Báo cáo thực tập xưởng điện

Chia sẻ: Tan Lang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:35

3
1.735
lượt xem
563
download

Báo cáo thực tập xưởng điện

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Báo cáo thực tập xưởng điện LỜI MỞ ĐẦU Kỹ thuật điện là ngành ứng dụng các hiện tượng điện từ để biến đổi năng lượng, đo lường, điều khiển tín hiệu ... bao gồm việc tạo ra, biến đổi và sử dụng điện năng, tín hiệu điện từ trong các hoạt động thực tế của con người. Các máy thực hiện biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại gọi là các máy điện. Các máy biến từ cơ năng thành điện năng được gọi là máy phát điện, các máy điện để thực hiện các quá trình...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Báo cáo thực tập xưởng điện

  1. Báo cáo thực tập xưởng điện LỜI MỞ ĐẦU Kỹ thuật điện là ngành ứng dụng các hiện tượng điện từ để biến đổi năng lượng, đo lường, điều khiển tín hiệu ... bao gồm việc tạo ra, biến đổi và sử dụng điện năng, tín hiệu điện từ trong các hoạt động thực tế của con người. Các máy thực hiện biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại gọi là các máy điện. Các máy biến từ cơ năng thành điện năng được gọi là máy phát điện, các máy điện để thực hiện các quá trình ngược lại được gọi là động cơ. Các máy điện đều có tính chất thuận nghịch tức là đều có khả năng biến đổi cơ năng thành năng lượng điện và ngược lại. Máy điện gồm hai phần: mạch điện và mạch từ. Mạch điện được cấu tạo bởi các cuộn dây, còn mạch từ cấu tạo bởi lõi sắt từ. Máy điện gồm có máy điện tĩnh và máy điện động. Máy điện tĩnh là máy điện mà vị trí tương đối giữa các phần trong máy là không thay đổi, còn máy điện động là máy điện mà vị trí tương đối giữa các phần trong máy điện thay đổi khi máy điện hoạt động. Do có thể biến đổi từ năng lượng điện thành năng lượng cơ và ngược lại từ năng lượng cơ thành năng lượng điện nên máy điện được dùng phổ biến trong các nghành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải,... Do tầm quan trọng của máy điện nên trong chương trình học tập tại trường ĐHBKHN ngoài việc được học cơ sở lý thuyết về máy điện trên lớp chúng em còn được đi thực tập xưởng 3 tuần lễ. Nhờ vậy chúng em hiểu rõ hơn về nguyên lý vận hành của máy điện và chúng em còn được học kỹ thuật quấn dây của máy biến áp nhỏ, động cơ ba pha rô to lồng sóc. Em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa Điện và các thầy hướng dẫn: Nguyễn Quang Hùng Nguyễn Huy Thiện đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để giúp đỡ chúng em hoàn thành đợt thực tập này. MỤC LỤC Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 1
  2. Báo cáo thực tập xưởng điện PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN Bài 1: Cơ sở lý thuyết máy điện Bài 2: Máy biến áp Bài 3: Máy điện không đồng bộ Bài 4: Tính toán số liệu dây quấn máy biến áp Bài 5: Cơ sở thiết kế bộ dây quấn stato động cơ không đồng bộ Bài 6: Kỹ thuật quấn dây PHẦN II: CÔNG NGHỆ QUẤN DÂY VÀ SỐ LIỆU KỸ THUẬT I. Yêu cầu kỹ thuật II. Công nghệ và số liệu kỹ thuật 1. Bài tập về máy biến áp 2. Bài tập về dây quấn khuôn phân tán 1 lớp 3. Bài tập về dây quấn khuôn đồng tâm tập trung 1 lớp. PHẦN III: KẾT LUẬN PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 2
  3. Báo cáo thực tập xưởng điện §1. Cơ Sở Lý Thuyết Máy Điện I. Giới thiệu chung về máy điện Theo quan điểm năng lượng thì trong tất cả các thiết bị điện đều xảy ra quá trình chuyển động năng lượng điện từ. Quá trình đó được thể hiện qua các hiện tượng: biến đổi, tích phóng năng lượng và truyền tải năng lượng. Máy điện là thiết bị điện thực hiện chức năng biến đổi và truyền tải năng lượng điện từ. Hiện tượng biến đổi và truyền tải năng lượng thông qua sự tồn tại của điện trường và từ trường trong máy điện. Cấu tạo của máy điện gồm hai phần cơ bản: mạch điện và mạch từ. Mạch từ gồm bộ phận dẫn từ và khe hở không khí Mạch điện gồm các thiết bị điện nối với nhau bằng các dây dẫn điện tạo thành các vòng kín có thể cho dòng điện chạy qua. Tuỳ theo cấu tạo, nguyên lý làm việc, chức năng mà máy điện được chia ra làm nhiều loại, nhưng chúng đều có điểm chung sau: - Cửa vào là cửa đưa năng lượng vào máy. - Cửa ra là cửa đưa năng lượng ra khỏi máy. Tuỳ theo chức năng của các loại máy điện mà ta có thể xác định được dạng năng lượng ở đầu vào và đầu ra của máy điện: - Nếu đầu vào là năng lượng điện thì máy điện là động cơ điện. - Nếu đầu và là cơ năng thì máy điện là máy phát điện. - Nếu đầu vào và đầu ra của máy điện đều là điện năng u,i thì máy điện đóng vai trò là máy truyền tải điện năng. Sự biến đổi cơ điện trong máy dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Nguyên lý này cũng đặt cơ sở cho các bộ biến đổi cảm ứng dùng để biến đổi năng lượng điện với những giá trị áp, dòng... thành dòng điện với các giá trị áp, dòng khác. Máy biến áp là thiết bị biến đổi cảm ứng đơn giản thuộc loại này. Các dây quấn và mạch từ của nó đứng yên và quá trình biến đổi từ trường để sinh ra sức điện động cảm ứng trong các dây quấn cũng được thực hiện bằng phương pháp điện. Máy điện có nhiều loại, và được phân loại theo nhiều cách khác nhau, có thể phân loại theo công suất, cấu tạo, chức năng, nguyên lý làm việc... Và ở đây ta chỉ xét máy điện dựa vào nguyên lý biến đổi năng lượng. Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 3
  4. Báo cáo thực tập xưởng điện a) Máy điện tĩnh Máy điện tĩnh làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, do sự biến đổi từ thông giữa các cuộn dây không có chuyển động tương đối với nhau. Máy điện tĩnh thường gặp là máy biến áp Máy điện tĩnh dùng để biến đổi thông số của dòng điện, như máy biến áp để biến đổi hai thông số của dòng điện là giá trị áp và giá trị dòng. b) Máy điện động Nguyên lý làm việc cũng 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 này thường dùng để biến đổi dạng năng lượng. Đó là biến đổi năng lượng điện thành cơ năng và ngược lại cơ năng thành điện năng. Đại diện cho loại máy điện động là động cơ điện ( biến đổi điện năng thành cơ năng) và máy phát điện ( biến đổi cơ năng thành điện năng).Quá trình biến đổi có tính thuận nghịch (như sơ đồ hinh dưới) nghĩa là máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc động cơ điện tóm lại ta có thể tóm lược sự phân loại máy điện thông dụng thường gặp theo sơ đồ sau đây: Máy điện Máy điện tĩnh máy diện có phần quay Máy điện xoay chiều máy điện một chiều Máy điện Máy điện Không đồng bộ đồng bộ MBA ĐCKĐB MFKĐB ĐCĐB MFĐB động cơ 1 chiều máy phát 1 chiều II. Nguyên lý làm việc của máy phát điện và động cơ điện. Máy điện có tính chất rất quan trọng là tính thuận nghịch, tức là nó vừa có thể là động cơ điện vừa có thể là máy phát điện. 1. Chế độ máy phát điện Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 4
  5. Báo cáo thực tập xưởng điện Giả thiết thanh dẫn có chiều dài l đặt vuông góc với từ trường có độ từ cảm là B ( như hình vẽ). Khi tác dụng vào thanh dẫn một lực cơ học Fcơ thanh dẫn sẽ chuyển động với vận tốc v trong từ trường của nam châm N_S và trong thanh dẫn sẽ cảm ứng suất điện động e. Nếu nối thanh dẫn với tải thì sẽ có dòng điện i chạy trong thanh dẫn. Đây là nguyên lý để tạo ra máy phát điện. Nếu không tính tới điện trở của thanh dẫn thì u = e. và công suất máy phát điện cung cấp cho phụ tải là p =u.i Dòng điện nằm trong thanh dẫn sẽ chịu tác dụng của từ trường Fđt = B.i.l và có chiều như hình vẽ. Khi máy quay với tốc độ không đổi, lực điện từ sẽ cân bằng với lực cơ của động cơ sơ cấp: Fcơ = F đt và nhân hai vế với v ta được: Fcơ.v = F đt.v = B.i.l.v = e.i và như vậy công suất của động cơ sơ cấp: Pcơ = Fcơ.v đã thành công suất điện P điện = e.i nghĩa là cơ năng đã chuyển thành điện năng. 2. Chế độ động cơ điện Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 5
  6. Báo cáo thực tập xưởng điện Cung cấp điện cho máy điện, điện áp u của nguồn điện sẽ gây ra dòng i trong thanh dẫn. Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ F đt = B.i.l tác dụng lên thanh dẫn làm thanh dẫn chuyển động với vận tốc v ( như hình vẽ). Khi đó công suất điện đưa vào động cơ: P = u.i = e.i = B.l.v.i = F đt.v Như vậy, công suất điện từ P đ = u.i đưa vào động cơ đã biến thành công suất cơ Pcơ = F đt.v trên trục động cơ. Điện năng cũng đã biến thành cơ năng. Vậy: một thiết bị điện từ tuỳ năng lượng đưa vào mà máy điện có thể làm việc ở chế độ động cơ hay máy phát: - Nếu đưa vào phần quay của máy điện là cơ năng thì nó làm việc ở chế độ máy phát. - Nếu đưa vào phần quay của máy phát là điện năng thì nó sẽ làm việc ở chế độ động cơ. ⇒ Mọi loại máy điện đều có tính chất thuận nghịch. III. Sơ lược về các vật liệu chế tạo máy điện Vật liệu chế tạo máy điện có thể chia ra làm 3 loại: - Vật liệu tác dụng. - Vật liệu kết cấu. - Vật liệu cách điện. 1. Vật liệu tác dụng Đó là vật liệu dẫn điện và dẫn từ. Các vật liệu này được dùng để tạo điều kiện cần thiết sinh ra các biến đổi điện từ. a) Vật liệu dẫn từ: Vật liệu dẫn từ là vật liệu dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, người ta dùng các vật liệu sắt từ để làm mạch từ: thép lá kỹ thuật điện, thép lá thường, thép đúc, thép rèn. Gang ít được dùng vì dẫn từ kém. Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 6
  7. Báo cáo thực tập xưởng điện Người ta dùng các loại thép từ tính chất khác nhau nhưng chủ yếu là thép lá kỹ thuật điện, có hàm lượng silíc khác nhau nhưng không vựơt quá 4,5%. Hàm lượng silíc này dùng để hạn chế tổn hao do từ trễ và tăng điện trở của thép để giảm tổn hao dòng điện xoáy. Ở mạch từ có từ thông biến đổi với tần số 50hz thường dùng lá thép kỹ thuật điện có độ dày 0,35 – 0,5 mm, trong thành phần thép có từ 2-5% Si(để tăng điện trở của thép, giảm dòng điện xoáy). Ở tần số cao thì người ta dùng thép có độ dày nhỏ hơn 0,1 – 0,2 mm. Người ta thường sử dụng lá thép dày 0,35 mm dùng trong máy biến áp và 0,5 mm dùng trong các máy điện quay ghép lại làm lõi sắt để làm giảm tổn hao do dòng điện xoáy tạo nên. Tuỳ theo cách chế tạo, người ta chia ra làm hai loại: cán nóng, cán nguội. Loại sau có những tính năng về từ tốt hơn như độ từ thẩm cao hơn, tổn hao thép ít hơn. Hiện nay với những máy biến áp và máy điện công suất lớn thì người ta thường chế tạo với vật liệu từ là thép cán nguội. Thép cán nguội chia làm hai loại: đẳng hướng và vô hướng. Loại đẳng hướng có đặc điểm: dọc theo chiều cán thì tính năng từ tốt hơn so với ngang chiều cán, do đó thường được dùng trong các máy biến áp, còn loại vô hướng thì đặc tính từ đều theo mọi hướng nên thường dùng trong máy điện quay. b) Vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện để chế tạo các bộ phận dẫn điện. Vật liệu dẫn điện tốt nhất trong máy điện là đồng vì chúng không đắt lắm và có điện trở suất nhỏ( ρ = 0,0172 Ω mm2/m) . Ngoài ra còn dùng nhôm( ρ = 0,0282 Ω mm2/m) và các hợp kim khác như đồng thau, đồng phốt pho. Để chế tạo dây quấn thường người ta dùng đồng, đôi khi là nhôm. Dây đồng và nhôm được chế tạo theo tiết diện tròn hoặc chữ nhật, có bọc các loại cách điện khác nhau như sợi vải, sợi thuỷ tinh, giấy, nhựa hoá học... Với các máy điện công suất nhỏ và trung bình, điện áp dưới 700V thường dùng dây emai vì các lớp cách điện của dây mỏng đạt độ bền yêu cầu. Đối với các bộ phận khác như vành đổi chiều, lồng sóc hay vành trượt ngoài đồng, nhôm người ta còn dùng cả thép để tăng cường độ bền cơ học và giảm kim loại màu. 2. Vật liệu kết cấu Là vật liệu để chế tạo các chi tiết chịu tác động cơ học như trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy. Vật liệu này thường bằng gang, sắt, thép đúc hoặc thép rèn, kim loại màu và các hợp kim của chúng, các chất dẻo. 3. Vật liệu cách điện Để cách điện các bộ phận mang điện với các bộ phận không mang điện, người ta dùng vật liệu cách điện, vì vậy đây là vật liệu quan trọng trong máy điện, nó quyết định phần lớn sự làm việc ổn định của máy điện. Do đó, những vật liệu này đòi hỏi phải có độ Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 7
  8. Báo cáo thực tập xưởng điện bền điện cao, độ dẫn nhiệt tốt, có độ vững chắc về cơ khí để không bị hỏng khi lắp ráp và vận hành máy điện. Chất cách điện của máy điện chủ yếu ở thể rắn, gồm 4 nhóm: - Chất hữu cơ thiên nhiên: giấy, vải, lụa .... - Chất vô cơ: amiăng, mica .... - Các chất tổng hợp - Các loại men, sơn cách điện Chất cách điện tốt nhất là mica, song tương đối đắt nên dùng trong các máy điện có điện áp cao. Thông thường dùng các vật liệu có sợi như giấy, vải sợi, .... Chúng có độ bền cơ tốt, rẻ tiền nhưng dẫn nhiệt xấu, hút ẩm và cách điện kém. Do đó, dây dẫn cách điện sợi phải được sấy tẩm để cải thiện tính năng của vật liệu cách điện. Ngoài ra, còn có chất cách điện ở thể khí( như không khí, hidrô,...) hoặc thể lỏng (dầu MBA...). + Vật liệu khí: không khí là một chất cách điện tốt, tuy nhiên để cách điện tốt người ta thường dùng khí trơ; hidro được sử dụng trong trường hợp cần cách điện và làm mát bên trong của vật liệu. + Vật liệu lỏng ( dầu MBA...) đây là loại vật liệu cách điện rất quan trọng trong máy điện vì nó có thể len lỏi vào các khe rất nhỏ và còn có thể sử dụng để dập hồ quang. Căn cứ vào độ bền nhiệt, vật liệu cách điện được chia ra làm nhiều loại, thường người ta chia làm 7 cấp: Cấp cách điện Y A E B F H C Nhiệt độ làm việc 90 105 120 130 155 180 > 180 cho phép(ºC) Ta có thể tóm tắt cấp cách điện ở bảng dưới đây: Cấp cách Nhiệt độ giới hạn cho Nhiệt độ trung bình cho phép cấp điện Vật liệu phép vật liệu (ºC) dây quấn (ºC) Sợi xenlulô, bông hoặc tơ tằm trong vật liệu hữu cơ A lỏng 105 100 Vài loại màng E tổng hợp 120 115 Amiăng, sợi thuỷ B tinh có chất kết 130 120 Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 8
  9. Báo cáo thực tập xưởng điện dính vật liệu gốc mica Amiăng, vật liệu gốc mica, sợi thuỷ tinh có chất kết dính và tơ tổng F hợp 155 140 Vật liệu gốc mica, amiăng, sợi thuỷ tinh kết hợp chất kết dính và tấm Si H hữu cơ 180 165 IV. Phát nóng và làm mát máy điện Trong máy điện xảy ra quá trình biến đổi hoặc truyền tải năng lượng và có sự tổn hao năng lượng ∑ Δp . Trong máy phát điện tổn hao chủ yếu là trong lõi thép( do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy), trong điện trở dây quấn máy điện và do ma sát ở các ổ trục, lực cản của quạt làm mát máy phát điện ... tổn hao này làm nóng máy và ảnh hưởng đến chất lượng của vật liệu cách điện. Để làm mát máy điện, nhiệt lượng sinh ra phải được tản ra môi trường xung quanh bằng cách tăng diện tích tiếp xúc của máy điện với không khí làm mát, tăng tốc độ đối lưu của không khí xung quanh hoặc của môi trường làm mát. Thường vỏ máy điện, được chế tạo có cánh tải nhiệt và đối với máy điện có công suất lớn thường có hệ thống quạt gió hoặc bơm nước làm mát. Kích thước của máy, phương pháp làm mát phải được tính toán và lựa chọn, để cho độ tăng nhiệt của vật liệu cách điện máy không vượt quá độ tăng nhiệt cho phép, đảm bảo cho vật liệu cách điện làm việc lâu dài khoảng 20 năm. Khi máy điện làm việc ở chế độ định mức, độ tăng nhiệt của các phần tử không vượt quá độ tăng nhiệt của các phần tử cho phép. Khi máy quá tải, độ tăng nhiệt sẽ vượt qúa nhiệt độ cho phép, vì thế không cho phép quá tải lâu dài. §2. MÁY BIẾN ÁP I. Khái Niệm Chung Để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều từ điện áp cao xuống điện áp thấp, hoặc lại từ điện áp thấp lên điện áp cao, ta dùng máy biến áp. Ngày nay do việc sử dụng điện năng phát triển rất rộng rãi, nên có những loại máy biến áp khác nhau: máy biến áp một pha, ba pha, hai dây quấn, ba dây... nhưng chúng dựa trên cùng một nguyên lý, đó là nguyên lý cảm ứng điện từ. 1. Định nghĩa Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 9
  10. Báo cáo thực tập xưởng điện Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số. Hệ thống điện đầu vào máy biến áp( trước lúc biến đổi) có: điện áp U1, dòng điện I1, tần số f. Hệ thống điện đầu ra của máy biến áp( sau khi biến đổi) có: điện áp U2, dòng điện I2, tần số f. Trong các bản vẽ máy biến áp được kí hiệu: Đầu vào của máy biến áp được nối vào nguồn điện, được coi là sơ cấp. Đầu ra nối với tải gọi là thứ cấp. Các đại lượng, các thông số sơ cấp trong ký hiệu có ghi chỉ số 1: số vòng dây sơ cấp w1, điện áp sơ cấp U1, dòng điện sơ cấp I1, công suất sơ cấp P1. Các đại lượng và thông số thứ cấp có chỉ số 2: cuộn dây thứ cấp w2, điện áp thứ cấp U2, dòng điện thứ cấp I2, công suất thứ cấp P2. Nếu điện áp thứ cấp lớn hơn sơ cấp thì máy biến áp là tăng áp, nếu điện áp thứ cấp nhỏ hơn điện áp sơ cấp gọi là giảm áp. 2. Các đại lượng định mức Các đại lượng định mức của máy biến áp do nhà chế tạo máy biến áp quy định để cho máy có khả năng làm việc tối ưu. Có 3 đại lượng định mức cơ bản: a) Điện áp định mức: Điện áp sơ cấp định mức U1đm là điện áp quy định dây quấn sơ cấp Điện áp thứ cấp định mức U2đm là điện áp giữa các cực của dây quấn thứ cấp, khi dây quấn thứ cấp hở mạch và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức. Người ta quy ước, với máy biến áp 1 pha điện áp định mức là điện áp pha, với máy biến áp 3 pha thì điện áp định mức là điện áp dây. Đơn vị điện áp ghi trên máy thường là V hoặc kV. b) Dòng điện định mức: là dòng đã quy định cho mỗi dây quấn của máy biến áp, ứng với công suất và điện áp định mức. Đối với máy biến áp 1 pha, dòng điện định mức là dòng 1 pha. Đối với máy biến áp 3 pha, dòng định mức là dòng điện dây. Đơn vị ghi trên máy thường là A. Dòng điện sơ cấp định mức I1đm, dòng điện thứ cấp định mức I2đm. c) Công suất định mức. Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 10
  11. Báo cáo thực tập xưởng điện Côn suất địn mức củ máy biế áp là cô suất biểu kiến đ ng nh ủa ến ông định mức. Công suấtt định mức ký hiệu S đm, đơn vị: VA, kVA A. Đối với máy biến áp 1 p công s định m là: S đm = U2đm.I2đm = U1đm.I1đm i b pha, suất mức m I Đối với máy biến áp 3 p công s định m là: i b pha, suất mức S đm = 3 . U2đm.I2đm = 3 . U1đm.I1đm m Ngo ra, trên máy còn ghi tần số định mức f đm, số ph sơ đồ n dây, điệ áp ngắn oài n ha, nối ện n mạch, chế độ làm vi ế iệc... 3. Công ddụng của máy biến áp m p Máy biến áp có vai trò quan trọn trong hệ thống điệ dùng để truyền tả và phân y ng ệ ện, ải n phối điện năng. Các nhà máy đ công suất lớn, c máy điệ công su lớn... th điện các ện uất hường ở xa a các trung tâm tiêu th điện( k công n hụ khu nhiệp, đô th hị...) vì thế cần xây d ế dựng các đ đường dâyy truyền tải điện năng Điện áp máy phát thường là 6,3; 10,5 15,75; 38,5(kV) Để nâng g. à 5; ). g cao khả n năng truyền tải và giảm tổn ha công suất trên đườ dây, p n ao ờng phải giảm dòng điện n chạy trên đường dây bằng các nâng ca điện áp. Vì vậy ở đầu đườn dây phả đặt máy y ch ao ng ải y biến áp tă áp. Mặ khác điệ áp điện áp thường 3 hoặc 6 kV, vì vậ ở cuối đ ăng ặt ện g ậy đường dâyy cần đặt trạ giảm áp ạm p. Ngo ra, máy biến áp c được sử dụng tro các thiết bị lò nu oài y còn ong ung( máy b biến áp lò), trong hàn điện ( máy biến áp h y nguồn cho các thiết bị điện... hàn), làm n II. Cấu Tạ Của Má Biến Áp ạo áy Máy biến áp gồm các bộ phận chín sau: lõi thép, dây quấn và vỏ máy. y g ộ nh ỏ 1. Lõi thépp: Lõi thép máy biến áp để dẫn từ th i ể hông chính của máy, đồng thời làm khun để quấn h i ng n dây quấn, được chế tạo từ nhữ vật liệu dẫn từ tốt thường là thép kỹ t ững u t, à thuật điện. Lõi thép gồm hai bộ phậ i ận: - T ký hiệ bằng ch T, là phầ lõi thép có quấn d quấn Trụ: ệu hữ ần p dây - G Gông: ký hiệu G, là phần lõi t thép nối cá trụ lại v nhau th ác với hành mạch từ kín và h à không có dây quấn. k d Trụ và gông tạo thành m ụ mạch từ khép kín. Để giảm tổn hao do dòn điện xoá gây nên lõi thép đ h ng áy n, được ghép từ những lá thép kỹ p ỹ thuật điện là các lá thép được chia mỏn và cách điện với n n, c ng nhau. Trụ v gông có thể ghép và ó p nối tiếp ho xen kẽ oặc ẽ. Thầy giáo hướng dẫ o ẫn: Nguyễ quang H ễn Hùng ,Nguy huy Th yễn hiện 11
  12. Báo cáo thực tập xưởng điện Ghép nối thì trụ và gông ghép riêng, sau đó dùng xà ép vít chặt lại. Ghép xen kẽ thì toàn bộ lõi thép phải ghép đồng thời và lớp lá thép được ghép xen kẽ với nhau. Sau khi ghép thì lá thép cũng được vít chặt xà ép và bulông. H1:ghép rời lõi thép MBA a, b, H2:a,b:ghép xen kẽ lõi MBA Phương pháp sau tuy phức tạp, nhưng giảm được tổn thất do dòng điện xoáy gây nên và rất bền về phương pháp điện cơ học, vì thế hầu hết các máy biến áp hiện nay đều ghép theo phương pháp này. Do dây quấn thường quấn thành hình tròn, nên tiết diện ngang của trụ thép thường làm thành hình bậc thanh gần tròn. Gông vì không quấn dây, do đó để thuận tiện cho việc chế tạo, tiết diện ngang của gông có thể làm đơn giản: hình vuông, hình chữ thập và hình T. Vì lý do an toàn, toàn bộ lõi thép được nối đất với vỏ máy và vỏ máy phải được nối đất. Tuỳ theo hình dáng, người ta chia ra: - Máy biến áp kiểu lõi( hay kiểu trụ): Dây quấn bao quanh trụ thép. Loại này hiện nay rất thông dụng cho các máy biến áp một pha và ba pha có dung lượng nhỏ và trung bình. - Máy biến áp kiểu bọc: Loại này mạch từ được phân nhánh ra 2 bên và bọc lấy một phần dây quấn. Loại này chỉ được dùng cho một vài nghành có chuyên môn đặc biệt như máy biến áp dùng trong lò điện luyện kim… - Ở các máy biến áp hiện đại, dung lượng lớn và cực lớn(80-100MVA trên 1 pha), điện áp thật cao (220 – 400 kV), để giảm chiều cao của trụ thép, tiện lợi cho việc vận chuyển trên đường, mạch từ của máy biến áp kiểu trụ phân nhánh sang hai bên nên máy biến áp mang hình dáng vừa kiểu trụ, vừa kiểu bọc, gọi là máy biến áp kiểu trụ bọc. Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 12
  13. Báo cáo thực tập xưởng điện a, b, H3:máy biến áp kiểu trụ bọc: a. một pha ; b. ba pha 2. Dây quấn Dây quấn là bộ phận dẫn điện của máy biến áp, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào và nhả năng lượng ra. Kim loại làm dây quấn thường bằng đồng, cũng có trường hợp dùng nhôm. Theo cách sắp xếp dây quấn CA và HA người ta chia ra 2 loại chính: dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ. Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 13
  14. Báo cáo thực tập xưởng điện a) Dây quấn đồng tâm Ở dây quấn đồng tâm, tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm. Dây quấn hạ áp thường là quấn phía trong gần trụ thép, còn dây quấn CA quấn phía ngoài bọc lấy dây quấn HA. Với cách điện này có thể giảm bớt được điều kiện cách điện của dây quấn CA( kích thước rãnh dầu cách điện, vật liệu cách điện dây quấn CA) bởi vì giữa dây quấn CA và trụ đã có cách điện bản thân của dây quấn HA. Những kiểu dây quấn đồng tâm chính bao gồm: *) Dây quấn hình trụ: Nếu tiết diện nhỏ thì dùng dây tròn, quấn thành nhiều lớp, nếu tiết diện lớn thì dùng dây bẹt và thường quấn thành 2 lớp. Dây quấn hình trụ dày tròn lớn thì dùng làm dây quấn HA với điện áp từ 6kV trở xuống. Nói chung, dây quấn hình trụ thường dùng cho các máy biến áp dung lượng 560kVA trở xuống. *) Dây quấn hình xoắn: Gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo đường xoắn ốc, giữa các vòng dây có rãnh hở, kiểu này thường dùng cho dây quấn hạ áp của các máy biến áp có dung lượng trung bình và lớn. *) Dây quấn xoắn ốc liên tục: Làm bằng dây bẹt và khác với dây quấn hình xoắn là dây quấn này được quấn thành những bánh dây phẳng cách nhau bằng những rãnh hở. Bằng cách hoán vị đặc biệt trong khi quấn, các bánh dây được nối tiếp một cách liên tục mà không cần mối hàn giữa chúng, cũng vì thế mà dây quấn gọi là xoắn ốc liên tục. Dây quấn này chủ yếu dùng làm cuộn dây cao áp, điện áp 35kV trở lên và dung lượng lớn. b) Dây quấn xen kẽ Các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép. Chú ý rằng, để cách điện được dễ dàng, các bánh dây sát gông thuộc dây quấn hạ áp. Kiểu dây quấn này hay dùng trong các máy biến áp kiểu bọc. Vì chế tạo và cách điện khó khăn kém vững chắc về cơ khí nên các máy biến áp kiểu trụ hầu như không dùng dây quấn xen kẽ( hình 6). Lưu ý, dây quấn được quấn theo kiểu nào cũng thành nhiều vòng và lồng vào trụ lõi thép. Và giữa các vòng dây, giữa các dây quấn ( CA và HA) có cách điện với nhau và cách điện với lõi thép. 3. Vỏ máy : Gồm hai bộ phận là thùng và nắp thùng. a) Thùng máy biến áp: thường làm bằng thép, thường là hình bầu dục. Lúc máy biến áp làm việc, một phần năng lượng bị tiêu hao và toả ra dưới dạng nhiệt năng làm nóng dây quấn, lõi thép và các bộ phận khác. Do đó, giữa máy biến áp và môi trường xung quanh có một hiệu số nhiệt độ và gọi là độ chênh nhiệt. Nếu độ chênh nhiệt đó vượt quá mức quy định sẽ làm giảm tuổi thọ cách điện và gây sự cố với máy biến áp. Để đảm bảo cho máy biến áp vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định và không bị sự cố phải tăng cường làm lạnh bằng cách ngâm biến áp trong thùng dầu. Ngoài ra, dầu máy biến áp còn làm nhiệm vụ tăng cường cách điện. b) Nắp thùng: Dùng để đậy thùng và trên đó đặt các chi tiết máy quan trọng như: Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 14
  15. Báo cáo thực tập xưởng điện - Các cửa ra của dây quấn CA và HA: làm nhiệm vụ cách điện giữa dây dẫn với vỏ máy. - Bình giãn dầu: là một thùng hình trụ, bằng thép đặt trên nắp và nối với thùng bằng một ống dẫn dầu. - Ống bảo hiểm: làm bằng thép, thường là hình trụ nghiêng. Một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằng đĩa thuỷ tinh. §3. Máy Điện Không Đồng Bộ I.Khái Niệm Chung 1. Phân loại: Máy điện không đồng bộ có nhiều loại được phân theo thành nhiều cách khác nhau: theo kết cấu vỏ máy, rôto… Theo kết cấu của vỏ: máy điện không đồng bộ chia thành các kiểu chính: rôto kiểu dây quấn, rôto kiểu lồng sóc. Theo số pha trên dây quấn có 3 loại: 1 pha, 2 pha, 3 pha. 2. Kết cấu: Giống như những máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ gồm những phần chính như sau: a) Stato: là phần tĩnh và gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy. *) Lõi thép: được ép trong vỏ, làm nhiệm vụ dẫn từ. Lõi thép Stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập dãnh bên trong ghép lại với nhau thành các rãnh theo hướng trục. Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên giảm tổn hao lõi thép. *) Dây quấn: Dây quấn stato làm bằng dây bọc cách điện( dây dẫn điện từ và được đặt trong rãnh của lõi thép), kiểu dây quấn hình dạng và cách bố trí sẽ được trình bày trong phần cơ sở thiết kế dây quấn stato động cơ không đồng bộ. *) Vỏ máy: làm bằng nhôm hoặc gang, dùng để cố định lõi thép và dây quấn cũng như cố định máy trên bệ, không dùng để làm mạch dẫn từ. Đối với máy có công suất tương đối lớn (1000kW) thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ. Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau: kiểu vỏ hở, vỏ bảo vệ, … Hai đầu vỏ có nắp máy và ổ đỡ trục. Vỏ và nắp máy dùng để bảo vệ máy. b) Rôto: là phần quay gồm có lõi thép, dây quấn và trục máy. *) Lõi thép: nói chung, lõi thép vẫn làm bằng lá thép kỹ thuật điện như ở stato. Lõi thép được ép trực tiếp lên trục máy. *) Dây quấn rôto: có hai loại chính là rôto lồng sóc và rôto dây quấn. - Rôto dây quấn: giống như dây quấn Stato. Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng làm dây quấn kiểu sóng hai lớp vì bớt được những đầu nối, kết cấu dây nối chặt chẽ. Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng làm dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn 3 pha của rôto thường đấu hình sao, còn 3 đầu kia được nối vào 3 rãnh trượt thường làm Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 15
  16. Báo cáo thực tập xưởng điện bằng đồng cố định một đầu ở đầu trục, và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài. Đặc điểm của loại động cơ rôto kiểu dây quấn này là: có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện rôto để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện công suất của máy. Khi máy làm việc bình thường dây quấn rôto được nối ngắn mạch. - Rôto lồng sóc: Kết cấu của loại dây này rất khác so với dây quấn stato. Trong mỗi rãnh của lõi thép, rôto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi thép và được nối tắt ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm thành cái lồng, người ta hay gọi là lồng sóc. Ở các máy công suất nhỏ, lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép rôto tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch và cánh quạt làm mát. Dây quấn rôto lồng sóc không cần cách điện với lõi thép. Để cải thiện tính năng mở máy trong công suất tương đối lớn, rãnh rôto có thể làm thành rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh. Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôto thưòng làm rãnh chéo đi qua một góc so với tâm trục. Động cơ lồng sóc là động cơ rất phổ biến do giá thành rẻ và làm việc bảo đảm. Động cơ dây quấn có ưu điểm về mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ song giá thành cao và vận hành kém tin cậy hơn rôto lồng sóc nên chỉ được dùng khi động cơ rôto lồng sóc không đáp ứng được yêu cầu về truyền động. b) Khe hở: vì rôto là một khối tròn nên khe hở đều, khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ( 0,2 – 1mm trong các máy điện cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế dòng điện từ hoá lấy từ lưới điện và như vậy mới có thể nâng cao hệ số công suất của máy. III. Công Dụng Của Máy Điện Không Đồng Bộ Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu làm cơ điện. Do kết cấu đơn giản làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ là loại máy được dùng rộng dãi nhất trong các nghành kinh tế quốc dân với công suất vài chục đến vài nghìn kW. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho các máy cán thép vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ … Trong các hầm mỏ, dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong nông nghiệp làm máy bơm hay gia công nông sản. Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũng dần chiếm vị trí quan trọng: quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tủ lạnh… Tóm lại, theo sự phát triển của nền điện khí hoá, và tự động hoá, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi. Tuy vậy, máy điện không đồng bộ cũng có những nhược điểm: hệ số cosϕ không cao, đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt, nên ứng dụng của nó cũng có hạn chế. Máy điện không đồng bộ có thể dùng làm máy phát điện, nhưng đặc tính không tốt so với máy phát điện đồng bộ nên chỉ trong một vài trường hợp đặc biết nào đó( trong quá Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 16
  17. Báo cáo thực tập xưởng điện trình điện khí hoá nông thôn) cần nguồn điện phụ tạm thời thì nó cũng có ý nghĩa quan trọng. IV. Nguyên Lý Làm Việc Của Máy Điện Không Đồng Bộ 60 f Ta tạo ra một từ trường quay có tốc độ n1 = , p Trong đó: f là tần số của điện áp đưa vào p là số đôi cặp cực. thì từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi thép rôto và cảm ứng trong dây quấn đó sức điện động và dòng điện. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của stato thành từ thông tổng của khe hở. Dòng điện trong dây quấn tác dụng với từ thông khe hở sinh ra momen tác dụng do có tác dụng mật thiết với tốc độ quay n của rôto. Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau. Khi rôto quay thuận với từ trường quay nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc độ đồng bộ thì dòng điện sinh ra trong dây quấn rôto cùng chiều với sức điện động và tác dụng của từ trường tổng trong khe hở không khí sinh ra lực F và mômen M kéo rôto quay theo chiều từ trường quay. Điện năng đưa tới rôto đã biến thành cơ năng trên trục nghĩa là máy điện làm việc trong chế độ động cơ. Những máy chỉ làm việc ở chế độ này khi n < n1 vì khi đó mới có chuyển động tương đối giữa từ trường và dây quấn rôto như vậy trong dây quấn rôto mới có dòng điện và mômen kéo rôto quay. Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau. Khi rôto quay thuận và nhanh hơn tốc độ đồng bộ( dùng một động cơ sơ cấp nào đó quay rôto của máy điện không vượt quá tốc độ đồng bộ n > n1). Khi đó, chiều của từ trường quay quét qua dây dẫn sẽ có chiều ngược lại sức điện động và dòng điện trong dây dẫn cũng đổi chiều nên chiều của mômen cũng ngược chiều quay n1 nghĩa là ngược với chiều của rôto nên đó là mômen hãm. Máy điện đã biến cơ năng tác dụng lên trục động cơ điện, do động cơ sơ cấp kéo thành điện năng cung cấp cho lưới điện nghĩa là máy điện làm việc ở chế độ máy phát điện. Khi rôto quay ngược với chiều từ trường quay thì chiều của sức điện động, dòng điện và mômen vẫn giống như lúc ở chế độ động cơ. Vì mômen sinh ra ngược với chiều quay của rôto nên có tác dụng hãm rôto dừng lại. Trong trường hợp này máy vừa lấy điện năng ở lưới vào, vừa lấy cơ năng ở động cơ thứ cấp. Chế độ này được gọi là chế độ hãm điện từ. BÀI 4 : TÍNH TOÁN SỐ LIỆU DÂY QUẤN MBA I-Các thông số Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 17
  18. Báo cáo thực tập xưởng điện Q: tiết diện lõi sắt S: công suất của máy biến áp Wo: số vòng dùng cho 1 volt ∆i: mật độ dòng điện máy biến áp 2,5÷4 A/mm2 D: đường kính dây B: tiết diện dây II-Các bước tính số liệu dây quấn MBA một pha 1.Bước 1 : Xác định tiết diện Q của lõi thép Q=ab ( cm2) Q= S (đối với lõi chữ O ) Q= 0,7 S (đối với lõi chữ E ) 2.Bước 2 : Tính số vòng dây của các cuộn dây 45÷50 w = +5÷10% ( phụ thuộc hàm lượng silic có trong thép) o Q Số vòng dây cuộn sơ cấp : w1=wo.U1 ( vòng) Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 18
  19. Báo cáo thực tập xưởng điện Số vòng dây cuộn thứ cấp : khi tính số vòng dây cuộn thứ cấp phải dự trữ thêm một số vòng dây để bù dự trữ sự sụt áp do trở kháng W2=wo(U2+ ∆U2) ( vòng ) Độ dự trữ điện áp ∆U2 đươc chọn theo bảng sau : S(VA) 100 200 300 500 750 1000 1200 1500 >1500 ∆U2 4,5 4 3,9 3 2,5 2,5 2,5 2,5 2,0 3.Bước 3 : Tiết diện dây, đường kính dây sơ cấp và thứ cấp khi tính tiết diện dây dẫn nên căn cứ vào điều kiện làm mát của máy biến áp, công suất, … mà chọn mật độ dòng biến áp cho phù hợp để khi máy biến áp vận hành định mức, dây dẫn không phát nhiệt quá 80º C Bảng sau cho phép chọn mật độ dòng điện ∆I khi máy biến áp làm việc liên tục 24/24 S(VA) 0÷50 50÷100 100÷200 200÷250 500÷1000 2 ∆i(A/mm ) 4 3,5 3 2,5 2 Nếu máy biến áp làm việc ngắn hạn 3÷5h thông gió tốt thì có thể chọn ∆i= 5(A/mm2) để tiết kiệm dây đồng. Thông thường ta chọn ∆i=2,5÷3 ( A/mm2) ▪Tiết diện dây sơ cấp được chọn theo các công thức: S2 4 S2 S1= η.U1.Δ 4 S1 h.U1.Δi 4 S2 ⇒d = = = 1 Π Π Πη.U1.Δi Πd 2 S2 = 4 Η: hiệu suất máy biến áp( khoảng 0,85÷0,90) U1 : nguồn điện áp ▪Tiết diện dây thứ cấp I2 S2 = Δi 4S2 4I2 ⇒ d2 = = Πd 2 2 Π Δi.Π S2 = 4 4.Bước 4: Kiểm tra khoảng trống chứa dây Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 19
  20. Báo cáo thực tập xưởng điện Trước hết, xác định cách bố trí dây quấn sơ cấp, thứ cấp, quấn chồng lên nhau hay quấn 2 cuộn rời ra, từ đó chọn chiều dài L của cuộn sơ cấp, thứ cấp quấn dây trên khuôn cách điện a)Bề dày cuộn sơ cấp : -Số vòng dây sơ cấp cho một lớp dây với d1cđ=d1+ecđ w1lớp=L/d1cđ -1 với ecđ=0,03÷0,08 (mm) ( dây emay) ecđ=0,15÷ 0,4 (mm) ( dây bọc cotton) -Số lớp dây ở cuộn sơ cấp : N1lớp=w1/w1lớp -Bề dày cuộn sơ cấp : ε1=(d2cđ.N2lớp) + ecđ(N1lớp-1) b)Bề dày cuộn thứ cấp: ε2=(d2cđ.N2lớp) + ecđ(N2lớp-1) c)Bề dày toàn bộ của cả cuộn dây quấn Tuỳ theo sự bố trí dây quấn sơ cấp và thứ cấp mà tính bề dày cuộn dây. Nếu bề dày cuộn dây nhỏ hơn bề rộng cửa sổ thì có thể tiến hành quấn dây. *-------------------------------------------* §5. CƠ SỞ THIẾT KẾ BỘ DÂY QUẤN STATOR ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I.Các khái niệm và các thông số cơ bản 1.Số đôi cực: Được hình thành bởi một cuộn dây hay nhóm cuộn dây và được đấu dây sao cho khi có dòng điện đi qua sẽ tạo được các cấp cực N-S xen kẽ tiếp nhau trong một pha. Khoảng cách từ tâm cực từ này đến tâm cực từ kế tiếp được gọi là bước cực từ τ và bằng 180º điện.Bước từ τ còn được hiểu là khoảng cách nhất định hay góc độ điện giữa pha A, pha B, pha C. Trong tính toán τ được tính theo đơn vị rãnh và xác định bằng công thức: τ=Z/2p Z: tổng số rãnh được dập trên Stato Thầy giáo hướng dẫn: Nguyễn quang Hùng ,Nguyễn huy Thiện 20
Đồng bộ tài khoản