QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP

Chia sẻ: Nguyen Tung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:40

Thêm vào BST

Báo xấu

740
lượt xem 242
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu thực hiện: Học xong bài này, học viên có năng lực: • Quấn lại máy biến áp theo số liệu có sẵn, đảm bảo hoạt động tốt, đạt các thông số kỹ thuật, theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện. • Tính toán quấn mới máy biến áp, đảm bảo hoạt động tốt, đạt các thông số kỹ thuật, theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện. Nội dung chính:  Dụng cụ - Thiết bị: - Đồ nghề điện, cơ khí cầm tay. - Bàn quấn dây. - Máy đo VOM, Ampe kìm, Megom kế. - Lõi thép máy biến áp cách ly 50VA; Lõi thép survoltuer (5  20). - Dây điện từ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP

QUÊN D¢Y m¸y biÕn ap Môc tiªu thùc hiÖn: Häc xong bµi nµy, häc viªn cã n¨ng lùc: • QuÊn l¹i m¸y biÕn ¸p theo sè liÖu cã s½n, ®¶m b¶o ho¹t ®éng tèt, ®¹t c¸c th«ng sè kü thuËt, theo tiªu chuÈn kü thuËt ®iÖn. • TÝnh to¸n quÊn míi m¸y biÕn ¸p, ®¶m b¶o ho¹t ®éng tèt, ®¹t c¸c th«ng sè kü thuËt, theo tiªu chuÈn kü thuËt ®iÖn. Néi dung chÝnh: ∗ Dông cô - ThiÕt bÞ: §å nghÒ ®iÖn, c¬ khÝ cÇm tay. - Bµn quÊn d©y. - M¸y ®o VOM, Ampe k×m, Megom kÕ. - Lâi thÐp m¸y biÕn ¸p c¸ch ly 50VA; Lâi thÐp survoltuer (5 ÷ 20). - D©y ®iÖn tõ 10%; 25%; 70%.100%.140% ... - Gen c¸ch ®iÖn c¸c lo¹i. - GiÊy c¸ch ®iÖn 2 zem;GiÊy dÇu. - Phô kiÖn l¾p r¸p Adaptuer; Survoltuer. - Vecni c¸ch ®iÖn vµ dung m«i. - 4.1. QuÊn m¸y biÕn ¸p theo sè liÖu cã s½n. Lµ d¹ng bµi to¸n mµ ngêi thî ®· cã tríc mét lâi thÐp nµo ®ã. Tõ lâi thÐp cã s ½n nµy kÕt hîp víi c¸c yªu cÇu cÇn cã kh¸c (th«ng thêng lµ ®iÖn ¸p U2 vµ U1) sÏ tiÕn hµnh x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cßn l¹i sao cho phï hîp víi lâi thÐp ®· cã. Cã thÓ tãm t¾t bµi to¸n nh sau: BiÕt tríc: TiÕt diÖn lâi thÐp At; U2; U1. CÇn t×m: SBA → I2 → I1; n1; n2; d1; d2 ... C¸c bíc tiÕn hµnh nh sau: 1. Tõ tiÕt diÖn lâi thÐp ®· cã tiÕn hµnh x¸c ®Þnh dung lîng SBA theo biÓu thøc: 2  A .B  (4.1) S2 = SBA =  t m  [VA]  1,423.k    hd 2. X¸c ®Þnh dßng ®iÖn thø cÊp I2: S2 (4.2) I2 = [A] U2
3. VÏ l¹i s¬ ®å hoµn chØnh MBA: 4. TÝnh sè vßng d©y quÊn cho mçi v«n: 1 nv = (4.3) 4,44. f .Bm . At Trong ®ã: TiÕt diÖn lâi thÐp ®îc tÝnh b»ng m2 NÕu tiÕt diÖn lâi thÐp ®îc tÝnh b»ng cm2 vµ f = 50Hz th× biÓu thøc trªn trë thµnh. 45 (4.4) nV = Bm . At 5. TÝnh sè vßng quÊn cho cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp: a. Sè vßng quÊn cho cuén s¬ cÊp: n1 = nV . U1 (4.5) b. Sè vßng quÊn cho cuén thø cÊp: Khi m¸y biÕn ¸p mang t¶i th× ®iÖn ¸p trªn t¶i sÏ sôt gi¶m mét l îng so víi lóc kh«ng t¶i. §Ó ®¶m b¶o ®ñ ®iÖn ¸p cung cÊp cho khi m¸y vËn hµnh th× ph¶i trõ hao l îng sôt ¸p nµy khi tÝnh to¸n tõ (5 ÷ 15)%. n2 = nV . (U2 + 5% ÷ 15%) (4.6) 6. TÝnh dßng ®iÖn phÝa s¬ cÊp: Tra b¶ng chän hiÖu suÊt cña MBA vµ tÝnh ra dßng ®iÖn phÝa s¬ cÊp S2 I1 = (4.7) U 1 .η % S2 ( VA ) 3 10 25 50 100 1000 η (% ) 60 70 80 85 90 > 90 7. TÝnh ®êng kÝnh d©y quÊn: Chän mËt ®é dßng ®iÖn thÝch hîp vµ tÝnh ®êng kÝnh d©y quÊn • PhÝa s¬ cÊp: (4.8) I1 d1 = 1,13 J • PhÝa thø cÊp:
d2 = 1,13 (4.9) I2 J Víi J lµ mËt ®é dßng ®iÖn (A / mm2); Chän tïy vµo chÕ ®é lµm viÖc cña MBA.  MBA lµm viÖc liªn tôc J = (2,5 ÷ 5) A/mm2.  MBA lµm viÖc Ýt J cã thÓ chän ®Õn 7A/mm2. 8. TÝnh hÖ sè l¾p ®Çy (kl®) HÖ sè l¾p ®Çy cho biÕt bÒ dµy cuén d©y chiÕm chæ bao nhiªu trong cöa sæ cña lâi thÐp BD = 0,6 ÷ 0,7; Tèi ®a lµ (4.10) Kl® = C 0,8 Trong ®ã: BD: BÒ dµy cuén d©y a C: BÒ réng cöa sæ c = 2 • TÝnh bÒ dµy cuén d©y - Cuén s¬ cÊp cã bÒ dµy BD1 ®îc tÝnh tõ sè vßng quÊn n1. - Cuén thø cÊp cã bÒ dµy BD2 ®îc tÝnh tõ sè vßng quÊn n2. - BÒ dµy c¶ cuén d©y BD = BD1 + BD2 + (1 ÷ 2)mm. Sè vßng d©y quÊn cho 1 líp:  hK (4.11) nvl = d/ Trong ®ã: hK: ChiÒu dµi h cña khu«n quÊn d/ : §êng kÝnh d©y kÓ c¶ c¸ch ®iÖn Sè líp d©y quÊn:  n nL = (4.12) nVL Trong ®ã: n: Sè vßng d©y cña tõng cuén (s¬ hoÆc thø cÊp) nVL: Sè vßng d©y quÊn cho 1 líp
BD1(2) = nL1(2) . d/i BÒ dµy cuén d©y s¬ hoÆc thø  9. TÝnh khèi lîng d©y quÊn (W) W = W 1 + W2 (4.13) Víi: W1; W2 lµ khèi lîng cña cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp. Khèi lîng cña tõng cuén d©y ®îc tÝnh theo biÓu thøc. π .d 2 (4.14) W1(2) = (1,2 ÷ 1,3). 8,9. LTB. n. .10-4 4 Trong ®ã: LTB: Lµ chiÒu dµi trung b×nh cña mét vßng d©y (tÝnh b»ng dm). n: Sè vßng quÊn cña cuén s¬ cÊp hoÆc thø cÊp. §êng kÝnh d©y quÊn ë cuén s¬ cÊp hoÆc thø cÊp (tÝnh b»ng mm2). d: W: Lµ khèi lîng (tÝnh b»ng Kg). 4.2. TÝnh to¸n quÊn míi m¸y biÕn ¸p. Laø daïng baøi toaùn maø ngöôøi thôï nhaän ñöôïc nhöõng yeâu caàu kyõ thuaät caàn coù cho moät maùy bieán aùp cuï theå töø khaùch haøng nhö ñieän aùp nguoàn vaøo; ñieän aùp ra caàn coù; coâng suaát ngoû ra; muïc ñích söû duïng ... Vôùi daïng baøi toaùn naøy chuùng ta phaûi xaùc ñònh ñöôïc tieát dieän loõi theùp; soá voøng daây quaán sô caáp, thöù caáp vaø ñöôøng kính daây quaán sô caáp, thöù caáp ... Coù theå toùm taét baøi toaùn nhö sau: Bieát tröôùc: SLOÕI; U2; U1 Caàn tìm: SBA → I2 → I1; n1; n2; d1; d2 ... 4.2.1. Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p c¶m øng: M¸y biÕn ¸p c¶m øng hay cßn gäi lµ m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn, lµ lo¹i m¸y biÕn ¸p cã d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp c¸ch ly nhau. Ký hiÖu m¸y biÕn ¸p hai d©y quÊn nh h×nh 4.1. Tr×nh tù tÝnh to¸n d©y quÊn vµ chän kÝch thíc lâi thÐp ®îc tiÕn hµnh theo c¸c bíc sau: U1 N1 N2 U2 H× 4.1: Ký hiÖu m¸y biÕn ¸p hai d© nh y quÊn
Bíc 1: X¸c ®Þnh c¸c sè liÖu yªu cÇu: - §iÖn ¸p ®Þnh møc phÝa s¬ cÊp U1 [ V ]. - §iÖn ¸p ®Þnh møc phÝa thø cÊp U2 [ V ]. - Dßng ®iÖn ®Þnh møc phÝa thø cÊp I2 [ V ]. Trêng hîp nÕu kh«ng biÕt râ gi¸ trÞ I 2, ta cÇn x¸c ®Þnh ®îc c«ng suÊt biÓu kiÕn phÝa thø cÊp S2 : S2 = U2 . I2 [ VA ] (4.15) - TÇn sè f nguån ®iÖn. - ChÕ ®é lµm viÖc ng¾n h¹n hay dµi h¹n. Bíc 2: X¸c ®Þnh tiÕt diÖn tÝnh to¸n cÇn dïng cho lâi s¾t (At ): S2 At = 1,423.K . (4.16) Bm Trong ®ã: At: lµ tiÕt diÖn tÝnh to¸n cña lâi thÐp [cm2] S2: lµ c«ng suÊt biÓu kiÕn cung cÊp t¹i phÝa thø cÊp biÕn ¸p [ VA ] K: lµ hÖ sè h×nh d¸ng lâi thÐp. Khi l¸ thÐp d¹ng EI (h×nh 4.2) ta cã K = 1 ÷ 1,2 Khi l¸ thÐp d¹ng UI (h×nh 4.3) ta cã K = 0.75 ÷ 0,85 Bm: lµ mËt ®é tõ th«ng sö dông trong lâi thÐp. Tïy theo hµm l îng silic nhiÒu hay Ýt mµ chän Bm cao hay thÊp. Còng tïy theo lo¹i l¸ thÐp ®îc chÕ t¹o theo d¹ng dÉn tõ cã ®Þnh híng hoÆc kh«ng ®Þnh híng mµ chän Bm cao hay thÊp. §èi víi l¸ thÐp dÉn tõ kh«ng ®Þnh híng: Bm = (0,8 ÷ 1,2)T §èi víi lµ thÐp cã dÉn tõ ®Þnh híng: Bm = (1,2 ÷ 1,6)T.
H× 4.2 : Lâi thÐp d¹ng E,I nh H× 4.3 : Lâi thÐp d¹ng U,I nh Bíc 3: Chän kÝch thíc cho lâi thÐp, khèi lîng lâi thÐp. ∗ KÝch thíc cho lâi thÐp: a a a b b H× 4.4: C¸ch ® lÊy kÝch thíc nh o H× 4.5: C¸ch ® lÊy kÝch thíc nh o lâi thÐp d¹ng E I lâi thÐp d¹ng U I Gäi Ag lµ tiÕt diÖn tÝnh tõ kÝch thíc thùc sù cña lâi thÐp, ta cã: Ag = a.b (4.17) Trong ®ã: a: lµ bÒ réng l¸ thÐp [cm] b: lµ bÒ dµy lâi thÐp [cm] Nh vËy gi÷a Ag vµ At chªnh lÖch nhau do:
• BÒ dÇy c¸ch ®iÖn tr¸ng trªn l¸ thÐp (®Ó gi¶m nhá dßng ®iÖn Foucault ch¹y qua c¸c l¸ thÐp trong lâi). At Ag = (4.18) Kf • §é ba ví cã trªn l¸ thÐp do c«ng nghÖ dËp ®Þnh h×nh l¸ thÐp g©y nªn. §é chªnh lÖch nµy ®îc x¸c ®Þnh b»ng hÖ sè ghÐp Kf, ta cã: Trong thiÕt kÕ tÝnh to¸n, tham kh¶o gi¸ trÞ Kf theo b¶ng sau: BÒ dÇy l¸ thÐp Kf L¸ thÐp Ýt ba ví L¸ thÐp nhiÒu ba ví (mm) 0,35 0,92 0,8 0,5 0,95 0,85  Chó ý: NÕu ®o ®îc bÒ dÇy mçi l¸ thÐp vµ biÕt chÝnh x¸c sè l¸ thÐp ta tÝnh ®îc At vµ cã thÓ xem At = Ag. Dùa vµo gi¸ trÞ Ag, ta chän ®îc kÝch thíc a, b cña lâi thÐp. §Ó dÔ dµng trong thi c«ng quÊn d©y, thêng gi÷a a vµ b cã mèi quan hÖ vÒ kÝch thíc nh sau: b = a ®Õn b = 1,5a (4.19) Tõ ®ã, ta cã quan hÖ sau : Ag = a.b = a2 (khi chän a = b). Ag = a.b = a.1,5a = 1,5a2 (khi chän b = 1,5a). Tãm l¹i: Khi biÕt tríc gi¸ trÞ Ag, ta cã thÓ x¸c ®Þnh d·y gi¸ trÞ a ®Ó chän, b»ng c¸ch tÝnh sau: Ag a min ≤ a ≤ a max a min = vµ a max = Ag víi (4.20) 1,5 Phèi hîp gi¸ trÞ a cã s½n trong thùc tÕ, chän gi¸ trÞ a thÝch hîp cho lâi thÐp, tõ ®ã tÝnh l¹i chÝnh x¸c gi¸ trÞ b. Sau khi cã kÝch thíc l¸ thÐp, ta chän khèi lîng lâi thÐp.
∗ Khèi lîng lâi thÐp: • Trêng hîp lâi thÐp d¹ng E I: (h×nh 4.6) a/2 h +a h a/2 a a/2 b c c H× 4.6: C¸ch ® kÝch thíc lâi thÐp d¹ng E,I ® tÝnh nh o Ó to¸n Gäi c lµ bÒ réng cöa sæ. h lµ bÒ cao cöa sæ. Ta cã thÓ tÝch lâi thÐp (®· trõ ®i kho¶ng kh«ng gian trèng cña 2 cöa sæ) lµ: V = 2ab (a + c + h) (4.21) Gäi γ lµ khèi lîng riªng cña thÐp kü thuËt ®iÖn γ = 7,8 kg/dm3. Suy ra khèi lîng lâi thÐp lµ : Wth = γ .V (4.22) Hay: Wth = 7,8.2ab(a + c + h) (4.23) = 15,6ab(a + c + h) Trong c«ng thøc (4.9): Wth: ®¬n vÞ lµ [kg] C¸c kÝch thíc a, b, c, h: ®¬n vÞ lµ [dm] Trêng hîp lâi thÐp E, I ®óng d¹ng tiªu chuÈn, ta cã quan hÖ c¸c kÝch thíc nh sau: a 3a c= vµ h = 2 2 Do ®ã c«ng thøc (4.23) cã thÓ viÕt l¹i thµnh c«ng thøc (4.24) cho l¸ thÐp ®óng tiªu chuÈn: (4.24) W = 46,8a 2 b th
• Trêng hîp kÕt cÊu lâi thÐp d¹ng UI: (h×nh 4.7) a 2a+h a a c b a 2a+c H× 4.7: C¸ch ® kÝch thíc lâi thÐp d¹ng U,I ® tÝnh nh o Ó to¸n ThÓ tÝch lâi thÐp ®· trõ ®i cöa sæ lµ: V = 2ab(2a + c + h) (4.25) Suy ra khèi lîng lâi thÐp: Wth = 15,6ab(2a + c + h) (4.26) Trong ®ã: Wth: ®¬n vÞ lµ [kg] C¸c kÝch thíc a, b, c, h: ®¬n vÞ lµ [dm] ThÝ dô 1: X¸c ®Þnh khèi lîng lâi thÐp biÕn thÕ cã thÓ dïng chÕ t¹o biÕn thÕ víi c¸c yªu cÇu theo I2 =5A h×nh 4.8 U1 =110V U2 =15V H× 4.8: H× thÝ dô 1 nh nh GI¶I:
Bíc 1: Tham sè t¹i thø cÊp gåm:U2 = 15V; I2 = 5A Nªn S2 = U2.I2 = 15.5= 75VA Bíc 2: Chän d¹ng lâi thÐp E, I ®óng tiªu chuÈn, mËt ®é tõ dïng cho lâi thÐp chän lµ: Bm = 1,2T, ta cã: S2 75 At = 1,423(1 ÷ 1,2) = 1,423(1 ÷ 1,2) = 10,269 cm2 ÷ 12,32 cm2 Bm 1,2 Ta cã: At = 10,27 cm2 ÷ 12,32 cm2 Bíc 3: NÕu chän Kf = 0,95 (kh¶ n¨ng ghÐp s¸t tèi ®a), th× tiÕt diÖn Ag cÇn dïng cho lâi thÐp so víi tiÕt diÖn tÝnh to¸n At lµ: 10,27 ÷ 12,32cm 2 = 10,81 cm2 ÷ 12,97 cm2 Ag = 0,95 X¸c ®Þnh amin vµ amax theo kho¶ng Ag = 10,81 cm2 ÷ 12,97 cm2. Ag 10,81 a min = = = 2,68 cm ≈ 2,7 cm 1,5 1,5 a max = Ag = 12,97 = 3,6 cm Tãm l¹i, ®Ó thùc hiÖn biÕn thÕ cã c«ng suÊt 75VA ta chän a trong kho¶ng tõ 2,7cm Ag ®Õn 3,6cm. ¸p dông c«ng thøc b = Wth = 46,8a2b ta cã thÓ x¸c ®Þnh mét d·y gi¸ trÞ vµ a cho c¸c lâi thÐp cã thÓ ®¹t ®îc c«ng suÊt yªu cÇu ë ®Ò bµi nh sau: a (cm) 2,7 2,8 3 3,2 3,4 3,5 3,6 Ag (cm2) 10,81 ÷ 12,97 10,81 ÷ 12,97 10,81÷ 12,97 10,81÷ 12,97 10,81÷ 12,97 10,81÷ 12,97 10,81÷ 12,97 4 ÷ 4,8cm 3,86 ÷ 4,63 3,6 ÷ 4,32 3,37 ÷ 4,05 3,18 ÷ 3,81 3,09 ÷ 3,77 3 ÷ 3,6 b (cm) Wth (kg) 1,36 ÷ 1,64 1,42 ÷ 1,7 1,52 ÷ 1,82 1,62 ÷ 1,94 1,72 ÷ 2,06 1,77÷ 2,12 1,82 ÷ 2,18 B¶ng gi¸ trÞ nµy cho ta c¸c kÝch thíc lâi thÐp cã thÓ t¹o biÕn thÕ ®óng theo yªu cÇu trªn, ta cã thÓ chän mét trong c¸c kÝch thíc nµy tÝnh to¸n s¬ bé, sau ®ã nÕu cÇn ta sÏ hiÖu chØnh trong c¸c bíc tÝnh sau. Gi¶ sö trong thÝ dô nµy ta chän:
a = 3,2cm; b = 3,4cm; Wth = 1,63Kg Ag = 10,88 cm2; At = 10,336 cm2 (Kf = 0,95) Khi dïng l¸ thÐp E, I ®óng tiªu chuÈn, kÝch thíc lâi thÐp cÇn dïng (®Ó t¹o ra S2 = 75VA) nh h×nh 4.9. Chó ý: NÕu bÒ dÇy mçi l¸ thÐp lµ 0,5mm vµ b = 34mm, tæng sè l¸ thÐp ch÷ E cÇn dïng 34mm lµ = 68 (l¸). 0,5mm Tãm l¹i: Bé l¸ thÐp gåm 68 l¸ thÐp ch÷ E vµ 68 l¸ thÐp ch÷ I. Khèi lîng lâi thÐp: Wth = 1,63kg 32mm 34mm a/2 48mm 64mm 16mm 32mm Wth =1,63kg 96mm H× 4.9: KÝch thíc lâi thÐp cÇn dïng nh Bíc 4: X¸c ®Þnh sè vßng t¹o ra mét v«n trong cuén d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp. 1 nv = (4.27) 4,44. f . At .Bm
Trong ®ã: nv: ®¬n vÞ lµ [vßng/v«n] f: ®¬n vÞ lµ [Hz] At: ®¬n vÞ lµ [m2] Bm: ®¬n vÞ lµ [T] Trêng hîp At dïng ®¬n vÞ lµ [cm2] vµ c¸c ®¹i lîng kh¸c cã ®¬n vÞ gièng nh trªn, ta cã: 10 4 nv = (4.28) 4,44. f . At .Bm Khi f = 50Hz: 45,045 nv = (4.29) At .Bm §Ó gän h¬n, (4.29) ®îc ghi nhËn t¹i mçi møc gi¸ trÞ cña Bm cho tríc: 55,3 nv = Bm = 0,8T → Víi (4.30) At 45,045 Bm = 1T nv = → Víi (4.31) At 37,54 nv = Bm = 1,2→ T Víi (4.32) At Bíc 5: X¸c ®Þnh ®é sôt ¸p phÝa thø cÊp lóc mang t¶i ®Þnh møc. Ta lu«n lu«n cã U20 > U2. Trong ®ã: U20: lµ ®iÖn ¸p thø cÊp khi kh«ng t¶i. U2: lµ ®iÖn ¸p thø cÊp khi t¶i ®Þnh møc. Thêng ta ®Æt tham sè U% víi ®Þnh nghÜa: U  U 20 − U 2 .100 =  20 − 1.100 (4.33) ∆U% = U  U2 2  Tuy nhiªn, ®Ó dÔ tÝnh to¸n trong thiÕt kÕ, ta biÕn ®æi nh sau: ∆U 0 0 U 20 = 1+ = Ch (4.34) U2 100 Do ®ã: U 20 = C h .U 2 (4.35)
ë giai ®o¹n x¸c ®Þnh s¬ bé ban ®Çu, U% hay Ch ®îc x¸c ®Þnh theo c¸c b¶ng sau : S2 (VA) 5 10 25 50 75 100 150 200 300 ∆ U% 20 17 15 12 10 9 8 7,5 7 HoÆc tham kh¶o b¶ng dïng cho phô t¶i thuÇn trë (hÖ sè cosϕ = 1) S2 (VA) 25 50 75 100 150 200 250 400 500 600 750 1000 ∆ U% 8 6,5 6,1 6 5,9 5,2 5 4,3 4 3,9 3,8 3,75 B¶ng quan hÖ: hÖ sè Ch theo S2 S2 (VA) Ch S2 (VA) Ch S2 (VA) Ch S2 (VA) Ch 5 1,35 50 1,12 180 1,060 700 1,032 7,5 1,28 60 1.11 200 1,058 800 1,030 10 1,25 70 1,10 250 1,052 900 1,028 15 1,22 80 1,09 300 1,048 1000 1,025 20 1,18 90 1,085 350 1,045 1500 1,020 25 1,16 100 1,08 400 1,042 2000 1,016 30 1,14 120 1,075 500 1,038 3000 1,009 40 1,13 150 1,065 600 1,035 Bíc 6: X¸c ®Þnh sè vßng d©y quÊn t¹i s¬ cÊp vµ thø cÊp: N1 = U1.n v (4.36) (4.37) N 2 = U 20 .n v ThÝ dô 2: Dùa vµo kÕt qu¶ tÝnh ®îc trong thÝ dô 1 tÝnh to¸n sè vßng d©y quÊn cho biÕn thÕ (h×nh 4.8). Gi¶i: Trong thÝ dô 1, t×m ®îc a = 3,2cm, b = 3,4cm, Ag = 10,88cm2, At = 10,336cm2. NÕu lâi thÐp cã mËt ®é tõ lµ Bm = 1,2T, ta cã: Bíc 4: ¸p dông (4.13) hay (4.18) t¹i tÇn sè f = 50Hz: 37,54 37,54 =3,6319 ≈ 3,632 vßng/v«n. nv= = At 10,336 Bíc 5: øng víi S2 = 75VA, tra b¶ng chän Ch = 1,1 Nªn U20 = U.Ch = 15.1,1 = 16,5V Bíc 6:
Víi U1 = 110V, U20 = 16,5V vµ nv = 3,632 vßng/v«n. Suy ra sè vßng phÝa s¬ vµ thø cÊp nh sau: N1 = U1.nv = 110 . 3,632 = 399,52 vßng ≈ 400 vßng N2 = U20 .nv = 16,5 . 3,632 = 59,928 vßng ≈ 60 vßng Bíc 7: ¦íc lîng hiÖu suÊt η cña m¸y biÕn thÕ, x¸c ®Þnh dßng ®iÖn phÝa s¬ cÊp I1. Trong thiÕt kÕ s¬ bé, hoÆc ®¬n gi¶n hãa, hiÖu suÊt η cã thÓ tra b¶ng theo S2. Cã thÓ tham kh¶o mét sè b¶ng sau: ♦ Theo Robert Kuhn: S2 (VA) 3 10 25 50 100 1000 η% 60 70 80 85 90 Lín h¬n 90 ♦ Theo Anton Hopp: S2 (VA) 30 50 100 150 200 300 500 750 1000 η% 86,4 87,6 89,6 90,9 91,3 93 93 95,3 94 ♦ Theo Walter Kehse: S2 (VA) 10 20 30 50 100 150 300 500 η% 80 80 85 90 91 92 92 92,5 ♦ Theo AEG (biÕn thÕ nguån cña bé chØnh lu): S2 (VA) 25 50 100 200 300 400 500 700 1000 η% 76,5 84 85 86 88 90 90,5 91 92 ♦ Theo Newnes: S2 (VA) 100 150 200 250 500 750 1000 1500 2000 2500 3500 5000 η% 83,5 89,3 90,5 91,2 92,5 93,5 94,1 95 95,4 95,7 95,9 98,2 ♦ Theo Elektroteknik und Machinenbau (Vienne 16/8/1931): S2 (VA) 150 250 500 1000 2000 3000 5000 η% 88,5 89,6 91 92,8 94,2 94,9 95,7 ♦ Theo Nationnal Bureau of Atandard S.408 Westinghouse: S2 (VA) 2,5 5 9 25 50 80 150 200 500 650 η% 78 81,8 84,2 87,7 88,8 90,5 92,5 92,7 94,3 94,4 ♦ Theo Schindler: S2 (VA) 100 200 300 500 η% 92,5 93,5 94 94,5
♦ Theo Transfor Matoren Fabrik Magnus S2 (VA) 25 50 75 100 150 200 250 400 500 η% 84,2 86,8 89 90 91 91,9 92 93,2 93,6 Sau khi tra b¶ng, chän ®îc η % cho biÕn thÕ, tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc dßng ®iÖn phÝa s¬ cÊp: S2 I1 = (4.38) η %.U 1 Bíc 8: Chän mËt ®é dßng ®iÖn J, suy ra tiÕt diÖn vµ ® êng kÝnh d©y dÉn phÝa s¬ cÊp vµ thø cÊp. Chän J ®Ó x¸c ®Þnh ®êng kÝnh d©y dÉn phô thuéc vµo c¸c yÕu tè: - CÊp c¸ch ®iÖn vËt liÖu. - §iÒu kiÖn gi¶i nhiÖt d©y quÊn. - ChÕ ®é lµm viÖn (dµi h¹n hay ng¾n h¹n). Ta cã thÓ tham kh¶o c¸c b¶ng gi¸ trÞ cho phÐp cña J nh sau: B¶ng quan hÖ gi÷a J theo S2, khi biÕn thÕ vËn hµnh liªn tôc, ®iÒu kiÖn gi¶i nhiÖt kÐm (hoÆc cÊp c¸ch ®iÖn thÊp). 0 ÷ 50 50 ÷ 100 100 ÷ 200 200 ÷ 500 500 ÷ 1000 S2 (VA) J (A/mm2) 4 3,5 3 2,5 2 Trêng hîp vËt liÖu c¸ch ®iÖn cÊp A (nhiÖt ®é tèi ®a ë ®iÓm nãng nhÊt cho phÐp lµ 1050C), m¸y lµm viÖc ng¾n h¹n, ta cã thÓ chän J cao h¬n gi¸ trÞ b¶ng trªn tõ (1,2 ÷ 1,5)lÇn. Cô thÓ ta cã. 0 ÷ 50 50 ÷ 100 100 ÷ 200 200 ÷ 500 500 ÷ 1000 S2 (VA) 2 5÷ 6 4,5 ÷ 5,5 4÷ 5 3,5 ÷ 4,5 3÷ 4 J(A/mm ) Ngoµi ra ta còng cã thÓ chän J theo nhiÖt ®é ph¸t nãng cho phÐp: J (A/mm2) J (A/mm2) J (A/mm2) J (A/mm2) At (cm2) At (cm2) víi ®é gia víi ®é gia víi ®é gia víi ®é gia nhiÖt 400C nhiÖt 600C nhiÖt 400C nhiÖt 600C 1,0 4,6 5,5 6,0 2,3 2,8 1,4 4,0 4,9 6,5 2,25 2,7 2,0 3,5 4,3 7,0 2,2 2,6 2,4 3,3 4,0 7,5 2,15 2,6 2,8 3,1 3,7 8,0 2,1 2,5 3,0 3,0 3,6 9,0 1,9 2,4 3,5 2,8 3,4 10 1,8 2,3 4,0 2,7 3,3 15 1,6 1,9 4,5 2,6 3,2 20 1,4 1,8 5,0 2,4 3,0 30 1,25 1,5 5,5 2,35 2,8 40 1,15 1,4
C¨n cø theo c¸c sè liÖu tham kh¶o trªn, chän J vµ suy ra ®êng kÝnh d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp. Gäi d1 vµ d2 lµ ®êng kÝnh d©y dÉn trßn (kh«ng tÝnh líp c¸ch ®iÖn bäc bao quanh d©y) t¹i s¬ vµ thø cÊp. Ta cã: I1 d1 = 1,13 (4.39) J I2 (4.40) d 2 = 1,13 J ThÝ dô 3: TÝnh sè liÖu ®êng kÝnh d©y quÊn cña biÕn thÕ ®· kh¶o s¸t trong c¸c thÝ dô 1 vµ thÝ dô 2. Gi¶i: Trong c¸c thµnh phÇn tÝnh to¸n tríc ta cã: I2 = 5A; S2 = 75VA; U1 = 110V. Bíc 7: Chän η% = 88% øng víi S2 = 75VA Dßng ®iÖn phÝa s¬ cÊp lµ: 75 I1 = ≈ 0,775 A 0,88.110 Bíc 8: Gi¶ sö biÕn thÕ vËn hµnh 10 giê/ngµy, c¸ch ®iÖn sö dông cÊp A, chän J = 5,5 A/mm2 (øng víi S2 = 75), suy ra ®êng kÝnh d©y quÊn s¬ vµ thø cÊp nh sau: 0,775 d1 = 1,13 = 0,424 mm, chän d1 = 0,45 mm. 5,5 5 d2 = 1,13 = 1,07mm, chän d2 = 1,1mm 5,5 Chän d©y emay cã ®êng kÝnh d©y kÓ c¶ c¸ch ®iÖn lµ: d1c® = 0,5mm d2c® = 1,15mm Bíc 9: Chän bÒ dÇy c¸ch ®iÖn lµm khu«n quÊn d©y (ec) vµ bÒ cao hiÖu dông quÊn d©y (Hhd) §Ó dÔ thi c«ng quÊn d©y, th«ng thêng ta chän: ak = a + (1 ÷ 2)mm bk = a + (1 ÷ 2)mm
Hhd = H - [2ec + (1 ÷ 2)mm] Trong ®ã: Hhd: lµ bÒ cao hiÖu dông ®Ó quÊn d©y ec: lµ bÒ dµy b×a c¸ch ®iÖn, chän theo cÊp c«ng suÊt cña biÕn ¸p. H× 4.10: Chän kÝch thíc c¸ch ® nh iÖn lµm khu«n quÊn d©y §Ó ®¶m b¶o ®é bÒn c¬ häc chän ec theo cÊp c«ng suÊt cña biÕn thÕ nh b¶ng sau: 1 ÷ 10 10 ÷ 200 200 ÷ 500 500 ÷ 1000 1000 ÷ 3000 S2 (VA) ec 0,5 1 2 3 4 Bíc 10: X¸c ®Þnh sè vßng cho mét líp d©y quÊn s¬ vµ thø cÊp. Gäi: SV1 lµ sè vßng mét líp d©y quÊn s¬ cÊp. SV2 lµ sè vßng mét líp d©y quÊn thø cÊp. Ta cã: H hd SV1 = .K q (4.41) d1cd H hd (4.42) SV2 = .K q d 2cd Trong ®ã: Kq: lµ hÖ sè quÊn d©y + Víi d©y ®ång bäc cotton: Kq = 0,9 ÷ 0,93 + Víi d©y ®ång tr¸ng emay: Kq = 0,9 ÷ 0,93 Bíc 11: X¸c ®Þnh sè líp cho mçi phÇn d©y quÊn s¬ vµ thø cÊp. N1 SL1 = (4.43) SV1
N2 SL 2 = (4.44) SV2 Trong (4.43) vµ (4.44) lµm trßn sè, sau ®ã x¸c ®Þnh bÒ dµy c¸ch ®iÖn gi÷a mçi líp d©y quÊn bªn s¬ vµ thø cÊp, sau cïng x¸c ®Þnh c¸ch ®iÖn gi÷a cuén d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp. Ta cã c«ng thøc tæng qu¸t: BÒ dÇy c¸ch ® iÖn gi÷a HiÖu ®iÖn thÕ gi÷ hai líp a (4.45) 2 líp liªn tiÕp nhau [mm] =1,4 [V] 1000 Tõ c«ng thøc tæng qu¸t (4.45) ta viÕt l¹i c¸ch tÝnh cho ec®1 vµ ec®2: SV1 e cd1 = 0,0624 (4.46) nV SV2 (4.47) e cd2 = 0,0624 nV Trong ®ã: ec®1 vµ ec®2: ®¬n vÞ lµ [mm] SV1 vµ SV2: ®¬n vÞ lµ [vßng/líp] nv: ®¬n vÞ lµ [vßng/v«n] Bíc 12: X¸c ®Þnh bÒ dµy mçi phÇn d©y quÊn. Khi biÕn ¸p cã lâi thÐp E I, cuén d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp quÊn trªn mét trôc lâi (bè trÝ ®ång trôc), ta x¸c ®Þnh bÒ dÇy cuén d©y s¬ vµ thø cÊp nh sau: Gäi: BD1 lµ bÒ dÇy cuén d©y s¬ cÊp. BD2 lµ bÒ dÇy cuén d©y thø cÊp. BD lµ bÒ dÇy tæng cña c¶ bé d©y. Ta cã: BD1 = SL1 (d1cd + e cd1 ) (4.48) (4.49) BD 2 = SL 2 (d 2cd + e cd2 ) BD = BD1 + BD 2 + e c + e cd3 (4.50) Trong ®ã: ec®3 lµ c¸ch ®iÖn gi÷a s¬ vµ thø. U1 + U 2 e cd3 = 1,4 (4.51) 1000
Cuèi cïng, kiÓm tra hÖ sè lÊp ®Çy kl®1 theo bÒ dµy cho¸n chç cuén d©y so víi bÒ réng cöa sæ lâi thÐp, ta cã: BD (4.52) K= ld1 C Gi¸ trÞ tèi ®a cho phÐp cña Kl®1 ®Ó bá lät cuén d©y (kÓ c¶ cuén d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp) vµo cöa sæ lµ Kl®1 = 0,7 ÷ 0,8. NÕu Kl®1 tÝnh tháa m·n gi¸ trÞ nãi trªn th× ta tÝnh tiÕp c¸c bíc cßn l¹i. NÕu kh«ng tháa m·n gi¸ trÞ nãi trªn ta ph¶i tÝnh l¹i, ®iÒu chØnh l¹i kÕt cÊu ®Ó bá lät d©y quÊn. Chó ý: Còng cã thÓ kiÓm tra b»ng c¸ch tÝnh kh¸c (ngay sau bíc 8) Gäi kld2 lµ hÖ sè lÊp ®Çy, tÝnh theo tiÕt diÖn cho¸n chç cña d©y quÊn so víi tiÕt diÖn cöa sæ m¹ch tõ. Tæng diÖn tÝch cho¸n chæ cña bé (4.53) d©y Kl®1 = TiÕt diÖn cöa sæ lâi thÐp Gäi Sc®1 vµ Sc®2 lµ tiÕt diÖn d©y quÊn s¬ vµ thø cÊp kÓ c¶ líp bäc c¸ch ®iÖn, ta cã: N 1 .S1cd + N 2 .S 2 cd (4.54) K ld2 = c.h NÕu Kl®2 = 0,4 ÷ 0,46 th× bé d©y bá lät vµo cöa sæ, kho¶ng gi¸ trÞ nµy t ¬ng øng kho¶ng gi¸ trÞ Kl®1 = 0,7 ÷ 0,75. Bíc 13 : S¬ cÊp X¸c ®Þnh chiÒu dµi trung b×nh cho mét vßng d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp, suy ra tæng S¬ cÊp bÒ dµi cho bé d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp. Trong bíc nµy, tïy theo bé d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp l¾p ®Æt theo d¹ng nµo (cïng mét trô hay hai trô kh¸c nhau) mµ ta cã c¸ch tÝnh kh¸c. §èi víi biÕn thÕ hai d©y quÊn thêng ta cã mét sè c¸ch bè trÝ d©y quÊn nh sau (xem Thø cÊp Thø cÊp h×nh 4.11) S¬ cÊp Thø cÊp S¬ cÊp S¬cÊp Thø cÊp H× 4.11: Mét sè c¸ch bè trÝ d© quÊn ® víi biÕn thÕ hai d© quÊn nh y èi y