Thực hành quấn dây máy điện

từng nhóm, đoạn dây liền giữa 2 nhóm phải được luồn sẵn gen cách điện. - Đối với dây quấn đồng tâm (tập trung hay phân tán) thì phải cắt rời từng nhóm. - Khi quấn đủ số vòng của một bối dây chúng ta dùng dây cột hai cạnh của bối dây rồi mối đánh tiếp bối dây kế tiếp. 4/ Lồng dây vào rãnh : - Chọn vị trí bố trí các nhóm cuộn sao cho thuận lợi và có mỹ thuật - Phía các đầu ra của các nhóm bối dây phải được chọn cùng phía với lổ thoát dây đưa ra hộp ra dây. - Cần chú ý tránh phần đầu cuộn dây che lấp các lổ xỏ bu-lông. a) Lồng các nhóm bối dây đồng tâm : - Chọn vị trí đầu tiên lắp vào, nắn cuộn dây bé nhất của nhóm cho thu gọn vừa lọt lòng stator. - Tháo dây buộc cạnh cuộn dây sẽ vô trước. - Bóp dẹp cạnh bối dây, đưa từng lượng nhỏ dây dẫn nằm gần miệng rãnh cho vào rãnh. Nếu thấy lượng dây đã cho vào hơi choán chỗ, dùng dao nhựa vô dây gạt dây cho thẳng hàng rối ém chặt dây xuống. - Khi dây đã cho vào hết, lót cách điện miệng rãnh bằng giấy dày 0,35÷0,4mm - Vô tiếp cạnh còn lại của bối theo thao tác đã nêu trên. - Cân đối 2 đầu bối dây rồi uốn nhẹ nhàng phần đầu nối vòng xuống dưới để rộng chỗ cho các nhóm khác sau này. - Tương tự, bối dây kế tiếp của nhóm rồi đến cuộn lớn nhất vô sau cùng. - Lặp lại tương tự cho các nhóm trên cùng mặt phẳng cũng như các nhóm ở mặt phẳng tiếp theo. b) Lồng các nhóm bối dây đồng khuôn - Đối với dạng đồng khuôn 1 lớp và 2 lớp thì một số bối dây đầu tiên chỉ được phép vô 1 cạnh, cạnh còn lại phải chờ đến khi vô hết các nhóm (Dựa theo sơ đồ dàn trải để xác định cạnh nào phải chờ). - Để tránh cho các cạnh chờ khỏi cọ sát vào miệng các rãnh stator làm tróc lớp émail, nên lót giấy dưới các cạnh này và cột chắc vào stator để khỏi vướng các bối sau. - Thao tác lồng dây tương tự như trên. - Sau khi vô hết mỗi cạnh dây, cần phải lót cách điện giữa 2 cạnh dây trong cùng 1 rãnh (loại dây quấn 2 lớp) và lót cách điện miệng rãnh. Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 85 Các hình ảnh sau đây minh họa cho quá trình lồng 1 cạnh bối dây cho kiểu đồng khuôn tập trung. Dùng giấy cách điện lót cạnh dây chờ chưa lồng vào rãnh Căng cạnh tác dụng để giữ song song các vòng dây khi lồng dây Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 86 Thao tác xếp song song các cạnh dây trong rãnh dùng cây miết Đẩy từ từ giấy nêm vào rãnh Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 87 5/ Đai bộ dây quấn : - Uốn nắn định hình bộ dây quấn theo dự tính. - Hàn đấu dây giữa các nhóm cuộn trong cùng pha (nếu được cắt rời trước đây) - Hàn nối các đầu dây ra với dây dẫn mềm bọc PVC rồi tập trung đưa dây ra hộp nối. - Lót giữa các nhóm khác pha (dây quấn đồng khuôn) hoặc giữa các mặt phẳng dây quấn (dây quấn đồng tâm). - Tiến hành đai bộ dây quấn và nắn định hình lần cuối để việc đai dây mà cho bộ dây quấn vững chắc. Đai dây hoàn tất 6/ Tẩm sấy dây quấn : Việc tẩm sấy dây quấn máy điện nhằm mục đích : - Tránh bộ dây quấn bị ẩm. - Nâng cao độ chịu nhiệt. - Tăng độ bền cách điện. - Tăng độ bền cơ học. - Chống được sự xâm nhập của hóa chất. Có 2 phương pháp tẩm sấy : a) Tẩm sấy bằng tia hồng ngoại : Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 88 - Tia hồng ngoại được phát ra bởi bóng đèn có tim, khi được cho thắp sáng đỏ. Nguồn điện cung cấp cho đèn sấy nên giảm thấp từ 20% đến 30% điện áp định mức của đèn. - Ưu điểm của phương pháp so với sấy nhiệt bằng điện trở là cách điện được làm khô từ lớp bên trong ra bên ngoài. - Để tăng cường sự phản xạ nhiệt và phân phối đều nhiệt lượng nên lót kim loại sáng bóng bên trong tủ sấy. Thông thường cứ 1m3 thì cần 2 đến 3kW. b) Tẩm sấy bằng dòng điện : - Phương pháp này cho dòng điện chạy vào bộ dây quấn và dùng dây quấn tỏa nhiệt để tự làm khô chất cách điện đã được tẩm. - Các cuộn dây pha được mắc nối tiếp với nhau thành tam giác hở. - Dòng điện chạy qua bộ dây quấn có thể điều chỉnh bằng dòng điện định mức. - Thời gian sấy ít nhất là 10 giờ. Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 89 BÀI 6 TÍNH TOÁN DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP I. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU : Bài học này giúp học sinh có thể : - Tính toán số liệu dây quấn máy biến áp cách ly, tự ngẫu 1 và 3 pha - Aùp dụng lý thuyết tính toán dây quấn MBA vào một lõi thép cho trước. II. NỘI DUNG : 6.1. MÁY BIẾN ÁP CÁCH LY 1 PHA : MBA cách ly là loại MBA có dây quấn sơ cấp và thứ cấp cách ly, độc lập với nhau, ký hiệu MBA cách ly như Hình 6.1. Trình tự tính toán gồm các bước như sau : • Bước 1 : Xác định các số liệu ban đầu - Điện áp định mức phía sơ cấp (U1) và phía thứ cấp (U2) - Dòng điện định mức phía thứ cấp I2 - Nếu không biết rõ I2 cần xác định công suất biểu kiến phía thứ cấp S2 S2 = U2 . I2 S[VA]; U[V] ; I[A] (6.1) - Tần số nguồn điện f - Chế độ làm việc : ngắn hạn hay dài hạn • Bước 2 : Xác định tiết diện tính toán At cần dùng cho lõi thép Căn cứ vào điều kiện tản nhiệt và giữ độ sụt áp tại thứ cấp lúc mang tải ta có : 21,423.t m S A K B= At [cm 2]; Bm [T]; S2 [VA] (6.2) At : Tiết diện tính toán của lõi thép S2 : Công suất biểu kiến tại thứ cấp MBA U1 U2 N1 N2 Hình 6.1 Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 90 K : Hệ số hình dáng lõi thép - Lõi thép E, I : K = 1 ÷ 1,2 - Lõi thép U-I : K = 0,75 ÷ 0,85 Bm mật độ từ thông trong lõi thép (chọn) - Với lõi thép dẫn từ không định hướng Bm = 0,8 ÷ 1,2T - Với lõi thép dẫn từ có định hướng Bm = 1,2 ÷ 1,6T • Bước 3 : Chọn kích thước cho lõi thép, tính khối lượng lõi thép Gọi Ag là tiết diện thực của lõi thép ta có Ag = a . b (6.3) At ≠ Ag do : - Bề dày cách điện tráng trên lõi thép - Độ ba vớ có trên biên lá thép do công nghệ dập định hình lá thép, độ chênh lệch giữa At và Ag xác định bằng hệ số ghép Kf tg f AA K= (Kf tra bảng 3.1) (6.4) Bảng 6.1 : xác định hệ số ghép Kf Kf Bề dày lá thép (mm) Lá thép ít ba vớ Lá thép nhiều ba vớ 0,35 0,92 0,8 0,5 0,95 0,85 Khi biết được At , chọn Kf suy ra Ag từ đó chọn các kích thước của lõi thép a, b. Để dễ thi công quấn dây, thường giữa a, b có quan hệ về kích thước như sau : b = a ÷ 1,5a Suy ra : Ag = a . b = a2 ( khi a = b ) hoặc Ag = 1,5a2 ( khi 1,5a = b ) Tóm lại ta có thể xác định dãy giá trị cho a, khi biết Ag như sau : amin ≤ a ≤ amax với 1,5mina Ag = ; maxa gA= (6.4) Phối hợp các giá trị cho sẵn của a trong thực tế, chọn a thích hợp cho lõi thép, từ đó tính lại giá trị chính xác cho b. Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 91 • Bước 4 : Tính khối lượng lõi thép Khi định được a và b áp dụng các phép tính hình học ta suy ra khối lượng cần dùng cho lõi thép. a) Trường hợp lõi thép dạng EI : Gọi : c : bề rộng cửa sổ lõi thép; h : bề cao cửa sổ lõi thép Thể tích lõi thép (trừ đi khoảng không gian ở 2 cửa sổ) được tính như sau : V = 2ab ( a + c + h ) (6.5) Hình 6-2 : Các kích thước cơ bản của lõi thép Khối lượng riêng của lá thép kỹ thuật điện γ = 7,8 Kg/dm3 - Khối lượng lõi thép là Wth = γ . Vth = 7,8 x 2ab ( a + c + h ) = 15,6 ab ( a + c + h ) (6.6) Wth [kg]; a,b,c [dm] - Trường hợp lõi thép EI đúng dạng tiêu chuẩn ta có : 3; 2 2 a a c h= = ; Lúc đó Vth = 46,8 a2b (6.7) b) Trường hợp lõi thép dạng UI : Tương tự : c, h là bề rộng và bề cao cửa sổ lõi thép - Thể tích lõi thép đã trừ đi cửa sổ là V = 2ab (a + c + h) (6.8) - Khối lượng lõi thép là : Wth =15,6ab (2a + c + h) (6.9) Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 92 • Bước 5 : Xác định số vòng tạo ra 1 volt sức điện động trong mỗi bộ dây sơ và thứ cấp. 14,44. .vn t mf A B= (6.10) • Bước 6 : Xác định độ sụt áp phía thứ cấp lúc mang tải định mức Gọi U20, U2 ; là điện áp phía thứ cấp lúc chưa mang tải và có tải . Độ sụt áp phần trăm : 20 2 20 2 2 .100 1 .100U% U U UU U      −∆ = = − (6.11) Hoặc U20 = Ch . U2 (6.12) Ch có thể tra từ Bảng 3.2 như sau : Bảng 6.2 Bảng quan hệ số Cn theo S2 (199) S2 (VA) Ch S2 (VA) Ch S2 (VA) Ch S2 (VA) Ch 5 1,35 50 1,12 180 1,060 700 1,032 7,5 1,28 60 1,11 200 1,058 800 1,030 10 1,25 70 1,10 250 1,052 900 1,028 15 1,22 80 1,09 300 1,048 1000 1,025 20 1,18 90 1,085 350 1,045 1500 1,020 25 1,16 100 1,08 400 1,042 2000 1,016 30 1,14 120 1,075 500 1,038 3000 1,009 40 1,13 150 1,065 600 1,035 • Bước 7 : Xác định số vòng dây quấn tại sơ và thứ cấp Căn cứ vào nv, U1, U20, gọi N1 và N2 lần lượt là số vòng dây quấn phía sơ và thứ cấp, ta có : N1 = U1 . nv (6.13) N2 = U20 . nv (6.14) Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 93 • Bước 8 : Ước lượng hiệu suất η của máy biến áp, tính dòng điện phía sơ cấp Trong giai đoạn tính sơ bộ biến thế hay trong các phép tính đơn giản, tra hiệu suất η theo các bảng sau : Bảng 6.3 : Theo Robert Kuhn (200) S2 (VA) 3 10 25 50 100 1000 η% 60 70 80 85 90 > 90 Bảng 6.4 : Theo Anten hopp (200) S2 (VA) 3 50 100 150 200 300 500 750 1000 η% 86,4 87,6 89,6 90,9 91,3 93 93 95,3 94 Chọn được η% từ đó tính dòng điện phía sơ cấp 1 1. SI Uη = (6.15) • Bước 9 : Chọn mật độ dòng điện J suy ra tiết diện và đường kính dây quấn phía sơ và thứ cấp. Các căn cứ để chọn mật độ dòng điện J - Cấp cách điện vật liệu ; - Điều kiện giải nhiệt dây quấn - Chế độ vận hành liên tục hay ngắn hạn Khi biến thế vận hành liên tục, điều kiện giải nhiệt kém chọn J theo bảng 6.5. Bảng 6.5 S2 (VA) 0 - 50 50 – 100 100 – 200 200 – 500 500 – 1000 J(A/mm2) 4 3,5 3 2,5 2 Với vật liệu cách điện cấp A (nhiệt độ tối đa cho phép 1050C) máy làm việc ngắn hạn, không liên tục (6 – 10 liên tiếp) có thể chọn J theo Bảng 6.6 Bảng 6.6 S2 (VA) 0 - 50 50 – 100 100 – 200 200 – 500 500 – 1000 J(A/mm2) 5 – 6 4,5 – 5,5 4 – 5 3,5 – 4,5 3 – 4 Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 94 Ngoài ra ta cũng có thể chọn J theo nhiệt độ phát nóng cho phép theo bảng 6.7. Bảng 6.7 At (cm2) J (A/mm2) Độ gia nhiệt 400C J (A/mm2) Độ gia nhiệt 600C At (cm2) J (A/mm2) Độ gia nhiệt 400C J (A/mm2) Độ gia nhiệt 400C 1,0 4,6 5,5 6,0 2,3 2,8 1,4 4,0 4,9 6,5 2,25 2,7 2,0 3,5 4,3 7,0 2,2 2,6 2,4 3,3 4,0 7,5 2,15 2,6 2,8 3,1 3,7 8,0 2,1 2,5 3,0 3,0 3,6 9,0 1,9 2,4 3,5 2,8 3,4 10 1,8 2,3 4,0 2,7 3,3 15 1,6 1,9 4,5 2,6 3,2 20 1,4 1,8 5,0 2,4 3,0 30 1,25 1,5 5,5 2,35 2,8 40 1,15 1,4 Chọn được J suy ra đường kính dây quấn sơ cấp và thứ cấp. Gọi d1, d2 là đường kính dây dẫn tròn, chưa kể lớp cách điện của sơ và thứ cấp ta có: 11 1,13 Id J = ; 22 1,13 Id J = (6.16) • Bước 10 : Chọn bề dầy cách điện làm khuôn quấn dây (ec) và bề cao hiệu dụng quấn dây Hhd : Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 95 Hình 6-3 Để dễ thi công quấn dây thường ta chọn : ak = a + ( 1 đến 2mm ) bk = b + ( 1 đến 2mm ) Hhd = h – ( 2ec + 1 đến 2mm ) Để đảm bảo độ bền cơ học, ec chọn theo cấp công suất của biến thế. Bảng 6.8 S2 (VA) 1 - 10 10 – 200 200 – 500 500 – 1000 1000 – 3000 ec (mm) 0,5 1 2 3 4 • Bước 11 : Xác định số vòng cho một lớp dây quấn sơ và thứ cấp Gọi SV1 và SV2 lần lượt số vòng 1 lớp dây quấn sơ và thứ cấp. 1 1 . cđ hd q HSV Kd= ; 2 .2cđ hd q HSV Kd= (6.17) d1cđ và d2cđ : đường kính dây quấn của phía sơ và thứ cấp, có tính cả lớp cách điện. Kq : hệ số quấn và sắp xếp dây quấn với dây đồng học catton Kq = 0,9 ÷ 0,93, dây đồng tráng email : Kq = 0,93 ÷ 0,95 • Bước 12 : Số lớp cho mỗi phần dây quấn sơ và thứ cấp Gọi SL1 và SL2 là số lớp của bộ dây sơ và thứ cấp ta có 11 1 NSL SV= ; 2 2 2 NSL SV= (6.18) Bề dày cách điện giữa các lớp của của dây quấn sơ và thứ cấp 10,0624cđ1 v SV e n = ; 20,0624cđ2 v SV e n = (6.19) aK bK Hhd H hd Ec Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 96 ecđ1,ecđ2 [mm]; SV1,2 [vòng/lớp]; nv [vòng/vôn] • Bước 12 : Tính bề dày mỗi phần dây quấn Gọi BD1 và BD2 là bề dày cuộn dây quấn sơ và thứ cấp ta có : BD1 = SL1 ( e1cđ + ecđ1 ); BD2 = SL2 ( e2cđ + ecđ2 ) Bề dày tổng cả bộ dây quấn : BD BD = BD1 + BD2 + ec + ecđ3 ecđ3 : cách điện giữa dây quấn sơ và thứ cấp 1 21,4 1000cđ3 U U e + = (6.20) + Kiểm tra hệ số lấp đầy Klđ1 theo bề dày choán chỗ cuộn dây so với bề rộng cửa sổ lõi thép ta có : lđ1 BDK C= (6.21) Klđ1 max cho phép å bỏ lọt cuộn dây vào cửa sổ là Klđ1 = 0,7 – 0,8. Nếu Klđ1 tính được không thỏa, thì phải điều chỉnh lại kết cấu để bỏ lọt cuộn dây. Chú ý : để giảm các bước điều chỉnh, ta có thể kiểm tra Klđ bằng cách tính khác, thực hiện ngay sau bước 8, gọi Klđ2 là hệ số lấp đầy tính theo tiết diện choán chỗ của dây quấn so với tiết diện cửa sổ mạch từ lõi thép. 2 diện tích choán chỗ của dây quấn diện tích của rãnhld K = ∑ Gọi Scđ1và Scđ2 là tiết diện dây quấn sơ và thứ cấp kể cả lớp cách điện ta có: 1 1 2 . . . cđ 2cđ lđ2 N S N SK c h + = (6.22) Nếu Klđ2 = 0,4 ÷ 0,46 thì bộ dây bỏ lọt vào cửa sổ, giá trị này tương ứng với Klđ1=0,7÷0,75. • Bước 13 : Xác định chiều dài trung bình cho một dòng dây quấn sơ và thứ cấp, suy ra tổng chiều dài cho bộ dây sơ và thứ cấp. Tùy thuộc vào bộ dây quấn sơ và thứ cấp lắp đặt theo dạng nào để tính chiều dài cuộn dây. Thường MBA 2 quấn được bố trí theo các dạng sau : ec ecđ BD2 BD1 c Hình 6-4 Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 97 Giả sử dây quấn bố trí như H.6.5a, dây quấn sơ cấp quấn bên trong, thứ cấp quấn bên ngoài, Tính Ltb1 , Ltb2 như sau : - Đặt a’ = a + 2ec ; b’ = b + 2ec ta có Ltb1 = 2 ( a’ + b’ ) + pi.BD1 Ltb2 = 2 ( a’ + b’ ) + pi [ 2(BD1 + ecđ ) + BD2 ] - Chiều dài dây quấn sơ và thứ cấp L1 = N1 . Ltb1 ; L2 = N2 . Ltb2 • Bước 14 : Tính khối lượng dây quấn cuộn sơ và thứ cấp 2 41 1 1 2 42 2 2 . .8,9.104 . .8,9.104 dp dp dW K L dW K L pi pi − − = = (6.23) Kdp : hệ số dự phòng sai số do thi công thực tế so với tính toán với dây émail Kdp = 1,1 ÷ 1,5, dây bọc cotton Kdp = 1,2 ÷ 1,3 Thứ cấp Sơ cấp Thứ cấp Sơ cấp Thứ cấp Sơ cấp Thứ cấp Sơ cấp c) d) a) b) Hình 6-5 Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 98 Hình 6-6 VÍ DỤ 1 : Tính toán, thiết kế MBA 1 pha 2 dây quấn biết các số liệu : U1 = 110V, U2 = 15V, I2 = 5A, f = 50Hz chế độ làm việc ngắn hạn, cách điện sử dụng cấp A. GIẢI Bước 1 : * Các số liệu yêu cầu : - Hiệu thế định mức : U1 = 110V ; U2 = 75V - Dòng điện định mức phía thứ cấp : I2 = 5A - Tần số dòng điện f = 50Hz, chế độ làm việc ngắn hạn - Công suất biểu kiến phía thứ cấp - S2 = U2 . I2 = 15 . 5 = 75VA Bước 2 : Chọn lõi thép EI đúng tiêu chuẩn, mật độ từ của lõi thép Bm = 1,2T - Tiết diện tính toán của lõi thép : ( ) ( ) ( ) 232,12269,102,1 752,11423,122,11423,1 cm m B S tA −=÷=÷= ec a BD1 BD2 ecđ Ltb1 Ltb2 Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 99 Bước 3 : -Chọn hệ số ghép lõi sắt : Kf = 0,95 ( bảng 3.1) - Tiết diện thực của lõi thép là : ( ) 297,1281,1095,0 32,1227,10 cm fK tA gA ÷== ÷ = - Tính giá trị amin và amax theo Ag = (10,81 ÷ 12,97) cm2 cmgAA cm gAA 6,397,12 max 7,268,2. 5,1 81,10 5,1min === ≈=== - Để thực hiện MBA có công suất 75VA ta chọn a trong khoảng từ 2,7 ÷ 3,6 cm, Áp dụng công thức a gA b = Và Wtb = 46,8a2b ta xác định được một dãy giá trị cho phép đạt được công suất trên như sau : a (cm) 2,7 2,8 3 3,2 3,4 3,5 3,6 Ag (cm2) 10,81–12,97 10,81–12,97 10,81–12,79 10,81–12,97 10,81–12,97 10,81–12,97 10,81–12,97 b (cm) 4 – 4,8 3,86 – 4,63 3,6 – 4,32 3,37 – 4,05 3,18 – 3,81 3,09 – 3,77 3 – 3,6 Wth (Kg) 1,36 – 1,64 1,42 – 1,7 1,52 – 1,82 1,62 – 1,94 1,72 – 2,06 1,77 – 2,12 1,82 – 2,18 Căn cứ vào bảng tính toán trên ta chọn : a = 3,2 cm ; Wth = 1,63 kg ; At = 10,336 cm2 ; b = 3,4 cm ; Ag = 10,88 cm2 ; Kf = 0,9 - Bề dày lá thép tiêu chuẩn là 0,5mm và b = 34mm. Vậy tổng số lá thép chữ E, I cần dùng là 68 5,0 34 = lá thép. - Kích thước lá thép : (Hình 6.7) 48mm 16mm 16mm 64mm 96mm a = 32mm 34 mm Hình 6.7 Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 100 Bước 4 : Số vòng dây tạo ra một vôn sđđ là 37,541 3,6319 3,63124,44. . . 10,336v t m n f A B= = = ≈ Vòng/vôn Bước 5 : Với S2 = 75 VA, từ các bảng số 44% và Ch theo S2 (Bảng 3.2 – 23) Chọn Ch = 1,1 => U20 = U2.Ch = 1,5 . 1,1 = 16,5 V Bước 6 : Với U1 = 100V; U20 = 16,5 V, nv = 3, 632 vòng/vôn Suy ra số vòng phía sơ và thứ cấp như sau : N1 = U1 . nv = 110 . 3,632 = 399,52 vòng N2 = U20 . nv = 16,5 . 3,632 = 59,928 vòng Lấy tròn số : N1 = 400 vòng ; N2 = 60 vòng Bước 7 : Chọn η% = 88% ứng với S2 = 75 VA ( Bảng 3.3 – 24 ) Dòng điện phía sơ cấp : 21 1 75 0,775 . 0,88.10 SI AUη= = = Bước 8 : MBA làm việc ngắn hạn (10h/ngày) cách điện sử dụng cấp A Từ bảng 3.5 (25) chọn mật độ dòng điện J = 5,5 A/mm2 Suy ra đường kính dây quấn sơ và thứ cấp như sau : 11 0,7751,13 1,13 0,424 0,4515,5 chọn Id mm d mmJ= = = => = 22 251,13 1,13 1,07 1,15,5 chọn Id mm d mmJ= = = => = - Sơ và thứ cấp dùng dây dẫn tiết diện tròn bọc Email, đường kính dây kể cả bọc cách điện là : 1 0,450,51cđ d mm d mm= ; 2 1,1 1,152cđ d mm d mm= KIỂM TRA SƠ BỘ HỆ SỐ LẤP ĐẦY : Klđ2 (Để giảm khối lượng tính toán) Kiểm tra sơ bộ hệ số lấp đầy Klđ2 theo tiết diện choán chỗ dây quấn trên tiết diện cửa sổ lõi thép. Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 101 2 2 2 21 2 2 2 2 .0,5 0,196 0,24 4 .1,15 1,038 1,044 4 cđ 1cđ 2cđ 2cđ dS mm mm dS mm mm pi pi pi pi = = = ≈ = = = ≈ - Diện tích cửa sổ lõi thép : Acs = C.h = 16 . 48 = 768 mm2 1 2. . 400.0,2 60.1,04 142,4 0,185768 768 1cđ 2cđ lđ2 cs N S N SK A + + = = = = - Với Klđ2 = 0,185 quá thấp so với tiêu chuẩn cho phép, do vậy ta phải điều chỉnh lại kích thước lõi thép, nhưng vẫn giữ nguyên tiếp diện lõi thép đã được tính ban đầu để duy trì các tham số khác không đổi. - Chọn Klđ2 tăng lên khoảng 0,36 và giả sử số liệu dây quấn sơ và thứ cấp không đổi, diện tích cửa sổ là : ( ) ( )1 1 2 142,4 2. . . 395,550,36lđ2 1cđ 2cđcsA K N S N S mm − = + = = - Căn cứ Acs ta tính được a Vì 2 a c = và 2 3ah = => 23 4cs aA = Vậy 4. 4.395,55 22,96 3 3 csAa = = = - Đối chiếu bước 3 ta có thể chọn a tại mức thấp nhất là a = 24mm - Để có số vòng như cũ, cần giữ nguyên Ag = 10,88 cm2 At = 10,336 cm2 vậy : cm a gA b 5,4 4,2 88,10 === - Tóm lại : ta điều chỉnh lại kích thước lõi thép để giảm khối lượng thép và khối lượng dây, đồng thời nâng cao Klđ, lợi dụng tối đa khoảng trống cửa sổ lõi thép ta chọn : a = 2,4 cm; b = 4,5 cm ; Wth = 46,8 a2b = 1,21 kg ≈ 1,2 kg Hình 6-8 36mm 12mm 24mm 45mm Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 102 - Với kết cấu mới điều chỉnh Ta có : Ag = 10,8cm2 ; Kf = 0,95 ; At = 10,26cm2; Acs = 432 cm2 ; Bm = 1,2T; nv=3,66v/vôn; N1 = 402 vòng ; N2 = 60 vòng. 1 0,45 0,51cđd d mm= ; 2 1,11,152cđ d mmd = - Hệ số lấp đầy rãnh (tính theo tiết diện) là : 1 2 . . 400.0,2 60.1,04 0,33432 1cđ 2cđ lđ SC N S N SK A + + = = = Bước 9 : - Chọn bề dầy khuôn dây quấn : ec = 1mm - Kích thước khuôn quấn dây : ak = a + 1mm = 25mm ; bk = 45 + 1mm = 46mm - Chiều cao hiệu dụng : Hhd = h − ( 2ec + 1mm ) = 36 – ( 2.1 + 1 ) = 33mm Bước 10 : Số vòng 1 lớp dây quấn sơ và thứ cấp 1 2 33 . .0,95 62,7 620,5 33 . .0,95 27,26 271,15 1cđ 2cđ vòng/lớp vòng/lớp hd q hd q HSV Kd HSV Kd = = = ≈ = = = ≈ Bước 11 : - Số lớp của cuộn dây sơ và thứ cấp 1 1 1 2 2 2 402 6,48 762 60 2,22 327 lớp lớp NSL SV NSL SV = = = ≈ = = = ≈ - Tính bề dày cách điện giữa các lớp sơ cấp 10,0624 0,25620,0624 3,66cđ1 e v SV n mm= = = . - Tính bề dày cách điện giữa các lớp thứ cấp 20,0624 270,0624 0,1693,66cđ2e v SV n mm= = = chọn ecđ2 = 0,2mm Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 103 Chú ý : Nếu trường hợp trong thực tế ta có các loại giấy cách điện chịu đựng điện áp đánh thủng ở mức độ trên 600V và cấp cách điện cao hơn cấp A, ta có thể giảm chiều dày cách điện giữa các lớp dây quấn. Bước 12: - Chiều dầy cuộn dây sơ và thứ cấp ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 2 2 7 0,5 0,25 5,25 3 1,15 0,2 4,05 1cđ 1cđ 2cđ 2cđ BD SL d e mm BD SL d e mm = + = + = = + = + = - Chiều dày cách điện giữa cuộn dây sơ và thứ cấp ecđ3 = 1,4 1000 21 UU + = 0,49mm ; Chọn ecđ3 = 0,5mm - Tổng bề dày cuộn dây: BD = BD1 + BD2 + ecđ3 = 9,8 mm Kiểm tra lại hệ số lắp đầy theo bề dày cửa sổ bị choán chỗ : Klđ= 9,8 12 BD c = = 0,816 * Nếu cách điện chọn theo tiêu chuẩn kỹ thuật như trên, ta có thể giảm bề dày cách điện tính theo các công thức VN SV1 cd1 0624,0 e = ; VN SV2 cd2 0624,0 e = ; 1000 4,1 e 21cd3 UU + = xuống 0,5 lần - Với VD trên hiệu chỉnh ecđ1 = ecđ2 = 0,1 mm và ecđ3 = 0,25 mm Ta có BD1 = 4,2mm ; BD2 = 3,75 mm ; BD = 8,2 mm ; Klđ = 0,683 - Phép tính này cho thấy rõ cách điện giữa các lớp ảnh hưởng khá nhiều đến điều kiện bỏ lọt cuộn dây vào cửa sổ lõi thép. Bước 13 : Chọn cách điện bố trí cuộn dây giống như hình 3.7(27) ta có : a' = a + 2ec = 24 + 2.1 = 26 mm ; b’ = 45 + 2 = 47 mm - Chiều dài trung bình vòng dây quấn sơ cấp : Ltb1 = 2 (a’ + b’) + piBD1 = 2 (26 + 47) + pi. 4,2 = 159,19 mm Chọn ltb1 = 1,592 dm - Chiều dài trung bình một vòng dây quấn thứ cấp : Ltb1 = 2.(a’+b’) + pi.BD1 = 2.(26 + 47) + pi . 4,2 = 159,19mm Chọn Ltb1 = 1,592dm - Chiều dài trung bình 1 vòng dây quấn thứ cấp : Ltb2 = 2 (a’ + b’) + pi [ 2(BD1 + ecđ3 ) + BD2 ] Đại Học Tôn Đức Thắng – Phòng TCCN&DN Thực Hành Quấn Dây Máy Điện Trang 104 = 2 (26 + 47) + pi. [ 2 (4,2 + 0,25) + 3,75 ] = 185,74 mm Chọn Ltb2 =1,86dm - Tổng chiều dài bộ dây quấn sơ cấp L1 = N1 . Ltb1 = 402 . 1,592 = 640 dm - Tổng chiều dài bộ dây quấn thứ cấp L2 = N2 . Ltb2 = 60 . 1,86 = 111,6 dm ≈ 112 dm Bước 14 : - Tính khối lượng dây quấn sơ cấp 2 2 4 41