Đề tài Khảo sát bộ nguồn P46 và P52 thiết kế máy biến áp

n doøng vaø baûo veä. Caùc giaù trò khaûo saùt: Khaûo saùt nguoàn aùp: Khi Ira= 0mA ; Ura= 0V 2N1011 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0V VEC= 45.1V VCB = -45.2V 2N1305 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0.2V VEC= 0.1V VCB = 0V Khi Ira= 0mA ; Ura= 10V. 2N1011 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0V VEC= 34.1V VCB = -34.2V 2N1305 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0.1V VEC= 0.3V VCB = -0.1V Khi Ira= 0mA ; Ura= 26.7V. 2N1011 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0V VEC= 17.3V VCB = -17.3V 2N1305 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0.1V VEC= 0.4V VCB = -0.3V Khaûo saùt nguoàn doøng: Khi Ira= 9.1mA ; Ura= 5.34V. 2N1011 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0V VEC= 38.9V VCB = -38.9V 2N1305 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0.1V VEC= 0.2V VCB = 0V Khi Ira=50 mA ; Ura= 5.34V. 2N1011 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0V VEC= 39V VCB = -39V 2N1305 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0.1V VEC= 0.2V VCB = 0V Khi Ira= 155mA ; Ura= 5.34V. 2N1011 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0V VEC= 39V VCB = -39V 2N1305 coù ñieän aùp phaân cöïc: VEB = 0.1V VEC= 0.1V VCB = 0V Caùc giaù trò ño ñöôïc döïa treân boä nguoàn taïi phoøng thöïc taäp ño löôøng . PHAÀN B THIEÁT KEÁ & TÍNH TOAÙN CHÖÔNG I LYÙ THUYEÁT TÍNH TOAÙN MAÙY BIEÁN AÙP I. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy bieán aùp: Maùy bieán aùp laøm nhieäm vuï bieán ñoåi ñieäp aùp. Coù hai loaïi maùy bieán aùp: Maùy bieán aùp taêng aùp vaø maùy bieán aùp haï aùp. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy bieán aùp döïa treân cô sôû hieän töôïng caûm öùng ñieän töø. Khaûo saùt moät maùy bieán aùp ñôn giaûn goàm hai cuoän daây ñöôïc quaán treân loõi saét maïch töø coät. Cuoïân daây N1 maéc noái tieáp vôùi nguoàn ñieän vaøo vaø ñöôïc goïi laø cuoän sô caáp, cuoän N2, laáy ñieän aùp ra goïi laø cuoän thöù caáp. U2 U2 I2 E1 E2 U1 I1 Hình 7. Nguyeân taéc laøm vieäc maùy bieán aùp. Khi cuoän daây thöù caáp N2 ñeå hôû, doøng ñieän sô caáp N1, taïo ra söùc ñieän ñoäng F0 gaây töø thoâng löu thoâng trong maïch töø qua hai cuoän daây N1 vaø N2, laøm phaùt sinh caùc söùc ñieän ñoäng E1vaø E2 trong 2 cuoän sô caáp vaø thöù caáp. Khi noái cuoän thöù caáp N2 vôùi phuï taûi thì doøng ñieän thöù caáp I2 xuaát hieän. Phuï taûi caøng taêng, doøng I2 caøng taêng laøm doøng I1 taêng theo töông öùng ñeå giöõ oån ñònh töø thoâng khoâng ñoåi. Ñoù laø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy bieán aùp. Neáu U2>U1: maùy bieán aùp taêng aùp U2<U1: maùy bieán aùp haï aùp. II. Caùc coâng thöùc cô baûn veà maùy bieán aùp: - Khi maùy bieán aùp khoâng taûi, N2 chöa coù taûi, I0 = 0 U1 = E1+R1I1 +X1I1= E1+R1I0+X1I0 = E1 Do I0 =0,04÷0,1Iñm neân U1=E1. -Khi maùy bieán aùp coù taûi I2>0: U1 = E1+R1I1 +X1I1 vôùi U1>E2 U2 = E2-R2I2 -X2I2 vôùi U2<E2 Caùc söùc öùng ñieän ñoäng E1,E2 sinh ra trong caùc cuoän sô caáp vaø thöù caáp ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: e= -N* e1= Vaäy ta coù: trong ñoù, *Tyû soá bieán aùp:Tyû soá giöõa ñieän aùp U1 vaø ñieän aùp U2, ta coù: Muoán xaùc ñònh tyû soá bieán aùp Ku neân ño khi maùy bieán aùp vaän haønh khoâng taûi. *Tyû soá bieán doøng: III. Phaân loaïi maùy bieán aùp: Coù nhieàu cô sôû ñeå phaân loaïi maùy bieán aùp, neáu caên cöù vaøo nguoàn caáp ñieän cho maùy bieán aùp ñeå coù theå phaân loaïi maùy bieán aùp moät pha vôùi maùy bieán aùp 3 pha. ÔÛ ñaây, ta chæ caên cöù vaøo daây quaán sô caáp N1 vaø thöù caáp N2 maø phaân chia thaønh hai daïng maùy bieán aùp: Maùy bieán aùp caùch ly, coù cuoän sô caáp vaø thöù caáp bieät laäp. Maùy bieán aùp töï ngaãu, coù caùc cuoän sô caáp vaø thöù caáp cuøng quaán chung moät cuoän, do ñoù chuùng coù cuøng moät maïch. Hình 8a. Bieán aùp caùch ly Hình 8b. Bieán aùp töï ngaãu Öu ñieåm cuûa maùy bieán aùp töï ngaãu so vôùi maùy bieán aùp caùch ly: Khoái löôïng daây ñoàng vaø maïch töø giaûm nhieàu. ÔÛ caùc ñoaïn chòu taûi chung 2 doøng I1 vaø I2 chæ caàn coù tieát dieän chòu taûi hieäu hai doøng ñieän I1 vaøI2. Hieäu suaát cao hôn so vôùi maùy bieán aùp caùch ly. Khoâng löu yù lôùp caùch ñieän giöõa cuoän sô caáp vaø thöù caáp. Khuyeát ñieåm: Khoâng an toaøn, chæ duøng bieán aùp töï ngaãu khi tyû soá ku = 0,5 ÷2 Ñoái vôùi ngaønh ñieän töû, maùy bieán aùp töï ngaãu ít ñöôïc söû duïng vì nguy hieåm cho ngöôøi söû duïng vaø gaây tieáng uø, nhieãu. VI. Caùc böôùc tính toaùn bieán aùp moät pha coâng suaát nhoû: Trong taäp luaän aùn naøy, ta chæ löu yù ñeán maùy maùy bieán aùp caùch ly, vì ôû ñaây, boä nguoàn söû duïng nhieàu maùy bieán aùp caùch ly hôn vôùi vôùi maùy bieán aùp töï ngaãu (chæ söû duïng hai boä Variac). Khi tính toaùn maùy bieán aùp moät pha, coâng suaát nhoû (döôùi 5KVA), ta coù theå taïm chia thaønh caùc daïng baøi toaùn sau: - Daïng baøi toaùn döïa vaøo sô ñoà bieán aùp ñeå xaùc ñònh kích thöôùc loõi theùp vaø soá lieäu daây quaán (baøi toaùn thuaän). - Daïng baøi toaùn ngöôïc laø döïa vaøo kích thöôùc loõi theùp ta tính toaùn soá lieäu daây quaán bieán aùp theo moät yeâu caàu ñeå taän duïng toái ña coâng suaát loõi theùp. Caùc phaàn chính cuûa maùy bieán aùp laø: Loõi theùp vaø daây quaán. 1. Loõi theùp: Loõi theùp laø maùy bieán aùp thöôøng duøng laø loaïi theùp ñöôïc caùn moûng, coù chöùa haøm löôïng silic töø 1%-4%vaø beà daøy töø 0,35mm-0,5mm, nhaèm muïc ñích giaûm toån hao ñieän naêng trong maïch töø do taùc duïng bôûi doøng ñieän Fuco vaø hieän töôïng töø treã laøm phaùt nhieät. Töø caûm coù theå choïn B=1T hoaëc 1,2T (hay1000 Gauss hoaëc 1200 Gauss). Ngoaøi ra loaïi theùp coù haøm löôïng silic 1% ta choïn B=0,7-0,8T. Loõi theùp maùy bieán aùp coù hai loaïi hình thoâng thöôøng ñoù laø hình chöõ U-I vaø chöõ E-I, ñöôïc caùn moûng thaønh töøng taám. Caùc maãu khuoân naøy ñöôïc daäp khuoân theo moät kích thöôùc nhaát ñònh coù treân thò tröôøng. Chaát löôïng loõi theùp ñöôïc qui ñònh baèng haøm löôïng silic coù trong theùp. Noù aûnh höôûng raát lôùn ñeán chaát löôïng maùy bieán aùp, saét ñuùng chaát löôïng seõ coù ñoä töø caûm lôùn, töø thoâng sinh ra lôùn, gaây neân töø tröôøng maïnh. Nhôø ñoù ñaûm baûo vôùi moät soá voøng daây quaán seõ cho sinh ra moät ñieän aùp chính xaùc cao. Theùp caøng moûng toån hao caøng ít. Ngoaøi ra, hai maët loõi theùp coøn ñöôïc traùng moät lôùp verni raát moûng nhaèm muïc ñích laøm giaûm toàn hao naêng löôïng. Baûng chuaån cuûa loõi theùp chöõ E-I: a e c g b a h Hình 9a.E_I Hình 9b. U-I Loaïi a b C d e f g h 60.50 60 50 10 10 20 30 40 3.5 63.52,5 63 52.5 10.5 10.5 21 31.5 42 3.5 75.62,5 75 62.5 12.5 12.5 25 37.5 50 4.2 84.70 84 70 14 14 28 42 56 4.5 96.80 96 80 16 16 32 48 64 5.5 108.90 108 90 18 18 36 54 72 5.5 126.105 126 105 21 21 42 68 84 6.05 150.125 150 125 25 25 50 75 100 9 180.150 180 150 30 30 60 90 120 9.3 60.80 60 80 10 10 20 60 70 3 60.90 60 90 10 10 20 70 80 3.5 Baûng 1. 2. Daây quaán: Daây quaán coù nhieäm vuï taêng giaûm ñieän aùp, goàm coù cuoän sô caáp vaø cuoän thöù caáp. Daây quaán phaûi laø daây ñoàng ñöôïc phaân hoaëc nhoâm coù boïc lôùp email hoaëc coton ñeå caùch ñieän. Caùc maùy bieán aùp coâng suaát nhoû daây quaán thöôøng duøng daây troøn coù ñöôøng kính khoâng quaù 3mm. Ñoái vôùi daây chòu taûi ôû doøng ñieän lôùn ôû maùy bieán aùp coâng suaát lôùn duøng daây deïp, tieát dieän vuoâng hoaëc chöõ nhaät thì lôïi heä soá laáp ñaày daây hôn. Caùc böôùc tính toaùn nhö sau: Böôùc1: Tính choïn loõi theùp Loõi theùp thoâng duïng nhaát laø loaïi theùp coù hình daïng E-I. Xaùc ñònh sô ñoà bieán aùp vôùi ñaày ñuû caùc tham soá ñieän aùp vaø doøng ñieän ôû phía thöù caáp vaø sô caáp. Töø ñoù suy ra coâng suaát bieåu kieán S2 ôû phía thöù caáp: S2= U2i.I2i (KVA) Böôùc2: Neáu aùp duïng caùc coâng thöùc öôùc löôïng thoâng thöôøng, töø giaù trò S2, ta ñònh ra tieát dieän caàn duøng cho loõi theùp maùy bieán aùp At. At=1,423.Khd.[cm2]. Vôùi loõi theùp daïng U-I thì Khd= 0.75-0.85 Vôùi caùch xaùc ñònh naøy At= a.b * Khi choïn a = b vôùi At = a.b, chu vi trung bình cuûa sôïi daây nhoû nhaát (so vôùi caùc keát caáu khaùc khi choïn a khaùc b vaø At = a.b). Do ñoù daãn ñeán khoái löôïng daây toán ít nhaát vaø toån hao ñoàng trong bieán aùp nhoû nhaát, coù theå laøm taêng hieäu suaát bieán aùp, giaûm nhoû ñoä giaûm aùp ôû thöù caáp bieán aùp khi mang taûi. Tuy nhieân, khi choïn theo phöông phaùp naøy khoái löôïng loõi theùp seõ taêng leân so vôùi keát caáu khaùc cuûa loõi theùp khi a<b * Khi ab vaø At=a.b, nhöng khoái löôïng daây ñoàng seõ toán nhieàu hôn, toån hao ñoàng trong maùy bieán aùp taêng, hieäu suaát coù theå giaûm vaø taêng ñoä giaûm aùp ôû thöù caáp khi mang taûi. Trong tröôøng hôïp naøy, ñeå deã thi coâng boä daây ta chæ neân choïn b = 1,5a laø toái ña ñeå traùnh cuoän daây bò phình ra ôû phaàn hoâng khi thi coâng. * Khi choïn a, b, trò soá a coù lieân quan ñeán doøng töø hoùa loõi theùp maùy bieán aùp. Giaû söû vôùi loõi theùp E-I coù kích thöôùc ñuùng tieâu chuaån beà daøi ñöøông söùc trung bình laø ltb = 6a. Theo ñònh luaät Ampere, khi boû qua khe hôû khoâng khí trong maïch töø, ta coù doøng ñieän töø hoùa nhö sau: N1. i10=H. ltb N1: Toång soá voøng daây quaán sô caáp. i10: Doøng ñieän töø hoùa ôû cuoän sô caáp. H: Cöôøng ñoä töø tröôøng, töông öùng vôùi giaù trò töø caûm B ñaõ xaùc ñònh ñeå tính ra töø thoâng vaø soá voøng N2 ôû sô caáp. Vaäy a caøng lôùn i10 caøng lôùn. Böôùc3: Xaùc ñònh soá voøng daây quaán phía sô caáp vaø thöù caáp 1. Xaùc ñònh soá voøng taïo ra 1 volt söùc ñieän ñoäng caûm öùng: E = 4,44.f.B.At.N(V) Khi E= 1V thì N= nv Vaäy nv= f= [Hz}; B= [T]; At = [m2];nv = [Voøng/volt] Neáu choïn At =[cm2 ] ta coù: Neáu choïn B=0,8T ta coù nv= B= 1T ta coù nv= B= 1,2T ta coù nv= Maëc khaùc nv = Vaäy soá voøng daây quaán sô caáp: N1=U1. nv N1: toång soá voøng quaán sô caáp. U1: ñieän aùp ñònh möùc cuûa daây quaán sô caáp. 2. Ñoái vôùi maùy bieán aùp hai daây quaán, khi tính toaùn soá voøng thöù caáp ta caên cöù vaøo giaù trò ñieän aùp thöù caáp khoâng taûi U20. Goïi U% laø phaàøn traêm suït aùp taïi thöù caáp mang taûi so vôùi luùc khoâng taûi Vaäy U%= .100% U20: Ñieän aùp khoâng taûi thöù caáp. U2: Ñieän aùp ñònh möùc thöù caáp. Theo Beyaert, khi tính toaùn coù theå öôùc löôïng U% theo caáp coâng suaát cuûa bieán aùp ,ta coù theå ñònh nghóa ñaïi löôïng Ch sau ñaây ñeå deã tính toaùn: . Vaäy U20=Ch.U2 hay Ch=1+ Trong tính toaùn chính xaùc, ta döïa vaøo S2 ñeå öôùc löôïng Ch, trong tröôøng hôïp öôùc löôïng nhanh, ta coù theå choïn: Ch=1,051,15. Böôùc 4: Döïa vaøo S2 ta öôùc löôïng gaàn ñuùng hieäu suaát roài suy ra doøng sô caáp: Doøng ñieän phía sô caáp: I1= Baûng 2: Quan heä giöõa U% theo coâng suaát bieåu kieán S2. Theo Beyeart ta coù: S2(VA) 5 10 25 50 75 100 150 200 300 U% 20 17 15 12 10 9 8 7,5 7 Theo Transfomatoren Fabik Magnus ta coù U% theo S2 khi phuï taûi thuaàn trôû (cos=1). S2(VA) 25 50 75 100 150 200 U% 8 6,5 6,1 6 5,9 5,2 S2(VA) 250 400 500 600 750 1000 U% 5 4,3 4 3,9 3,8 3,75 Theo Schindler S2(VA) 100 200 300 500 700 1050 1200 1500 U% 4,5 4 3,9 3 2,5 2,5 2,5 2,5 Quan heä Ch theo: S2(VA) Ch% S2(VA) Ch% S2(VA) Ch% S2(VA) Ch% 5 1,35 50 1,12 180 1,06 700 1,032 7,5 1,28 60 1.11 200 1,058 800 1,03 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 1,02 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 Böôùc 5: Choïn maät ñoä doøng ñieän J, caên cöù vaøo giaù trò doøng ñieän (tính ñöôïc moãi boä daây) ñeå suy ra ñöôøng kính daây quaán cuûa moãi boä daây: d= 1,128.. Trong ñoù I=[A],J=[A/mm2]. Khi choïn J chuù yù ñeán caùc tham soá raøng buoäc sau: - Caáp caùch ñieän cuûa vaät lieäu duøng cheá taïo boä daây. - Cheá ñoä laøm vieäc daøi haïn, ngaén haïn coù laëp laïi hay khoâng laëp laïi. - Ñieàu kieän thoâng gioù vaø giaûi nhieät. Baûng 3: Quan heä giöõa theo S2 . Theo Robert Kuhn S2(VA) 3 10 25 50 100 1000 % 60 70 80 85 90 >90 Theo Auton Hopp S2(VA) 30 50 100 150 200 300 500 750 1000 % 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 % 80 80 85 90 91 92 92 92,5 Bieán aùp cho boä nguoàn chænh löu (Theo AEG ). S2(VA) 25 50 100 200 300 400 500 700 1000 % 76,5 84 85 86 88 90 90,5 91 92 Theo Newnes S2(VA) 100 150 200 250 500 750 % 88,5 89,3 90,5 91,2 92,6 93,5 S2(VA) 1000 1500 2000 2500 3500 5000 % 94,1 95 95,4 95,7 95,9 96,2 Theo Elektroteknik und Machinenbau. S2(VA) 150 250 500 1000 2000 3000 5000 % 88,5 89,6 91 92,8 94,2 94,9 95,7 Theo National Bureau of standar S408-Westinghouse. S2(VA) 2,5 5 9 25 50 80 150 200 500 % 78 81,8 84,2 87,7 88,8 90,5 92,5 92,2 94,1 Theo Schindler S2(VA) 100 200 300 500 % 92,5 93,5 94 94,5 Theo Tranformatoren Fabik Magus S2(VA) 25 50 75 100 150 200 250 400 500 % 84,2 86,8 89 90 91 91,9 92 93,2 93,8 Baûng 4: Quan heä giöõa J theo S2 (khi bieán aùp laøm vieäc lieân tuïc,laøm nguoäi töï nhieân hoaëc duøng caáp caùch ñieän thaáp Y hay A. S2(VA) 050 50100 100200 200500 5001000 J(A/mm2) 4 3,5 3 2,5 2 Tröôøng hôïp bieán aùp laøm vieäc ngaén haïn (lieân tuïc trong 6 giôø ñeán 10 giôø), caùch ñieän duøng caáp cao hôn E hay B ta coù theå choïn J cao hôn trong baûng 4 töø 1,21,5 laàn. S2(VA) 050 50100 100200 200500 5001000 J(A/mm2) 65 5,54,5 54 4,53,5 43 Ngoaøi ra coù theå choïn J theo nhieät ñoä phaùt noùng cho pheùp cuûa daây quaán. Theo Beyeart ta coù baûng sau: Baûng 5:Quan heä giöõa J vaø At nhö sau: At(cm2) J(A/mm2) vôùi ñoä gia nhieät 400C J(A/mm2) vôùi ñoä gia nhieät 600C At(cm2) J(A/mm2) vôùi ñoä gia nhieät 400C J(A/mm2) vôùi ñoä gia nhieät 600C 1 4,6 5,5 5 2,4 3 1,4 4 4,9 5,5 2,35 2,8 2 3,5 4,3 6 2,3 2,8 2,4 3,3 4 6,5 2,25 2,7 2,8 3,1 3,7 7 2,2 2,6 3 3 3,6 7,5 2,15 2,6 3,5 2,8 3,4 8 2,1 2,5 4 2,7 3,3 9 1,9 2,4 4,5 2,6 3,2 10 1,8 2,3 Böôùc 6: Kieåm tra heä soá laáp ñaày klñ theo dieän tích cöûa soå loõi theùp: Hình 10. Hình daïng loõi theùp - Beà roäng cöûa soå c=a/2 - Beà cao cöûa soå h=3a/2. Vì vaäy, ta coù Acs= c* h =3a2/4 Sau ñoù, caên cöù vaøo soá lieäu daây quaán (soá voøng vaø ñöôøng kính daây) ta xaùc ñònh tieát dieän choaùn choã daây quaán trong cöûa soå vaø suy ra heä soá laáp ñaày cöûa soå: Klñ = Klñ =0,360,46 laø phuø hôïp. * Theå tích loõi theùp =(. Vaäy khoái löôïng cuaû loõi theùp laø Wthvôùi: Wth= 6a2 * b*7,8 (kg) Wth =46,8* a2*b. Vôùi =7,8 kg/dm3 a,b =[dm]. Böôùc 7: Choïn beà daày caùch ñieän laøm khuoân daây quaán (ekh ) vaø kích thöôùc loõi goã(hay nhoâm) laøm loõi daây quaán. Choïn beà daày ekh theo coâng suaát bieán aùp S2. Baûng 6: Quan heä giöõa ekh vaø S2 S2(VA) 1÷10 10÷200 200÷500 500÷1000 1000÷3000 ekh(mm) 0,5 1 2 3 4 Trong böôùc tính treân, khi tính At , choïn a vaø b, ta caên cöù theo giaù trò b tìm ñöôïc suy ra soá laù theùp cho töøng loõi theùp theo beà daày moãi laù theùp. Tuy nhieân, khi thi coâng, luùc gheùp taát caû caùc laù theùp laïi vôùi nhau, beà daày loõi theùp seõ lôùn hôn b tính toùan (vì do lôùp bavia) khi daäp laù theùp. Nhö vaäy, beà daày thöïc söï duøng laøm loõi theùp vaø khuoân quaán bieán aùp coù theå daøy lôùn hôn b, ta goïi beà daày naøy laø b’. b’= Vaäy kích thöôùc khuoân quaán coù theå choïn nhö sau: akh= a+(1÷2mm) bkh=b’+(1÷2mm) hhd=beà cao hieäu duïng khuoân daây quaán. Vôùi hhd=h –[2eek +(1÷2mm)]. Böôùc 8: Xaùc ñònh soá voøng moät lôùp cho töøng boä daây: SV1LÔP = . Kqd=0,93÷0,95,daây ñoàng tieát dieän troøn traùng email. Kqd=0,9÷0,93, daây ñoàng boïc coton tieát dieän troøn. Kqd=0,8÷0,85, daây ñoàng tieát dieän chöõ nhaät. * Töø giaù trò soá voøng cuaû töøng boä daây (SV) sô vaø thöù caáp, ta caên cöù theo soá voøng daây cuûa moãi boä daây ñeå ñònh ra soá lôùp (SL) cho töøng boä daây ta coù: SL = Theo Beyaert beà daøy caùch ñieän moãi lôùp ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: (mm). Beà daøy cuûa moãi boä daây quaán: e laø beà daøy cuoän daây ta xaùc ñònh toång quaùt nhö sau: Chuù yù: caàn phaân bieät hai phöông phaùp tính heä soá laáp ñaày trong tính toaùn: - Tính theo dieän tích choaùn choã daây quaán so vôùi dieän tích cöûa soå: Klñ= Klñ=0,36÷0,46 laø phuø hôïp. - Giaù trò tính theo beà daày cuaû cuoän daây so vôí beà roäng cöûa soå. Klñ= Neáu giaù trò heä soá laáp ñaày naèm trong khoaûng 0,6÷0,75 laø xem nhö cuoän daây boû loït cöûa soå loõi theùp, giaù trò toái ña laø 0,8. Vieäc phaân loaïi caáp caùch ñieän tuøy theo yeâu caàu coâng vieäc, moâi tröôøng laøm vieäc cuûa ñoäng cô maø ngöøôi ta saûn xuaát theo caáp caùch ñieän sau: Baûng 7: Nhieät ñoä cuûa caùc caáp caùch ñieän Caáp caùch ñieän y a e b f h c Nhieät ñoä max(0c) 90 105 120 130 155 180 180 Theo baûng treân khi saûn xuaát ñoäng cô töø caáp caùch ñieän B trôû ñi caùc vaät lieâu caùch ñieän duøng trong ñoäng cô phaûi chòu nhieät ñoä cao chæ cho pheùp duøng caùch ñieïân Amian, Thuûy Tinh, Verni, Silicol... Theo tieâu chuaån Vieät Nam yeâu caàu: - Nhieät ñoä moâi tröôøng xung quanh khoâng quaù 40oC. - Khoaûng bieán thieân nhieät ñoä khoâng quaù 100C trong 8 giôø. - Ñoä aåm töông ñoái moâi tröôøng xung quanh 98% ôû 250C. Baûng 8: Vaät lieäu caùch ñieän duøng trong bieán aùp Chaát caùch ñieän Ñieän aùp ñaùnh thuûng (V) Giaáy boùng (15/1000,loaïi duøng cho tuï) 500 Giaáy boùng 3/100 500 Giaáy boùng 4/100 600 Giaáy daàu 5/100 1000 Vaûi daàu 5/100 3000 Bìa Pressphalin 1/10 800 Bìa 5/100 4000 Biaø 1mm 8000 CHÖÔNG 2 THIEÁT KEÁ BOÏÂ NGUOÀN P46 Boä nguoàn P46 ñang söû duïng ñieän aùp vaøo laø 110V, yeâu caàu thieát keá laïi vôùi nguoàn 220V vôùi caùc ngoõ ra theo yeâu caàu sau: -Ñieän aùp ra 0÷220V- 2.2 AMP Max. 22,5VAC-10AMP. 45 VAC-5AMP. 18VDC-10AMP. 36VDC-5AMP. Theo sô ñoà nguyeân lí cuûa maïch nguoàn P46 caùc thieát bò caân thieát cho maïch ñieän bao goàm: - Coâng taéc ñoùng ngaét vaø baûo veä ngaén maïch, quaù taûi (APTOMAT). ÔÛ ñaây, ta coù theå taän duïng laïi thieát bò cuõ. - Bieán aùp töï ngaãu thieát keá theo thieát bò beân ngoaøi thò tröôøng ñang coù. - Coâng taéc chuyeån doøng cho maïch. - Maïch chænh löu nguoàn DC. - Bieán aùp buø: Vôùi bieán aùp naøy ta chæ söû duïng laïi thieát bò cuõ, do vaãn ñaùp öùng ñieän aùp ngoõ vaøo vaø ñieän aùp ngoõ ra theo yeâu caàu neân khoâng caàn tính laïi. Nhö vaäy, ñeå thieát keá laïi boä nguoàn ta caàn tính toaùn laïi bieán aùp cho phuø hôïp vôùi ñieän aùp, doøng theo yeâu caàu. Tính maùy bieán aùp: Döïa vaøo lyù thuyeát bieán aùp vaø caùc soá lieäu theo yeâu caàu sau, ta tính: Hình11. Sô ñoà maùy bieán aùp P46 U1=220V 22,5V-5A 22,5V-5A 1.Coâng suaát bieåu kieán thö ùcaáp: S2= S2 = 22,5.5+22,5.5= 225VA Choïn B=1,2T, ta coù At= 1,423.(1÷1,2) At= 1,423.(1÷1,2) (cm2). a= (3,4÷4,2) cm. Choïn a=3,6cm vaø b=4,9cm Suy ra At= 17,64cm2 Neáu beà daày laù theùp baèng 0,5mm ta coù:4,9/0,5= 98 laù theùp. 2. Soá voøng cho moät Volt: 3. Choïn J=3A/mm2 vôùi S2=225VA Doøng sô caáp I1= , I1==1,175A Vaäy soá voøng sô caáp N1=220*nv=220*2,218= 468 voøng Xaùc ñònh soá voøng thöù caáp: Coâng suaát bieåu kieán thöù caáp: S21=S22=112,5VA suy ra Ch=1,075 U21=U22=24,18V. Vaây soá voøng N21=N22=U21.nV = 51,45 voøng 52 voøng. I21=I22=5A suy ra ñöôøng kính daây: d21=d22=1,128. Choïn d21=d22=1,5 mm (coù caùch ñieän) Vaäy S21=S22=1,767 mm2. Ta coù I1=1,175A. Vaäy ñöôøng kính sô caáp d1=1,128*. Choïn d1=0,74 mm (coù caùch ñieän). S1=0,43mm2. 4. Tính soá voøng cho moät lôùp daây quaán sô caáp: h=3a/2 = 3.36/2=54mm hhd=54-(2+2)= 50mm. Vôùi d1=0,74 mm SV/lôùp sô caáp = =64,189 voøng 64 voøng Soá lôùp daây quaán sô caáp SL1=468/64=7,3 lôùp8 lôùp Beà daøy caùch dieän giöõa hai lôùp: Thöïc teá hieän nay, coù nhöõng giaáy caùch ñieän lôùp coù beà daøy 0,1mm nhöng coù caáp caùch ñieän B vaø chòu ñieän aùp ñaùnh thuûng treân 600V (Theo saùch Coâng Ngheä Cheá Taïo vaø Tính Toaùn Söûa Chöõa Maùy Ñieän – Taäp II - Nguyeãn Troïng Thaéng-trang 113), neân ta coù theå choïn loaïi giaáy caùch ñieän naøy. Choïn ecñ=0,1mm. Beà daøy cuoän sô caáp: e1=SL1.ecñ= 8.(0,1+0,74)=6,72mm. 5. Tính soá voøng cho daây quaán thöù caáp : Ta coù d21=d22=1,5 mm ÔÛ ñaây goàm hai nguoàn 22,5V neân coù theå duøng hai daây quaán chaäp laïi quaán chung. Vaäy soá voøng treân moät lôùp: Soá lôùp: SL2=54/164 lôùp Choïn ecñ2=0,1mm(loaïi gaáy toát) Beà daøy cuoän thöù caáp : e21 =SL2(0,1+1,5)=6,4 mm 6. Choïn ekh=1mm Beà daøy cuoän daây bieán aùp: e=6,72+6,4+1=14,12mm 7. Kieåm tra heä soá laáp ñaày: * Theo dieän tích cöûa soå: Acs=3 . 362/4=972mm2 Adq=Asc+Atc=468.0,43+2.52.1,1767=385mm2 Vaäy klñ= * Theo beà daøy khuoân : Ta coù:c=18mm; e=14,12mm. Vaäy klñ=14,12/18=0,78<0,8(thoûa) 8. Laøm khuoân giaáy: akh= a+(12mm) =36+2=38mm. bkh= b’+(1÷2mm)=49/0,9+2=56mm hhd= h-(2ekh+2)=54-(2+2)=50mm. Baûng toùm taét: Daây quaán Soá voøng dcñ(mm) Scñ(mm2) Toång tieát dieän (mm2) 0÷220 468 0,74 0,43 201,24 22,5-0-22,5 104 1,5 1,767 183,768 10. Trình töï laøm khuoân giaáy: - Loaïi giaáy trôn ñaàu: Caên cöù vaøo kích thöôùc loõi theùp maùy bieán aùp ñeå caét giaáy vaø ño ñuùng kích thöôùc. Ñaây laø loaïi khung trôn ñaàu. -Loaïi khung giaáy coù tai: Laøm toán coâng vaø toán giaáy nhöng ñaûm baûo khi quaán daây khoâng bò bung vaø caùch ñieän an toaøn. Qui trình nhö sau: Ño kích thöôùc e, l, f, b cuaû loõi saét vaø coäng hay bôùt ñi tuøy theo caïnh. Sau ñoù veõ leân giaáy vaø caét theo ñöôøng veõ. Gaáp theo caùc ñöôøng veõ ñeå taïo daïng khung. Daùn keo ñeå giöõ khung laïi. Daùn bìa leân hai ñaàu khung. Daùn caùc mieáng loùt ñeå giöõ khung laïi ñeå khoâng bò leùp 4 goùc. Khoan loã. Tröôùc khi quaán daây phaûi veõ sô ñoà boá trí caùc daây ra ôû vò trí thöïc teá ñeå sau naøy khi noái maïch khoâng bò vöôùng vaø deã phaân bieâït (3-2a.) Khi quaán daây coá ñònh ñaàu daây khôûi ñaàu nhö hình veõ 3-3b.Trong luùc quaán daây, coá gaéng quaán daây cho thaúng vaø song haøng vôùi nhau. Cöù heát moãi lôùp daây phaûi quaán lôùp giaáy caùch ñieän. Ñoái vôùi daây quaù beù (d<0,15mm) coù theå quaán suoát luoân khoâng caàn giaáy quaán giöõa caùc lôùp, chæ loùt kó giöõa cuoän sô vaø cuoän thöù caáp. Khi quaán nöõa chöøng muoán ñöa daây ra ngoaøi thöïc hieän nhö hình 3-3a daây ñöa ra ngoaøi naøy phaûi ñöôïc caùch ñieän baêng oáng gain caùch ñieän. Vieäc noái daây giöõa chöøng cuõng phaûi ñöôïc ñöa moái noái ra ngoaøi cuoän daây (hình 3-3b). Khi saép hoaøn taát vieäc quaán ñuû soá voøng daây, phaûi ñaët ñai vaûi hoaëc giaáy, sau ñaáy quaán daây ñeø choàng leân vaûi hoaëc giaáy ñoù, ñeå cuoái cuøng loøn daây qua ñeå nít chaët baêng vaûi giöõ cho chaéc. Hình veõ caùc böôùc quaán daây maùy bieán aùp Duø quaán baèng maùy hay baèng tay thì cuõng loàng khung bieán aùp vaøo loõi goã môùi ñöôïc quaán. Loõi goã thöôøng laøm kieåu hình neâm ñeå khi quaán xong deã thaùo. Khi quaán xong treân loõi goã, ta thaùo cuoän daây ra khoûi baøn quaán, thaùo loõi goã ra khoûi khung giaáy quaán daây. 11. Tieán haønh laép caùc laù saét vaøo cuoän daây. Laép caùc laù theùp chöõ E tröôùc, moãi beân moät laù cho thaät caân baèng. Sau ñoù laép raùp chöõ I. Ñieàu quan troïng laø phaûi laép cho thaät ñuû soá laù theùp maø ta tính toaùn (thaùo ra). Neáu khoâng laép ñuû caùc laù theùp, khi laøm vieäc maùy bieán aùp seõ quaù noùng mau hoûng. Hình veõ caùch laép gheùp caùc laù theùp 12. Thöû bieán aùp: Coù hai qui trình thöû bieán aùp sau: a.Thöû nguoäi: Thöû thoâng maïch: Coù theå duøng Ohm keá hoaëc ñeøn thöû . Thöû chaïm maïch: Duøng ñeøn, kieåm tra chaïm maïch: moät ñaàu daây dí vaøo loõi saét bieán aùp coøn moät ñaàu daây dí vaøo ñaàu daây ñaõ caïo saïch men caùch ñieän. Neáu boùng ñeøn saùng cuoän daây ñaõ chaïm loõi, khoâng theå duøng ñöôïc, neáu ñeøn khoâng saùng laø duøng ñöôïc. Ño ñieän trôû daây quaán: Duøng Ohm keá ño ñieän trôû maïch sô caáp vaø thöù caáp, ghi laïi laøm soá lieäu ñoái chieáu vôùi baûng giaù trò coù saün. Qua ñoù coù theå ñaùnh giaù maïch coù ñuùng toång trôû daây quaán hay khoâng. Thöû ñieän trôû caùch ñieän: Duøng Ohm keá töø ñieän ñeå thöû ñoä caùch ñieän giöõa cuoän daây vaø loõi theùp. Ñieän trôû caùch ñieän giöõa cuoän daây vaø loõi theùp phaûi treân 1M môùi ñaûm baûo. b.Thöû noùng: Chæ thöû noùng sau khi thöû nguoäi toát. Thöû noùng laø cho maùy laøm vieäc vôùi ñieän aùp phuø hôïp vôùi ñieän aùp tính toaùn trong maïch sô caáp. Thöû khoâng taûi: Cho maùy bieán aùp chaïy khoâng maø khoâng gaén taûi vaøo thöù caáp. Cho maùy hoaït ñoäng vaøi chuïc phuùt ñeå kieåm tra tình traïng khoâng taûi. Keát quaû phaûi ñaûm baûo: Nhieät ñoä khoâng ñöôïc quaù noùng, khoâng coù tieáng reø maùy bieán aùp, khoâng coù hieän töôïng chaïm mass, ñieän aùp khoâng taûi phuø hôïp giaù trò tính toaùn. Thöû coù taûi: Gaén taûi vaøo thöù caáp maùy bieán aùp phuø hôïp vôùi doøng ra tín