cao so với trøng hợp dòng tải δ = - Điện áp cuộn dây đo đặt gông tăng trường hợp dòng tải δ = - Dòng điện sơ cấp giảm xuống so với trường hợp dòng tải δ = Tất điều cho thấy, tăng khe hở δ từ thông tản giảm so với trường hợp dòng tải δ nhỏ dòng điện sơ cấp nhỏ so với trường hợp Khi dòng tải tăng gấp đôi điện áp cuộn cảm ứng tăng gấp đôi, tỉ lệ lớn so với trường hợp δ = THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH Trang 70 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ d Trường hợp δ=5mm i Tải 5A Phía sơ cấp: Phía thứ cấp: U1 = 220 V U2 = 57,3 V I1 = I2 = 1,72 A 10 A Điệp áp đo cuộn dây đo: Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo bố trí Cuộn dây bố bố trí cuộn bố trí cuộn cuộn cảm ứng sơ cấp thứ cấp trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí gông (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) Lớp 224,3 224,3 209,7 210,5 20,4 21,5 21,8 Lớp 223,0 223,0 209,4 209,7 20,1 21,3 21,5 Lớp 221,9 222,0 209,0 209,3 Lớp 221,7 221,7 208,6 209,0 221,6 ii Tải 10A Phía sơ cấp: Phía thứ cấp: U1 = 220 V U2 = 52,8 V I1 = I2 = 3,1 A 10 A Điệp áp đo cuộn dây đo: Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo bố trí Cuộn bố trí cuộn bố trí cuộn cuộn cảm ứng dây bố sơ cấp thứ cấp trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí gông (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) Lớp 222,7 222,4 201,0 201,3 39,8 42,2 42,7 Lớp 221,7 221,5 200,0 200,1 39,4 41,6 42,2 Lớp 220,4 220,3 199,1 199,3 Lớp 220,1 220,0 198,0 198,4 THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH 215,9 Trang 71 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Phân bố từ trường tản hai trường hợp sau: Nhận xét: - Điện áp cuộn dây đo bố trí cuộn dây sơ cấp thứ cấp thay đổi ít, khoảng 1V, điện áp đo cuộn dây đo gần mạch từ lớn xa mạch từ nhỏ - Điện áp cuộn dây đo đặt cuộn dây cảm ứng giảm lớn so với trường hợp dòng tải δ nhỏ - Điện áp cuộn dây đo đặt gông tăng so với trường hợp dòng tải δ nhỏ - So với trường hợp dòng tải δ nhỏ điện áp tải trường hợp cao dòng nguồn nhỏ Tất điều cho thấy, tăng khe hở δ từ thông qua cuộn dây cảm ứng giảm nhanh, từ thông tản giảm so với trường hợp dòng tải δ nhỏ dòng điện sơ cấp nhỏ so với trường hợp Khi δ >0, thay đổi δ ảnh hưởng lớn đến từ thông qua cuộn cảm ứng từ thông tản nó, dòng tải ảnh hưởng đến từ thông qua cuộn sơ cấp thứ cấp, tải tăng làm cho từ thông qua cuộn sơ cấp thứ cấp giảm e Trường hợp δ=10mm i Tải 5A Phía sơ cấp: Phía thứ cấp: U1 = 220 V U2 = 57,2 V THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH I1 = I2 = 1,68 A 5A Trang 72 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Điệp áp đo cuộn dây đo: Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo bố trí Cuộn bố trí cuộn bố trí cuộn cuộn cảm ứng dây bố sơ cấp thứ cấp trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí gông (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) Lớp 224,0 224,0 209,5 209,6 14,4 15,6 15,9 Lớp 222,4 222,6 209,2 209,3 14,2 15,5 15,7 Lớp 221,5 221,7 208,8 209,0 Lớp 221,4 221,5 208,5 208,7 221,6 ii Tải 10A Phía sơ cấp: Phía thứ cấp: U1 = 220 V U2 = 52,8 V I1 = I2 = 3,0 A 10 A Điệp áp đo cuộn dây đo: Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo bố trí bố trí cuộn bố trí cuộn cuộn cảm ứng sơ cấp thứ cấp Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) Lớp 222,1 222,3 202,3 202,5 28,4 30,6 31,0 Lớp 221,2 221,5 201,5 201,7 28,0 30,3 30,7 Lớp 220,5 220,7 200,7 201,0 Lớp 219,6 219,9 200,4 200,6 Cuộn dây bố trí gông 216,3 Phân bố từ trường tản hai trường hợp sau: THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH Trang 73 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Tổng kết, đánh giá chung: Trong trường hợp dòng tải, tăng khoảng hở không khí δ: - Điện áp tải tăng lên - Dòng nguồn giảm xuống - Điện áp cuộn dây đo đặt cuộn dây cảm ứng giảm lớn Khi δ >0, thay đổi δ làm thay đổi điện áp cuộn dây đo đặt cuộn dây cảm ứng lớn, tăng δ điện áp giảm có nghóa từ thông qua giảm Còn giá trị điện áp cuộn dây đo đặt cuộn dây sơ cấp thứ cấp giảm Chứng tỏ δ >0, thay đổi δ làm thay đổi từ trường tản máy hàn Khi tăng tải làm ảnh hưởng lớn đến từ thông qua khe hở không khí, đồng thời ảnh hưởng đến từ thông qua cuộn thứ cấp, trường hợp từ thông qua cuộn thứ cấp thay đổi nhiều thay đổi δ Như dòng tải, khoảng hở không khí lớn công suất tiêu hao nhỏ, dòng tải, δ lớn dòng nguồn nhỏ 4.2.3 Chế độ ngắn mạch: a Trường hợp δ=0mm Phía sơ cấp: Phía thứ cấp: U1 = U2 = 100 V 0V I1 = I2 = 0,94 A 3,9 A Điệp áp đo cuộn dây đo: THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH Trang 74 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo bố trí Cuộn bố trí cuộn bố trí cuộn cuộn cảm ứng dây bố sơ cấp thứ cấp trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí gông (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) Lớp 102,7 102,6 84,7 84,9 96,4 97,5 97,6 Lớp 102,2 102,2 84,7 84,7 95,5 96,5 97,0 Lớp 101,7 101,7 84,5 84,6 Lớp 101,7 101,7 84,5 84,5 100,6 Phân bố từ trường tản trường hợp sau: b Trường hợp δ=2mm Phía sơ cấp: Phía thứ caáp: U1 = U2 = 100 V 0V I1 = I2 = 2,43 A 9,5 A Điệp áp đo cuộn dây đo: Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo bố trí Cuộn bố trí cuộn bố trí cuộn cuộn cảm ứng dây bố sơ cấp thứ cấp trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí gông (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) Lớp 102,2 102,3 THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH 63,0 63,3 70,4 72,6 73,0 95,1 Trang 75 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Lớp 102,0 102,1 62,6 62,9 Lớp 102,0 102,0 62,4 62,6 Lớp 101,6 101,7 62,4 62,4 69,5 72,0 72,5 Phân bố từ trường tản trường hợp sau: c Trường hợp δ=5mm Phía sơ cấp: Phía thứ cấp: U1 = U2 = 100 V 0V I1 = I2 = 3,42 A 13 A Điệp áp đo cuộn dây đo: Các cuộn dây đo bố trí cuộn sơ cấp Vị trí Vị trí (Volt) (Volt) Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo bố trí Cuộn bố trí cuộn cuộn cảm ứng dây bố thứ cấp trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí gông (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) Lớp 102,2 102,2 49,5 49,8 53,8 56,9 57,6 Lớp 102,0 102,1 48,9 49,2 53,0 56,4 57,2 Lớp 101,9 102,0 48,6 49,0 Lớp 101,6 101,7 48,5 48,9 THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH 88,5 Trang 76 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Phân bố từ trường tản trường hợp sau: d Trường hợp δ=10mm Phía sơ cấp: Phía thứ cấp: U1 = U2 = 100 V 0V I1 = I2 = 4,0 A 15,2 A Điệp áp đo cuộn dây đo: Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo Các cuộn dây đo bố trí Cuộn bố trí cuộn sơ bố trí cuộn cuộn cảm ứng dây bố cấp thứ cấp trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí gông (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) Lớp 102,0 101,9 41,4 42,0 43,5 47,1 47,9 Lớp 101,6 101,4 40,8 41,2 42,9 46,8 47,5 Lớp 101,4 101,2 40,4 40,7 Lớp 101,3 101,2 40,1 40,3 THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH 84,4 Trang 77 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Phân bố từ trường tản trường hợp sau: Tổng kết, đánh giá chung: Trong trường hợp ngắn mạch, ta thấy thay đổi khoảng hở không khí δ làm thay đổi lớn đến dòng ngắn mạch: - Khi δ = 0, dòng ngắn mạch nhỏ, điện áp cuộn dây đo bố trí cuộn dây cảm ứng cuộn dây thứ cấp gần nhau, điện áp cuộn dây đo cuộn cảm ứng lớn điện áp cuộn đo cuộn dây đo bố trí cuộn dây thứ cấp gần điện áp nguồn, trường hợp dòng ngắn mạch nhỏ Điện áp đo cuộn dây đo đặt gông gần với cuộn dây đo đặt cuộn sơ cấp, chứng tỏ từ thông tản trường hợp nhỏ - Khi δ >0, tăng δ làm điện áp đo cuộn dây đo đặt cuộn dây thứ cấp giảm nhanh, trường hợp dòng ngắn mạch lớn Càng tăng δ điện áp đo cuộn dây đo đặt gông giảm chứng tỏ tăng δ từ thông tản tăng - Khi tăng δ điện áp đo được cuộn dây đo đặt cuộn dây đo sơ cấp giảm không đáng kể Từ thí nghiệm ngắn mạch trên, ta thấy cần điều khiển tăng dòng hàn ta phải điều khiển tăng khoảng hở không khí δ, điều làm tăng từ thông tản cuộn dây máy hàn THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH Trang 78 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Từ thông tản móc vòng tập trung hai đầu cuộn dây, giảm dần tiến vào cuộn dây Trên cuộn dây cảm ứng, gần khe hở không khí từ thông tản lớn, nên điện áp đo nhỏ THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH Trang 79 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ CHƯƠNG 5: SO SÁNH KẾT QUẢ TỪ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ trình nghiên cứu lý thuyết, khảo sát mô đến khảo sát thực tế mô hình, phương pháp cho thấy kết nhau, cụ thể: Từ trường tản phân bố dọc theo sổ mạch từ, tập trung nhiều hai đầu cuộn dây giảm dần cuộn dây Từ trường tản cuộn dây sơ cấp thứ cấp, đặc biệt từ trường tản cuộn dây cảm ứng nối tiếp trường hợp khảo sát có giá trị lớn, thành phần từ trường tản quan trọng máy biến áp hàn loại Mật độ từ trường tản cuộn dây cảm ứng nối tiếp lớn vị trí gần khe hở không khí Càng gần lõi từ từ trường tản lớn, xa lõi mật độ từ trường tản nhỏ, thưa dần Mật độ từ trường tản phụ thuộc vào sức điện động cảm ứng cuộn dây nên dòng tải, khe hở không khí δ lớn sức điện động cảm ứng giảm nên từ trường tản giảm Trường hợp không tải, từ trường tản máy biến hàn chủ yếu từ trường tản cuộn sơ cấp, máy hàn hoạt động với tải nặng chế độ ngắn mạch từ trường tản cuộn thứ cấp cuộn dây cảm ứng tăng lên nhanh, có giá trị lớn mật độ từ trường tản cuộn sơ cấp nhiều lần Với khoảng hở không khí δ, tăng tải từ trường tản cuộn dây máy biến áp hàn tăng lên Với dòng tải, tăng khoảng hở không khí δ từ trường tản cuộn dây cảm ứng giảm xuống, từ trường tản cuộn dây sơ cấp thứ cấp tăng lên Trong trường hợp ngắn mạch, khe hở không khí lớn dòng ngắn mạch lớn, điều áp dụng để thiết kế máy hàn điều khiển dòng hàn theo ý muốn Trong trường hợp ngắn mạch từ trường tản cuộn dây cảm ứng cuộn dây thứ cấp thành phần từ trường tản chủ yếu Vị trí đặt cuộn dây sơ cấp thứ cấp ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ từ trường tản chúng, đặt xa từ trường tản lớn ngược lại đặt gần mật độ từ trường tản nhỏ THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH Trang 80 LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NMĐ Từ kết mô phần mềm ansoft cho ta hình dung hình dạng từ trường tản nào, ảnh hưởng dòng tải đến từ trường tản khe hở δ đến từ trường tản Nhưng có điểm cần lưu ý nhược điểm phần mềm ansoft tính toán dựa nguyên tắc tổng dòng nên lẽ dòng tải tăng lên từ thông qua cuộn sơ cấp thứ cấp giảm phần mềm Ansoft không tính trường hợp nên giải giá trị từ cảm B tăng Nếu ta lưu ý hiểu theo nguyên tắc Ansoft có nghóa từ trường tăng có nghóa dòng tăng Có nghóa ngắn mạch nếu δ lớn giá trị dòng ngắn mạch lớn, điều với thực tế Do thời gian thực luận án có hạn nên với kết khảo sát kết đúc kết được, hi vọng đọc giả quan tâm sử dụng kết kết hợp với kết khảo sát máy biến áp hàn kiểu khác, so sánh đánh giá để máy hàn tối ưu nhất, chế độ vận hành tối ưu THỰC HIỆN: LÊ HỒNG KHANH Trang 81 Tài Liệu Tham Khảo Nguyễn Chu Hùng - Điện Công Nghệ - NXB Đại học Quốc gia 2004 Nguyễn Chu Hùng, TônThất Cảnh Hưng - Kỹ Thuật Điện - NXB Đại học Quốc gia 2000 Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh - Máy biến áp, Lý thuyết vận hành bảo dưỡng - NXB Khoa học Kỹ thuật năm 2002 Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh - T hiết kế máy biến áp - NXB KHKT ... mạch từ riêng biệt hẳn so với mạch từ máy biến áp Trong trường hợp khác, cuộn kháng bố trí chung với mạch từ máy biến áp, Hình 2.5, 2.6 Trong hai trường hợp này, từ trường tản cuộn dây quấn cảm ứng. .. thuyết máy biến áp hàn 13 2.3.1 Các quan hệ 14 2.3.2 Điều chỉnh dòng hàn 17 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN VÀ PHẦN MỀM ANSOFT, ỨNG DỤNG ĐỂ KHẢO SÁT TỪ TRƯỜNG MBA HÀN NỐI TIẾP CUỘN DÂY CẢM ỨNG. .. cứu từ trường tản nó, việc nghiên cứu từ trường mạch từ, máy biến áp lực thông thường nghiên cứu nhiều có nhiều tài liệu đề cập đến việc nghiên cứu máy biến áp có từ trường tản lớn máy biến hàn