TRẦN DUY PHỤNG TRUNG TÂM KTTH HƯỚNG NGHIỆP - DẠY NGHỀ LÊ THỊ HồNG GẤM V* 1 ' _____________ 1 'ẳi ĩ N H À XUẤT BẢN Đ À N Ẵ N G BIÊN SOẠN : TRẤN » 1 1 PHỤNG TRUNG TẢM H T T IIIIV Ớ N G n g h iệ p - DẠY MGHẾ LÊ THỆ HÓNG GẤM K Ỹ TH U Ạ T QUẤN D A Y MÁY BIẾN ÁP, ĐỘNG c ơ VẠN NĂNG, ĐỘNG C ơ ĐIỆN 1 PHA, 3 PHA N 1IÀ X U Ấ T B Ả N D À N Ắ !\G LỜI NÓI ĐẦU May biến áp và các loại động cơ điện đóng vai trò quan trọng (rong sàn xuất và sinh hoạt. Việc sứ dụng, bảo quản và sứa chửa ià vấn đế cần thiết và thường xuyên. Trong các cuốn sách trước chúng tôi đả trinh bày cách lắp đặt, sử ơụng, báo quản và sửa chữa những hư hỏng thông thường, ở cuốn sách này chúng tôi đi sâu vào nội dung sửa chữa bộ dây quàn. Ớ mỗi loại máy điện, chúng tôi trình bày về sơ đổ dày quấn, cách tính toán sô liệu dây quấn vè kỷ thuật quấn đây.
Bên cạnh đó chúng tôi củng nêu cac sô liệu định mức thông ơụng đế bạn đọc tham khảo, thiết nghĩ điều này sẽ bó ich cho công tác sứa chửa. về phan tinh toán s ố liệu dây quân chúng tôi không trình bày cách tính toán chi tiết như thiết kế m ới mà phắn nào đơn giàn hóa đ ế có thê ơễ ơàng sứ dụng nhưng vằn hữu hiệu trong tính toán sửa chữa. Chăc rằng cuốn sách sẽ còn một số hạn chế và sai sót. Chúng tõi rất mong được sự góp y và chân thành biết ơn cấc bạn đọc.
Tác gia 3 CHƯƠNG / MẤY BIẾN ẤP I. CẤU TẠO : Cấu tạo của máy biến áp cơ bản gồm có mạch từ và dây quấn. Ngoài ra, tủy theo việc sữ dụng mà máy biến áp còn có thêm các phụ kiện như: vỏ bọc, vôn kế, ampe kế, đèn báo, công tắc hiệu chinh điện áp. 1) Mạch t ử : Được ghép bởi các lá sắt mỏng, có chứa hàm lượng silic từ 1% +4% và bề dày từ 0,35 + 0,5mm, nhằm mục đích giảm tổn hao điện năng trong mạch từ do tác dụng bởi dòng điện Fu-cô và hiện tượng tử trể làm phát nhiệt.
Đối với máy biến áp có công suất lớn, các lá sắt còn được cách điện với nhau bằng lớp sơn cách điện hoặc lớp giấy mỏng. Có hai dạng mạch từ : - Mạch từ kiểu bọc có dạng El, mạch từ được phần nhánh ra hai bèn và bọc lấy cuộn dây quấn trên cột từ chính. Nhờ thê tử tản giảm nhỏ đi. Dạng mạch từ này được dùng trong máy biến áp 1 pha công suất nhỏ như máy biến áp gia dụng, mây biến áp cấp điện trong máy tăng âm, thu thanh.
- Mạch tử kiểu trụ (hoặc kiểu cột) có dạng u , thường do nhiều lả sắt chữ I ghép lại. Dùng làm mạch từ cho các máy biến áp có công suất trung bình trở lên, loại máy biến áp 1 pha và 3 pha, như máy hàn điện. Ngoài ra còn có dạng mạch từ hinh chữ X, đạt hiệu suất cao hơn nhưng khó gia còng, giá thành cao. 2) Cuộn dây quấn : Dây quấn có nhiệm vụ tăng giảm điện áp, gồm có cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp.
Dây quấn phải là dây đồng điện phàn hoặc nhóm, có bọc lớp ẽ-m ay hoặc coton để cách điện. Các máy biên áp công suất nhỏ dây quấn thường dùng dây tròn có đường kính không quá 3mm. Đối với dây chịu tải dòng điện 5 lớn ờ máy biên áp công suất lớn dùng dây dẹp, tiết diện vuông hoặc chữ nhật thỉ lợi hệ số lấp đầy dàv hơn. (CORE TYPE) (SHELL TYPE) (SHELL TYPE) (CORE TYPE) H1-1e DÂY QUẤN DÂY TRÒN H1-1Í DÂY QUẤN LOẠI DÂY DẸP 6 II.
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC : Nguyên lý làm việc của mày biến áp dựa trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ. Khao sát 1 máy biến áp đơn giản góm 2 cuộn dây được quân trẽn lõi sẳt mạch tử cột. Cuộn dây W 1 mắc với nguồn điện vào được gọi là cuộn sơ cấp, còn cuộn W2, láy điện ra gọi là cuộn thứ cấp. (H1-2) Khí cuộn thứ cấp W2 để hở, dòng điện sơ cấp 11 = I vào cuộn sơ cấp W r tạo ra sức từ động F gây từ thông <ỉ> lưu thông trong mạch từ qua 2 cuộn dây W 1 và W2 làm phát sinh các sức ứng điện động E1 và E2 trong 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp.
-- Nếu nối cuộn thứ cấp W2 với phụ tài thì dòng điện thứ cấp l2 xuất hiện. Phụ tải càng tăng, dòng điện l2 càng tăng, làm dòng điện l t tăng theo tương ứng để giữ ổn định từ thông không đổi. Đó là nguyên lý làm việc của máy biến áp. Trường hợp : U2 > U1 : máy biến áp tăng áp U2 < U 1 : máy biến áp giảm áp III.
CÁC CÔNG THỨC C ơ BẢN VỂ MÁY BIẾN ÁP : 1) Điện áp s ơ cấp và th ứ cấp : - Khi máy biến áp vận hành không tải, đo cuộn thứ cấp W 2 chưa có tải, nên l2 = 0, có phương trình cơ bần : 7 U1 = E 1 + R1I1 + X 1I1 = E1 + R1I0 + X 1I0 = E1 u 2 = E2 Do dòng điện không tải I rất bé, khoảng lQ= 0,04 + 0,1 i1đmn ê n U 1 = Er -- Khí máy biến áp vận hành có tải, nên l2 > 0, ta có : + — U^E, u 2 = e 2 - r 2i2 - x 2i2 — u 2 < e 2 Nhưng tổng trở sụt áp bởi điện trở R r R2 và cảm kháng x r X2 trong 2 cuộn khoảng (2 + 2,5)% U2d , do đó coi như không đáng kể. 2) Sức ứng diện động E1 và E2 : Các sức ứng điện động Er E2 sinh ra trong các cuộn sơ cấp và thứ cấp được xác định : AO E = w -- - Àt Vậy : E1 = 4,44. w2 - Các sức ứng điện động Ev E2 trong ouộn sơ cấp W 1 và cuộn thứ cấp W2 có cùng pha, tức là chiều sức ứng điện động Er E2 có cùng chiều. - Còn các dòng điện \Avà l2 trong các cuộn w , và W2 lệch pha 180° điện, tức là chiều dòng điện của chúng ngược chiều nhau.
3) Tỉ sô' biến áp : Tỉ số giữa điện áp với điện áp U2 gọi là tí số biến áp. Ta có : k 3 3 3 u = e2 “ w / u2 Muốn xác định tỉ sô biến áp k nên đo khi máy tíiến áp vận hành không tải. 4) Tĩ sô* biến đòng : Tỉ sô giữa dòng điện vỡi dòng điện l2 gọi ià tỉ sô biến dòng k. Ta có : 8 k J i ì = i2 = w 1 “ ể ; = u , ^ 5) Hiệu s u ấ t: Tỉ số giữa công suất phần thứ cấp với công suất phần sơ cấp gọi là hiệu suất máy biến áp, thường bé hem 1 và tính theo phần trăm (%).
cos <p T\ = J = - - X 100 (%) P1 Sđ m -C0S^ + P F e + P CU Trong đó : sđm : Công suất biểu kiến (V.A) cos (j> 2 : Hệ số công suất mạch tiêu thụ Phần công suất tốn hao trong mạch tử có thể xác định bằng cách do thủ nghiệm không tải mắc theo mạch sau : H1-3 MẠCH THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TỔN HAO SẮT TỪ CỦA MBA. Còn phần tổn hao trong cuộn dây và W2 có thể tính theo công thức pQU = + R2 ỉị. Hoặc xác định bằng cách đo thử nghiệm ngắn mạch, mắc theo mạch dưới đây : 9 IV. PHÂN LOẠI MÁY BIẾN Á P : Có nhiều cơ sở để phân loại máy biến áp, nếu căn cứ vào nguồn cáp điện cho máy biến áp có thể phân loại máy biến áp 1 pha và máy biên áp 3 pha.
Ớ đây, ta chỉ cãn cứ vào cơ cấu dây quấn sơ cấp w , và thứ cấp W2 mà phân chia làm 2 dạng máy biến áp : - Máy biến áp thường, có cuộn sơ cấp và thứ cấp biệt lập. H1--5a -- Máy biến áp tự ngẫu, có các cuộn sơ cấp và thứ cấp dùng H1--5b quân chung 1 cuộn, do đó chúng có cùng 1 mạch. H1-5a H1-5b 10 Chú ý các đoạn cuộn dây chịu tải cả 2 dòng điện l r t2 trong máy biên áp tự ngẫu thì chí chịu tải dòng điện có cường độ bằng hiệu của hai dòng 1«! và l2. Ta có : Ưu khuyết của máy biến áp tự ngẫu so với máy biến áp thường : * Ưu điểm : - Khôi lượng dây đổng và mạch từ giảm rất nhiều.
“ Ở các đoạn chịu tải chung 2 dòng I, và l2 chỉ cần có tiết diện chịu tải hiệu hai dòng điện ^ và l2. -- Hiệu suất cao nơn so với máy biển áp thường. - Không luu ý lớp cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp. * Khuyết điểm : - Khòng an toàn diện khi làm máy biến áp giảm áp.
VI dễ gây sự ngộ nhận cho ngưởí sử dụng bị điện giựt. Chỉ đùng máy biến áp tự ngẫu khi tí số ku : 0,5 2 mà thôi. -- Đối với ngành điện tử, máy biến áp tự ngẫu không sử dụng vi nguy hiểm cho người sử dụng và nó thường gây ra tiết ù rất khó triệt sự nhiểu này. MỘT SỐ MÁY BIẾN ÁP THÔNG DỤNG Trong phần này chỉ giới thiệu một số máy biến áp thường được sử dụng rộng rãi trong gia đình và trong sản xuất nhỏ.
1) Máy biến áp đối diện 110/220V : Trường hợp cần biến đổi điện áp cung cấp từ 220V xuống 110V hay ngược lại, để cho phù hợp với điện áp định mức của các thiết bị điện trong gia đình, như nổi cơm điện, bàn ủi, máy xay trái cây. thì có thể dùng máy biến áp đổi điện 110/220V có thuận lợi hơn, vì gọn nhẹ, dễ sử dụng. Cấu tạo dây quán của loại máy biển áp này là loại máy biến áp tự ngẫu, chỉ có 2 dây mắc vào nguồn điện và 2 dây lấy điện ra cung cấp cho thiết bị điện tiêu dùng. Sơ đồ dây quấn được trình bày theo hình H1-6b.
11 2) Máy biến áp gia dụng 1 pha (s u rv o lte u r): Sơ đồ hình H1-7a trinh bày máy biên áp tăng giầm áp được sử dụng thông thường trong gia đình nơi có nguồn điện không ổn định. Ta thấy ở phía trên, bên trái, có 2 cọc mắc với nguồn điện.