Bài giảng Công nghệ chế tạo thiết bị điện

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỆN
Chương 1. Đôi nét về ngành công nghệ chế tạo thiết bị điện .................................. 2
1. Các khái niệm cơ bản. ...................................................................................... 2
2. Đặc điểm của ngành chế tạo máy điện. ............................................................ 2
3. Các dạng sản xuất máy điện. ............................................................................ 3
4. Những loại hình dùng trong sản xuất máy điện. ............................................. 4
4. Phương pháp hoàn thiện công nghệ chế tạo máy điện .................................... 5
Chương 2. Công nghệ chế tạo máy điện quay ......................................................... 5
Bài 1. Công nghệ chế tạo mạch từ ........................................................................ 5
1. Đặc điểm của mạch từ máy điện quay. ........................................................ 5
2. Vật liệu chế tạo mạch từ. .............................................................................. 6
3. Tầm quan trọng của lựa chọn công nghệ ..................................................... 6
4. Yêu cầu đối với lõi từ. ................................................................................... 6
5. Các công đoạn chế tạo lõi từ ......................................................................... 7
6. Kiểm tra lõi từ ............................................................................................... 8
7. Ghép lõi thép vào máy điện .......................................................................... 8
Bài 2. Chế tạo dây quấn ........................................................................................ 9
1. Vai trò của dây quấn máy điện quay ........................................................... 9
2. Yêu cầu đối với cuộn dây .............................................................................. 9
3. Vật liệu chế tạo dây quấn ........................................................................... 10
Bài 3. Gia công cơ khí trong chế tạo .................................................................. 12
1. Gia công vỏ máy .......................................................................................... 12
2. Gia công nắp gối đỡ .................................................................................... 13
3. Gia công mặt chân đế.................................................................................. 14
4. Gia công trục quay rôto .............................................................................. 14
5. Chế tạo vành trượt, cổ góp. ........................................................................ 15
Bài 4: Lắp ráp và thử nghiệm máy điện quay ................................................... 15
1. Lắp ráp. ....................................................................................................... 15
2. Thử nghiệm máy điện quay ........................................................................ 16
Chương 3. Công nghệ chế tọa máy biến áp ........................................................... 17
Bài 1. Chế tạo mạch từ MBA ............................................................................. 17

0


1. Vai trò mạch từ trong MBA ....................................................................... 17
2. Yêu cầu đối với mạch từ ............................................................................. 17
3. Vật liệu chế tạo mạch từ ............................................................................. 18
4. Kết cấu mạch từ MBA ................................................................................ 19
Bài 2. Công nghệ chế tạo cuộn dây MBA .......................................................... 21
1.Giới thiệu về vật liệu cách điện và dẫn điện ............................................... 21
2. Vai trò của cuộn dây trong MBA ............................................................... 21
3. Yêu cầu đối với cuộn dây MBA .................................................................. 22
4. Vật liệu chế tạo cuộn dây ............................................................................ 22
5. Phân loại dây quấn về phương diện công nghệ ......................................... 23
6. Các công đoạn chế tạo cuộn dây MBA ....................................................... 24
Bài 3. Chế tạo vỏ MBA ....................................................................................... 24
1. Vai trò của vỏ MBA .................................................................................... 24
2. Yêu cầu đối với vỏ MBA ............................................................................. 24
3. Các công đoạn chế tạo vỏ MBA .................................................................. 25
4.1 MBA kiểu thùng vuông ............................................................................... 25
5. Các kiểu tản nhiệt ....................................................................................... 28
Bài 4. Lắp ráp MBA ........................................................................................... 29
1. Lắp ráp bước 1 ( lắp ráp ruột máy ) .......................................................... 29
2. Lắp ráp bước hai......................................................................................... 30
Bài 5. Quy trình thử nghiệm MBA .................................................................... 31
Chương 4. Nguyên nhân gây rung ồn máy điện và biện pháp hạn chế ................ 32
Bài 1. Nguyên nhân gây rung ồn máy điện quay ............................................... 32
và biện pháp hạn chế .......................................................................................... 32
1 Nguyên nhân gây ồn rung máy điện quay .................................................. 32
2. Các biện pháp hạn chế rung & ồn .............................................................. 33
Bài 2. Nguyên nhân gây rung ồn máy BA .......................................................... 34

và biện pháp hạn chế .......................................................................................... 34
1. Nguyên nhân gây rung ồn ........................................................................... 34
2. Các biện pháp hạn chế ................................................................................ 34

1


CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỆN

Chương 1. Đôi nét về ngành công nghệ chế tạo thiết bị
điện
1. Các khái niệm cơ bản.
- Quá trình sản xuất: là tất cả các hoạt động của con người, trang thiết bị, máy móc,
công nghệ năng lượng nhằm biến nguyên vật liệu ban đầu thành một sản phẩn đầu ra.
+ Quá trình sản xuất gồm:
 Quá trình sản xuất chính: trực tiếp sản xuất ra sản phẩn.
 Quá trình sản suất phụ: sản xuất các máy móc, phụ trợ cho sản xuất.
- Quá trình công nghệ: là 1 phần của qt sx, tác động của con người và máy móc làm
thay đổi kích thước, hình dạng, tính chất của chi tiết, sản phẩn nhằm thỏa mãn yêu cầu
công nghệ.
- Nguyên công công nghệ: là phần cơ bản của quá trình công nghệ bao gồm các thao
tác của người thợ và máy móc thiết bị tại một địa điểm vị trí làm việc.
Nguyên công nghệ được đặc trưng bởi 3 yếu tố:
• Hoàn thành
• Tính liên tục trên đối tượng sản xuất.
• Vị trí làm việc.
Nếu tháy đổi 1 trong 3 điều kiện trên thì chuyển sang một nguyên công khác.
- Bước công nghệ: là 1 phần nguyên công công nghệ được đặc trưng bởi sự thay đổi
dụng cụ và bề mặt gia công chi tiết.
- Bước công tác: là 1 phần của bước công nghệ đặc trưng bởi sử chuyển dịch của

máy móc so với bề mặt gia công chi tiết nhằm thay đổi tính chất hình dạng kích thước
của bề mặt chi tiết gia công.

2. Đặc điểm của ngành chế tạo máy điện.
a. tính đa dạng về nguyên vật liệu trong sản xuất:
- Vật liệu rắn
- Vật liệu lỏng
- Vật liệu điện (Al,Cu,Ag…)
- Vật liệu kết cấu ( gang, thép…)
- Vật liệu cách điện ( sơn, dầu, nhựa…)
- Vật liệu từ ( thép kĩ thuật, nam châm vĩnh cửu…)
2


b. Tính đa dạng về chi tiết trong đó có kích thước:
Chi tiết có thể có kích thước từ vài mm đến hàng chục mét tương ứng với các dải
công suất từ vài W đến hàng trăm MW.

c. Tính đa dạng về yêu cầu kỹ thuật:
- Máy móc sử dụng trên không, dưới đất, dưới nước
- Trong các ngành: y tế, quân sự, dân dụng

3. Các dạng sản xuất máy điện.
Chúng ta có thể phân ra 3 dạng sản xuất: sx khối, dãy và đơn chiếc. Có 2 phương
pháp làm việc: theo dây chuyền hoặc không theo dây chuyền.
Ký hiệu: C là số nguyên công công nghệ ( số C khác nhau trong 1 ch.kỳ lv ) và V là
số vị trí làm việc thực hiện trên trên các nguyên công công nghệ ( khác nhau ).
=

là hệ số kẹp giữa nguyên công công nghệ.

Dựa vào giá trị K để đưa ra các dạng sx máy điện.

a) Sản xuất khối ( Massive Prod – sx hàng loạt ): hệ thống này thường K=1
Đặc trưng của sản xuất khối là sản lượng các chi tiết cùng loại lớn được thực hiện
trong một thời gian dài, mặt khác có nhiều vị trí làm việc nhưng chỉ trong một lần gá
phôi.
Sản xuất khối cho khả năng chuyên môn hóa vị trí làm việc và bố trí trật tự của quá
trình công nghệ theo dạng đường.

b) Sản xuất dãy: là dạng sx theo từng loại sản phẩn tuân theo một tiêu chuẩn nào đó
( dãy là thuần túy nói đến số lượng, không phải theo gam máy với một thang công
suất nào đó ). Tùy theo số lượng chi tiết trong một loạt sản phẩn và hệ số kẹp k người
ta chia:
+ Lớn: 1 < < 10
+ Trung bình: 10 <
+ Bé: 20 <

< 20

< 40

c) Sản xuất đơn chiếc: là dạng sản xuất với số lượng chi tiết nhỏ và không đc sx lặp
lại, thường theo đơn đặt hàng với những yêu cầu đặc biệt hoặc sx thử.

3


4. Những loại hình dùng trong sản xuất máy điện.
a) Đúc

- Là loại hình công nghệ qua đó thu được sản phẩn có hình đạng kích thước được
thiết kế trước ( khuôn ).
- Trong máy điện khối lượng chi tiết đúc chiến 35-65% khối lượng máy.
- Ưu điểm: cho ra sản phẩn có hình dạng mà rèn, hàn, dập khó hoặc không làm đc.
- Đúc: gang, thép, nhôm, đồng, babit ( chịu ăn mòn )
 Đúc gang: vỏ, nắp hộp đấu dây
Ưu điểm: giá thành rẻ, tính đúc tốt, nhiệt độ nóng chảy thấp, độ cứng cao.
 Đúc thép: trục roto, ổ bi, gối đỡ.
Đặc điểm: giá thành đắt hơn gang, độ bền dẻo cao hơn
 Đúc nhôm: thường đúc vỏ máy có công suất bé, đúc thanh dẫn trong roto
lồng sóc của ĐC KĐB.
Đặc điểm: nhiệt độ nóng chảy thấp, mền dễ gia công
 Đúc đồng: đế chổi than, vành khuyên, cổ góp, trục đệm.
Đặc điểm: cứng chịu mài mòn, giá thành đắt, nhiệt độ nóng chảy cao hơn
nhôm.
 Đúc babit: bề mặt gối đỡ roto các máy phát thủy điện, cổ góp 1 chiều
Đặc điểm: cứng chịu mài mòn tốt, babit là hợp kim của thiếc.

b) Rèn: là loại hình công nghệ mà chi tiết bị biến dạng ở nhiệt độ cao và áp lực lớn.
Trong các máy lớn rèn và nhiệt luyện đc sd để làm tăng chất lượng chi tiết sau đúc

c) Dập, cắt, uốn
d) Hàn: có đặc điểm là tạo ra các mối liên kết không tháo đc
Hàn điện
Hàn hồ
quang

Hàn Tay

Hàn tiếp xúc

Hàn tự động

Dưới lớp trợ
dung

Trong ga
bảo vệ

Hàn điểm

Hàn nối

Một điểm
hai mặt

Hàn đường

Hai điểm
một mặt
4


e) Các loại hình gia công cơ khí
f) Các loại hình sơn ,phủ bảo vệ, bọc nhựa nhằm bảo vệ các chi tiết khỏi ôxi hóa
hoặc cách điện.
g) Nâng – Hạ, vận chuyển:
 Vận chuyể trong nhà máy
 Vận chuyển giữa các nhà máy
 Từ nhà máy → xí nghiệp ( nơi lắp đặt )

h) Kiểm tra giám sát sản phẩn
4. Phương pháp hoàn thiện công nghệ chế tạo máy điện
a, Giảm khối lượng gia công chi tiết
Sử dụng vật liệu mới có đặc tính kỹ thuật cao, ngày càng hoàn thiện quá trình công
nghệ với việc đổi mới kết cấu các chi tiết của máy. Nâng cao độ chính xác, giảm độ
nhám bề mặt chi tiết, giảm khối lượng lao động gia công chi tiết, hiện đại hóa trang
thiết bị công nghệ, cũng như thiết bị, tổ chức hợp lý hơn quy trình sx và lao động.

b, Tăng cường sử dụng máy công nghệ chuyên dụng thay cho các máy vạn
năng.
c, Tự động hóa quá trình sản xuất
d, Mền hóa các quy trình sản xuất
e, Phân loại các thiết bị điện về phương diện công nghệ

Chương 2. Công nghệ chế tạo máy điện quay
Bài 1. Công nghệ chế tạo mạch từ
1. Đặc điểm của mạch từ máy điện quay.
- Mạch từ dùng để dẫn từ nên trong quá trình gia công cần phải ít ảnh hưởng đến
tính dẫn từ của vật liệu.
- Giữa mạch từ phần quay ( roto ) và mạch từ tĩnh có khe hở. Khe hở phải đều vì vậy
cần có sự đồng tâm giữa hai phần.
- Dễ biến dạng trong quá trình lắp ghép và vận hành.

5


2. Vật liệu chế tạo mạch từ.
Về nguyên tắc: tất cả vật liệu dẫn từ đều có thể sử dụng song thường có hai loại
chính:

 Thép kỹ thuật điện ( KTĐ ) – Tôn silic
 Thép non – thép ít các-bon
+ Thép KTĐ dùng chế tạo mạch tữ dẫn từ thông xoay chiều : Stato máy điện ĐB,
máy điện KĐB, roto máy một chiều, roto máy KĐB,…
+ Thép non dùng chế tạo mạch dẫn từ thông một chiều : Roto máy đồng bộ, Stato
máy điện một chiều,…
 Độ dày của thép 0.3, 0.35, 0.5,… (mm)
 Tùy theo tần số từ trường biến thiên mà chọn độ dày của lá thép
 Tuy nhiên không phải lá thép càng mỏng càng tốt

3. Tầm quan trọng của lựa chọn công nghệ
- Công nghệ phù hợp cho phép tiết kiệm nguyên liệu, thời gian, nhân công.
- Sử dụng thiết bị hợp lý giảm chi phí đầu tư
- Phù hợp với hệ thống quản lý sẽ cho ra sản phẩn giá thành cạnh tranh
- Công nghệ cao cho phép đưa ra sản phẩn có sự khác biệt
- Chọn công nghệ phù hợp sẽ có lãi

4. Yêu cầu đối với lõi từ.
a) Hao phí công suất do từ trở
=
Trong đó:
Để

là từ trở;

.

từ trở suất; độ dài đường sức từ; tiết diện lõi từ

nhỏ:

 Chọn vật liệu từ trở suất
nhỏ
 Thiết kế máy có đường kính bé để giảm
 Thiết kế máy có phần tiết diện lõi từ lớn nhất có thể ( tăng

)

b) Hao phí do dòng Fucô nhỏ ( dòng điện xoáy )
Theo định luật Jun-Lenxo: Trên mỗi vòng dây kim loại sẽ xuất hiện suất điện động
và dòng cảm ứng → đó chính là dòng fucô, hao phí này được tính theo công thức:
∆ =

.

6


Do đó để hạn chế dòng fucô này người ta ghép lõi từ từ các tấm tôn mỏng có sơn
cách điện.
Ở nơi có tần số từ thông biến thên càng lớn thì độ dày của tấm tôm càng mỏng và
ngược lại.

c) Lõi từ phải chắc chắn, chịu được lực tác động. Lực tác động lên lõi từ thực chất
là lực tác đông giữa các vòng dây, giữa các cuộn dây với nhau ( do các vòng dây và
cuộn dây quấn quanh lõi từ ).
Lực tác động giữa các vòng dây: lực điện từ, lực điện động. Các lực này lớn nhất khi
máy khởi động, ngắn mạch, quá tải. Nên mạch từ phải được thiết kế và chế tạo để đủ
sức vượt qua những thời điểm đó.

5. Các công đoạn chế tạo lõi từ
a. Dập, cắt các lá thép theo hình dạng thiết kế
b. Tẩy bavia
 Bavia sinh ra trong công đoạn dập khi chày cối không sắc, làm ảnh hưởng
đến lõi từ
 Khi lắp ráp các lá tôn sẽ gây sai lệch lệch kích thước
 Làm hỏng cách điện giữa các lá tôn làm tăng dòng fucô
 Làm cho bề mặt của lõi từ phía khe hở không khí không đều
⇒ do đó phải tẩy bavia ( mài bavia )

c. Sơn cách điện giữa các lá tôn nhằm hạn chế dòng fucô, lớp sơn phải mỏng và
đều
Sơn cách điện gồm 2 cách:
 Sản xuất sản phẩn sau đó tiến hành sơn
 Mua tôn đã sơn rồi mới tiến hành dập cắt ( áp dụng cho máy bé )
Nếu sơn 1 mặt thì mặt có bavia ở phía trục thép
Nếu sơn hai mặt thì độ bavia rất nhỏ
- Chiều dày sơn phụ thuộc vào hai yếu tố: Lực ép khi sơn; Độ nhớt của sơn
- Sấy khô ở t℃ 500℃ sẽ có quá trình nhựa hóa do đó cần ép lại với nhau.

d. Ủ các lá tôn
 Lá tôn rất nhạy cảm với các tác động cơ học, khi bị tác động thì từ trở suất lá
tôn tăng lên ( tôn bị biến tính )
 Sau khi dập, mài bavia thì lá tôn bị biến tính
⇒ Phải đưa vào lò ủ từ 700-800℃ trong vài giờ để cải thiện độ bền.

7


Công đoạn ủ: - Cho tôn vào thùng kín

- Nung đến 750℃ rồi cán nóng, đến 800℃ thì cán nguội
- Tốc độ hạ nhiệt 50-100℃/1h
Nhược điểm: giám đoạn quá trình công nghệ (4-8h), tốn một lượng nhiệt lớn
( Với các máy bé có thể bỏ qua quá trình ủ )

e. Lắp ráp các lá tôn với nhau thành lõi hoàn chỉnh, các lá tôn có thể ghép với
nhau bằng đinh tán, ốc vít,…
6. Kiểm tra lõi từ
 Sau khi lắp ráp lõi từ đc kiểm tra bằng cách:
+ Cân định lượng
+ Đo kích thước
+ Kết hợp cả hai
 Đo kích thước lõi từ và so sánh với kích thước trong bản thiết kế
 Nếu kích thước lõi từ lớn hơn thiết kế → gây khó khăn khi lắp ráp với các bộ
phận khác thận chí không lắp được nếu lõi từ lớn hơn thiết kế.
 Nếu kích thước lõi từ bé hơn thiết kế → mật độ từ trường trong lõi từ sẽ lớn
hơn thiết kế.
 Khi >
thì máy điện sẽ làm việc tại điểm nằm sâu trong vùng bão hòa từ.
Khi đó → hao phí trong lõi từ tăng mạnh → hiệu suất máy giảm.
 Cân định lượng
 Nếu khối lượng lõi từ nhỏ hơn thiết kế → số lượng các lá thép nhỏ hơn
thiết kế → mật độ từ trường trong lõi sẽ lớn hơn thiết kế.
 Khi máy làm việc → hao phí tăng → giảm
 Nếu khối lượng lõi từ lớn hơn thiết kế → số lượng các lá thép nhiều hơn
thiết kế.
 Nếu kích thước = Kích thước thiết kế thì chứng tỏ lực ép lõi từ sau khi
ghép các lá thép lớn hơn mà lá tôn thì rất nhạy cảm với lực cơ học → chất
lượng lá thép kém đi.

7. Ghép lõi thép vào máy điện
 Trên các lá tôn sau khi dập đều có một ký hiệu đánh dấu mặt trên dưới hay trái
phải để ta ghép các lá tôn với nhau
 Các lá tôn có thể được ghép bằng tay hoặc bằng máy trên các giá cố định hay
giá xoay.
Ghép lá thép Stato gồm 5 bước: Làm sạch; Xếp lá tôn vào gá; Ép chặt; Ép gông giữ;
Hàn gông giữ và vành ép. Với các máy công suất lớn, lá tôn không được xếp và ép
ngay trong vỏ máy.

8


Bài 2. Chế tạo dây quấn
1. Vai trò của dây quấn máy điện quay
 Cuộn dây phần cảm: sinh ra từ trường
 Cuộn dây phần ứng: cảm ứng từ trường sinh ra sđđ cảm ứng.

2. Yêu cầu đối với cuộn dây
 Quấn đủ số vòng → sinh ra từ trường đủ lớn ( đối với cuộn phần cảm ) và cảm
ứng từ trong từ trường sinh ra sđđ đủ lớn ( với cuộn phần ứng ).
=
ế
<
→ ∅<∅
( TK-Thiết kế ) Với ∅ = . ; ~ → ∅~
 Với cuộn dây phần ứng:
∅
ớ =
∑ =
2.

: suất điện động trên mỗi vòng dây; 2 số vòng dây của cuộn dây;
~ 2 do đó nếu 2 < 2TK thì ∑ = 2TK
 Đảm bảo cho cường độ dòng điện đủ lớn như thiết kế đi qua mà cuộn dây
không bị quá nhiệt khi máy hoạt động liên tục trong thời gian dài.
 Quá nhiệt: Nhiệt độ quy định bởi cách điện do cách điện bọc dây dẫn → khi
dây nóng lên kéo theo cách điện nóng lên → già hóa cách điện → độ cách điện
giảm → thủng cách điện → hỏng máy.

Các cấp chịu nhiệt của cách điện ( thường gặp F )
Cấp
Y
A
F
B
F
H
90
105
115
130
155
180
T℃
 Khi nhiệt độ làm việc của máy lớn hơn nhiệt độ của cách điện từ 8-10℃ thì độ
bền cách điện sẽ giảm 2 lần.
 Đảm bảo cho cuộn dây không bị quá nhiệt thì tiết diện dây dẫn phải đủ lớn.
 Cuộn dây có độ bền , chắc chắn , chịu được tác động cơ học:
Tác động cơ học : + Lực điện động
+ Lực điện từ
+ Lực điện động : giữa các vòng dây trên cùng lõi từ

+ Lực điện từ : giữa các vòng dây trên các lõi từ khác
 Các lực này đặc biệt lớn khi máy điện: Khỏi động, hãm ngược, ngắn mạch, quá
tải → cuộn dây phải được thiết kế với độ bền cao để máy vượt qua được các
trạng thái này mà cuộn dây không bị biến dạng.
 Khi cuộn dây méo mó biến dạng sẽ kéo theo lớp cách điện bị rạn nứt là giảm
độ tin cậy trong vận hành.
⇒ Đảm bảo hoạt động tin cậy trong vòng đời của máy -> phụ thuộc nhiều vào
độ tin cậy của các thiết bị cấu thành máy.

9


3. Vật liệu chế tạo dây quấn
+ Dây đồng: được sử dụng để chế tạo cuộn dây phần cảm và phần ứng ở đa số
máy điện quay
+ Dây nhôm : (thực chất là thanh nhôm) được sử dụng ở roto lồng sóc động cơ
không đồng bộ.
 Nguyên nhân là do
 Dây đồng : dẫn điện tốt độ bền cơ học cao hơn so với dây nhôm → khi
được sử dụng làm cuộn dây sẽ giảm hao phí và kích thước máy.
 Dây nhôm: được sử dụng để đúc các thanh dẫn làm mạch điện ở roto
lồng sóc động cơ không đồng bộ nhằm có được dòng khởi động lớn và
giảm khối lượng roto.
 Dây đồng có 2 loại ( phân loại theo hình dạng và tiết diện) là: Tiết diện tròn
và hình chữ nhật:
+ Dây tròn có tiết diện bé nên mềm và chỉ dẫn được dòng bé do đó dây
tròn được sử dụng trong chế tạo các máy công suất nhỏ và siêu nhỏ , dây tròn
mềm nên dễ uốn nắn định hình cuộn dây tuy nhiên do dây mềm nên cuộn dây
kém độ bền chắc chịu lực tác động kém. Dây dẫn tròn được đặt trong các
rãnh kín hoặc nửa kín.

+ Dây có tiết diện hình chữ nhật do có tiết diện lớn → cứng và dẫn được
dòng lớn thường được sử dụng trong chế tạo các máy có công suất lớn và
vừa. Cũng do dây cứng chịu được lực tác động lớn → được dùng trong các
máy có chế độ làm việc thường xuyên thay đổi. Dây dẫn hình chữ nhật được
đặt trong các rãnh hở hoặc nửa hở.
 Đồng cứng (MT):
- Có đặc tính độ bền cao khi kéo và độ giãn dài nhỏ.
- Có tính cứng và tính đàn hồi khi uốn
- Ứng dụng: thường sản xuất làm dây tiếp xúc.
 Đồng mềm (MM):
- Có đặc tính tương đối dẻo.
- Độ cứng nhỏ và độ bền không cao.
- Độ dãn dài khi đứt rất lớn.
- Điện dẫn suất cao.
- Ứng dụng: thường dùng để sản xuất cáp, dây dẫn, dây quấn máy điện.
 Dây Nhôm (Al):
- Nhôm có điện trở suất nhỏ, điện dẫn suất cao, trọng lượng riêng nhỏ:
p = 0,02941 (Ωmm2/m), = 34 (m/Ωmm2), D = 2.7kg/dm3.
- Mềm, dễ dát mỏng và gia công.
- Có hệ số giãn nở dài, nhiệt dung riêng và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn đồng.
- Ngày nay, một số công ty đang tiến hành dùng nhôm làm vật liệu quấn
MBA để thay thế đồng.
 Đối với rãnh kín : phải đưa dây dẫn dọc trục (do ko thể đưa từ trên
xuống.
10


 Ảnh hưửng của miệng rãnh lên từ trường trong khe hở không khí
 Miệng rãnh càng lớn → ảnh hưởng càng xấu từ trong khe hở không khí
xuất hiện nhiều các dao động cao tần.

 Hệ số sử dụng tiết diện rãnh của dây hình chữ nhật lớn hơn dây tròn.


=
Với

ã

là tổng tiết diện đồng trong rãnh và

ã

tiết diện rãnh.

Giả sử ta có 2 rãnh tiết diện như nhau:
- Rãnh kín là loại rãnh không có miệng rãnh hoặc miệng rãnh rất nhỏ (không dùng để
đưa đây qua miệng rãnh. Loại rãnh này dùng cho rôto ngắn mạch (đúc nhôm) hoặc
dây quấn kiểu thanh dẫn. Dạng rãnh có thề là hình chữ nhật, ôvan hoặc quả lê. Các
thanh dẫn dược đưa vào từ hai đầu.
- Rãnh nửa kín có miệng rãnh đủ rộng để có thể cho dây dẫn tròn có đường kính nhỏ
hơn 2,1mm qua miệng rãnh. Dạng rãnh có hình quả lê, ôvan hoệc hình thang. Loại
rãnh này thường đùng cho các động cơ cộng suất dưới 100kW, các máy phát điện
công suất đến 700kW, điện áp làm việc đến 660V hoặc phần ứng máy một chiều công
suất dưới 15kW.
- Rãnh nửa hở dành cho dây quấn kiểu phẩn tử cứng, trong mỗi lớp đặt thành hai dãy.
Loại rãnh này dùng cho các máy điện công suất 100-400kW, điện áp đến 660V.
- Rãnh hở được dùng cho các động cơ một chiều công suất lớn ( >200kW ), rôto của
máy KĐB công suất từ 15-100kW, dây quấn stato của máy điện xoay chiều công suất
lớn hơn 400kW, các máy phát tua-bin hơi về tua-bin nước, các máy có điện áp cao
hoặc có yêu cầu đặc biệt về độ tin cậy ( như động cơ chống nổ). Để giữ dây quấn

trong các rãnh này người ta dùng nêm, đai kim loại hoặc đai sợi thủy tinh.
 Nhận xét : Tổng tiết diện phần lõi Cu của dây dẫn tròn bé hơn tổng tiết diện lõi
đồng của dây hình chữ nhật. Do đó nếu cùng 1 tiết diện rãnh thì dùng dây hình
chữ nhật sẽ cho phép dẫn dòng cường độ lớn hơn → công suất máy lớn hơn.
 Để dẫn dòng điện cường độ lớn phải dùng dây dẫn tiết diện lớn hơn , để tản
nhiệt cho cuộn dây người ta chế tạo dây dẫn có ruột rỗng để dẫn nước vào tản
nhiệt.
 Khi một dây dẫn không khả thi để dẫn dòng điện lớn phải dùng nhiều dây dẫn
song song. Tuy nhiên khi sử dụng nhiều dây dẫn thì phải thực hiện việc đảo vị
trí.
 Các dây dẫn phần từ này nhằm tạo sự đồng nhất về điện dọc theo dây dẫn.
 Đối với các máy công suất lớn dây dẫn có tiết diện lớn không thể uốn thành
vòng dây hoặc không thể đặt vào rãnh vòng dây liên tục được người ta phải
ghép các vòng dây từ 2 nửa vòng dây nhôm được đúc trên lõi từ roto động cơ
không đồng bộ thành dạng các thanh dẫn.
 Công nghệ đúc nhôm phải giải quyết được bài toán chất lượng thanh nhôm và
sự đồng đều ở các thanh.
11


 Trong các thanh nhôm phải không chứa bọt khí mật độ đều để roto không bị
mất cân đối gây ra lực li tâm lệch nhau làm roto rung lắc khi quay ở tốc độ cao
( Roto lồng sóc ).

Bài 3. Gia công cơ khí trong chế tạo
 Các yêu cầu kỹ thuật cơ bản - Yêu cầu :
+ Đảm bảo sự phù hợp tốt giữa mạch điện và mạch từ. Ống không đều → lực
từ không đều → giảm hay giảm.
+ Đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu của gia công cơ khí. Hạn chế tối thiểu
ảnh hưởng của quá trình gia công tới mạch từ và mạch điện.

1. Gia công vỏ máy
+ Thân (hay vỏ) là chi tiết cơ sở trên đó lắp ráp tất cả các chi tiết hoặc cụm chi tiết
của máy điện.
 Yêu cầu chung: đảm bảo độ cứng vững cao nhất có thể, có bề mặt làm mát lớn.
 Vỏ máy điện quay thường được đúc từ gang thép hoặc nhôm, sau khi đúc cần
phải gia công để đạt được độ chính xác cao khi lắp thêm các bộ phận khác của
máy trong đó có: lõi từ stato, nắp máy. Vị trí của lõi từ stato và nắp máy quan
trọng trong việc xác định kích thước hình dạng khe hở không khí.
 Thân máy thường có hai loại (theo phương pháp làm mát)
- Thân máy kiểu kín, áp dụng cho động cơ không đồng bộ công suất đến
100kW. Làm mát bằng thổi gió ngoài, thân máy loại này thương có cánh tản
nhiệt bố trí dọc hoặc vuông góc với thân.
- Thân máy kiểu bảo vệ, do làm mát theo kiểu thổi gió trong nên mặt ngoài
không cần cánh tản nhiệt mà để nhẵn phẳng, giữa stato và vỏ phải tạo ra
những rãnh thong gió dọc trục.
 Cụ thể : + Gia công mặt trong của vỏ
+ Gia công các lỗ để lắp nắp máy.
Mặt trong của vỏ phải có dạng mặt trục có trục song song với mặt chân đế các lỗ để
lắp nắp máy bằng bulong ốc vít phải đối xứng nhau qua trục roto.

12


2. Gia công nắp gối đỡ
 Trong các máy điện quay công suất bé và vừa nắp máy thường bao gồm cả
gối đỡ trục: nắp máy và thân được nối cứng vào nhau thông qua gờ lắp ráp và
các bulong.
 Đối với máy điện quay công suất lớn thì 2 phần này phải tách rời nhau.
 Nắp là một trong những chi tiết quan trọng của máy điện, nó xác định vị trí

của roto trong stato, do đó xác định hình dạng và kích thước khe hở không
khí, độ lệch trục ra khỏi vị trí bình thường và lắp ráp ổ bi.
 Nắp thường được đúc từ gang, hợp kim nhôm, (hàn từ thép- ít dung và
khó gia công).
 Gia công nắp máy bao gồm gối đỡ quan trọng nhất là gia công mặt trong
gối đỡ và các lỗ để lắp ráp máy vào vỏ.
 Do các bề mặt này có ảnh hưởng lớn tới hình dạng khe hở không khí.
 Theo yêu cầu về độ đồng trục của hai mặt buồng ổ và gờ lắp thân, hai
mặt này cần phải được gia công trên một lần gá.
 Gia công nắp đảm bảo các tham số:
 Kích thước và hình dạng buồng ổ bi: Doa lại buồng ổ bi, độ
nhám đạt 2,5ụm ( máy mới <1,25
), độ chính xác cấp 8. Sau
đó nghiền về mặt trong bằng thiết bị nghiền đũa.
 Kích thước và hình dạng gờ lắp thân: cần phải có đầu dao tùy
động để tiện tinh và nghiền lại mặt trong.
 Đảm bảo độ đồng trục giữa gờ lắp thân và ổ bi: cũng cần phải có
đầu dao tùy động để tiện tinh.
 Đối với nắp nhôm, để đảm bảo độ cứng sử dụng ống lót bằng
thép.
 Lý do : đối với các máy nhỏ và vừa trọng lượng của roto nằm
trong giới hạn cho phép của vật liệu chế tạo nắp máy.
 Khi chế tạo kiểu kết hợp dao động của roto sẽ là kiểu kết hợp,
dao động của roto sẽ là tổng hợp của cả dao động của thân máy
và nắp máy → biên độ có thể lớn.
 Tuy nhiên kiểu nắp máy kết hợp gối trục làm đơn giản hóa thiết
kế máy→ phù hợp với sản xuất số lượng lớn với kiểu nắp máy và
gối đỡ riêng biệt làm phức tạp hơn kết cấu nhưng bù lại có thể hạ
thấp trọng tâm của roto → tăng độ ổn định và bền vững .
 Gối đỡ: bạc, babit, đồng.

- Với máy P lớn → thường làm ổ đỡ. Sử dụng ô bàn: độ bền cao, giảm tiếng ồn,
tải trọng lớn ( thường dùng ở nhà máy thủy điện).
Gồm 2 nửa: ghép lại với nhau để gia công lỗ bên.
- Với máy trọng lượng lớn :
→ Biện pháp :nâng trục
→ Toàn bộ máy được nâng lên để tạo mang dầu đều , nếu không sẽ cháy máy.

13


3. Gia công mặt chân đế
 Mặt chân đế có vai trò giữ cho máy nằm ở vị trí ngang và tạo mối liên kết với
nền lắp máy.
 Do đó yêu cầu đối với mặt chân đế là phải phẳng. Mặt chân đế có thể dùng
để làm mặt chuẩn để từ đó gia công các bề mặt khác của vỏ máy nên bản
thân nó phải được gia công để đặt được chính xác sau đúc.

4. Gia công trục quay rôto
 Trục của máy điện là một chi tiết quay, mang trên nó toàn bộ trọng lượng của
rôto, nên phải đảm bảo về độ bền cơ học sau khi đúc.
 Trục thường được chế tạo từ thép cacbon, máy công suất nhỏ thông
thường dung các loại thép cán tròn, thép cán định hình bậc và thép cán
xoắn phân đoạn. Trục máy không cần qua nhiệt luyện.
 Trục quay được rèn để tăng độ bền và được cân trục cũng như xử lí bề
mặt (nhưng có khối lượng lớn nên khi động cơ quay ở tốc độ cao,
moment ly tâm vẫn đạt giá trị lớn → phải cân trục)
 Bề mặt trục quay roto phải là hình trụ tuy rằng tiết diện của các vị trí
khác nhau dọc trục có thể khác nhau ( thông thường là khác nhau).
 Các bề mặt tại vị trí khác nhau phải đồng trục và trục đối xứng của trục
roto chính là trục đối xứng của mặt ngoài roto và mặt trong của lõi từ

stato cũng như mặt trong của vỏ máy.
 Yêu cầu:
 đảm bảo cấp chích xác
 độ võng của trục phụ thuộc vào giới hạn cho phép
 đảm bảo mối ghép giữa trục và roto để có thể truyền được momen xoắn
 khi tính toán thiết kế phải quân tâm đến độ di trục, độ giãn dài
 vật liệu cứng.
 Quá trình công nghệ gia công đối với mỗi trục theo các bước: Xén mặt mút
(phay) - khoan lỗ tâm - tiện ngoài các bậc theo bản vẽ - lăn hoa hoặc phay
rãnh then - mài các đoạn trục chỗ lắp ổ bi.
 Cụ thể:
+ Gia công mặt mút sử dụng máy phay - khoan tâm 2 mặt bán tự động.
Lưu ý mũi khoan tâm liên hợp rất nhạy cảm với quá tải.
+ Tiện: Bằng máy tiện, bằng cách cặp một đầu, còn một đầu chống tâm,
sau đó đảo đầu để tiện đầu còn lại.
+ Phay rãnh then bằng dao phay đĩa hoặc dao phay có chuôi.
+ Mài trên các máy mài thong thường hoặc trên các máy mài vô tâm
(kiểu mài cắt).
 Cường độ lực tác động lên các phần của trục không đều nhau
 Ở nơi kích thước hướng kính trục bé nhất yếu nhất hiện nay có thể gặp kiểu
truyền moment từ roto qua trục quay bằng cách sử dụng ma sát do độ nhám
bề mặt trục roto.
14


 Trong trường hợp trục roto sau khi rèn không cân khối lượng có thể giảm
khối lượng ở phần dư bằn cách khoan lấy đi phần khối lượng chênh lệch.

5. Chế tạo vành trượt, cổ góp.
 Chế tạo vành trượt

- Ví dụ: + động cơ không đồng roto dây quấn
+ Máy điện đồng bộ
+ Động cơ xoay chiều có vành góp
+ Chế tạo bằng đồng hợp kim.

Bài 4: Lắp ráp và thử nghiệm máy điện quay
1. Lắp ráp.
- Máy điện được chế tạo rời từng chi tiết, sau đó lắp ráp lại với nhau để hoàn thành
một máy hoặc tổ máy. Lắp ráp, hiệu chỉnh, kiểm tra là một khâu công nghệ quan trọng
vì chất lượng của nó quyết định chất lượng và thời gian phục vụ của máy điện.
- Lắp ráp không tốt máy hỏng rất nhanh đo một chi tiết hoặc một số chi tiết bị phá
hủy.
- Ví dụ máy lớn chạy bạc (ỗ trượt), ổ bạc có thể bị hỏng sau vài giờ làm việc, và phát
hiện không kịp thời có thể gây sai cốt giữa stato và roto, làm hỏng dây quấn.
- Trong công đoạn lắp ráp lõi từ stato vào vỏ máy có thể sử dụng các phương pháo
khác nhau như :
+ Hàn trực tiếp
+ Dùng bulong ốc vít
 Phương pháp hàn trực tiếp có hạn chế là làm ngắn mạch các lá thép và là thép
không thể tháo ra được. Nhưng có ưu điểm là nhanh đơn giản thích hợp để tự
động hóa trong các dây chuyền sản xuất dãy và khối (sản xuất hàng loạt).
 Phương pháp dùng bulong, ốc vít có ưu điểm là không làm ngắn mạch các lá
thép có thể tháo ra sửa chữa nhưng khó tự động hóa → thích hợp cho sản xuất
các máy công suất lớn (sản xuất số lượng ít nhỏ lẻ).
 Việc lắp ráp phải đảm bảo qui định:
+ Đóng gõ bằng búa phải có đệm, tránh tạo vết trên chi tiết, gõ đều theo
vòng tròn.
+ Gờ nắp và thân phải đều, không được lệch để tránh biến dạng.
+ Kiểm tra tình trạng làm việc của vòng bi hoặc bạc.
+ Đầu trục mang tải nằm đúng phía quy định.

+ Tất cả các đầu dây ra trên bảng cực phải đúng quy định và đúng với chữ
hoặc chỉ số đã đánh dấu.

15


2. Thử nghiệm máy điện quay
 Thử nghiệm máy điện quay có 2 loại:
+ Thử nghiệm nghiên cứu
+ Thử nghiệm xuất xưởng

A) Thử nghiệm nghiên cứu
 Là thử nghiệm được tiến hành trên mẫu máy mới khi có sự thay đổi về thiết kế
cấu trúc ứng dụng vật liệu mới công nghệ sản xuất chế tạo mới làm thay đổi
đặc tính của máy.
 Việc thử nghiệm nghiên cứu đôi khi chỉ quan tâm đến một số đặc tính nhất
định, dùng để đánh giá và so sánh với các tiêu chuẩn đề ra.

B) Thử nghiệm xuất xưởng :
 Được thực hiện đối với máy điên trước khi đến tay khách hàng
 Thử nghiệm được tiến hành để đánh giá chất lượng động cơ ở mọi tiêu chí
 Thử nghiệm xuất xưởng bao gồm:
 Sau khi chế tạo các bối dây: Kiểm tra số vòng dây, kiểm tra và thử
nghiệm cách điện vòng dây.
 Trong quá trình đặt dây vào rãnh: Kiểm tra cách điện giữa các bối dây
với vỏ, kiểm tra chập vòng do quá trình lồng dây.
 Sau khi đấu và đai dây quấn: Kiểm tra cách điện giữa các pha, giữa các
pha với vỏ, kiểm tra đấu dây đúng chưa.
 Kiểm tra độ bền điện
 Kiểm tra độ bền cơ học khi quá tải

 Điện trở cách điện được đo bằng cách sử dụng Megomet cơ điện hoặc
điện tử hoặc dùng Vôn kế và Ampe kế sau đó tính toán

=

 Lưu ý khi đo điện trở cách điện của một cuộn dây pha và vỏ thì các cuộn
dây pha khác được nối ngắn mạch với vỏ.
 Đo thử nghiệm độ bền điện:
 Mục đích: Xác định độ bền của động cơ khi làm việc ở điện thế cao =>
kiểm tra độ bền cách điện.
 Đo độ bền cách điện có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của máy.
 Điện áp được tăng dần từ 0-50% điện áp h. Sau đó, mỗi mức tăng điện
áp là 5% ( 50-55-60-65) ở mỗi mức, thì độ bền cuộn dây trong 10s.
 Tăng dần điện áp cho đến 100% điện áp thì tại
ử duy trì trạng thái
đó trong 1 phút.
 Sau đó điện áp được phóng vào 1 quả cầu đặc nên trong quá trình thử
không xảy ra thủng cách điện thì cuộn dây đạt chất lượng

16


Chương 3. Công nghệ chế tạo máy biến áp
Bài 1. Chế tạo mạch từ MBA
1. Vai trò mạch từ trong MBA
Trong cấu tạo MBA, mạch từ đóng một nhiệm vụ quan trọng. Công dụng của mạch
từ đối với MBA gồm 2 công dụng chính:
+ Dẫn từ.
+ Đóng vai trò khung làm chỗ dựa cho các cuộn dây (sơ cấp và thứ cấp).
Do đó mà mạch từ cần phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật tương ứng là:

+ Dẫn từ tốt.
+ Có tổn hao do dòng điện xoáy nhỏ nhất.
+ Kết cấu chắc chắn, đảm bảo khi nâng hạ, vận chuyển mà không làm xê
dịch vị trí các cuộn dây.

2. Yêu cầu đối với mạch từ
 Mạch từ có chất lượng cao được đánh giá dựa trên sự thỏa mãn các yêu cầu về
 Hao phí công suất trên mạch từ
 Độ chắc chắn về mặt kết cấu chịu được lực tác động cơ học

 Hao phí công suất trên mạch từ có 2 loại:
 Hao phí do bản chất vật liệu sắt từ dùng để chế tạo mạch từ
 Hao phí do công nghệ chế tạo và do thiết kế
 Hao phí do bản chất vật liệu sắt từ được tính theo công thức:
∆

= ∅ .

= . ; ∅ từ thông

Trong đó:

⇒ Do vậy để hạn chế hao phí trong mạch từ chỉ có thể thực hiện được ở khâu
thiết kế mạch từ, lựa chọn vật liệu.
 Hao phí do thiết kế chế tạo liên quan tới hao phí tại các khe hởi không khí và
hao phí do dòng Fucô.
 Hao phí tại các khe hở không khí được tính theo công thức:
∆ , =∅ . ,
Trong đó:
là từ trở khe hở không khí

,
,

=

,

.

17


 Hao phí do dòng Fucô < dòng điện xoáy do từ trường biển thiên cảm
ứng gây nên.
 Để hạn chế hao phí do khe hở không khí
 Để hạn chế hao phi do dòng Fucô mạch từ được ghép bằng các
là thép kỹ thuật điện có sơn cách điện và ép chặt

3. Vật liệu chế tạo mạch từ
3.1. Vật liệu chế tạo mạch từ là thép từ kỹ thuật điện, là kim loại đa tinh thể do
nhiều tinh thể dạng khối tạo thành (cán nguội không đẳng hướng).
 Cán nguội thay cho cán nóng, cho phép nâng từ cảm trong mạch lên từ 1,45
đến 1,65-1,72T. Giảm được khối lượng mạch từ, đồng thời giảm được tổn hao
và dòng điện không tải.
 Tổn hao trong các máy dùng tôn cán nguội chiếm từ 0,1-0,2% công suất máy,
trong khi tổn hao không tải khi dùng tôn cán nóng đạt tới 0,3%.
 Cán nóng, các tinh thể không nằm theo hướng mà nằm lộn xộn cho nên từ trở
theo tất cả các hướng là như nhau.
 Cán nguội được sắp xếp theo quy luật, từ trở theo mỗi hướng sẽ khác nhau.
 Đặc điểm kỹ thuật của các loại thép từ này là từ trở suất của thép từ theo hướng

cán bé, còn từ trở suất theo các hướng khác lớn.
 Lý do của đặc điểm này có thể nhận thấy là do đặc điềm về hình dạng và
hướng đi của từ trường trong lõi từ.
 Từ trường trong lõi từ máy biến áp không đi theo đường cong về mọi phía như
máy điện quay mà chủ yếu là theo đường thẳng
 Các lá thép từ được cán có độ dày 0.3, 0.35, 0.5mm và được sơn cách điện
mỏng.
⇒ Đối với thép kĩ thuật điện thì tính dẫn từ của nó chịu sự ảnh hưởng của tác
động cơ học và nhiệt độ.

3.2. Thép kết cấu để làm các chi tiết như xà gông, ty treo, bulong, các tấm
thép hai bên trụ và gông.
Các loại thép này thường là thép hợp kim thấp, hàm lượng cacbon trong thép
khoảng 0,1 - 0,4%.

18


4. Kết cấu mạch từ MBA
 Mạch từ MBA được ghép lại từ nhiều lá thép kĩ thuật điện, các lá thép này
được ghép theo nhiều kiểu tùy theo loại 3 pha hoặc 1 pha, theo công dụng và
điều kiện làm việc của MBA.

a) Cắt, dập các lá thép từ khối tôn theo hình dạng đã được thiết kế
 Trong thực tế, có rất nhiều hình dạng lõi thép khác nhau
 Để giảm hao phí trong lõi từ do khe không khí và tăng độ chắc chắn, giảm
công lắp ráp lõi từ để hạn chế số lượng và kích thước khe hở không khí
 Nhưng vì nhiều lý do, các máy biến áp hiện nay thường là 3 trụ ( máy 3 pha)
nằm trên cùng mặt phẳng hoặc 2 trụ hình chữ nhật. Với máy pha tự ngẫu (3
pha cần 3 máy)

 Sơ đồ dây chuyền chế tạo mạch từ:
Pha tôn

Cắt tôn

Tôn
Silic

Lắp tôn
Pha băng

Kiểm tra

Cắt tôn

Vật liệu sử dụng là tôn silic cuộn do Nga sản xuất, khổ 750mm, dày 0,27mm.
 Yêu cầu kỹ thuật Pha tôn:
 Phải pha tôn theo chiều cán
 Lá tôn phải bằng phẳng, các cạnh song song, vuông góc giữa các cạnh
với nhau.
 Yêu cầu kỹ thuật cắt tôn:
 Phải cắt tôn theo chiều cán
 Lá tôn sau cắt phải bằng phẳng, các cạnh phải song song với nhau, các
góc cắt 45°, 90° phải chính xác.
 Độ bavia phải nhỏ hơn 6%.

b) Mài Bavia
 Ảnh huờng của bavia
 tăng kích thước
 tăng ảnh hường của dòng Fuco

 tăng diện tích khe hở không khí

c) Sơn cách điện
 sau khi mài bavia, các lá thép được sơn cách điên để hạn chế dòng Fuco
 độ dày các lớp sơn cách điện không được bé hơn

độ dày của bavia

 VD: lá thép dày 0,35mm
+ Kích thước bavia là 0,005mm và độ dày lớp sơn > 0,0025mm
19


+ Lớp sơn tuy thực hiện việc cách điện giữa các lá thép nhưng không được
quá dày làm khó khăn cho việc tiếp địa lõi từ
+ Lớp sơn dày cũng làm giảm hệ số lấp đầy tức làm tăng kích thước của lõi
từ và máy biến áp nói chung

d) Ủ các lá tôn
 Ủ rất quan trọng, nó ảnh hường đến chất lượng sản phẩm. Khâu ủ có nhiệm vụ
phục hồi tính dẫn từ của vật liệu sắt từ thép cán nguội.
 Kiểm tra lò ủ trước vận hành:
 Làm vệ sinh buồng lò không để vật dễ cháy nổ trong lò nền lò khô ráo.
 Qui định về sắp xếp lá tôn vào lò ủ: Lá tôn được xếp thành từng lớp,
giữa các lớp lót sứ cách khoảng cách tối thiểu từ cạnh ngoài lõi đến
vách lò là 100mm.
 Quy trình ủ:
 Gia nhiệt từ nhiệt độ môi trường đến 820℃.
 Duy trì nhiệt độ 820℃ trong 6h.
 Tắt điện và giữ cho tôn cùng lò đến 400℃.

 Mở nắp lò, dùng quạt làm nguội cưỡng bức đến 40℃.
 Lấy tôn ra ngoài.

e, Lắp ráp mạch từ
 Các lá tôn sau khi lấy ra khỏi lò ủ được cho nguội và được tiến hành lắp ráp lại
thành lõi từ hoàn chỉnh.
 Trong nhà máy, đối với những MBA có lõi từ kích từ kích thước lớn, cần 2
người công nhân thực hiện công việc này.
 Việc lắp ráp các lá tôn được thực hiện nhẹ nhàng cần thận theo theo thiết kế.
Tránh các tác động cơ học đối với lá tôn.
 Để hạn chế ảnh hưởng của khe không khí và tạo sự cân đối cho mạch từ, các
lớp thép phải đặt so le nhau.
 Với máy biến áp lớn để tản nhiệt cho phần lõi trong cùng, lõi từ có thể được lắp
ráp có khe| tản nhiệt cho dầu đối lưu.
 Để tăng hiệu quả sử dụng tiết diện còng dây, lõi từ được lắp ráp thành nhiều
bậc.
 Càng nhiều bậc thì hiệu quả sử dụng tiết diện vòng dây càng cao, càng tăng sự
phức tạp khi sản xuất.
 Các lá thép được gắn chặt với nhau bằng thủy tinh cách điện ở phần cong để
tránh việc phải dập và giảm chất lượng lá thép.

20


Bài 2. Công nghệ chế tạo cuộn dây MBA
1.Giới thiệu về vật liệu cách điện và dẫn điện
 Vật liệu cách điện
 Trong vận hành MBA, chất lượng cách điện quyết định tuổi thọ và độ tin
cậy của máy.
 Yêu cầu cách điện là có cường độ cách điện cao, độ bền điện cao, chịu

nhiệt, tính năng hóa học ổn định trong dầu và theo thời gian, có độ bền cơ
khí cao (chịu ép, chịu uốn, chịu rung).
 Theo yêu cầu trong chế tạo MBA, thường dùng các loại sau:
 Giấy cáp: Để cách điện giữa các lớp của cuộn dây, và tăng cường cách
điện cho những vòng đầu của cuộn dây. Thường dùng của Nga, kí hiệu
K08, K12, K17 có chiều dày là 0,08; 0,12; 0,17 (thường dung 0,12).
 Vải sơn cách điện chịu dầu là loại vải sơn bông hoặc lụa tơ tằm tẩm ba
lần sơn.
 Bảng vải: loại băng dệt, khổ 1,5 - 3cm bằng sợi bông, Chủ yếu để cột,
đai, bó các chi tiết của cuộn dây.
 Bìa cách điện: được dùng nhiều trong MBA như chế tạo ông cách
điện, dập các tấm cách giữa các vòng dây và các tấm đệm lót.
 Giấy Bakêlit (nhựa) làm thành từng ống, có độ bền cơ và độ bền điện
cao.
 Gỗ: Thường dùng gỗ dẻ trắng, làm thanh đệm để lồng cuộn dây và
cách điện trụ hay làm thanh đệm giữa các lớp của cuộn dây
 Sơn tẩm: dùng loại sơn gơliptan để tẩm cuộn dây máy biến áp dầu.
 Sứ: phổ biền nhất là vật liệu gốm kỹ thuật điện, cũng có loại được chế
tạo từ thủy tinh tôi hoặc thủy tinh ủ
 Dầu MBA: Để cách điện và tản nhiệt, phương pháp đối lưu. Cần phải
thường xuyên làm sạch, lọc, thay thế.

2. Vai trò của cuộn dây trong MBA
 Cuôn sơ cấp và cuộn thứ cấp của MBA là 2 cuộn riêng biệt. Như MBA tăng
áp thì:
+ Cuộn sơ cấp: Số vòng dây ít hơn, tiết diện lớn hơn
+ Cuộn thứ cấp: số vòng đây nhiều hơn tiết diện nhỏ.

21

3. Yêu cầu đối với cuộn dây MBA
a) Cảm ứng được sdđ đủ lớn (đối với cuộn dây thứ cấp) cũng như sinh ra từ
trường đủ lớn (đối với cuộn sơ cấp). Tóm lại, số vòng dây quấn phải đủ theo
thiết kế.
Câu hỏi 1: Nếu theo thiết kế cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp MBA có số vòng dây lần
lượt là ,
Điều gì xảy ra nếu sau khâu chế tạo cuộn sơ cấp có số vòng
<
.
Biết điện áp đầu vào không đổi.
Câu hỏi 2: tương tự nhưng

>

.

b) Phải đảm bảo cho phép dòng điện lớn như thiết kế đi qua liên tục trong thời
gian dài mà cuộn dây không bị quá nhiệt. Tiết diện dây dẫn phải đủ lớn
Quá nhiệt ↔ cấp cách điện
Câu hỏi: trong trường hợp tiết diện dây dẫn bé hơn thiết ké → cuộn dây tăng nhiệt
lên cao hơn cho phép. Biện pháp khắc phục?

c) Cuộn dây phải làm việc tin cậy đảm bảo tuổi thọ của máy
Cách điện phải được thực hiện tốt, 80% máy sự cố là do cách điện. MBA mới rất đắt
tiền nhưng khi đã hỏng và sửa chữa giá thành và độ tin cậy trong vận hành giảm
mạnh.

d) Chắc chắn về mặt thiết kế chịu được các tác động mạnh mà không bị méo
mó biến dạng → cuộn dây phải có độ cứng.

Câu hỏi: Khi cuộn dây bị méo mó biến dạng sẽ gây ra ảnh hưởng hậu quả gì?

4. Vật liệu chế tạo cuộn dây
 Cuộn dây MBA có thế quấn từ dây đồng hoặc dây nhôm. Dây dẫn theo tiết
diện có 2 loại: + Dân dẫn tiết diện tròn
+ Dây dẫn tiết diện hình chữ nhật
Câu hỏi: So sánh dây dẫn tiết diện tròn và HCN trong sản xuất cuộn dây MBA?
Câu hỏi: so sánh dây đồng và dây nhôm trong sản xuất cuộn dây MBA Hãy nêu ưu
điểm và hạn chế của từng loại?
 Lưu ý: + độ cứng; + khả năng chịu dòng lớn; + hệ số lấp đầy;. Hệ số lấp đầy
càng lớn thì tiết diện đồng so với tồng tiết diện càng lớn.

Câu hỏi: Độ cứng dây dẫn HCN lớn hơn dây dẫn tròn điểu này có ảnh hưởng ở
khâu chọn dây dẫn để chế tạo cuộn dây MBA?

22


5. Phân loại dây quấn về phương diện công nghệ
Theo cách sắp xếp dây quấn CA và HA, người ta chia ra làm hai loại dây quấn
chính: Dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ.

a) Dây quấn đồng tâm
 Dây quấn kiểu trụ:
 Với tiết diện nhỏ dùng dây dẫn tròn, được quấn thành nhiều lớp và thường
làm dây quấn CA (điện áp tới 35 kV).
 Với tiết diện lớn dùng dây dẫn bẹt, thường được quấn thành hai lớp và
thường làm dây quấn hạ áp (điện áp 6kV trở xuống).
 Ưu điểm: + Công nghệ chế tạo đơn giản, dây mềm đễ uốn nắn, định hình.
+ Số lượng vòng dây lớn

 Hạn chế: + Tiết diện dây bé => dẫn dòng bé
+ ĐK tản nhiệt kém, không có khe tản nhiệt hướng kính
=> phù hợp cho các máy có công suất bé: S < 630kVA & U < 35kV.
 Dây quấn hình xoắn ốc: Gồm nhiều sợi dây chập lại và quấn theo hình xoắn ốc,
giữa các vòng dây có rãnh hở. Nó thường dùng dây quấn HA của các MBA có
công suất trung bình và lớn.
 Ưu điểm: Dây dẫn tiết diện hình chữ nhật có độ cứng cao, tiết diện lớn, giữa
các vòng dây có khe tản nhiệt nên được tản nhiệt tốt.
Nhưng do chỉ quấn 1 lớp, số lượng vòng quấn ít → Chỉ phù hạp làm dây hạ áp
 Hạn chế: công nghệ quấn dây phức tạp so với dây quấn hình ống; Số lượng
vòng dây bé.
 Dây quấn hình xoắn ốc liên tục:
 Dùng các dây bẹt quấn thành những bánh dây phẳng cách nhau bằng các
rãnh hở. Dây quấn này chủ yếu làm cuộn CA (điện áp 35kV trở lên và dung
lượng lớn).
 Ưu điểm:
 Dây dẫn tiết diện hình CN độ cứng cao. Cuộn dây có khe tản nhiệt
→ điều kiện tản nhiệt tốt
 Số vòng quấn lớn hơn nên có thể làm cuộn dây cao áp
 Phù hợp cho chế tạo cuộn dây MBA công suất lớn, điện áp cao
S ≥ 16000kvA & U > 22kV
 Hạn chế: so với cuộn dây hình ống thì công nghệ quấn dây phức tạp

b) Dây quấn xen kẽ
Các bánh dây CA, HA lần lượt quấn xen kẽ nhau dọc theo trụ thép. Thường có một
bánh hạ áp được chia làm hai, đặt sát gông. Kiểu này thường dùng trong các MBA mà
cả hai dây quấn có nhiều đầu dây.

23

6. Các công đoạn chế tạo cuộn dây MBA
a) Quấn dây dẫn tạo hình sơ bộ cuộn dây
Trước khi quấn dây phải bọc cách điện bằng dây quấn cách điện.

b) Tẩm sơn, dầu cách điện để tăng độ bền điện cho lớp giấy cách điện đồng
thời khắc phục những lỗi có thể khi quấn giấy cách điện ( giấy bị xước, rách... ).
Còn đóng vai trò là chất kết dính định hình cuộn dây khi khô.
c) Sấy khô cuộn dây và ép để cuộn dây có kích thước như thiết kế, công đoạn
sấy và ép được thực hiện xen kẽ nhau.
 Qui trình sấy bối dây:
1. Bối dây sau khi tẩm, để khô tự nhiên trong 24h, chuyển qua khâu sấy.
2. Sắp đặt bối dây lên nền lò theo phương thẳng đứng.
3. Đẩy nền lò vào trong lò và đóng nắp lại
4. Gia nhiệt từ nhiệt độ môi trường lên 60℃ giữ trong 2h.
5. Tăng nhiệt độ từ 60-80℃ giữ trong 2h.
6. Tăng lên 100℃ giữ trong 8h.
7. Sau đó tắt điện lò sấy
8. Nhiệt độ giảm xuống còn 60℃ mở lò

Bài 3. Chế tạo vỏ MBA
1. Vai trò của vỏ MBA
 Vỏ làm nhiệm vụ chứa dầu làm mát và bảo vệ MBA.
 Trên nắp vỏ máy có đặt sứ ra của dây quấn CA và HA, bình giãn dầu, các thiết
bị chuyển mạch, thiết bị bảo vệ...
 Bình giãn dầu đảm bảo đủ thể tích co - giãn dầu khi nhiệt độ thay đổi. Ngoài ra
nhờ quan sát dầu ở bình giãn dầu có thể biết mức dầu trong thùng.

2. Yêu cầu đối với vỏ MBA
a) Đủ chắc chắc chắn chịu được trọng lực của các bộ phận lăp đặt bên trong và

bên ngoài vỏ cũng như chịu được áp suất cao do dầu dãn nở khi MBA làm việc.
b) Đủ độ kín, không để dầu máy tràn ra ngoài dưới áp suất cao cũng như khi
không khí lọt vào khi dầu co lại ở nhiệt độ thấp.
c) Diện tích bề mặt để tản nhiệt phải lớn nhất để tản nhiệt
 Biện pháp thỏa mãn các yêu cầu đó:
 Vỏ máy được chế tạo từ thép đủ dày. Thép quá dày sẽ làm tăng khối
lượng máy, gây khó khăn cho khâu vận chuyền cũng như tản nhiệt.
24