Hướng dẫn hình ảnh và cách tính toán quấn dây máy điện

ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
1






1.1. YÊU CẦU THỰC HIỆN :
 Sinh viên dựa trên kích thước lỏi thép đang có sẵn và sơ đồ nguyên lý của
biến áp một pha yêu cầu thực hiện; tính toán số liệu dây quấn biến áp.
 Số liệu tính toán dây quấn phải đầy đủ các thông số sau: Số vòng dây
quấn (phía sơ cấp và thứ cấp); đường kính dây quấn (dây trần) và đường kính
dây tính đến lớp men (émail) cách điện bọc xung quanh . Khối lượng dây quấn.
 Kiểm tra điều kiện lắp đầy; và ước tính số vòng một lớp và số lớp trước khi
thi công.

1.2.MỤC ĐÍCH : Bài thực tập 1 giúp sinh viên nắm vững các vấn đề sau:
 p dụng phương pháp tính toán dây quấn biến áp theo lý thuyết vào một lỏi
thép biến áp cho trước.
 Giúp sinh viên hiểu rõ ý nghóa của các thông số tính toán nêu trong ly ùthuyết
như : hệ số lấp đầy, số vòng một lớp và số lớp. . .
 Dựa vào thông số tính toán theo lý thuyết cho dây quấn, chúng ta thực hiện
việc bố trí các đầu ra dây biến áp đúng tiêu chuẩn nhưng tạo được nét mỹ thuật
cho bộ dây biến áp.

1.3.NỘI DUNG THỰC TẬP :

Q
uá trình thực tập tiến hành theo các bước như sau:

BƯỚC 1 : Đo các kích thước tiêu chuẩn của lá thép E,I .

K
hi sử dụng lỏi thép E, I; sinh viên cần đo các kích thước sau (xem hình
1.1) nếu sử dụng lá thép E, I đúng tiêu chuẩn.
b
a
h
c a
a/2
a/2 a/2
a/2

HÌNH 1.1
: Các kích thước cơ bản của lỏi thép dạng E,I .
BÀI 01
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
2

K
ý hiệu và tên gọi các kích thước cơ bản của lỏi thép:
a : Bề rộng trụ giữa của lỏi thép.
b : Bề dầy của lỏi thép biến áp.
c: bề rộng cửa sổ lỏi thép .
h: bề cao cửa sổ lỏi thép.

Các kích thước này khi đo tính theo đơn vò [mm] hay [cm].

CHÚ Ý:

¾ Các kích thước a , c và h được đo trực tiếp trên một lá thép E , I.
¾ Dụng cụ đo là thước kẹp (sai số 1/50 mm).
¾ Riêng kích thước b được xác đònh gián tiếp
bằng cách đo xác đònh bề dầy
của mỗi lá thép E, I ; sau đó đếm tổng số lá thép E và tổng số lá thép I. Từ đó tính
ra bề dầy lỏi thép biến áp bằng cách áp dụng quan hệ sau:

)()1( thé
p
l
a
ùsốTổn
g
x
thé
p
l
a
ùdầ
y
Bề
b
=
(1.1)

¾ Với lá thép kỹ thuật điện tiêu chuẩn thuộc dạng tôle cán nóng hay cán lạnh

vận hành tại tần số f = 50Hz, bề dầy tiêu chuẩn của lá thép thường thuộc một
trong hai cở sau : 0,5 mm ; hay 0,35 mm.
¾ Kích thước tổng quát của toàn bộ lá thép sau khi ghép sát được xác đònh
theo hình 1.2. Chúng ta có thể tính khối lượng lỏi thép biến áp (dạng tiêu chuẩn)
theo quan hệ (1.2).
HÌNH 1.2
: Các kích thước ngoài của lỏi thép


Sau khi xác đònh các kích thước lỏi thép, chúng ta tính tiết diện trụ giữa
của lỏi thép chữ E . Đây chính là tiết diện cho từ thông chính móc vòng xuyên qua
các bộ dây quấn.
Gọi A
t
: tiết diện trụ giữa lỏi thép, ta có:
b.aA
t
=
(1.3)
Trong đó; đơn vò đo : [A
t
] = [ cm
2
] ; [a] = [b] = [cm].
b
a
h
c
2,5 a
3 a

Gọi W
Fer
là khối lượng của
lỏi thép biến áp, với giá trò khối
lượng riêng của lỏi thép là 7,8
kg/dm
3
; khi biết được các kích
thước cơ bản a, và b chúng ta
có quan hệ sau:

b
a
W
fer
8,
4
6
2
=
(1.2)

Trong đó, đơn vò đo được
xác đònh như sau:
[W
fer
] = [Kg] ; [a] = [b] = [ dm]
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
3
BƯỚC 2 : Xác đònh giá trò n

v
(số vòng dây quấn tạo ra 1 volt sức điện động cảm ứng) .

T
rong bước này chúng ta thực hiện hai thao tác:

Chọn mật độ từ thông (hay từ cảm) B dùng tính toán cho lỏi thép.

p dụng công thức tính sức điện động tạo ra trong dây quấn biến áp để
tính số vòng tạo ra 1 V sức điện động cảm ứng (xem quan hệ 1.4)

t
v
AB
n
.
4
5
=
(1.4)

T
rong đó, đơn vò đo được xác đònh như sau:
[n
v
] = [vòng/volt] ; [B] = [T] ; [A
t
] = [cm
2
]

CHÚ Ý:

¾ Với lá thép kỹ thuật điện có bề dầy tiêu chuẩn 0,5mm đến 0,35 mm; lá thép
thuộc dạng tôle cán nóng và hàm lượng Silic từ 2% đến 4%; chúng ta chọn giá trò
mật độ từ thông B = 1T đến B = 1,2T
(hàm lượng Silic thấp, từ cảm B chọn thấp). Lá
thép kỹ thuật điện thuộc dạng dẫn từ đẳng hướng
.
¾ Với lá thép kỹ thuật điện có bề dầy tiêu chuẩn 0,5mm đến 0,35 mm; lá thép
thuộc dạng tôle lạnh và hàm lượng Silic khoảng 4%; giá trò mật độ từ thông nằm
trong phạm vi B = 1,4T đến B = 1,6T
. Đây là dạng lá thép dẫn từ đònh hướng.Với
dạng lá thép này mạch từ được cấu tạo theo hình dạng đặc biệt : hình xuyến . .
và không thuộc dạng E, I.

BƯỚC 3 : Xác đònh sơ đồ nguyên lý của máy biến áp ; tính toán số vòng dây quấn .

T
heo lý thuyết số vòng dây quấn của các cuộn dây máy biến áp được
xác đònh theo sức điện động cảm ứng trong các bộ dây sơ và thứ cấp
(xem lại Lý
thuyết Máy biến áp); Trong khi đó theo sơ đồ nguyên lý máy biến áp cần thực
hiện, chúng ta chỉ có được các thông số điện áp đònh mức của các bộ dây.

Gọi U
1
; U
2
lần lượt là các điện áp của dây quấn sơ và thứ cấp biến áp,

chúng ta có thể tính toán số vòng dây quấn biến áp theo quan hệ (1.5) và (1.6)
khi thực hiện thi công.

1v1
U.nN =
(1.5)

2v2
U.n).1,105,1(N
÷
=
(1.6)
Trong đó:

N
1
, N
2
lần lượt là số vòng dây quấn sơ cấp, và thứ cấp của biến áp

Trong quan hệ (1.6) khoảng giá trò ( 1,05 ÷ 1,1) được xem là tỉ số chênh
lệch giửa sức điện động tại dây quấn thứ cấp so với điện áp đònh mức tại thứ cấp
lúc đầy tải.
CHÚ Ý: Trong các bài toán tính chính xác tỉ số chênh lệch này được xác đònh
theo các bảng số thống kê chọn trước. Tỉ số này phụ thuộc vào cấp công
suất của biến áp.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
4
BƯỚC 4 : Chọn mật độ dòng điện, ước lượng hiệu suất, chọn giá trò hệ số lấp đầy tính
toán đường kính dây quấn sơ và thứ cấp.

T
rong bước 4, chúng ta tiến hành tuần tự các công đoạn tính toán sau:

Chọn mật độ dòng điện J qua dây quấn máy biến áp. Giá trò mật độ
dòng điện theo lý thuyết thiết kế phụ thuộc vào các thông số sau : Cấp cách điện
chòu nhiệt của vật liệu dùng thi công bộ dây biến áp, chế độ làm việc máy biến
áp liên tục, ngắn hạn lặp lại hay ngắn hạn không lặp lại. . .; kiệu thông gió giải
nhiệt cho dây quấn biến áp
Muốn chọn giá trò mật độ dòng chính xác, chúng ta cần tham khảo các
bảng số tiêu chuẩn.

T
rong bài thực tập này, chúng ta chọn mật độ dòng cho dây quấn máy
biến áp trong phạm vi : J = 4 A/mm
2
đến 5 A/mm
2
.

Tính toán diện tích của cửa sổ lỏi thép; gọi A
cs
là diện tích cửa sổ; chúng
ta có quan hệ sau:
h
c
A
cs
.
=

(1.7)
Trong đó:
[ A
cs
] = [mm
2
] ; [a] = [b] = [ mm]

V
ới lá thép tiêu chuẩn, chúng ta có quan hệ giửa các kích thước cơ bản
a, b với kích thước cửa sổ lỏi thép như sau:

2
.3
;
2
a
h
a
c ==
(1.8)
Như vậy, chúng ta có thể xác đònh diện tích cửa sổ lỏi thép theo quan hệ
khác như sau :
2
2
.75,0
4
3
a
a

A
cs
==
(1.9)

Gọi K
lđ
là hệ số lắp đầy cửa sổ lỏi thép; K
lđ
được đònh nghóa như sau:

théplỏisổcửadiệnTiết
cấ
p
th
ư
ùv
a
øs
ơ
quấ
n
dâ
y
diệntiế
t
Tổn
g
K
lđ

=
(1.10)

Giá trò này theo thi công được xác đònh trong phạm vi sau : K
lđ
= 0,36 ÷ 0,46

Gọi η là hiệu suất của máy biến áp; theo lý thuyết máy biến áp, với máy
biến áp là dạng một pha, chúng ta đònh ngóa hiệu suất theo quan hệ sau:

111
222
1
2
cos.I.U
cos.I.U
cấpsơvàocấpcungdụngtácsuấtCông
tảitrênthụtiêudụngtácsuấtCông
P
P
η
ϕ
ϕ
=== (1.11)

Trong các trường hợp tải có tính cảm, đồng thời nếu xem như tổn hao thép
rất bé, điện kháng tản từ của biến áp không cao; lúc đó giá trò hệ số công suất tải
và hệ số công suất phía sơ cấp có thể xem như gần bằng nhau.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
5

Trong trường hợp này, một cách gần đúng chúng ta có thể viết như sau:

1
2
11
22
111
222
1
2
S
S
I.U
I.U
cos.I.U
cos.I.U
P
P
=≅==
ϕ
ϕ
η (1.12)
Trong đó:
S
1
và S
2
: lần lượt là công suất biểu kiến cung cấp vào phía sơ cấp và thứ
cấp. Nếu áp dụng quan hệ (1.12) chúng ta có thể xác đònh được tỉ số giá trò dòng
điện qua các dây quấn sơ và thứ cấp, xem quan hệ (1.13).

2
1
1
2
U
U
.
I
I
η=
(1.13)


Với giá trò mật độ dòng điện J chọn trong các công đoạn tính toán trên,
chúng ta suy ra tỉ số tiếtdiện của dây quấn sơ cấp và thứ cấp từ quan hệ (1.13 ).
Theo lý thuyết ta có :
[
]
[]
2
mm/A
A
J
I
s ==

Gọi s
1
; s

2
là tiết diện dây quấn sơ cấp và thứ cấp, suy ra:

2
1
2
2
1
2
2
2
1
1
2
1
2
d
d
4
d.
4
d.
U
U
.
I
I
s
s
⎟

⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
===
π
π
η
Tóm lại, ta có quan hệ sau:

2
1
1
2
U
U
.
d
d
η=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
hay
2
1
1
2
U
U
.
s
s
η=
(1.14)

Trong đó:
d
1
; d
2
là đường kính dây trần phía sơ cấp và thứ cấp.


Với dây quấn sơ và thứ cấp là dây điện từ tiết diện tròn tráng men,
đường kính dây có tính lớp men bọc và đường kíng dây trần quan hệ với nhau như
sau đây:
[]
[
]
mm05,0mmdmmd
cđ
+
=
(1.15)
CHÚ Ý:


Trong quá trình tính toán biến áp chúng ta cần phân biệt các khái
niệm sau đây:
Dựa theo các giá trò dòng điện tải qua dây quấn và mật độ dòng điện,
chúng ta xác đònh được tiết diện dây , và đường kính dây trần.
Dựa theo tiết diện dây và đường kính dây có lớp men bọc, chúng ta sẽ xác
đònh được hệ số lắp đầy cửa sổ lỏi thép.

Tuy nhiên quan hệ (1.15) chỉ đúng cho các loại dây điện từ có đường kính

lớn hơn 0,2mm; với đường kính dây nhỏ hơn bề dầy lớp men giãm thấp
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
6
Trong quá trình tính toán ước lượng thi công, chúng ta có thể tính tỉ số
chênh lệch giửa tiết diện dây quấn trần và tiết diện dây quấn khi tính luôn lớp
cách điện theo quan hệ (1.16) sau đây. Quan hệ này hoàn toàn chính xác khi
dây quấn tiết diện tròn và lớp men bọc dầy 0,05mm đồng thời đường kính dây
quấn thay đổi trong phạm vi từ 0,25mm đến 1mm.

()
1,144,1
s
s
cđ
÷=
(1.16)
Trong đó;
s
cđ
, và s lần lượt là tiết diện dây quấn có tính lớp men bọc cách điện và
tiết diện dây trần. Ngoài ra chúng ta chú ý; khi đường kính dây có giá trò bé tỉ số
tiết diện chênh lệch có giá trò lớn.
Trong quá trình tính toán ước lượng sơ bộ, chúng ta có thể lập quan hệ sau
đây để loại bỏ ảnh hưởng chênh lệch giá trò giửa s và s
cđ
.

2
1
1

2
cđ1
cđ2
U
U
.
s
s
s
s
η=≅
(1.17)


Phối hợp các quan hệ vừa trình bày: (1.5); (1.6); (1.7); (1.10); (1.14); và
(1.16) ta có:
cs
cđ22cđ11
lđ
A
s.Ns.N
K
+
=
(1.18)

Trong đó đơn vò đo của các tiết diện tính theo [mm
2
]. Chọn giá trò K
lđ

= 0,46
chúng ta thành lập được hệ phương trình sau dùng xácđònh tiết diện dây quấn sơ
và thứ cấp (có tính luôn lớp men bọc cách điện).

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
=+
2
1
cđ1cđ2
cslđcđ22cđ11
U
U
ss
A.Ks.Ns.N
η
(1.19)

Giải hệ thống phương trình trên chúng ta suy ra : tiết diện dây quấn (có tính
đến bề dầy cách điện) của dây quấn sơ và thứ cấp; đường kính dây có cách
điện và đường kính dây trần.

CHÚ Ý:

Khi tính được các giá trò đường kính dây quấn, chúng ta phải chỉnh tròn
số các giá trò tính được theo đúng các kích thước sẵn có, qui đònh do các
nhà sản xuất.
Quá trình chỉnh này phải khéo léo để không làm gia tăng hệ số lấp đầy
(đưa đến thực trạng không bỏ lọt bộ dây vào cửa sổ lỏi thép); nhưng cũng
không được làm giảm quá thấp giá trò K
lđ
( tránh tình trạng làm giãm thấp
công suất biến áp , không tận dụng kích thước sẵn có của lỏi thép ) .

ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
7
BƯỚC 5 : Ước lượng công suất biểu kiến nhận được phía thứ cấp biến áp.
V
ới các kết quả tính được trong bước 4, dựa vào giá trò tiết diện dây trần
ở sơ và thứ cấp, giá trò mật độ dòng điện đã chọn, chúng ta tính dòng điện đònh
mức qua dây quấn khi mang đầy tải (tải đúng đònh mức).

11
s.JI =

212
s.JI
=
(1.20)

Căn cứ vào giá trò dòng điện tính được, chúng ta xác đònh công suất biểu
kiến cung cấp từ thứ cấp đến tải.

222
I.US
=
(1.21)

BƯỚC 6 : Tính toán số vòng dây quấn một lớp, số lớp của bộ dây quấn sơ và thứ cấp.

T
rong quá trình thi công, số vòng một lớp dây quấn và số lớp dây quấn
thực hiện được trên bộ dây; phụ thuộc vào các yếu tố sau
:

 Kích thước và vật liệu làm khuôn quấn dây .
 Bề dầy giấy cách điện lớp giữa các lớp dây quấn.
V
ới khuôn quấn dây, chúng ta có thể lựa chọn theo các phương án sau:

 PHƯƠNG ÁN DÙNG KHUÔN NHỰA ĐÚC SẴN :
C
húng ta có thể dùng khuôn nhựa đúc sẳn, khi kích thước khuôn tương
thích với kích thước lỏi thép. Chọn theo phương án này, không tốn thời gian làm
khuôn, nhưng phải thực hiện công tác chuẩn bò làm sạch các cạnh khuôn nhựa
trước khi quấn dây.
V
ì khả năng chòu nhiệt của khuôn nhựa không cao so với các loại vật liệu
các điện khác: bakelite, carton cách điện, giấy presspahn. đồng thời để tạo dễ
dàng trong quá trình chế tạo bề dầy của khuôn nhựa thường bằng hay lớn hơn
1mm; như vậy bề cao hiệu dụng dùng rãi dây quấn sẽ nhỏ hơn bề cao cửa sổ lỏi
thép làm giãm thấp số vòng dây quấn bố trí cho mỗi lớp.
Đ

iều cuối cùng cần quan tâm khi chọn lựa khuôn là chú ý đến bề dầy b
của lỏi thép. Giá trò bề dầy lỏi thép, xác đònh trong quá trình tính toán số vòng
dây, sẽ nhỏ hơn bề dầy lỏi thép biến áp thực tế. Sự kiện này xãy ra do ba vớ ở
các cạnh mỗi lá thép; làm tăng độ dầy của lõi thép trong quá trình lắp ghép
(công nghệ dập lá thép càng chính xác và tinh vi làm giãm thấp lớp ba vớ xuất
hiện trên các cạnh của lá thép).
Tóm lại trong quá trình thi công, trước khi thi công: chúng ta nên ghép toàn
bộ các lá thép vào khuôn nhựa để xác đònh khả năng chứa của khuôn. Nếu
khuôn quá rộng so với bề dầy lá thép, dễ sinh ra hiện tượng rung và tiếng ồn tần
số thấp khi biến áp vận hành. Ngược lại nếu khuôn quá hẹp, chúng ta không thể
ghép hết toàn bộ lá thép vào khuôn, như vậy số liệu tính toán sẽ sai lệch.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
8
Vò trí các cạnh cần
làm sạch trước khi
thi công quấn dây
Vò trí các cạnh
cần làm sạch
trước khi thi
công quấn dây
Các lá thép E của lỏi thép
ghép vào khuôn quấn dây
Phương pháp ghép lá thép
E vào khuôn quấn dây
HÌNH 1.3 : Khuôn nhựa dùng quấn dây và phương pháp ghép lỏi thép thử khuôn.
hHhd

HÌNH 1.4:
Bề cao hiệu dụng quấn dây.

Khi tính toán số vòng một lớp dây quấn, bề cao quấn dây xác đònh theo
kích thước đã trừ đi bề dầy của khuôn quấn (phần khuôn che phía trên 2 mặt của
bộ dây) . Gọi bề cao dùng quấn dây là bề cao hiệu dụng H
hd
, ta có:

)dâyquấnkhuôndầybề.(2hH
hd
−=
(1.22)

 PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG KHUÔN QUẤN DÂY BẰNG GIẤY CÁCH ĐIỆN :
Khi dùng giấy cách điện làm khuôn quấn dây biến áp, ta phải chọn giấy
cách có độ dầy khoãng 1mm (nếu khuôn 1 lớp) hoặc 0,5mm (khi thực hiện
khuôn có 2 lớp). Giấy cách điện làm khuôn phải cứng , có độ bền cơ học.
T
rong hình 1.3
chúng ta trình bày hình
dạng khuôn nhựa, các
vò trí cạnh cần làm sạch
trước khi thi công, cách
ghép thử lỏi thép vào
khuôn nhựa trước khi thi
công. Kích thước của
khuôn dùng quấn dây
được trình bày trong
hình 1.4.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
9
a'

h
b'
LÕI GỖ GIẤY CÁCH ĐIỆN DÙNG LÀM KHUÔN
h
a'
a'
b'
b'
a'
Phần giấy
được cắt bỏ
Đường gấp
c'
GIẤY CÁCH ĐIỆN DÙNG
LÀM KHUÔN
(Sau khi đã cắt bỏ các
diện tích không cần thiết)
PHƯƠNG PHÁP GẤP
GIẤY CÁCH ĐIỆN
BỌC QUANH LỎI GỖ
PHƯƠNG PHÁP LỒNG
TẤM CÁCH ĐIỆN
CHE CẠNH DÂY QUẤN
KHUÔN QUẤN DÂY LÀM
BẰNG GIẤY CÁCH ĐIỆN
THỰC HIỆN HOÀN CHỈNH
HÌNH 1.5 : Phương pháp thực hiện khuôn quấn dây bằng giấy cách điện.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
10

T
rong hình 1.5 trình bày trình tự thực hiện khuôn quấn dây làm bằng giấy
cách điện. Với phương pháp làm khuôn quấn dây bằng giấy cách điện; khi thực
hiện chúng ta cần chú ý đến các đặc điểm sau:

Lõi gỗ phải có kích thước quan hệ với kích thước lỏi thép như sau:
 Kích thước a’ lõi gỗ hơi lớn hơn kích thước a của lá thép khoãng 0,5 mm.
 Kích thước b’ lõi gỗ lớn hơn kích thước toàn bộ các lá thép E ghép sát lại;
kích thước này lớn hơn kích thước b dùng tính toán tiết diện lõi thép.
 Kích thước h của lõi gỗ bằng độ cao h của cửa sổ lõi thép.

Bề rộng của tấm giấy cách điện dùng làm “tai” của khuôn quấy dây
dùng che các cạnh dây quấn chống xây xát với lá thép trong quá trình lắp ghép
phải có bề rộng bằng với bề rộng c của cửa sổ lõi thép.


Phải dùng keo dán lớp giấy gấp mí của khuôn quấn dây. Lớp gấp mí
luôn nằm phía cánh a của lõi thép.


Dùng kéo dán đònh vò các tấm giấy cách điện (“tai “ của khuôn quấn)
vào khuôn quấn dây.


Sau khi thực hiện; chờ cho các lớp keo dán khô hẳn, cho lõi gỗ thoát
khỏi khuôn giấy và dùng lá thép E ướm kiểm tra lại điều kiện bỏ lọt lá thép E vào
khuôn quấn dây. Nếu cần thiết dùng kéo tỉa đònh hình những vò trí dư thừa. Sau khi
cho lá thép E vào khuôn kiểm tra độ cao của khuôn phải bằng hay hơi thấp hơn
bề cao h của cửa sổ lõi thép (xem hình 1.6).

HƯỚNG TÁC ĐỘNG THOÁT LÕI GỖ KHỎI
KHUÔN QUẤN DÂY

HÌNH 1.6
: Thoát lõi gỗ và ướm thử lá thép E vào khuôn quấn dây.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
11

D
ựa vào kích thước khuôn chúng ta xác đònh số vòng cho mỗi lớp dây
quấn và bề dầy tính toán cho bộ dây quấn.

Số vòng dây quấn cho một lớp dây quấn sơ cấp:

quấn
cđ1
hd
1
K.
d
H
lớp/SV =
(1.23)
Trong đó:
K
quấn
: là hệ số quấn phụ thuộc vào công nghệ quấn dây, giá trò này được
xác đònh trong phạm vi : K
quấn

= (0,95 đến 0,92 ).

Số vòng dây quấn cho một lớp dây quấn thứ cấp:

quấn
cđ2
hd
2
K.
d
H
lớp/SV =
(1.24)

Số lớp dây quấn sơ cấp :

lớp/SV
N
SL
1
1
1
=
(1.25)

Số lớp dây quấn thứ cấp :

lớp/SV
N
SL

2
2
2
=
(1.26)

Bề dầy cuộn dây quấn :

)ed.(SL)ed.(SLe
2cđcđ221cđcđ11
+
+
+
=
(1.27)
Trong đó:
e : bề dầy cuộn dây quấn, có tính luôn cách điện giữa các lớp dây quấn.
e
cđ1
: bề dầy giấy cách điện lớp giữa các lớp dây quấn sơ cấp.
e
cđ2
: bề dầy giấy cách điện lớp giữa các lớp dây quấn thứ cấp.

T
hông thường, với máy biến áp 1 pha công suất dưới 50VA, dây quấn sơ
cấp có thể quấn không cần cách điện lớp
, để tránh làm tăng bề dầy cuộn dây
do giấy cách điện lớp tạo ra. Chỉ cần cách điện lớp giữa dây quấn sơ cấp và thứ
cấp. Với công nghệ này, khi thi công cần rãi đều số vòng dây trên mỗi lớp trong

quá trình quấn dây; đồng thời phải tẩm cách điện thật kỹ. Với các biến áp có
công suất lớn hơn từ 100VA trở lên, chúng ta nên dùng cách điện giữa các lớp
trong mỗi cuộn dây; bề dầy cách điện lớp phụ thuộc vào khoãng điện áp chênh
lệch giữa hai lớp dây quấn. Nếu điện áp chênh lệch giữa hai lớp không quá 600V,
chúng ta có thể chọn giấy presspahhn độ dầy cách điện khoãng 0,1mm.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
12
Kiểm tra lại hệ số lấp đầy tính theo bề dầy choán chỗ của cuộn dây so
với bề rộng cửa sổ lõi thép.
Trong trường hợp này, nếu không để ý đến bề dầy của khuôn quấn dây,
chúng ta có hệ số lắp đầy cửa sổ lỏi thép tính theo bề dầy chóan chỗ của cuộn
dây quấn biến áp như sau:
c
e
K
lđcs
=
(1.28)

Giá trò cho phép của hệ số K
lđcs
= ( 0,75 ÷ 0,82 ). Nếu giá trò tính toán được
nhỏ hơn khoãng giá trò cho phép, chúng ta chưa tận dụng hết khả năng của lỏi
thép; ngược lại nếu giá trò tính toán được lớn hơn khoảng giá trò cho phép này,
cuộn dây có khả năng không bỏ lọt vào cửa sổ.

Đến giai đoạn này nếu các số liệu tính toán đã thỏa, chúng ta tiến hành
thực hiện sang phần thi công quấn dây biến áp (Thực tập sang bài 2).

1.4. BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC TẬP :

S
au quá trình, tiến hành đo đạc kích thước thực tế của lõi thép; và tính
toán chi tiết bộ dây quấn biến áp tại Phòng Thực tập; phần báo cáo kết quả thực
tập được thực hiện tại nhà, và nộp lại trong lần thực tập kế tiếp. Nội dung yêu
cầu báo báo gồm:

Bản tính toán chi tiết số liệu dây quấn ; cách trình bày tương tự như thí dụ
tính toán mẫu ( trong phụ lục 1) .
Ngoài ra sinh viên cần tính toán thêm các số liệu về khối lượng của từng
bộ dây quấn biến áp. (Phần tính toán xem phụ lục 2).


B
ản báo cáo thực tập, thực hiện theo từng cá nhân hay theo từng tổ
được qui đònh do Thầy hướng dẫn thực tập .
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
13






2.1. YÊU CẦU THỰC HIỆN :
 Sinh viên dựa trên số liệu tính toán được trong bài 1; thực hiện thi công bộ
dây quấn theo đúng các số liệu này.
 Sau khi quấn xong bộ dây, hoàn tất các công đoạn hàn các đoạn dây ra
cho bộ dây sơ và thứ cấp; giữ các đầu dây nối an toàn và chắn chắn.

 Lắp ghép hoàn chỉnh các lá thép vào bộ dây; ghép chặt các lá thép và
điều chỉnh nhỏ nhất khe hở không khí trong lỏi thép (giữa các lá thép E và I).
 Đo dòng điện không tải của máy biến áp và xác đònh giá trò phần trăm
dòng không tải ( I
o
%).

2.2.MỤC ĐÍCH : Bài thực tập 2 giúp sinh viên nắm vững các vấn đề sau:
 Phương pháp lắp ghép khuôn quấn dây và lõi gổ vào bàn quấn dây.
 Thực hiện các thao tác ra dây và giữ các đầu ra dây được chắn chắn.
 Dựa theo số liệu số vòng một lớp và số lớp để bố trí các đầu dây ra; thực
hiện chuẩn bò giấy cách điện lớp.
 Nắm vững các kỹ thuật hàn nối dây ra, dùng gen bọc cách điện bảo vệ
mối hàn; kỹ thuật lắp ghép các lá thép E, I và cuộn dây.
 Đo đạc kiểm tra biến áp sau khi thi công.

2.3.NỘI DUNG THỰC TẬP :

Q
uá trình thực tập tiến hành theo các bước như sau:

BƯỚC 1 : Lắp ráp lõi gỗ và khuôn quấn dây vào bàn quấn .


V
ới các biến áp có công suất nhỏ, đường kính dây quấn nhỏ hơn
0,5mm chúng ta có thể sử dụng các bàn quấn (hay tay quấn dây) có tỉ số truyền
động 1/10 hay 1/5. Tỉ số truyền động 1/10 tương ứng với một vòng quay tay bằng
10 vòng quay của trục quấn. Tỉ số biến tốc của trục quay tay so với trục quấn dây
càng chênh lệch xa, lực căng dây càng tăng , dây quấn càng sát; tuy nhiên với

đường kính dây quá nhỏ có khả năng làm đứt dây tại các thời điểm bắt đầu
quay, hay tại các thời điểm ngừng quay đột ngột.
Với các biến áp có đường kính dây quấn lớn hơn 0,5 mm, chúng ta nên
dùng bàn quấn dây có tỉ lệ 1/1. Tốc độ quay càng thấp càng dễ dàng điều chỉnh
đònh hước trong quá trình xếp dây quấn.

H
ình dạng của một bộ khuôn và lõi gổ sau khi được lắp trên tay quấn
trình bày trong hình 2.1.
BÀI 02
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
14
TAY QUẤN DÂY
BOULON VÀ
RONDELLE
GIỮ PHÍA TRONG
BOULON VÀ
RONDELLE
GIỮ PHÍA NGOÀI
MÁ CHẬN GIỮ THẲNG
HAI MẶT KHUÔN
QUẤN DÂY
KHUÔN QUẤN
DÂY

HÌNH 2.1
: Khuôn quấn dây sau khi được lắp ghép hoàn chỉnh trên trục của tay
quấn dây, sẵn sàng để thi công.

V

ò trí bắt đầu quấn dây được đònh vò sao cho:
 Cần của tay quay bàn quấn nằm ở vò trí thấp nhất .
 Các mép của khuôn quấn dây tại phía ra dây phải được đònh vò nằm phía
trên cùng (xem hình 2.2).

ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
15
BƯỚC 2 : Giữ các đầu dây ra trước khi bắt đầu quấn dây quấn sơ cấp .

T
hông thường để thuận lợi cho việc xếp dây quấn, chúng ta thường chọn
bộ dây có đường kính nhỏ bố trí bên trong, bộ dây có đường kính lớn hơn được
bố trí bên ngoài. Thực hiện theo phương pháp này chúng ta tránh gặp hiện tượng
làm căng mặt ngoài lớp men cách điện khi dây quấn đi qua các giao tuyến của
các mặt phẳng xếp dây; tránh được sự cố làm bong vỡ lớp men cách điện tại
các vò trí chuyển hướng trong quá trình chuyển mặt xếp dây quấn.

N
goài ra chúng ta cần chú ý đến vò trí các đầu ra dây của mỗi bộ dây
quấn; tạo tính mỹ thuật cho cuộn dây biến áp sau quá trình thi công. Hai đầu ra
của cùng một bộ dây nên bố trí ra một mặt và xếp cùng phía . Chúng ta cần
quan tâm giá trò chẳn lẻ của số lớp dây quấn của mỗi cuộn dây. Nếu số lớp có
giá trò lẻ, hai đầu dây ra thường có khuynh hướng nằm ở hai phía đối nhau, xem
hình 2.3, 2.4 .

Gen bọc
cách điện
đầu ra dây
Băng vải giữ
đầu ra dây

Các vòng dây
quấn đè lên
lớp băng vải
giữ đầu dây
Tấm băng keo gấp đôi
giữ đầu ra dây
Tấm băng keo thứ hai dán
đònh vò tấm băng keo thứ
nhứt giữ đầu dây
HÌNH 2.3: Phương pháp giữ các đầu ra, lúc bắt đầu quấn cuộn dây biến áp.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
16
Hướng rãi
dây quấn
(khi quấn
lớp thứ 1 )
Vò trí bắt đầu quấn
vòng dây đầu tiên
Vò trí bắt đầu quấn
vòng dây đầu tiên
Hướng rãi
dây quấn
(khi quấn
lớp thứ 2)
Vò trí bắt đầu quấn
vòng dây đầu tiên
Hướng rãi
dây quấn
(khi quấn
lớp thứ 3)

Vò trí ra đầu dây
trên vòng dây cuối cùng

HÌNH 2.4
: Vò trí các đầu ra dây khi số lớp của cuộn dây có giá trò lẻ. (Hai đầu dây
của cuộn dây nằm khác phía).

V
ới số lớp dây quấn có giá trò lẻ, muốn xếp các đầu dây ra của bộ dây
nằmg trên cùng một mặt và xếp cùng phía, ta có thể chọn và thi công theo một
trong hai phương án sau:

Chọn trước vò trí ra dây tương ứng cho đầu dây bắt đầu quấn để cả hai
đầy ra xếp cùng một phía (xem hình 2.5 và 2.6).
Thực hiện cách ra và quấn dây như vừa trình bày trong hình 2.3 và 2.4.
Sau khi hoàn tất quá trình quấn các bộ dây; khi hàn dây ra chúng ta hiệu chỉnh vò
trí cho các đầu ra của dây quấn.

Hướng rãi
dây quấn
(khi quấn
lớp thứ 1 )
Vò trí bắt đầu quấn
vòng dây đầu tiên
Hướng rãi
dây quấn
(khi quấn
lớp thứ 2)
Hướng rãi
dây quấn

(khi quấn
lớp thứ 3)
Vò trí ra đầu dây
trên vòng dây cuối cùng
Gen bọc cho
đầu ra dây

HÌNH 2.5
: Vò trí các đầu ra dây khi số lớp của cuộn dây có giá trò lẻ; sau khi hiệu
chỉnh vòng dây đầu tiên để các đầu ra dây xếp cùng phía.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
17
Băng keo giữ
vòng dây đầu tiên
Gen bọc
cách điện
đầu ra dây
Các tấm băng
keo giữ dây khác
Các tấm băng
keo giữ dây khác
Các vòng dây
quấn kế tiếp
đè giữ vòng
dây đầu tiên
Vò trí làm cộm lớp
dây quấn
HÌNH 2.6: Phương pháp quấn và giữ các đầu ra (lúc bắt đầu quấn cuộn dây biến
áp) theo phương pháp trình bày trong hình 2.5.

Với phương pháp ra đầu dây theo hình 2.5 và 2.6, dùng hiệu chỉnh hai đầu
ra của cuộn dây xếp cùng mặt và cùng phía (khi số lớp dây quấn lẻ); chúng ta
nhận thấy dây quấn sẽ bò cộm ở vò trí cạnh dây ra đầu tiên. Như vậy trong quá
trình quấn, chúng ta phải sử dụng thêm búa nhựa để gò ép sát dây quấn
trong
trường hợp đường kính dây quấn lớn hơn 0,7 mm.
Trong quá trình sử dụng búa nhựa , chúng ta phải tại lực gò theo phương
thẳng góc với mặt phẳng rãi dây quấn, với lực vừa đủ; khi gò phải dùng tay dằn
để giữ lực tại điểm tác động.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
18
BƯỚC 3 : Phương pháp lót giấy cách điện lớp giữa các lớp dây quấn.

S
au khi thực hiện đủ số vòng dây quấn một lớp, trước khi quấn tiếp lớp
thứ nhì, chúng ta cần lót giấy cách điện lớp . Công dụng của lớp giấy lót cách
điện lớp được trình bày như sau:

Tạo lớp đế phẳng để quấn lớp dây kế tiếp, tránh các hiện tượng đùa
dây quấn do lực căng của lớp thứ hai tác động lên các vòng dây quấn của lớp
đầu tiên (xem hình 2.7).

Với phương pháp lót cách điện lớp có gấp mí biên, vòng dây đầu của
lớp thứ nhì được đònh vò cố đònh và chống hiện tượng đùa chạy dây quấn. Tuy
nhiên, nhược điểm của công nghệ này làm tăng bề dầy cuộn dây ở hai phía mép
bìa. Muốn khắc phục tình trạng này, chúng ta phải:
¾ Dùng độ dầy của giấy cách điện lớp vừa đủ.
¾ Độ dầy gấp mí không quá dư.
¾ Đồng thời trong quá trình quấn dây chúng ta phải dùng búa
nhựa để đánh sát các vòng dây phía lớp giấy gấp mí.

ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
19
Thao tác dùng búa nhựa đònh hình nên thực hiện liên tục khi quấn được
một hay hai lớp; không nên sử dụng phương pháp đònh hình này khi đã hoàn tất
toàn bộ dây quấn ; vì lúc đó chúng ta cần tác dụng lực khá lớn dễ gây hư hỏng
lớp men cách điện của dây quấn (tại vò trí tác đụng lực). Điều chú ý khi dùng búa
nhựa đònh hình các mép cuộn dây; chúng ta nên sử dụng thêm một lớp gỗ thẳng
và dầy khi tác động lực. Thao tác này giúp cho dây quấn khi đònh hình vẫn giữ
hình dạng được thẳng; không bò biến dạng do chòu lực tác dụng cục bộ .

BƯỚC 4 : Phương pháp gút giữ đầu ra dây khi hoàn tất cuộn dây quấn.
K
hi thực hiện quấn còn khoãng mười vòng dây thì đúng giá trò yêu cầu ,
chúng ta dừng lại và bố trí băng vải (hay băng giấy cách điện) để giữ đầu ra

dây. Vò trí bố trí băng vải có thể thực hiện ở hai mặt: một ở phía mặt ra dây và
một ở phản diện của mặt ra dây , xem hình 2.7.
Sau đó, chúng ta tiếp tục quấn tiếp số vòng còn lại, các vòng dây quấn
cuối này được quấn đè lên băng vải hay băng giấy giữ đầu dây. Khi đến vòng
dây cuối cùng, chúng ta ướm đủ độ dài ra dây, dùng kềm cắt đứt đoạn dây quấn
tách rời khỏi rouleau dây để ra dây. Sau đó luồn qua đầu còn dư của phần băng
vải (hay băng giấy); kế tiếp rút sát băng vải (hay băng giấy) để giữ sát và chặt
đầu ra dây, xem hình vẽ 2.8.

Băng vải hay băng giấy
giữ đầu ra dây
Hướng rút băng vải
giữ đầu ra dây sát
và chặt

HÌNH 2.8:
Phương pháp dùng băng vải (hay băng giấy) rút giữ đầu ra dây.
ĐẠI-HỌC BÁCH KHOA – PHÒNG THÍ NGHIỆM MÁY ĐIỆN & THỰC TẬP ĐIỆN- Trang
20
BƯỚC 5 : Hoàn chỉnh các đầu ra dây trước khi ghép lỏi thép vào dây quấn.

Q
ui trình thao tác để quấn các bộ dây khác còn lại, thực hiện tương tự
theo từng bước đã trình bày như trên. Sau khi quấn xong các bộ dây, chúng ta
cần hàn các dây mềm nối các đầu dây ra trước khi lắp ghép các lá thép vào bộ
dây. Trình tự hàn các dây mềm vào các đầu ra dây (của các bộ dây quấn) tiến
hành theo các công đoạn như sau:

Cạo sạch lớp men bọc tại các đoạn dây ở đầu ra dây.
Xi chì các đầu ra dây.
Làm sạch lớp oxid đồng bàm trên đầu đoạn dây mềm cần hàn nối.
Nên dùng mã màu cho các dây nối để chúng ta có thể đánh dấu : cực
tính của các bộ dây; điện áp đònh mức. . .
Xoắn dây mềm theo hình xoắn ốc ôm quanh thân đoạn đầu nối cần hàn.
Hàn chì mối nối, để hơi nguội xỏ gen bọc ôm quanh mối hàn. Đoạn gen
phải phủ che dư hai đầu mối hàn và che kín mối hàn (xem hình 2.9).
Sắp xếp các đầu ra dây song song, dùng băng keo dán giữ chặt cố đònh
các đầu ra (xem hình 2.10).
Sau cùng dùng giấy cách điện bọc quanh phía ngoài cuộn dây quấn.

Vò trí đầu nối cần cạo sạch men,
xi chì trước khi hàn nối
Đoạn dây ra của đầu dây biến

áp (có bọc gen cách điện)
Điểm nối dây ra sau
khi đã xi và hàn chì
Gen cách điện
dùng che mối hàn
Dây mềm ra dây
Hướng đẩy
gen cách
điện che
bảo vệ mối
hàn nối
HÌNH 2.9: Gen cách điện che phủ mối hàn nối.