Báo cáo Thực tập tại xưởng Điện của bộ môn Thiết bị Điện-Điện tử

Lời mở đầu Trong cuộc sống, điện có một vai trò rất quan trọng. Việc đào tạo ra các kỹ sư ngành điện có vai trò quan trọng không kém. Ngày nay theo đà phát triển của xã hội mà điều kiện học tập của sinh viên nói chung và sinh viên ngành điện nói chung đã có nhiều cải thiện rất thuận lợi. Sinh viên trường Đại học Bách khoa Hà Nội là sinh viên của một trường kỹ thuật do vậy điều kiện thực hành là cần thiết hơn cả. Chính vì vậy, mặc dù kinh phí hạn hẹp điều kiện còn chưa hiện đại nhưng nhà trường và các thầy cô giáo vẫn tạo điều kiện tối đa cho sinh viên chúng em được thực hành, kiểm tra lại kiến thức đã học trên lớp qua kỳ thực tập dành cho sinh viên ngành điện vào giữa năm học thứ 3. Bản thân em là một sinh viên khoa Điện tuy nhiên việc tiếp xúc với các máy móc, thiết bị thực tế chưa nhiều. Chính vì vậy em thấy việc tổ chức thực tập tại xưởng điện của các thầy trong trường nói chung và các thầy cô trong bộ môn Thiết bị Điện-Điện tử nói riêng là một cơ hội tốt cho chúng em được tiếp thu kiến thức thực tế một cách trực quan nhất. Sau 3 tuần thực tập tại xưởng điện của bộ môn Thiết bị Điện-Điện tử, dưới sự chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Quang Hùng và thầy Nguyễn Huy Thiện em cùng các bạn đã có tiếp thu được những kiến thức thực tế rất đáng quý. Và quan trọng hơn đó là cách tiếp cận với thực tế điều mà các thầy mong muốn sinh viên có cái nhìn sâu hơn, rộng hơn đối với các kiến thức đã được học trên lớp. Em xin chân thành cảm ơn hai thầy cùng bộ môn Thiết bị Điện-Điện tử. Nhờ sự giúp đỡ tận tình của các thầy và bộ môn mà chúng em đã hoàn thành tốt đợt thực tập ở xưởng Điện. Sau đây em xin được trình bày tóm tắt những kiến thức và bài học kinh nghiệm mà em tổng kết được qua 3 tuần thực tập tại xưởng Điện của bộ môn Thiết bị Điện-Điện tử. (Xem lại mấy cỏi đồ thị hỡnh như sai‼!) Nội dung của bài báo cáo của em bao gồm những phần sau đây: Lời mở đầu:...……………………………………………………………….1 Chương I: Tóm tắt lý thuyết Khái niệm chung về máy điện Định nghĩa Máy điện là các thiết bị điện từ thực hiện sự biến đổi cơ năng thành điện năng hoặc từ điện năng thành cơ năng dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. 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, nông nghiệp, giao thông vận tải, các hệ điều khiển và tự động điều chỉnh khống chế… Nguyên lý làm việc của máy điện. Máy điện làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Nó tuân thủ theo 2 định luật là: Định luật cảm ứng điện từ (Định luật Faraday) và định luật về lực điện từ (Định luật Laplace). Định luật cảm ứng điện từ. Phát biểu: Sự biến thiên tổng từ thông móc vòng trong mạch điện sẽ tạo ra một sức điện động tỷ lệ với đạo hàm của tổng từ thông biến thiên đó. Biểu thức: Trong đó: là suất điện động cảm ứng là tổng từ thông móc vòng trong mạch điện Dạng khác: là sức điện động cảm ứng là từ cảm chiều dài thanh dẫn trong từ trường tốc độ chuyển động của thanh dẫn theo hướng vuông góc với từ cảm Định luật về lực từ Phát biểu: Lực điện từ tác dụng lên thanh dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường có độ lớn tỷ lệ thuận với chiều dài của thanh dẫn, cường độ dòng điện chạy qua thanh dẫn và cường độ từ trường nơi chứa thanh dẫn. Công thức: Trong đó: là lực điện từ tác dụng lên thanh dẫn là cường độ từ trường là chiều dài thanh dẫn là cường độ dòng điện trong thanh dẫn là góc giữa véc tơ từ cảm với dòng điện i chạy trong thanh dẫn Vật liệu chế tạo máy điện Vật liệu tác dụng. Vật liệu tác dụng gồm vật liệu dẫn từ và vật liệu dẫn điện. Các vật liệu này sẽ làm nhiệm vụ thực hiện các chuyển đổi điện từ trong máy điện. Vật liệu dẫn từ: Dùng để chế tạo mạch từ cho máy điện. Người ta thường dùng các loại thép có tính chất từ khác nhau cho các loại máy điện khác nhau. Loại thép thường dùng là thép lá kỹ thuật điện, có hàm lượng Silic khác nhau nhưng không 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 do dòng điện xoáy. Thông thường các loại thép kỹ thuật điện có bề dày 0.35 hay 0.27 mm dùng cho máy biến áp và 0.5mm dùng cho máy điện quay. Các lá thép này sẽ được ghép lại với nhau để giảm tổn hao do dòng điện Fuco gây nên. Theo cách chế tạo người ta phân thép kỹ thuật điện ra làm hai loại: cán nóng và cán nguội. Thép cán nguội có đặc tính từ tốt hơn thép cán nóng. Đó là độ từ thẩm cao hơn, tổn hao thép ít hơn. Thép cán nguội chia làm hai loại: dị hướng và đẳng hướng. Loại dị hướng thì tính năng từ tính theo hướng dọc theo hướng cán thì tốt hơn hẳn do đó nó thường được dùng trong máy biến áp. Còn loại thép đẳng hướng thì có đặc tính từ theo mọi hướng là như nhau nên thường được dùng trong máy điện quay. Vật liệu dẫn điện: Thường dùng là đồng. Đồng dùng làm dây quấn phải đạt tiêu chuẩn tạp chất không quá 0.1%. Điện trở suất của đồng tại 20°C là Ngoài ra trong một số trường hợp người ta còn dùng nhôm làm vật liệu dẫn điện. Vật liệu kết cấu Là loại vật liệu dùng để chế tạo ra các bộ phận chi tiết truyền động hoặc kết cấu cho máy điện theo các dạng cần thiết, đảm bảo cho máy chạy bình thường. Người ta thường dùng các vật liệu như gang, thép, kim loại màu, hợp kim hoặc các vật liệu bằng chất dẻo. Vật liệu cách điện Dùng để chế tạo các bộ phận ngăn cách giữa các bộ phận mang điện với bộ phận không mang điện cũng như giữa các bộ phận mang điện với nhau (các pha). Những vật liệu này có vai trò rất quan trọng trong máy điện vì nó đảm bảo sự an toàn trong suốt quá trình hoạt động của máy. Do đó nó cần đảm bảo những yêu cầu như độ bền nhiệt cao, độ dẫn nhiệt tốt, chịu ẩm, chịu được hóa chất và có độ bền cơ nhất định. Vì các vật liệu cách điện có độ bền khác nhau nên người ta chia nó ra thành 7 loại theo cấp nhiệt độ làm việc của chúng. Cấp cách điện Y A E B F H C Nhiệt độ làm việc 90 105 120 130 155 180 >180 Khi máy làm việc, do các tác động khác của điều kiện làm việc mà độ bền của vật liệu cách điện sẽ bị giảm. Theo thực nghiệm nếu nhiệt độ làm việc cho phép tăng quá từ 8-10°C thì tuổi thọ vật liệu cách điện sẽ giảm đi một nửa. Do đó khi làm việc cần tránh để máy điện quá tải làm tăng nhiệt độ trong thời gian dài. Phân loại Máy điện có nhiều loại, được phân loại theo nhiều cách khác nhau, phân loại theo công suất, theo cấu tạo, theo chức năng, theo dòng điện (một chiều hoặc xoay chiều), theo nguyên lý làm việc. ở đây ta phân loại theo nguyên lý biến đổi năng lượng : Máy điện tĩnh: Máy điện tĩnh thường gặp là các loại máy biến áp. máy điện tĩnh làm việc dựa trên các hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông, giữa các quận dây không có sự chuyển động tương đối với nhau. Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện năng. Do tính chất thuận nghịch của các quy luật cảm ứng điện từ,quá trình biến đổi có tính chất thuận nghịch. ví dụ như máy biến áp biến đổi điện năngcó các thông số U1, I1, t1 thành điện năng có các thông số mới U2, I2, t2 ,hoặc ngược lại biến đổi hệ thống điện U2, I2, t2 thành hệ thống điện U1, I1, t1. Máy điện quay (quay hoặc chuyển động thẳng): Nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ do từ trường và dòng điện của các cuộn dây có chuyển động tương đối với nhau gây ra. Loại máy điện này thường dùng để biến đổi năng lượng. Ví dụ như biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc biến đổi cơ năng thành điện ( máy phát điện). Quá trình biến đổi có tính chất thuận nghịch nghĩa là máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát hoặc động cơ điện. Máy điện quay được chia thành hai loại là: máy điện xoay chiều và máy điện một chiều. Máy điện xoay chiều có thể phân thành máy điện đồng bộ, máy điện không đồng bộ và máy điện xoay chiều có vành góp. Các thông số máy điện Mỗi một máy điện có một bộ các thông số định mức để đảm bảo khi vận hành máy có thể đạt được hiệu suất cao nhất, ổn định và an toàn nhất đồng thời đảm bảo độ bền, tuổi thọ máy. Qua các thông số của máy điện ta cũng có thể chọn được loại máy điện phù hợp với yêu cầu sử dụng Các thông số nói chung thường dùng là: Các điện áp định mức, dòng định mức, dung lượng và công suất định mức, tốc độ định mức. Máy biến áp Khái niệm chung Máy biến áp là bộ phận không thể thiếu trong việc truyền tải điện năng. Như chúng ta đã biết khi truyền tải điện năng nếu điện áp càng cao thì dòng điện trên dây sẽ giảm xuống từ đó hao phí năng lượng trên đường dây sẽ giảm xuống làm giảm chi phí đầu tư do không phải mua dây có tiết diện lớn và đầu tư cho xây dựng đường dây. Trong thực tế các máy phát điện chỉ có thể sản sinh ra điện áp vào khoảng từ 0.4-6kV do đó để có được điện áp cao 35,110,220,500kV truyền tải trên các đường dây ta cần có máy biến áp để tăng áp. Và khi điện truyền tải đến nơi người tiêu dùng thì cần phải giảm xuống theo mức điện áp mà hộ tiêu thụ yêu cầu. Trong hệ thống điện lực, muốn truyền tải và phân phối công suất từ nơi sản xuất điện năng đến nơi tiêu dùng cần phải qua nhiều cấp tăng áp và hạ áp. Do đó nhiệm vụ của máy biến áp không chỉ thay đổi điện áp mà còn là bộ phận phân phối năng lượng. Định nghĩa Máy biến áp là thiết bị từ tĩnh, làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi các thông số (U,I) của dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số. Nguyên lý làm việc Như đã nói ở trên, máy biến áp làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ: N1 W1 N2 W1 U1 W1 I1 W1 I2 W1 I2 W1 Xét sơ đồ nguyên lý của máy biến áp trên hình vẽ sau: Máy biến áp trên hình vẽ là máy biến áp một pha hai dây quấn. Dây quấn sơ cấp có N1 vòng dây và dây quấn thứ cấp có W2 vòng dây. Cả hai cuộn dây được quấn trên một lõi sắt. Lõi sắt được cấu tạo từ nhiều là thép kỹ thuật điện. Khi đặt một điện áp xoay chiều U1 vào 2 đầu của cuộn dây sơ cấp thì trong lòng của cuộn dây sẽ xuất hiện một từ thông biến thiên với tần số bằng tần số của dòng điện trong cuộn sơ cấp. Từ thông này móc vòng với cả 2 cuộn dây 1 và 2. Nó sinh ra sđđ cảm ứng và trên các cuộn dây sơ cấp và thứ cập. Khi nối 2 đầu của cuộn dây sơ cấp với tải nó sẽ sinh ra hiệu điện thế U2 và dòng điện I2 trên tải. Như vậy năng lượng của dòng điện xoay chiều đã được chuyển từ cuộn dây sơ cấp sang cuộn dây thứ cấp. Giả sử điện áp xoay chiều đặt vào 2 đầu của cuộn sơ cấp là một điện áp hình sin thì từ thông nó sinh ra cũng là một hàm số hình sin: Theo định luật cảm ứng điện từ, sđđ cảm ứng sinh ra trong các dây quấn sơ cấp và thứ cấp sẽ lần lượt là: Trong đó: là giá trị hiệu dụng của các sđđ dây quấn sơ cấp và thứ cấp. Từ các biểu thức ở trên ta thấy sđđ cảm ứng trong dây quấn chậm pha so với từ thông sinh ra nó một góc. Hệ số máy biến áp: Người ta định nghĩa hệ số máy biến áp là tỷ số giữa các đại lượng sau: Vật liệu, cấu tạo: Máy biến áp được cấu tạo từ ba bộ phận chính: lõi thép, dây quấn và vỏ máy. Tùy vào từng nhiệm vụ khác nhau mà chúng được cấu tạo từ những loại vật liệu khác nhau. Lõi thép Lõi thép được dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để quấn dây quấn. Theo hình dáng lõi thép, người ta chia ra máy biến áp kiểu lõi và máy biến áp kiểu bọc. Lõi thép máy biến áp được làm từ tôn silic cán nguội dị hướng, để từ thông luôn đi theo chiều cán là chiều có từ dẫn lớn, lá thép được ghép từ các lá tôn được cắt chéo một góc nhất định. Cách ghép này dùng trong các mạch từ có độ dày tấm tôn trong khoảng từ 0.20-0.35 mm. Khi bề dày tấm tôn nhỏ hơn 0.20 mm người ta dùng công nghệ mạch từ quấn lá tôn vô dịnh hình dày 0.10 mm. Lõi thép của máy biến áp bao gồm 2 phần. - Phần trụ: là phần để quấn dây. - Phần gông: Kết nối các phần trụ lại và tạo thành mạch từ kín. Trụ và gông được ép chặt với nhau bằng ốc vít. Dây quấn - Công dụng: là bộ phận dẫn điện của máy biến áp, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Kim loại dùng làm dây quấn thường bằng đồng. Theo cách quấn dây sơ cấp và thứ cấp ta có thể chia thành hai loại. Dây quấn đồng tâm và dây quấn xem kẽ. Dây quấn đồng tâm Là dây quấn mà ở tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm. Dây quấn hạ áp thường quấn ở phía trong còn dây quấn cao áp quấn ở bên ngoài để tận dụng quận hạ áp làm lớp phân cách giữa cuộn cao áp và trụ. Những kiểu dây quấn đồng tâm chính là: - Dây quấn hình trụ: Nếu tiết diện dây nhỏ thì dùng dây tròn, quấn nhiều lớp. Nếu tiết diện dây lớn thì dùng dây bẹt và quấn thành hai lớp. Dây quấn hình trụ dây tròn thường dùng làm dây quấn cao áp, điện áp tới 35 kV, dây quấn hình trụ bẹt dùng chủ yếu làm dây quấn hạ áp với điện áp từ 6kV trở xuống. Nói chung dây qấn hình trụ thường dùng cho các máy biến áp có dung lượng 630kVA trở xuống. - Dây quấn hình xoắn: Gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo đường xoắn ốc, giữa các vòng dây có rãnh hở. Hình kiểu này thường dùng cho các máy biến áp có dung lượng trung bình và lớn. - Dây quấn xoáy xoắn ốc liên tục : làm bằng dây bẹt và khác với dâu quấn hình xoắn ốc ở chỗ dây quấn này được quấn thành những bánh răng dây phẳng cách nhau bằng những rãnh hở. Bằng cách hoán vị đặc biệt trong khi quấn, các bánh dây được nối tiếp liên tục mà không cần mối hàn giữa chúng. Dây quấn loại này dùng làm cuộn cao áp cho điện áp từ 35kV trở lên và có dung lượng lớn. Dây quấn xen kẽ Các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt được quấn xen kẽ nhau dọc theo trụ thép. Kiểu dây quấn này thường dùng trong các máy biến áp kiểu bọc. Vỏ máy Bao gồm thùng máy và nắp máy. Có chức năng bảo vệ lõi sắt và các cuộn dây. Ngoài ra công dụng của nắp thùng còn là đưa đầu dây vào và đưa các đầu dây ra. Vỏ máy làm nhiệm vụ tản nhiệt, dập hồ quang do cấu tạo kín chứa dầu làm nhiệm vụ cách điện. Phân loại máy biến áp Theo số pha: máy biến áp một pha và máy biến áp ba pha. Theo công dụng: Máy biến áp điện lực: làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng Máy biến áp chuyên dụng: dùng cho các mục đích cụ thể như luyện kim, hàn… Máy biến áp tự ngẫu: dùng biến đổi điện áp trong phạm vi không lớn. Máy biến áp đo lường: để giảm điện áp, giảm dòng điện khi đưa vào các đồng hồ đo. Máy biến áp thí nghiệm: dùng để thí nghiệm các điện áp cao. Máy điện quay Khái niệm chung Máy điện quay dùng để biến đổi các dạng năng lượng cơ thành năng lượng điện và ngược lại. Máy điện quay có thể làm việc thuận nghịch, có hai chế độ làm việc: - Chế độ động cơ: Biến đổi các điện năng thành cơ năng. - Chế độ máy phát: Biến đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ. Do tính thuận nghịch của máy điện nên ta không xét riêng từng loại mà xét chung cả hai loại trên. Nguyên lý làm việc Nguyên lý làm việc của máy điện quay dựa trên hai định luật điện từ cơ bản. Định luật thứ nhất là định luật sức điện động cảm ứng, định luật thứ hai là định luật về lực điện từ. Tùy theo cách tạo ra từ trường và kết cấu mạch từ cùng dây quấn mà ta chia máy điện quay thành các loại cơ bản sau đây: - Máy điện không đồng bộ. - Máy điện đồng bộ. - Máy điện một chiều. - Máy điện xoay chiều có vành góp. Cấu tạo, vật liệu Cấu tạo chung của máy điện quay bao gồm hai bộ phận chính là phần tĩnh (roto) và phần tĩnh (stato). Phần tĩnh và phần động của máy điện quay được làm từ các loại vật liệu kế cấu và dây quấn tạo từ thông. Ngoài ra còn có nắp máy và vỏ máy. Stato: Gồm lõi thép và dây quấn phần ứng có nhiệm vụ tạo nên từ trường. - Lõi thép : Hình trụ, do các lá thép kỹ thuật điện được sắp xếp thành một khối. Nếu từ thông qua lõi thép là xoay chiều thì nó được ghép từ các lá tôn silic dày 0.35-0.5mm để làm giảm tổn hao do dòng điện xoáy, còn nếu là từ thông không đổi thì nó được đúc bằng thép hoặc ghép từ thép tấm. - Dây quấn: làm bằng đồng hoặc nhôm, được quấn vào các rãnh của stato được bọc cách điện với nhau và cách điện với lõi thép. Roto: Có dạng khối trụ, gồm lõi thép, dây quấn phần cảm trục máy. - Lõi thép: có hình trụ làm bằng cách lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau có lỗ ở giữa để lắp trục và các rãnh quấn dây đối với roto dây quấn. - Dây quấn : Chỉ có đối với roto dây quấn, làm bằng đồng hoặc nhôm. Chúng quấn theo các rãnh của roto. Riêng đối với loại roto lồng sóc dây quấn là các thanh đồng được nối ngắn mạch với nhau bằng các vành bằng đồng tạo thành lồng sóc. Vỏ máy và nắp máy: làm bằng gang hoặc thép để giữ chặt lõi thép và cố định máy khi làm việc. Trên nắp máy có ổ đỡ trục. Vỏ máy và nắp máy có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận bên trong của máy. Phân loại Như đã nói ở trên, máy điện thường được chia làm bốn loại cơ bản theo cách tạo ra từ trường và kết cấu của mạch từ cùng dây quấn. Máy điện không đồng bộ Stato của máy điện không đồng bộ tạo ra một từ trường quay tốc độ là: với là tần số dòng điện đưa vào, p là số đôi cực của máy. Từ trường quay này quét trên dây quấn roto tạo ra dòng điện cảm ứng trên cuộn dây của roto. Dòng điện này sinh ra từ thông có tác dụng chống lại sự thay đổi của từ trường quay. Từ thông của dây quấn roto hợp với từ thông của stato tạo ra trong khe hở tác động lên dòng điện chạy trong dây quấn roto làm cho roto quay với tốc độ tốc độ n phụ thuộc vào dòng điện trong dây quấn roto và từ thông trên khe hở. Hệ số trượt Máy điện đồng bộ Lực từ được đặt trong roto còn dây quấn phần ứng (khung dây) được đặt trên phần tĩnh gồm ba cuộn dây đặt lệch nhau trong không gian một góc 120o . Khi cực từ quay với tốc độ n, dây quấn phần ứng sẽ cảm ứng nên một sđđ và một dòng điện ba pha lệch nhau 120o về thời gian và do đó tạo nên một từ trường quay với tốc độ và bằng tốc độ của roto. Các thông số máy điện quay Trong máy điện quay ta quan tâm tới các thông số sau đây: - Điện áp làm việc định mức. Uđm - Dòng mở máy. Imm - Dòng làm việc định mức. Iđm Chương II: Kiểm nghiệm lý thuyết qua các thí nghiệm Quấn máy biến áp tự ngẫu một cuộn dây Các thông số của máy biến áp Khi thực hành quấn máy biến áp tự ngẫu ta cần có thể tính các thông số dây quấn dựa vào các đại lượng sau đây: Q tiết diện lõi sắt () S công suất máy biến áp w số vòng dây cho 1V J mật độ dòng điện máy biến áp d đường kính tiết diện của dây dẫn s tiết diện dây quấn Cách xác định tiết diện của lõi thép Tiết diện của lõi thép được xác định như sau: đối với lõi thép hình chữ I đối với lá thép hình chữ E Số vòng dây của máy biến áp tự ngẫu Công thức thực nghiệm xác định số vòng dây của máy biến áp tự ngẫu: (vòng dây/1V) Trong công thức, tỷ số là một hằng số được lấy trong khoảng từ 45á50 tùy thuộc vào hàm lượng silic có trong các lá thép kỹ thuật điện dùng làm mạch từ. Hàm lượng này có thể xác định một cách trực quan gần đúng bằng cách uốn cong lá thép và xem hiện tượng xảy ra. Thông số dây quấn Mật độ dòng điện nằm trong khoảng từ 2.5á3A/mm2 do đó với dòng điện có cường độ từ 2.5á3A thì tiết diện của dây dẫn sẽ là S=1mm2 . Đường kính của dây dẫn được tính dễ dàng nhờ công thức Từ đó tính được d=1.13mm. Quấn dây Máy biến áp tự ngẫu có đặc điểm là dây quấn thứ cấp là một bộ phận của dây quấn sơ cấp nên ngoài quan hệ hỗ cảm của các dây quấn sơ cấp và thứ cấp còn có sự liên hệ trực tiếp về các đại lượng điện trở và điện cảm của các đoạn mạch mắc nối tiếp. Quấn dây cho stato động cơ không đồng bộ Các công thức tính toán dây quấn thực tế Các thông số cần quan tâm khi thực hiện quấn dây cho stato động cơ không đồng bộ: Z số rãnh stato (có thể là 18,24,36,54) Q số rãnh tác dụng dưới một cực từ (số bối dây của một nhóm bối) y số bước dây quấn (tính từ cạnh tác dụng thứ nhất đến cạnh tác dụng thứ hai của cùng một phần tử) 2p số cực từ p số đôi cực m số pha f tần số dòng điện a số mạch nhánh song song n tốc độ quay của từ trường n1 tốc độ đầu trục Các công thức tính toán trong việc thiết kế động cơ không đồng bộ Số rãnh tác dụng dưới một cực Số bước dây quấn Bước cực (khoảng cách giữa các pha) Nếu : số bước dây quấn đủ Nếu : số bước dây quấn ngắn Nếu : số bước dây quấn dài Tốc độ từ trường quay n: Từ công thức trên ta có bảng tốc độ của từ trường và đầu trục theo số đôi cực. Số đôi cực 1 3000 2500 2 1500 1480 3 1000 980 Nhóm dây quấn và cách phân bố các bối dây Nhóm dây quấn Có hai loại nhóm dây quấn thường gặp là dây quấn đồng tâm và dây quấn đồng khuôn. Dây quấn đồng tâm Là loại dây quấn liên tiếp dây dẫn theo cùng một chiều lên bộ khuôn có các khung quấn với kích thước khác nhau và đặt đồng tâm trên trục cuốn. Ưu điểm: dễ lắp đặt. Nhược điểm: Các đầu dây chiếm nhiều chỗ hơn so với các cách quấn dây khác. Dây quấn đồng khuôn Các cuộn dây có cùng một kích thước được bố trí trên stato ở các rãnh kế tiếp nhau tạo thành các cặp cực từ. Ưu điểm: Các đầu dây được thu gọn Nhược điểm: Việc lắp đặt khó khăn, tốn nhiều thời gian hơn so với dây quấn đồng tâm. Cách phân bố dây quấn Có hai cách bố trí dây quấn : Tập trung và phân tán. Dây quấn tập trung: các bối dây cùng một nhóm bối được đặt vào các rãnh sao cho các cạnh tác dụng thứ nhất của chúng liên tiếp nhau. Dây quấn phân tán: Dây quấn được đặt đều, cạnh tác dụng thứ nhất của bối thứ hai nằm ngay sau cạnh tác dụng thứ hai của bối thứ nhất. Cách thành lập sơ đồ dây quấn phần ứng Cơ sở thành lập: Số rãnh tác dụng dưới một đôi cực. Số bước dây quấn y Vòng tròn đa giác sức điện động Bài tập thực hành: Bài 1: Thành lập sơ đồ dây quấn đồng khuôn phân tán một lớp với: Z=24, 2p=4, q=2, y=5. Bài 2: Thành lập sơ đồ dây quấn đồng tâm tập trung một lớp với: Z=36, 2p=4, q=3, y=9. Chương III : Quá trình thực hành Quá trình quấn máy biến áp tự ngẫu Các bước chuẩn bị trước khi quấn. Chuẩn bị khuôn cho dây quấn. Thực tế ta không quấn trực tiếp dây quấn sơ cấp và thứ cấp lên trên khung sắt được. Ta sẽ quấn dây quấn lên trên khuôn rồi sau đó mới có thể gắn khuôn vào khung sắt mạch từ được. Quá trình quấn dây trên khuôn máy có mục đích giúp ta kiểm soát được quá trình quấn dây một cách tốt nhất. Đối với máy biến áp tự ngẫu thì số vòng dây và độ cách điện cần được quan tâm trên hết. Vì vậy việc quấn trên khuôn giúp ta kiểm tra được số vòng dây một cách chính xác. Và xác định đầu ra của cuộn dây cũng như bọc cách điện một cách dễ dàng. Khi lắp khuôn vào máy quấn dây có một điều chú ý là đặt đúng chiều khuôn và quấn theo đúng chiều. Trên khuôn đã xác định trước các lỗ ra dây được đánh số từ trước đó. Chuẩn bị dây quấn. Dây quấn cho máy biến áp có thể sử dụng nhiều lần nếu nó đảm bảo độ cách điện của lớp vỏ. Đối với đợt thực tập này toàn bộ dây được sử dụng là dây mới nên rất thuận lợi. Việc chuẩn bị dây quấn đơn giản hơn rất nhiều. Chỉ cần quấn dây vào ống dây, kiểm tra các điểm bị gập, xoắn nếu có xem chúng có vấn đề gì về lớp sơn cách điện hay không. Khi quấn dây cần chú ý không làm quá yếu vì như vậy dây sẽ không được thẳng và không quá mạnh vì có thể làm ảnh hưởng tới lớp cách điện của dây dẫn đến mất an toàn trong quá trình chạy máy. Quá trình quấn dây. Bước 1: Chuẩn bị khuôn và dây quấn, lắp khuôn vào máy quấn dây theo đúng chiều quy định. Bước 2: Quấn dây. Đầu tiên là đầu dây 220V. Nó được đưa ra ngoài ở vị trí lỗ đâu tiên trên khuôn quấn dây. Cần cố định đầu dây này lại để quá trình quấn dây của mình không bị lỏng do đầu 220V bị tuột ra. Ta bọc một lớp giấy cách điện lên khuôn dây rồi tiến hành quấn dây vào khuôn. Đối với nấc điện áp đầu tiên ta để số vòng dây là 72 vòng vì theo tính toán ở trên từ mức điện áp đầu tiên là 220V xuống mức 160V độ giảm áp là 80V mà mỗi một vòng tương ứng với 1.12V đo đó ta để là 72 vòng. Tương tự các nấc tiếp theo sẽ tương ứng số vòng là 60 vòng, 36 vòng. Các mức chỉnh thô được quấn xong ta sẽ chuyển sang quấn tiếp các mức chỉnh tinh tương tự cứ 9 vòng ta cho ra một mức chỉnh tinh. Sau khi quấn lần lượt hết các vòng cho tới vòng cuối cùng thì ta bọc cách điện lần cuối rồi dùng băng dính cố định lại. Nhẹ nhàng tháo khuôn dây ra khỏi máy quấn dây. Chú ý khi quấn dây. Khi quấn dây cần lưu ý để dây quấn thẳng hàng xếp lần lượt từng vòng trên khuôn. Với máy biến áp tự ngẫu, yêu cầu về cách điện rất quan trọng do đó với lớp dây đầu tiên quấn trên khuôn ta cần có một lớp cách điện dày ngăn cách dây quấn với lõi thép. Bản thân khuôn dây cũng được làm từ vật liệu nên ta chỉ cần bọc một lớp giấy cách điện lên là được. Sau khi quấn hết một vòng ta sẽ quấn một lớp giấy cách điện lên lớp dây quấn đầu tiên rồi mới tiếp tục quấn lớp thứ 2. Cứ như thế cho đến khi đủ số vòng cần thiết thì ta đưa đầu dây ra ngoài. Khi đưa đầu dây ra ngoài thì để chiều dài khoảng 10cm để khi cho máy biến áp chạy ta có thể đo các đầu dây một cách dễ dàng. Trong quá trình quấn cần để ý xem dây có bị xước hay gập ở đâu không. Nếu có thì cần xử lý ngay nếu không khi máy chạy sẽ dẫn đến phóng điện gây chập điện cháy máy biến áp. Thứ tự các mức điện áp được đánh dấu sẵn trên khuôn ta chỉ việc đếm số vòng dây tương ứng rồi đưa các đầu dây ra ngoài là ổn. Khi đưa đầu dây ra ngoài cần để ý xoắn dây lại và cách điện phần dây bị xoắn nằm trong khuôn đê đảm bảo an toàn. Khi xoắn chú ý không để 2 đoạn xoắn nằm chồng lên nhau vì như vậy làm lớp dây bị cộm khó quấn và dễ sinh sự cố. Quá trình lắp máy và chạy máy Lắp máy: Lắp khuôn dây vào lõi thép. Ta ghép lần lượt các thanh thép chữ E và chữ I xen kẽ nhau từ hai phía của khuôn dây. Sau khi ghép hết ta kiểm tran xem phần tiếp giáp giữa thanh chữ I và chữ E đã đạt được hay chưa. Nếu còn khe hở thì cần chỉnh lại sao cho các thanh thép đó ép sá