CHƯƠNG 6: QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP CẢM ỨNG MỘT PHA
1. Làm khuôn máy biến áp
1.1. Chuẩn bị vật liệu, thiết bị chế tạo máy biến áp
Để có một máy biến áp sau khi quấn đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, cũng như mỹ thuật. Mỗi chúng ta cần biết lựa chọn thiết bị, vật tư theo tiêu chuẩn về thông số cũng như kinh nghiệm thực tế. Thực hiện chuẩn mực từng thao tác trong quá trình quấn. Muốn đạt được mục đích này, chúng ta cần phải có sự chuẩn bị tốt và quy trình rõ ràng.
Như chúng ta đã biết cấu tạo của máy biến áp gồm: Lõi thép, dây quấn và vật liệu cách điện. Vì vậy chúng ta cần chuẩn bị như sau:
* Vật tư:
- Lõi thép: Là mạch từ chữ EI, I, UI, thường là chữ EI. Lõi thép chữ E được chế tạo tiêu chuẩn các thông số như: c =a/2, h = 3a/2, b = s/a, với kích thước này tiết diện trụ quấn gần như hình vuông, thuận tiện cho việc quấn dây và tiết diện vật tư. Lá thép càng mỏng trong giới hạn (0,35 ÷ 0,5 )mm, phần trăm silic càng lớn từ (1% ÷ 2,2%) silic thì tổn hao càng nhỏ. Khi dùng tay bẻ gãy lá thép, chúng ta thấy mép gãy không mịn mà bị dăm dăm, đó là lá thép có hàm lượng silic lớn tốt cho việc lựa chọn lõi thép.
- Dây quấn: Đối với máy biến áp một pha công suất nhỏ, thường sử dụng dây quấn bằng đồng điện phân, có độ bền cơ học, dễ dát mỏng không bị đứt khi quấn. Cách điện giữa các vòng dây bằng ê may, có chiều dày lớp ê may bằng 0,03
÷ 0,05mm. Khi dùng tay vuốt nhẹ dây thấy mịn là dây có lớp ê may tốt, đôi khi gặp dày khi vuốt thấy gợn đầu ngón tay đó là dây kém chất lượng.
- Vật liệu cách điện: Trước tiên phải nối đến khuôn quấn dây, có thể được làm sẵn bằng nhựa cách điện hay dùng bìa cách điện, phíp nhựa để chế tạo khuôn.
Chiều dày được lựa chọn theo bảng sau:
Bảng 6.1. Chọn chiều dày tấm cách điện làm khuôn quấn dây S(V.A) 1 ÷10 >10 ÷ 200 >200÷ 500 >500÷1000 >1000÷3000
ek 0,5 1 2 3 4
+ Chọn cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp, phụ thuộc vào điện áp sơ cấp và thứ cấp. Áp dụng công thức sau:
1 2
1, 4 1000
cg
U U
e = + (6.1)
+ Cách điện giữa các lớp, chọn giấy cách điện loại mỏng mềm, có chiều dày từ 0,1÷0,4mm. Nên sử dụng lót ở cuộn sơ cấp mỏng hơn cuộn thứ cấp.
Lưu ý: Giấy lót cách điện phải chịu được điện áp thí nghiệm
(UTN = 2.Uđm +1000V) trong 5 phút. Nếu là giấy tẩm dầu 0,06, chịu điện áp đánh thủng là 1000V, để cách điện cho điện áp 2000V, số lớp giấy là (lấy hệ số an toàn = 5).2000/1000.5 = 10 lớp.
+ Ngoài ra cần một số vật tư khác như: Băng vải, băng dính điện và băng dính 1 mặt, 2 mặt.
* Thiết bị:
Thực hiện công việc quấn dây, chúng ta cần đến bàn quấn dây gồm có máy quấn và giá đỡ cuộn dây để quấn (Ru lô dây).
Hiện nay trên thị trường có các loại: Máy cỡ nhỏ, cỡ trung và lớn. Thường quấn máy biến áp có công suất ≤ 200 (V.A), dùng máy cỡ nhỏ. Công suất ≤ 500(V.A), dùng máy cỡ trung. Công suất ≤ 1500 (V.A), dùng máy cỡ lớn. Thực tế quấn các cuộn dây công suất lớn như máy hàn, máy biến áp công nghiệp được quấn bằng máy tự động hay quay tay tự chế.
Máy quấn dây được chế tạo thường có hai tốc độ quấn. Tốc độ chậm có tỉ lệ 1:1. Tốc độ nhanh có tỉ lệ 1:10, nghĩa là quay tay một vòng thi cuộn dây quấn đạt 10 vòng. Máy có tỉ lệ 1:1 để quấn các cuộn dây lớn. Máy có tỉ lệ 1:10 quấn các cuộn dây nhỏ. Từ tỉ lệ của máy sinh ra lực quấn, làm căng dây sao cho phù hợp với đường kính dây quấn.
Máy quấn dây và giá đỡ cuộn dây để quấn được bắt chặt trên bàn quấn dây.
Ngoài ra cần có cờ lê dùng mở ốc giữ khuôn dây và tuốc nơ vít mở vít thay đổi tỉ lệ của máy.
1.2. Làm khuôn gỗ
Hình 6.1: Kích thước khuôn gỗ
Chúng ta chuẩn bị gỗ để làm khuôn gỗ cho khuôn quấn dây. Đo các thông số của lõi thép là a, b, c, h. Từ kích thước này tính ra kích thước của khuôn gỗ như sau: a’ = a + (0,5÷ 1)mm; b’ = b + (0,5 ÷ 1)mm. Gia công khuôn gỗ, các mặt phải phẳng và vuông góc. Sau khi xong kẻ đường chéo như (hình 6-1), khoan lỗ có kích thước lớn hơn đường kính trục của máy quấn 0,5 mm. Khi khoan phải
b'=b + (0,5 ÷ 1mm)
a'=a + (0,5 ÷ 1mm)
dùng ê tô kẹp lỗ vuông góc với phương mũi khoan, tránh khoan xiên. Lỗ được khoan nằm trên bề mặt song song với mặt cắt của trụ quấn dây.
* Gia công khuôn gỗ theo các bước như sau:
Bước 1: Dùng thước cặp có độ chính xác 1/20, đo các thông số trên lá thép chữ E là a,b,h,c. Mở rộng má thước cặp để đo kích thước a , chỉnh sao cho chiều ngang của (a) vuông góc 2 má thước và mặt phẳng của (a) hơi chéo so với mặt phẳng của thước để đạt được đường tiếp xúc là nhiều nhất, vặn vít trên thước cặp để giữ độ chính xác của thước (a) đã được đo. Tương tự làm như vậy với các kích thước khác. Sau đó tính được a’,b’ theo phần lý thuyết.
Bước 2: Dùng máy bào hay mài áp má trên máy mài đá bằng đá (chỉ mài áp má với gỗ có kích thước gần chuẩn). Tạo các mặt phẳng có kích thước a’,b’ song song và vuông góc với nhau. Cắt hai đầu là 2 mặt phẳng là hai mặt phẳng vuông góc với a’,b’ bằng kích thước b. Tạo thành khối lập phương 6 mặt phẳng vuông góc.
Bước 3: Dùng 2 lá tôn ép vào 2 mặt của kích thước b’ hay a’, kẹp lõi nên êtô chính mặt phẳng cần khoan vuông góc với phương của mũi khoan. Khoan từ từ cho xuyên 2 mặt phẳng, lỗ khoan vuông góc với 2 mặt phẳng này. Nếu không đạt được, khi lắp lõi vào khuôn và lắp vào máy quấn dây, khi quấn khuôn bị nhảy khó cho việc quấn các dây song song và khít vào nhau trên mặt phẳng quấn (chú ý khi khoan gỗ nên dùng mũi khoan đúng chủng loại, nếu dùng mũi khoan sắt thì phải khoan từ từ để gỗ không bị cháy, làm với kích thước lỗ khoan).
1.3. Làm khuôn giấy
Khuôn quấn dây chúng ta có thể mua được ngoài thị trường, được chế tạo bằng nhựa cách điện. Chúng ta cần kiểm tra các kích thước thông số đã được tính và chiều dây để chịu được cách điện. Nếu không chúng ta tự gia công khuôn quấn dây bằng giấy cách điện.
Để chế tạo khuôn dây quấn, chúng ta cần chọn giấy cách điện theo bảng 6.1. triển khai như hình 6.2 trên giấy cách điện làm khuôn quấn dây.
Hình 6.2: Sơ đồ triển khai làm khuôn giấy
* Thực hiện gia công khuôn quấn dây
Bước 1: Dựa vào bảng 6.1, ta chọn được chiều dày của giấy cách điện, tiến hành làn khuôn và má khuôn.
Bước 2: triển khai hình của khuôn trên giấy cách điện, theo các kích thước a’,b’,h,c. Các đường kẻ ngang trên hình phải song song với nhau, các dọc phải song song và các đường ngang trên hình phải song song với đường dọc.
Dùng kéo hay dao cắt giấy, cắt bỏ phần được cắt bỏ và xẻ các đường để tạ kích thước c’ trên thân khuôn. Lúc này chúng ta đã được phần giấy cách điện làm theo khuôn
Bước 3: Gấp giấy theo các đường nét đứt chuẩn xác để tránh biến dạng kích thước của khuôn (Dùng thước kẻ để gấp các đường này). Chúng ta dùng kéo dán để dán mặt cuối và mặt đầu của thân khuôn vào với nhau.
Bước 4: Gia công má khuôn quấn dây có kích thước chiều ngang bằng:
a’+2(c-1), chiều dọc bằng: b’+2(c-1). Hai đầu của kích thước a’ khoan các lỗ ra dây, tùy theo số lượng đầu ra (khoan ra dây cho cuộn sơ cấp 1 bên và thứ cấp 1 bên). Cắt bỏ đồng tâm phía trong 1 lỗ có kích thước a’,b’.
Bước 5: Lồng 2 má khuôn vào thân khuôn như hình 6.3. Dùng keo dán chặt, tạo thành khuôn quấn dây.
Hình 6.3: Gia công thân khuôn giấy và má khuôn.
Bước 6: Chúng ta đưa khuôn gỗ vào trong lòng khuôn quấn dây để thử.
Kiểm tra xem kích thước đã vừa chưa và kiểm tra kích thước 2 mặt khuôn gỗ có bằng với kích thước của 2 mặt khuôn gỗ có bằng với kích thước của 2 mặt khuôn không? Khuôn có kích thước cho khuôn gỗ tháo ra – lắp vào nhẹ nhàng là đạt tiêu chuẩn
Bước 7: Đưa ra lá thép vào trong lòng khuôn để thử, kiểm tra các kích thước a, b và chiều cao h của khuôn quấn dây. Đạt được tiêu chuẩn chúng ta lắp khuôn gỗ vào để chuẩn bị cho công việc quấn dây.
Hình 6.4: Kiểm tra khuôn quấn dây sau khi hoàn thành