Tài liệu Thực tập xưởng final

B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 1 Lêi më ®Çu Trong cuéc sèng, ®iÖn cã mét vai trß rÊt quan träng. ViÖc ®µo t¹o ra c¸c kü s ngµnh ®iÖn cã vai trß quan träng kh«ng kÐm. Ngµy nay theo ®µ ph¸t triÓn cña x· héi mµ ®iÒu kiÖn häc tËp cña sinh viªn nãi chung vµ sinh viªn ngµnh ®iÖn nãi chung ®· cã nhiÒu c¶i thiÖn rÊt thuËn lîi. Sinh viªn trêng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi lµ sinh viªn cña mét trêng kü thuËt do vËy ®iÒu kiÖn thùc hµnh lµ cÇn thiÕt h¬n c¶. ChÝnh v× vËy, mÆc dï kinh phÝ h¹n hÑp ®iÒu kiÖn cßn cha hiÖn ®¹i nhng nhµ trêng vµ c¸c thÇy c« gi¸o vÉn t¹o ®iÒu kiÖn tèi ®a cho sinh viªn chóng em ®îc thùc hµnh, kiÓm tra l¹i kiÕn thøc ®· häc trªn líp qua kú thùc tËp dµnh cho sinh viªn ngµnh ®iÖn vµo gi÷a n¨m häc thø 3. B¶n th©n em lµ mét sinh viªn khoa §iÖn tuy nhiªn viÖc tiÕp xóc víi c¸c m¸y mãc, thiÕt bÞ thùc tÕ cha nhiÒu. ChÝnh v× vËy em thÊy viÖc tæ chøc thùc tËp t¹i xëng ®iÖn cña c¸c thÇy trong trêng nãi chung vµ c¸c thÇy c« trong bé m«n ThiÕt bÞ §iÖn-§iÖn tö nãi riªng lµ mét c¬ héi tèt cho chóng em ®îc tiÕp thu kiÕn thøc thùc tÕ mét c¸ch trùc quan nhÊt. Sau 3 tuÇn thùc tËp t¹i xëng ®iÖn cña bé m«n ThiÕt bÞ §iÖn-§iÖn tö, díi sù chØ b¶o tËn t×nh cña thÇy NguyÔn Quang Hïng vµ thÇy NguyÔn Huy ThiÖn em cïng c¸c b¹n ®· cã tiÕp thu ®îc nh÷ng kiÕn thøc thùc tÕ rÊt ®¸ng quý. Vµ quan träng h¬n ®ã lµ c¸ch tiÕp cËn víi thùc tÕ ®iÒu mµ c¸c thÇy mong muèn sinh viªn cã c¸i nh×n s©u h¬n, réng h¬n ®èi víi c¸c kiÕn thøc ®· ®îc häc trªn líp. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n hai thÇy cïng bé m«n ThiÕt bÞ §iÖn-§iÖn tö. Nhê sù gióp ®ì tËn t×nh cña c¸c thÇy vµ bé m«n mµ chóng em ®· hoµn thµnh tèt ®ît thùc tËp ë xëng §iÖn. Sau ®©y em xin ®îc tr×nh bµy tãm t¾t nh÷ng kiÕn thøc vµ bµi häc kinh nghiÖm mµ em tæng kÕt ®îc qua 3 tuÇn thùc tËp t¹i xëng §iÖn cña bé m«n ThiÕt bÞ §iÖn-§iÖn tö. (Xem lại mấy cái đồ thị hình như sai‼!) NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 2 Néi dung cña bµi b¸o c¸o cña em bao gåm nh÷ng phÇn sau ®©y: Lêi më ®Çu:...……………………………………………………………….1 Ch¬ng I: Tãm t¾t lý thuyÕt............................................................................3 Kh¸i niÖm chung vÒ m¸y ®iÖn...................................................................3 M¸y biÕn ¸p...............................................................................................7 M¸y ®iÖn quay.........................................................................................11 Ch¬ng II: .....................................................................................................14 KiÓm nghiÖm lý thuyÕt qua c¸c thÝ nghiÖm.................................................14 Ch¬ng III : Qu¸ tr×nh thùc hµnh..................................................................21 Ch¬ng IV: KÕt qu¶ thùc tËp.........................................................................30 Ch¬ng V: Tæng kÕt......................................................................................33 NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 3 Ch¬ng I: Tãm t¾t lý thuyÕt KH¸I NIÖM CHUNG VÒ M¸Y ®IÖN 1.1. §Þnh nghÜa M¸y ®iÖn lµ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tõ thùc hiÖn sù biÕn ®æi c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng hoÆc tõ ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng dùa trªn nguyªn lý c¶m øng ®iÖn tõ. M¸y ®iÖn dïng lµm m¸y biÕn ®æi n¨ng lîng lµ phÇn tö quan träng nhÊt cña bÊt cø thiÕt bÞ ®iÖn n¨ng nµo. Nã ®îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i, c¸c hÖ ®iÒu khiÓn vµ tù ®éng ®iÒu chØnh khèng chÕ… 1.2. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn. M¸y ®iÖn lµm viÖc dùa trªn nguyªn lý c¶m øng ®iÖn tõ. Nã tu©n thñ theo 2 ®Þnh luËt lµ: §Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ (§Þnh luËt Faraday) vµ ®Þnh luËt vÒ lùc ®iÖn tõ (§Þnh luËt Laplace). 1.3.§Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ. • Ph¸t biÓu: Sù biÕn thiªn tæng tõ th«ng mãc vßng trong m¹ch ®iÖn sÏ t¹o ra mét søc ®iÖn ®éng tû lÖ víi ®¹o hµm cña tæng tõ th«ng biÕn thiªn ®ã. • BiÓu thøc: e= Trong ®ã: • D¹ng kh¸c: −d Φ dt e lµ suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng Φ lµ tæng tõ th«ng mãc vßng trong m¹ch ®iÖn e = B.l .v e lµ søc ®iÖn ®éng c¶m øng B lµ tõ c¶m NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 4 l chiÒu dµi thanh dÉn trong tõ trêng v tèc ®é chuyÓn ®éng cña thanh dÉn theo híng vu«ng gãc víi tõ c¶m 1.4. §Þnh luËt vÒ lùc tõ • Ph¸t biÓu: Lùc ®iÖn tõ t¸c dông lªn thanh dÉn mang dßng ®iÖn ®Æt trong tõ trêng cã ®é lín tû lÖ thuËn víi chiÒu dµi cña thanh dÉn, cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua thanh dÉn vµ cêng ®é tõ trêng n¬i chøa thanh dÉn. f = B.l.i.sin ϕ • C«ng thøc: Trong ®ã: f lµ lùc ®iÖn tõ t¸c dông lªn thanh dÉn B lµ cêng ®é tõ trêng l lµ chiÒu dµi thanh dÉn i lµ cêng ®é dßng ®iÖn trong thanh dÉn ϕ r lµ gãc gi÷a vÐc t¬ tõ c¶m B víi dßng ®iÖn i ch¹y trong thanh dÉn 1.5.VËt liÖu chÕ t¹o m¸y ®iÖn a. VËt liÖu t¸c dông. VËt liÖu t¸c dông gåm vËt liÖu dÉn tõ vµ vËt liÖu dÉn ®iÖn. C¸c vËt liÖu nµy sÏ lµm nhiÖm vô thùc hiÖn c¸c chuyÓn ®æi ®iÖn tõ trong m¸y ®iÖn. • VËt liÖu dÉn tõ: Dïng ®Ó chÕ t¹o m¹ch tõ cho m¸y ®iÖn. Ngêi ta thêng dïng c¸c lo¹i thÐp cã tÝnh chÊt tõ kh¸c nhau cho c¸c lo¹i m¸y ®iÖn kh¸c nhau. Lo¹i thÐp thêng dïng lµ thÐp l¸ kü thuËt ®iÖn, cã hµm lîng Silic kh¸c nhau nhng kh«ng vît qu¸ 4.5%. Hµm lîng Silic nµy dïng ®Ó h¹n chÕ tæn hao do tõ trÔ vµ t¨ng ®iÖn trë cña thÐp ®Ó gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y. Th«ng thêng c¸c lo¹i thÐp kü thuËt ®iÖn cã bÒ dµy 0.35 hay 0.27 mm dïng cho m¸y biÕn ¸p vµ 0.5mm dïng cho m¸y ®iÖn quay. C¸c l¸ thÐp nµy sÏ ®îc ghÐp l¹i víi nhau ®Ó gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn Fuco g©y nªn. Theo c¸ch chÕ t¹o ngêi ta ph©n thÐp kü thuËt ®iÖn ra lµm hai lo¹i: c¸n nãng vµ c¸n nguéi. ThÐp c¸n NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 5 nguéi cã ®Æc tÝnh tõ tèt h¬n thÐp c¸n nãng. §ã lµ ®é tõ thÈm cao h¬n, tæn hao thÐp Ýt h¬n. ThÐp c¸n nguéi chia lµm hai lo¹i: dÞ híng vµ ®¼ng híng. Lo¹i dÞ híng th× tÝnh n¨ng tõ tÝnh theo híng däc theo híng c¸n th× tèt h¬n h¼n do ®ã nã thêng ®îc dïng trong m¸y biÕn ¸p. Cßn lo¹i thÐp ®¼ng híng th× cã ®Æc tÝnh tõ theo mäi híng lµ nh nhau nªn thêng ®îc dïng trong m¸y ®iÖn quay. • VËt liÖu dÉn ®iÖn: Thêng dïng lµ ®ång. §ång dïng lµm d©y quÊn ph¶i ®¹t tiªu chuÈn t¹p chÊt kh«ng qu¸ 0.1%. §iÖn trë suÊt cña ®ång t¹i 20°C lµ ρ = 0.0172Ω .mm 2 / m Ngoµi ra trong mét sè trêng hîp ngêi ta cßn dïng nh«m lµm vËt liÖu dÉn ®iÖn. b. VËt liÖu kÕt cÊu Lµ lo¹i vËt liÖu dïng ®Ó chÕ t¹o ra c¸c bé phËn chi tiÕt truyÒn ®éng hoÆc kÕt cÊu cho m¸y ®iÖn theo c¸c d¹ng cÇn thiÕt, ®¶m b¶o cho m¸y ch¹y b×nh thêng. Ngêi ta thêng dïng c¸c vËt liÖu nh gang, thÐp, kim lo¹i mµu, hîp kim hoÆc c¸c vËt liÖu b»ng chÊt dÎo. c. VËt liÖu c¸ch ®iÖn Dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c bé phËn ng¨n c¸ch gi÷a c¸c bé phËn mang ®iÖn víi bé phËn kh«ng mang ®iÖn còng nh gi÷a c¸c bé phËn mang ®iÖn víi nhau (c¸c pha). Nh÷ng vËt liÖu nµy cã vai trß rÊt quan träng trong m¸y ®iÖn v× nã ®¶m b¶o sù an toµn trong suèt qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña m¸y. Do ®ã nã cÇn ®¶m b¶o nh÷ng yªu cÇu nh ®é bÒn nhiÖt cao, ®é dÉn nhiÖt tèt, chÞu Èm, chÞu ®îc hãa chÊt vµ cã ®é bÒn c¬ nhÊt ®Þnh. V× c¸c vËt liÖu c¸ch ®iÖn cã ®é bÒn kh¸c nhau nªn ngêi ta chia nã ra thµnh 7 lo¹i theo cÊp nhiÖt ®é lµm viÖc cña chóng. CÊp c¸ch ®iÖn Y A E B F H C NhiÖt ®é lµm viÖc 90 105 120 130 155 180 >180 NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 6 Khi m¸y lµm viÖc, do c¸c t¸c ®éng kh¸c cña ®iÒu kiÖn lµm viÖc mµ ®é bÒn cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn sÏ bÞ gi¶m. Theo thùc nghiÖm nÕu nhiÖt ®é lµm viÖc cho phÐp t¨ng qu¸ tõ 8-10°C th× tuæi thä vËt liÖu c¸ch ®iÖn sÏ gi¶m ®i mét nöa. Do ®ã khi lµm viÖc cÇn tr¸nh ®Ó m¸y ®iÖn qu¸ t¶i lµm t¨ng nhiÖt ®é trong thêi gian dµi. 1.6. Ph©n lo¹i M¸y ®iÖn cã nhiÒu lo¹i, ®îc ph©n lo¹i theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau, ph©n lo¹i theo c«ng suÊt, theo cÊu t¹o, theo chøc n¨ng, theo dßng ®iÖn (mét chiÒu hoÆc xoay chiÒu), theo nguyªn lý lµm viÖc. ë ®©y ta ph©n lo¹i theo nguyªn lý biÕn ®æi n¨ng lîng : • M¸y ®iÖn tÜnh: M¸y ®iÖn tÜnh thêng gÆp lµ c¸c lo¹i m¸y biÕn ¸p. m¸y ®iÖn tÜnh lµm viÖc dùa trªn c¸c hiÖn tîng c¶m øng ®iÖn tõ do sù biÕn thiªn tõ th«ng, gi÷a c¸c quËn d©y kh«ng cã sù chuyÓn ®éng t¬ng ®èi víi nhau. M¸y ®iÖn tÜnh thêng dïng ®Ó biÕn ®æi th«ng sè ®iÖn n¨ng. Do tÝnh chÊt thuËn nghÞch cña c¸c quy luËt c¶m øng ®iÖn tõ,qu¸ tr×nh biÕn ®æi cã tÝnh chÊt thuËn nghÞch. vÝ dô nh m¸y biÕn ¸p biÕn ®æi ®iÖn n¨ngcã c¸c th«ng sè U1, I1, t1 thµnh ®iÖn n¨ng cã c¸c th«ng sè míi U2, I2, t2 ,hoÆc ngîc l¹i biÕn ®æi hÖ thèng ®iÖn U2, I2, t2 thµnh hÖ thèng ®iÖn U1, I1, t1. • M¸y ®iÖn quay (quay hoÆc chuyÓn ®éng th¼ng): Nguyªn lý lµm viÖc dùa vµo hiÖn tîng c¶m øng ®iÖn tõ, lùc ®iÖn tõ do tõ trêng vµ dßng ®iÖn cña c¸c cuén d©y cã chuyÓn ®éng t¬ng ®èi víi nhau g©y ra. Lo¹i m¸y ®iÖn nµy thêng dïng ®Ó biÕn ®æi n¨ng lîng. VÝ dô nh biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng (®éng c¬ ®iÖn) hoÆc biÕn ®æi c¬ n¨ng thµnh ®iÖn ( m¸y ph¸t ®iÖn). Qu¸ tr×nh biÕn ®æi cã tÝnh chÊt thuËn nghÞch nghÜa lµ m¸y ®iÖn cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t hoÆc ®éng c¬ ®iÖn. M¸y ®iÖn quay ®îc chia thµnh hai lo¹i lµ: m¸y ®iÖn xoay chiÒu vµ m¸y ®iÖn mét chiÒu. M¸y ®iÖn xoay chiÒu cã thÓ ph©n thµnh m¸y ®iÖn ®ång bé, m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé vµ m¸y ®iÖn xoay chiÒu cã vµnh gãp. 1.7. C¸c th«ng sè m¸y ®iÖn Mçi mét m¸y ®iÖn cã mét bé c¸c th«ng sè ®Þnh møc ®Ó ®¶m b¶o khi vËn hµnh m¸y cã thÓ ®¹t ®îc hiÖu suÊt cao nhÊt, æn ®Þnh vµ an toµn nhÊt NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 7 ®ång thêi ®¶m b¶o ®é bÒn, tuæi thä m¸y. Qua c¸c th«ng sè cña m¸y ®iÖn ta còng cã thÓ chän ®îc lo¹i m¸y ®iÖn phï hîp víi yªu cÇu sö dông C¸c th«ng sè nãi chung thêng dïng lµ: C¸c ®iÖn ¸p ®Þnh møc, dßng ®Þnh møc, dung lîng vµ c«ng suÊt ®Þnh møc, tèc ®é ®Þnh møc. M¸Y BIÕN ¸P 1.8. Kh¸i niÖm chung M¸y biÕn ¸p lµ bé phËn kh«ng thÓ thiÕu trong viÖc truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng. Nh chóng ta ®· biÕt khi truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng nÕu ®iÖn ¸p cµng cao th× dßng ®iÖn trªn d©y sÏ gi¶m xuèng tõ ®ã hao phÝ n¨ng lîng trªn ®êng d©y sÏ gi¶m xuèng lµm gi¶m chi phÝ ®Çu t do kh«ng ph¶i mua d©y cã tiÕt diÖn lín vµ ®Çu t cho x©y dùng ®êng d©y. Trong thùc tÕ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn chØ cã thÓ s¶n sinh ra ®iÖn ¸p vµo kho¶ng tõ 0.4-6kV do ®ã ®Ó cã ®îc ®iÖn ¸p cao 35,110,220,500kV truyÒn t¶i trªn c¸c ®êng d©y ta cÇn cã m¸y biÕn ¸p ®Ó t¨ng ¸p. Vµ khi ®iÖn truyÒn t¶i ®Õn n¬i ngêi tiªu dïng th× cÇn ph¶i gi¶m xuèng theo møc ®iÖn ¸p mµ hé tiªu thô yªu cÇu. Trong hÖ thèng ®iÖn lùc, muèn truyÒn t¶i vµ ph©n phèi c«ng suÊt tõ n¬i s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng ®Õn n¬i tiªu dïng cÇn ph¶i qua nhiÒu cÊp t¨ng ¸p vµ h¹ ¸p. Do ®ã nhiÖm vô cña m¸y biÕn ¸p kh«ng chØ thay ®æi ®iÖn ¸p mµ cßn lµ bé phËn ph©n phèi n¨ng lîng. 1.9. §Þnh nghÜa M¸y biÕn ¸p lµ thiÕt bÞ tõ tÜnh, lµm viÖc dùa trªn nguyªn lý c¶m øng ®iÖn tõ, dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c th«ng sè (U,I) cña dßng ®iÖn xoay chiÒu nhng vÉn gi÷ nguyªn tÇn sè. 1.10. Nguyªn lý lµm viÖc Nh ®· nãi ë trªn, m¸y biÕn ¸p lµm viÖc theo nguyªn lý c¶m øng ®iÖn tõ: e=− dΦ dt XÐt s¬ ®å nguyªn lý cña m¸y biÕn ¸p trªn h×nh vÏ sau: I1 I2 W1 U1 I2 W1 W1 NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp N2 N1 1 K50 W1 W1 W1 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 8 M¸y biÕn ¸p trªn h×nh vÏ lµ m¸y biÕn ¸p mét pha hai d©y quÊn. D©y quÊn s¬ cÊp cã N1 vßng d©y vµ d©y quÊn thø cÊp cã W2 vßng d©y. C¶ hai cuén d©y ®îc quÊn trªn mét lâi s¾t. Lâi s¾t ®îc cÊu t¹o tõ nhiÒu lµ thÐp kü thuËt ®iÖn. Khi ®Æt mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu U1 vµo 2 ®Çu cña cuén d©y s¬ cÊp th× trong lßng cña cuén d©y sÏ xuÊt hiÖn mét tõ th«ng Φ biÕn thiªn víi tÇn sè b»ng tÇn sè cña dßng ®iÖn trong cuén s¬ cÊp. Tõ th«ng nµy mãc vßng víi c¶ 2 cuén d©y 1 vµ 2. Nã sinh ra s®® c¶m øng e1 vµ e2 trªn c¸c cuén d©y s¬ cÊp vµ thø cËp. Khi nèi 2 ®Çu cña cuén d©y s¬ cÊp víi t¶i nã sÏ sinh ra hiÖu ®iÖn thÕ U2 vµ dßng ®iÖn I2 trªn t¶i. Nh vËy n¨ng lîng cña dßng ®iÖn xoay chiÒu ®· ®îc chuyÓn tõ cuén d©y s¬ cÊp sang cuén d©y thø cÊp. Gi¶ sö ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®Æt vµo 2 ®Çu cña cuén s¬ cÊp lµ mét ®iÖn ¸p h×nh sin th× tõ th«ng nã sinh ra còng lµ mét hµm sè h×nh sin: Φ = Φ m sin ωt Theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ, s®® c¶m øng sinh ra trong c¸c d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp sÏ lÇn lît lµ: e1 = − N1 d Φ m sin wt dΦ π = − N1 = − N1wΦ m cos wt = 2 E1 sin( wt − ) dt dt 2 e2 = − N 2 d Φ m sin wt dΦ π = −N2 = − N 2 wΦ m cos wt = 2E2 sin(wt − ) dt dt 2 Trong ®ã: E1 = wN1Φ m 2π fN1Φ m = = 4.44 fN1Φ m 2 2 E2 = wN 2 Φ m 2π fN 2 Φ m = = 4.44 fN 2Φ m 2 2 lµ gi¸ trÞ hiÖu dông cña c¸c s®® d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp. Tõ c¸c biÓu thøc ë trªn ta thÊy s®® c¶m øng trong d©y quÊn chËm pha π 2 so víi tõ th«ng sinh ra nã mét gãc . NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 9 HÖ sè m¸y biÕn ¸p: Ngêi ta ®Þnh nghÜa hÖ sè m¸y biÕn ¸p lµ tû sè gi÷a c¸c ®¹i lîng sau: k= E1 w1 U1 = = E2 w2 U 2 1.11. VËt liÖu, cÊu t¹o: M¸y biÕn ¸p ®îc cÊu t¹o tõ ba bé phËn chÝnh: lâi thÐp, d©y quÊn vµ vá m¸y. Tïy vµo tõng nhiÖm vô kh¸c nhau mµ chóng ®îc cÊu t¹o tõ nh÷ng lo¹i vËt liÖu kh¸c nhau. 1.12. Lâi thÐp Lâi thÐp ®îc dïng lµm m¹ch dÉn tõ, ®ång thêi lµm khung ®Ó quÊn d©y quÊn. Theo h×nh d¸ng lâi thÐp, ngêi ta chia ra m¸y biÕn ¸p kiÓu lâi vµ m¸y biÕn ¸p kiÓu bäc. Lâi thÐp m¸y biÕn ¸p ®îc lµm tõ t«n silic c¸n nguéi dÞ híng, ®Ó tõ th«ng lu«n ®i theo chiÒu c¸n lµ chiÒu cã tõ dÉn lín, l¸ thÐp ®îc ghÐp tõ c¸c l¸ t«n ®îc c¾t chÐo mét gãc nhÊt ®Þnh. C¸ch ghÐp nµy dïng trong c¸c m¹ch tõ cã ®é dµy tÊm t«n trong kho¶ng tõ 0.20-0.35 mm. Khi bÒ dµy tÊm t«n nhá h¬n 0.20 mm ngêi ta dïng c«ng nghÖ m¹ch tõ quÊn l¸ t«n v« dÞnh h×nh dµy 0.10 mm. Lâi thÐp cña m¸y biÕn ¸p bao gåm 2 phÇn. - PhÇn trô: lµ phÇn ®Ó quÊn d©y. - PhÇn g«ng: KÕt nèi c¸c phÇn trô l¹i vµ t¹o thµnh m¹ch tõ kÝn. Trô vµ g«ng ®îc Ðp chÆt víi nhau b»ng èc vÝt. 1.13. D©y quÊn - C«ng dông: lµ bé phËn dÉn ®iÖn cña m¸y biÕn ¸p, lµm nhiÖm vô thu n¨ng lîng vµo vµ truyÒn n¨ng lîng ra. Kim lo¹i dïng lµm d©y quÊn thêng b»ng ®ång. Theo c¸ch quÊn d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp ta cã thÓ chia thµnh hai lo¹i. D©y quÊn ®ång t©m vµ d©y quÊn xem kÏ. • D©y quÊn ®ång t©m NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 10 Lµ d©y quÊn mµ ë tiÕt diÖn ngang lµ nh÷ng vßng trßn ®ång t©m. D©y quÊn h¹ ¸p thêng quÊn ë phÝa trong cßn d©y quÊn cao ¸p quÊn ë bªn ngoµi ®Ó tËn dông quËn h¹ ¸p lµm líp ph©n c¸ch gi÷a cuén cao ¸p vµ trô. Nh÷ng kiÓu d©y quÊn ®ång t©m chÝnh lµ: - D©y quÊn h×nh trô: NÕu tiÕt diÖn d©y nhá th× dïng d©y trßn, quÊn nhiÒu líp. NÕu tiÕt diÖn d©y lín th× dïng d©y bÑt vµ quÊn thµnh hai líp. D©y quÊn h×nh trô d©y trßn thêng dïng lµm d©y quÊn cao ¸p, ®iÖn ¸p tíi 35 kV, d©y quÊn h×nh trô bÑt dïng chñ yÕu lµm d©y quÊn h¹ ¸p víi ®iÖn ¸p tõ 6kV trë xuèng. Nãi chung d©y qÊn h×nh trô thêng dïng cho c¸c m¸y biÕn ¸p cã dung lîng 630kVA trë xuèng. - D©y quÊn h×nh xo¾n: Gåm nhiÒu d©y bÑt chËp l¹i quÊn theo ®êng xo¾n èc, gi÷a c¸c vßng d©y cã r·nh hë. H×nh kiÓu nµy thêng dïng cho c¸c m¸y biÕn ¸p cã dung lîng trung b×nh vµ lín. - D©y quÊn xo¸y xo¾n èc liªn tôc : lµm b»ng d©y bÑt vµ kh¸c víi d©u quÊn h×nh xo¾n èc ë chç d©y quÊn nµy ®îc quÊn thµnh nh÷ng b¸nh r¨ng d©y ph¼ng c¸ch nhau b»ng nh÷ng r·nh hë. B»ng c¸ch ho¸n vÞ ®Æc biÖt trong khi quÊn, c¸c b¸nh d©y ®îc nèi tiÕp liªn tôc mµ kh«ng cÇn mèi hµn gi÷a chóng. D©y quÊn lo¹i nµy dïng lµm cuén cao ¸p cho ®iÖn ¸p tõ 35kV trë lªn vµ cã dung lîng lín. • D©y quÊn xen kÏ C¸c b¸nh d©y cao ¸p vµ h¹ ¸p lÇn lît ®îc quÊn xen kÏ nhau däc theo trô thÐp. KiÓu d©y quÊn nµy thêng dïng trong c¸c m¸y biÕn ¸p kiÓu bäc. 1.14. Vá m¸y Bao gåm thïng m¸y vµ n¾p m¸y. Cã chøc n¨ng b¶o vÖ lâi s¾t vµ c¸c cuén d©y. Ngoµi ra c«ng dông cña n¾p thïng cßn lµ ®a ®Çu d©y vµo vµ ®a c¸c ®Çu d©y ra. Vá m¸y lµm nhiÖm vô t¶n nhiÖt, dËp hå quang do cÊu t¹o kÝn chøa dÇu lµm nhiÖm vô c¸ch ®iÖn. 1.15. Ph©n lo¹i m¸y biÕn ¸p • Theo sè pha: m¸y biÕn ¸p mét pha vµ m¸y biÕn ¸p ba pha. • Theo c«ng dông: NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 11 - M¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc: lµm nhiÖm vô truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng - M¸y biÕn ¸p chuyªn dông: dïng cho c¸c môc ®Ých cô thÓ nh luyÖn kim, hµn… - M¸y biÕn ¸p tù ngÉu: dïng biÕn ®æi ®iÖn ¸p trong ph¹m vi kh«ng lín. - M¸y biÕn ¸p ®o lêng: ®Ó gi¶m ®iÖn ¸p, gi¶m dßng ®iÖn khi ®a vµo c¸c ®ång hå ®o. - M¸y biÕn ¸p thÝ nghiÖm: dïng ®Ó thÝ nghiÖm c¸c ®iÖn ¸p cao. M¸Y ®IÖN QUAY 1.16. Kh¸i niÖm chung M¸y ®iÖn quay dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c d¹ng n¨ng lîng c¬ thµnh n¨ng lîng ®iÖn vµ ngîc l¹i. M¸y ®iÖn quay cã thÓ lµm viÖc thuËn nghÞch, cã hai chÕ ®é lµm viÖc: - ChÕ ®é ®éng c¬: BiÕn ®æi c¸c ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng. - ChÕ ®é m¸y ph¸t: BiÕn ®æi n¨ng lîng ®iÖn thµnh n¨ng lîng c¬. Do tÝnh thuËn nghÞch cña m¸y ®iÖn nªn ta kh«ng xÐt riªng tõng lo¹i mµ xÐt chung c¶ hai lo¹i trªn. 1.17. Nguyªn lý lµm viÖc Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn quay dùa trªn hai ®Þnh luËt ®iÖn tõ c¬ b¶n. §Þnh luËt thø nhÊt lµ ®Þnh luËt søc ®iÖn ®éng c¶m øng, ®Þnh luËt thø hai lµ ®Þnh luËt vÒ lùc ®iÖn tõ. Tïy theo c¸ch t¹o ra tõ trêng vµ kÕt cÊu m¹ch tõ cïng d©y quÊn mµ ta chia m¸y ®iÖn quay thµnh c¸c lo¹i c¬ b¶n sau ®©y: - M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé. - M¸y ®iÖn ®ång bé. NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 12 - M¸y ®iÖn mét chiÒu. - M¸y ®iÖn xoay chiÒu cã vµnh gãp. 1.18. CÊu t¹o, vËt liÖu CÊu t¹o chung cña m¸y ®iÖn quay bao gåm hai bé phËn chÝnh lµ phÇn tÜnh (roto) vµ phÇn tÜnh (stato). PhÇn tÜnh vµ phÇn ®éng cña m¸y ®iÖn quay ®îc lµm tõ c¸c lo¹i vËt liÖu kÕ cÊu vµ d©y quÊn t¹o tõ th«ng. Ngoµi ra cßn cã n¾p m¸y vµ vá m¸y. a. Stato: Gåm lâi thÐp vµ d©y quÊn phÇn øng cã nhiÖm vô t¹o nªn tõ trêng. - Lâi thÐp : H×nh trô, do c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ®îc s¾p xÕp thµnh mét khèi. NÕu tõ th«ng qua lâi thÐp lµ xoay chiÒu th× nã ®îc ghÐp tõ c¸c l¸ t«n silic dµy 0.35-0.5mm ®Ó lµm gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y, cßn nÕu lµ tõ th«ng kh«ng ®æi th× nã ®îc ®óc b»ng thÐp hoÆc ghÐp tõ thÐp tÊm. - D©y quÊn: lµm b»ng ®ång hoÆc nh«m, ®îc quÊn vµo c¸c r·nh cña stato ®îc bäc c¸ch ®iÖn víi nhau vµ c¸ch ®iÖn víi lâi thÐp. b. Roto: Cã d¹ng khèi trô, gåm lâi thÐp, d©y quÊn phÇn c¶m trôc m¸y. - Lâi thÐp: cã h×nh trô lµm b»ng c¸ch l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ghÐp l¹i víi nhau cã lç ë gi÷a ®Ó l¾p trôc vµ c¸c r·nh quÊn d©y ®èi víi roto d©y quÊn. - D©y quÊn : ChØ cã ®èi víi roto d©y quÊn, lµm b»ng ®ång hoÆc nh«m. Chóng quÊn theo c¸c r·nh cña roto. Riªng ®èi víi lo¹i roto lång sãc d©y quÊn lµ c¸c thanh ®ång ®îc nèi ng¾n m¹ch víi nhau b»ng c¸c vµnh b»ng ®ång t¹o thµnh lång sãc. Vá m¸y vµ n¾p m¸y: lµm b»ng gang hoÆc thÐp ®Ó gi÷ chÆt lâi thÐp vµ cè ®Þnh m¸y khi lµm viÖc. Trªn n¾p m¸y cã æ ®ì trôc. Vá m¸y vµ n¾p m¸y cã nhiÖm vô b¶o vÖ c¸c bé phËn bªn trong cña m¸y. 1.19. Ph©n lo¹i Nh ®· nãi ë trªn, m¸y ®iÖn thêng ®îc chia lµm bèn lo¹i c¬ b¶n theo c¸ch t¹o ra tõ trêng vµ kÕt cÊu cña m¹ch tõ cïng d©y quÊn. NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 13 • M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé Stato cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé t¹o ra mét tõ trêng quay tèc ®é lµ: n1 = 60 f 2 p víi f 2 lµ tÇn sè dßng ®iÖn ®a vµo, p lµ sè ®«i cùc cña m¸y. Tõ trêng quay nµy quÐt trªn d©y quÊn roto t¹o ra dßng ®iÖn c¶m øng trªn cuén d©y cña roto. Dßng ®iÖn nµy sinh ra tõ th«ng cã t¸c dông chèng l¹i sù thay ®æi cña tõ trêng quay. Tõ th«ng cña d©y quÊn roto hîp víi tõ th«ng cña stato t¹o ra trong khe hë t¸c ®éng lªn dßng ®iÖn ch¹y trong d©y quÊn roto lµm cho roto quay víi tèc ®é n < n1 tèc ®é n phô thuéc vµo dßng ®iÖn trong d©y quÊn roto vµ tõ th«ng trªn khe hë. HÖ sè trît s% = n2 − n .100 n2 • M¸y ®iÖn ®ång bé Lùc tõ ®îc ®Æt trong roto cßn d©y quÊn phÇn øng (khung d©y) ®îc ®Æt trªn phÇn tÜnh gåm ba cuén d©y ®Æt lÖch nhau trong kh«ng gian mét gãc 120o . Khi cùc tõ quay víi tèc ®é n, d©y quÊn phÇn øng sÏ c¶m øng nªn mét s®® vµ mét dßng ®iÖn ba pha lÖch nhau 120 o vÒ thêi gian vµ do ®ã t¹o nªn mét tõ trêng quay víi tèc ®é n= 60 f p vµ b»ng tèc ®é cña roto. 1.20. C¸c th«ng sè m¸y ®iÖn quay Trong m¸y ®iÖn quay ta quan t©m tíi c¸c th«ng sè sau ®©y: - §iÖn ¸p lµm viÖc ®Þnh møc. U®m - Dßng më m¸y. Imm - Dßng lµm viÖc ®Þnh møc. I®m NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 14 Ch¬ng II: KiÓm nghiÖm lý thuyÕt qua c¸c thÝ nghiÖm 1. QuÊn m¸y biÕn ¸p tù ngÉu mét cuén d©y 1.1 C¸c th«ng sè cña m¸y biÕn ¸p Khi thùc hµnh quÊn m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ta cÇn cã thÓ tÝnh c¸c th«ng sè d©y quÊn dùa vµo c¸c ®¹i lîng sau ®©y: 2  Q tiÕt diÖn lâi s¾t ( cm )  S c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p  w sè vßng d©y cho 1V  J 2 mËt ®é dßng ®iÖn m¸y biÕn ¸p J = 2.5 ÷ 3 A / mm  d ®êng kÝnh tiÕt diÖn cña d©y dÉn  s tiÕt diÖn d©y quÊn 1.2 C¸ch x¸c ®Þnh tiÕt diÖn cña lâi thÐp TiÕt diÖn cña lâi thÐp ®îc x¸c ®Þnh nh sau:  Q = a.b(cm 2 )  Q = S ®èi víi lâi thÐp h×nh ch÷ I  Q = 0.7 S ®èi víi l¸ thÐp h×nh ch÷ E NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 15 1.3 Sè vßng d©y cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu C«ng thøc thùc nghiÖm x¸c ®Þnh sè vßng d©y cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu: w= 45 ÷ 50 (vßng d©y/1V) Q Trong c«ng thøc, tû sè lµ mét h»ng sè ®îc lÊy trong kho¶ng tõ 45÷50 tïy thuéc vµo hµm lîng silic cã trong c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn dïng lµm m¹ch tõ. Hµm lîng nµy cã thÓ x¸c ®Þnh mét c¸ch trùc quan gÇn ®óng b»ng c¸ch uèn cong l¸ thÐp vµ xem hiÖn tîng x¶y ra. 1.4 Th«ng sè d©y quÊn MËt ®é dßng ®iÖn n»m trong kho¶ng tõ 2.5÷3A/mm2 do ®ã víi dßng ®iÖn cã cêng ®é tõ 2.5÷3A th× tiÕt diÖn cña d©y dÉn sÏ lµ S=1mm2 . §êng kÝnh cña d©y dÉn ®îc tÝnh dÔ dµng nhê c«ng thøc d= 4S π Tõ ®ã tÝnh ®îc d=1.13mm. 1.5 QuÊn d©y M¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã ®Æc ®iÓm lµ d©y quÊn thø cÊp lµ mét bé phËn cña d©y quÊn s¬ cÊp nªn ngoµi quan hÖ hç c¶m cña c¸c d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp cßn cã sù liªn hÖ trùc tiÕp vÒ c¸c ®¹i lîng ®iÖn trë vµ ®iÖn c¶m cña c¸c ®o¹n m¹ch m¾c nèi tiÕp. 2. QuÊn d©y cho stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 2.1 C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n d©y quÊn thùc tÕ C¸c th«ng sè cÇn quan t©m khi thùc hiÖn quÊn d©y cho stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé:  Z sè r·nh stato (cã thÓ lµ 18,24,36,54) Q sè r·nh t¸c dông díi mét cùc tõ (sè bèi d©y cña mét nhãm bèi) NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 16  y sè bíc d©y quÊn (tÝnh tõ c¹nh t¸c dông thø nhÊt ®Õn c¹nh t¸c dông thø hai cña cïng mét phÇn tö)  2p sè cùc tõ  p sè ®«i cùc  m sè pha  f tÇn sè dßng ®iÖn  a sè m¹ch nh¸nh song song  n tèc ®é quay cña tõ trêng  n1 tèc ®é ®Çu trôc C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n trong viÖc thiÕt kÕ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé  Sè r·nh t¸c dông díi mét cùc q= Z 2mp  Sè bíc d©y quÊn y= Z 2p  Bíc cùc (kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha) T= πd 2p  NÕu y = T : sè bíc d©y quÊn ®ñ  NÕu y < T : sè bíc d©y quÊn ng¾n  NÕu y > T : sè bíc d©y quÊn dµi 60 f Tèc ®é tõ trêng quay n: n = p ( f = 50 Hz ) Tõ c«ng thøc trªn ta cã b¶ng tèc ®é cña tõ trêng vµ ®Çu trôc theo sè ®«i cùc. Sè ®«i cùc n (v / p ) n1 (v / p ) NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 17 1 3000 2500 2 1500 1480 3 1000 980 2.2 Nhãm d©y quÊn vµ c¸ch ph©n bè c¸c bèi d©y 2.2.1 Nhãm d©y quÊn Cã hai lo¹i nhãm d©y quÊn thêng gÆp lµ d©y quÊn ®ång t©m vµ d©y quÊn ®ång khu«n. a. D©y quÊn ®ång t©m Lµ lo¹i d©y quÊn liªn tiÕp d©y dÉn theo cïng mét chiÒu lªn bé khu«n cã c¸c khung quÊn víi kÝch thíc kh¸c nhau vµ ®Æt ®ång t©m trªn trôc cuèn. • ¦u ®iÓm: dÔ l¾p ®Æt. NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng Trang | 18 • Nhîc ®iÓm: C¸c ®Çu d©y chiÕm nhiÒu chç h¬n so víi c¸c c¸ch quÊn d©y kh¸c. b. D©y quÊn ®ång khu«n C¸c cuén d©y cã cïng mét kÝch thíc ®îc bè trÝ trªn stato ë c¸c r·nh kÕ tiÕp nhau t¹o thµnh c¸c cÆp cùc tõ. • ¦u ®iÓm: C¸c ®Çu d©y ®îc thu gän • Nhîc ®iÓm: ViÖc l¾p ®Æt khã kh¨n, tèn nhiÒu thêi gian h¬n so víi d©y quÊn ®ång t©m. 2.2.2 C¸ch ph©n bè d©y quÊn Cã hai c¸ch bè trÝ d©y quÊn : TËp trung vµ ph©n t¸n. • D©y quÊn tËp trung: c¸c bèi d©y cïng mét nhãm bèi ®îc ®Æt vµo c¸c r·nh sao cho c¸c c¹nh t¸c dông thø nhÊt cña chóng liªn tiÕp nhau. • D©y quÊn ph©n t¸n: D©y quÊn ®îc ®Æt ®Òu, c¹nh t¸c dông thø nhÊt cña bèi thø hai n»m ngay sau c¹nh t¸c dông thø hai cña bèi thø nhÊt. 2.3 C¸ch thµnh lËp s¬ ®å d©y quÊn phÇn øng 2.3.1 C¬ së thµnh lËp:  Sè r·nh t¸c dông díi mét ®«i cùc.  Sè bíc d©y quÊn y  Vßng trßn ®a gi¸c søc ®iÖn ®éng 2.3.2 Bµi tËp thùc hµnh: Bµi 1: Thµnh lËp s¬ ®å d©y quÊn ®ång khu«n ph©n t¸n mét líp víi: Z=24, 2p=4, q=2, y=5. Bµi 2: Thµnh lËp s¬ ®å d©y quÊn ®ång t©m tËp trung mét líp víi: Z=36, 2p=4, q=3, y=9. NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 B¸o c¸o thùc tËp xëng NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 Trang | 19 B¸o c¸o thùc tËp xëng NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50 Trang | 20