CHƯƠNG TRÌNH MODUL
QUẤN DÂY MÁY ĐIỆN
MÃ NGHỀ: 13 - 07
Mã MODULE: MD DXN-22
A. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU CỦA MODULE:
MD DXN-22.1.1: - Nội qui xưởng thực hành, an toàn điện; giới thiệu thiết bị, dụng cụ, vật tư sử dụng cho mô đun, các sơ đồ Máy biến áp, các phương pháp tính toán số liệu Máy biến áp.
- Phương pháp làm khuôn, quấn dây Máy biến áp.
MD DXN-22.1.2:
- Tháo lõi thép và tháo dây cũ máy biến áp, lấy số liệu của máy cũ và tính toán số liệu quấn dây máy biến áp theo yêu cầu I2 và U2.
- Các sơ đồ Máy biến áp, các phương pháp tính toán số liệu Máy biến áp.
- Phương pháp làm khuôn, quấn dây Máy biến áp.
MD DXN-22.1.3:
- Làm khuôn quấn dây máy biến áp theo yêu cầu I2 và U2 đã tính toán.
MD DXN-22.1.4:
- Tính toán số liệu để quấn dây máy biến áp theo yêu cầu lõi thép có sẵn; lót giấy cách điện, quấn dây sơ cấp vào máy biến áp
MD DXN-22.1.5:
Quấn dây cuộn thứ cấp, kiểm tra thông mạch, cách điện; lắp ráp lá thép, kiểm tra cách điện, hàn nối đầu dây ra, kiểm tra điện áp, dòng điện của máy khi không tải.
Module: MD DXN-22.2:
THỰC HÀNH QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA ROTOR LỒNG SÓC, DÂY QUẤN DẠNG ĐỒNG TÂM.

MD DXN-22.2.1:
- Giới thiệu thiết bị, dụng cụ, vật tư sử dụng cho Module; phương pháp tháo, lắp động cơ; lấy số liệu của máy cũ.
MD DXN-22.2.2:
- Tháo dây cũ ra khỏi Stato; tính toán số liệu, vẽ sơ đồ quấn dây, lựa chọn dây điện từ.
MD DXN-22.2.3:
- Làm khuôn quấn dây, quấn dây vào khuôn; lót giấy cách điện vào rãnh Stato.
MD DXN-22.2.4:
- Lồng dây vào rãnh lõi thép Stato.

MD DXN-22.2.5:
- Lót giấy cách điện cách pha, đai dây, kiểm tra cách điện, đấu nối kiểm tra các thông số hoạt động không tải.
Module: MD DXN-22.3:
THỰC HÀNH QUẤN DÂY ĐộNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SÓC, DÂY QUẤN ĐỒNG KHUÔN ĐƠN GIẢN.

MD DXN-22.3.1:
Giới thiệu thiết bị, dụng cụ, vật tư sử dụng cho mô đun; phương pháp tháo, lắp ĐCKĐB; lấy số liệu của máy cũ.
MD DXN-22.3.2:
- Tháo dây cũ ra khỏi Stato; tính toán số liệu, vẽ sơ đồ quấn dây, lựa chọn dây điện từ.
MD DXN-22.3.3:
- Làm khuôn quấn dây, quấn dây vào khuôn, lót giấy cách điện.
MD DXN-22.3.4:
- Lồng dây vào rãnh lõi thép Stato.
MD DXN-22.3.5:
Lót giấy cách điện, đai dây, kiểm trta cách điện, đấu nối kiểm tra không tải.
Module: MD DXN-22.4:
THỰC HÀNH QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SÓC, DÂY QUẤN 2 LỚP (XẾP KÉP)

MD DXN-22.4.1:
- Giới thiệu thiết bị, dụng cụ, vật tư sử dụng cho mô đun; tháo dây cũ ra khỏi Stato.
MD DXN-22.4.2:

-Lấy số liệu của máy cũ và tính toán số liệu, vẽ sơ đồ quấn dây, lựa chọn dây điện từ.
MD DXN- 22.4.3:

-Làm khuôn quấn dây, quấn dây vào khuôn, lót giấy cách điện.
MD DXN-22.4.4:

-Lồng dây vào rãnh lõi thép Stato.
MD DXN-22.4.5:
Lót giấy cách điện, đai dây, kiểm tra cách điện, đấu nối kiểm tra không tải.
Module: MD DXN-22.5: THỰC HÀNH QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SÓC, DÂY QUẤN 2 CẤP TỐC ĐỘ (TỐC ĐỘ THAY ĐỔI, MÔMEN KHÔNG ĐỔI)
MD DXN-22.5.1:
- Giới thiệu thiết bị, dụng cụ, vật tư sử dụng cho mô đun; tháo dây cũ ra khỏi Stato.
MD DXN-22.5.2:
- Lấy số liệu của máy cũ và tính toán số liệu, vẽ sơ đồ quấn dây, lựa chọn dây điện từ.
DXN MD-22.5.3:
- Làm khuôn quấn dây, quấn dây vào khuôn, lót giấy cách điện.
MD DXN-22.5.4:
- Lồng dây vào rãnh lõi thép Stato.
MD DXN-22.5.5:
- Lót giấy cách điện, đai dây, kiểm tra cách điện, đấu nối kiểm tra không tải.
Module: MD DXN-22.6: THỰC HÀNH QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SÓC, DÂY QUẤN 2 CẤP TỐC ĐỘ (TỐC ĐỘ THAY ĐỔI, CÔNG SUẤT KHÔNG ĐỔI).
MD DXN-22.6.1:
- Giới thiệu thiết bị, dụng cụ, vật tư sử dụng cho mô đun; tháo dây cũ ra khỏi Stato.
MD DXN-22.6.2:
Lấy số liệu của máy cũ và tính toán số liệu, vẽ sơ đồ quấn dây, lựa chọn dây điện từ.
MD DXN-22.6.3:
- Làm khuôn quấn dây, quấn dây vào khuôn, lót giấy cách điện.
MD DXN-22.6.4:
- Lồng dây vào rãnh lõi thép Stato.
MD DXN-22.6.5:
- Lót giấy cách điện, đai dây, kiểm tra cách điện, đấu nối kiểm tra không tải.
- Sửa chữa, chế tạo biến áp dân dụng và công nghiệp.
+ Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2004.
- Tính toán và chế tạo biến áp công suất nhỏ.
+ Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 1989.
- Thiết kế máy biến áp.
+ Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2003.
- Kỹ thuật quấn dây (Nhà xuất bản Lao động năm 1992).
- Những hư hỏng ở máy điện (Nhà xuất bản công nhân kỹ thuật năm 1987)
- Công nghệ chế tạo máy điện (Trường ĐHSP Thành phố Hồ Chí Minh).
- Giáo trình máy điện nhỏ (Duơng Văn Đinh 1976).
- Sử dụng và sửa chữa động cơ điện xoay chiều thông dụng (nhà xuất bản Lao động 12/1974).
3. NỘI DUNG CỦA MODULE:
a. Nội dung tổng quát:




MODULE: MD DXN - 22.1: THỰC HÀNH QUẤN DÂY
MÁY BIẾN ÁP 1 PHA
Lý thuyết: 05g
Thực hành: 20g
Kiểm tra: 05g
Tổng cộng: 30g
Bài 01: THỰC HÀNH QUẤN DÂY MÁY BIẾN ÁP 01 PHA.

Nguồn điện do các Nhà máy điện, Nhà máy thuỷ điện, Nhà máy điện nguyên tử…sản xuất và đưa lên lưới điện có dạng hình sin với trị số điện áp và tần số cố định thường là 50 Hz. Các Động cơ điện hoặc Thiết bị điện có yêu cầu phức tạp hơn về nguồn điện.
Các bộ biến đổi dùng để biến đổi các đại lượng điện của nguồn điện ở đầu vào thành các đại lượng điện ở đầu ra sao cho phù hợp với yêu cầu cấp điện của động cơ cũng như thiết bi điện.
1/ Bộ biến đổi mức điện áp xoay chiều:
Bộ biến đổi mức điện áp xoay chiều là máy biến áp, là thiết bị dùng để biến đổi điện áp xoay chiều từ giá trị này thành giá trị khác ở cùng một tần số.
2/ Máy biến áp một pha:
Khi cuộn sơ cấp (W1) được đặt vào một điện áp xoay chiều ~U1 thì có dòng sơ cấp i1 và một từ thông xoay chiều  được tạo ra móc vòng qua cả 2 cuộn (W1, W2). Trong 2 cuộn sẽ xuất hiện các sức điện động ngược pha với điện áp U1 và tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn. E1/E2 = W1/W2
Khi hở mạch thứ cấp (máy biến áp không tải) thì dòng i2 = 0. Trong cuộn sơ cấp có dòng i1 rất nhỏ tạo ra từ thông móc vòng trong lõi thép và năng lượng của dòng này chỉ dùng để bù lại tổn hao sắt (tổn hao do từ trễ và do dòng điện xoáy). Lúc máy biến áp không tải có thể coi U1  E1 vì sụt áp trong cuộn dây sơ cấp không đáng kể.
U1/U2 =E1/E2=W1/W2

KBA: tỉ số hay hệ số biến áp của máy biến áp;
MBA là tăng áp (U2  U1) khi kBA 1
MBA là giảm áp (U2  U1) khi kBA 1
Khi máy biến áp có tải (i2  0) năng lượng điện truyền tải từ sơ cấp sang thứ cấp qua hiện tượng cảm ứng điện từ với hiệu suất cao và có thể coi công suất sơ cấp xấp xỉ công suất thứ cấp.
U1 I1 cos 1  U2 I2 cos 2
Khi tải đầy và coi cos 1  cos 2 th ì có: = KBA
Từ đó: I1 W1 = I2 W2.
Máy biến áp kiểu 2 trụ hay kiểu lõi thép trong. Máy biến áp một pha công suất nhỏ thường có cấu tạo kiểu bọc. Các cuộn W1, W2 được bố trí theo kiểu đĩa hay kiểu ống.
Để tạo nhiều mức điện áp ra, cuộn thứ cấp có thể có nhiều đầu ra hoặc có nhiều cuộn thứ cấp 24V













Sơ đồ máy biến áp có nhiều mức điện áp ra:
a/ Một cuộn thứ cấp; b/ Nhiều cuộn thứ cấp.

Trên nhiều máy, có thể gặp MBA mà điện áp sơ cấp và thứ cấp bằng nhau. MBA này không nhằm thay đổi điện áp mà nhằm mục đích cách ly phần mạch thứ cấp với mạch sơ cấp nối với lưới. Đây là loại biến áp an toàn.






3/ Máy biến áp ba pha

Để biến đổi các điện áp ba pha, có thể dùng 3 MBA 1 pha hoặc 1 MBA 3 pha. Có 2 kiểu quấn:
- Kiểu đĩa: các cuộn dây cao áp (cuộn dây có điện áp cao) và hạ áp (cuộn dây có điện áp thấp) có dạng đĩa được đặt xen kẽ nhau.
- Kiểu ống: cuộn hạ áp quấn sát trụ, cuộn cao áp quấn ôm bên ngoài cuộn hạ áp.
Các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp MBA ba pha có thể nối Y hoặc . Do vậy, có các cách nối như sau;
Y/Y; /; Y/; /Y.
Sơ đồ đấu dây MBA
a/ Đấu Y/Y; b/ Đấu /.; c/ Đấu /Y; d/ Đấu Y/.
4/ Máy biến áp tự ngẫu
MBA từ ngẫu chỉ có 1 cuộn dây, mạch sơ cấp và thứ cấp không tách biệt nhau như MBA cách ly đã nói ở trên.
Một phần cuộn dây (PQ) là cuộn thứ cấp, phần khác (AQ) là cuộn sơ cấp. Điện áp mỗi phần phụ thuộc vào số vòng dây của nó. Vì 2 dòng I1 và I2 ngược pha nhau nên phần PQ chỉ có dòng (I2 – I1) chạy qua.
Sơ đồ nguyên lý MBATN
Ta minh hoạ sự làm việc của MBATN qua ví dụ cụ thể hình dưới đây với U1 = 100V, U2 = 80V, Rtải = 4 . Có thể thấy ngay I2 = 80V : 4  = 20A. Công suất phụ tải: P2 = 80V x 20A = 1600W. Công suất này được truyền tải từ phía sơ cấp nên dòng sơ cấp là: I1 = = 1600W : 100V = 16A.

Phần AP có điện áp (100V – 80V = 20V) nên có công suất 20V x 16A = 320W. Công suất này tạo từ thông trong MBATN và cảm ứng điện áp 80V với dòng điện 20A – 16A = 4A ở phần PQ.
MBATN cấp điện cho phụ tải.
Từ đó suy ra: công suất chuyển ra phụ tải của phần thứ cấp PQ là 320W trong tổng công suất phụ tải 1600W. phần còn lại 1600W - 320W = 1280W được lấy thẳng qua AP tới tải.
Đối với MBA có 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp tách biệt thì toàn bộ công suất đầu vào được truyền tới phụ tải ở đầu ra qua cảm ứng điện từ. Ở MBATN, công suất do cảm ứng điện từ truyền tới phụ tải chỉ là một phần. Do vậy, kích thước MBATN nhỏ hơn so với MBA 2 cuộn dây có cùng công suất.
Nếu liên kết 3 MBATN 1 pha lại thì ta có
1 MBATN 3 pha.
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐỂ
QUẤN MÁY BIẾN ÁP CÁCH LY

1/ Các thông số cơ bản:
+ U1: Điện áp cuộn sơ cấp.
+ U2: Điện áp cuộn thứ cấp.
+ P1: Công suất cuộn sơ cấp.
+ P2: Công suất cuộn thứ cấp.
+ I1: Dòng điện cuộn sơ cấp.
+ I2: Dòng điện cuộn thứ cấp.
+ d1; Đường kính dây điện từ cuộn sơ cấp.
+ d2: Đường kính dây điện từ cuộn thứ cấp.
+ W1V: Số vòng dây của MBA/01Volt.
+ W1: Số vòng dây của cuộn sơ cấp.
+ W2: Số vòng dây của cuộn thứ cấp.
+ S: Tiết diện của lõi thép MBA.
+ : Hiệu suất của máy biến áp.
2/ Phương pháp tính toán dây quấn MBA 01 pha cách ly:
+ P2 = U2 x I2.
+ P1 = U1 x I1 = P2 / 
( = 0,7 đối với MBA có P2 = 1-10W;  = 0,8 đối với MBA có P2 = 10 - 100W).
+ I1 = P1 / U1.
+ S = 1,2
+ W1v = 45 / S. (45 hay 35: phụ thuộc vào chất lượng lõi thép MBA), thông thường ta chọn 45.
+ W1 = W1V x U1.
+ W2 = W1V x U2.
+ d1 = 0,025 (mA). (mm)
+ d2 = 0,025 (mA). (mm)
Có 2 phương pháp để tính toán quấn dây một
máy biến áp cách ly:
1/ Căn cứ vào công suất, điện áp tiêu thụ để tính ra lõi thép và dây quấn.

Ví dụ:

Tính toán, lựa chọn lõi thép để quấn máy biến áp, ở cuộn thứ cấp có 2 cấp điện áp:
- U1 = 220V.
- U2 = 12V và 24V.
- I2 = 1A;
GIẢI
- Trường hợp này, ta sẽ tính toán để quấn cuộn dây thứ cấp với điện áp 24V và từ ½ số vòng dây thứ cấp ta lấy một đầu dây ra để có điện áp 12V.
- P2 = U2 x I2 = 24 x 1 = 24W.
- P1 = U1 x I1 = P2 /  = 24/ 0,8 ( = 0,7 với P2 = 1 - 10W;  x 0,8 với P2 = 10 - 100W.
- I1 = P1/U1 = 146/220 = 0,6636A = 663mA.
- W1 = U1 x W1V = 220 x 3,10 = 682 Vòng.
- W2 = U2 x W1V = 24 x 3,10 = 74,4 Vòng.
- d1 = 0,025 x = 0,025 x = 0,64mm, ta chọn dây 0,65mm.
d2 = 0,025 x = 0,025 x = 1,74mm, ta chọn dây 1,75mm./.
Điều kiện thực tế:
Với cỡ dây của cuộn thứ cấp: 1,75mm, khi quấn vào khuôn MBA sẽ rất khó (vì hiện tại trong Nhà trường chỉ có khuôn nhỏ) và khi tháo ra chúng sẽ bị gấp gãy, khó sử dụng lại được.
Từ nguyên nhân trên, thực tế thực hành chúng ta sẽ sử dụng lõi thép và khuôn của MBA có I2 = 4,866A; lấy đúng số vòng dây/Volt nhưng sử dụng quấn dây sơ cấp và thứ cấp nhỏ hơn (d1 = 0,20mm; d2 = 0,55mm). Như vậy, công suất và dòng của MBA sẽ bị ảnh hưởng nhưng điện áp ra vẫn đúng như tính toán.
Bài 2: CÁCH THỰC HIỆN QUẤN DÂY MỘT MÁY BIẾN ÁP

Thiết bị, dụng cụ, vật tư, để thực hiện quấn dây 1 MBA 01 pha:

a. Thiết bị:
- Máy quấn dây.
- Mỏ hàn.
- Lõi thép MBA.
b. Dụng cụ:
- Kiềm các loại, Tuốcnơ vít các loại, búa tay.
- Thước Panme: Dùng để đo dây điện từ.
- Thước kẹp: Đo kích thước khuôn quấn dây.
Thước lá, thước Êke: Đo kích thước giấy để làm khuôn quấn dây.
- Kéo cắt giấy: Cắt giấy làm khuôn và lót cách điện lớp, cả máy.
c. Vật tư:
- Dây điện từ, ống ghen cách điện, dây hàn, giấy làm khuôn, giấy lót cách điện.
Khi quấn dây những máy biến thế loại nhỏ, ta cần phải có máy quấn, máy quấn có bộ phận sang dây để sắp lớp gọn và khít khao, có đồng hồ đếm số vòng dây.
Khi quấn dây những máy biến thế loại lớn, điện thế cao ta phải thận trọng trong lúc quấn những vòng dây cũng như trong lúc đặt các miếng lót cách điện.
Nếu đã có khuôn (thường bằng nhựa) thì ta chỉ cần quấn đúng số vòng dây của cuộn sơ cấp cũng như thứ cấp. Nếu không có khuôn nhựa thì ta phải tự làm khuôn.
QUI TRÌNH THỰC HIỆN
I. Trường hợp thứ I: Đối với máy biến áp bị hư hỏng phần dây quấn nhưng lõi thép, khuôn vẫn tốt thì ta thực hiện như sau:
1. Xác định điện áp sơ cấp, thứ cấp.
2. Dùng các dụng cụ: kiềm, búa tay, gỗ, cây nhọn để tháo lõi thép theo thứ tự:
- Tháo lá thép chữ I trước: Nếu là biến áp EI.
Tiếp theo tháo lá thép chữ E.
+ Chú ý không được làm cong, vênh lá thép.
3. Tháo dây cuộn thứ cấp (cuộn thứ cấp luôn luôn được quấn phía bên ngoài và thường có nhiều cấp điện áp), đếm số vòng dây và đo đường kính dây quấn.
4. Tháo cuộn dây sơ cấp, đếm số vòng dây và đo đường kính dây quấn (chú ý dây sơ cấp thường được quấn với 02 cấp điện áp).
5. Vệ sinh sạch sẽ lá thép, khuôn.
6. Lắp khuôn lên bàn quấn, lót giấy cách điện nền.
7. Sử dụng ống ghen phù hợp với đường kính dây sơ cấp để lót đoạn dây đầu đầu (chú ý phương pháp khóa đầu dây và vị trí ra dây).
10. Quấn đủ số vòng sau đó tiến hành khóa đầu dây ra (chú ý vị trí ra dây).
11. Kiểm tra thông mạch, cách điện cuộn sơ cấp. Quấn giấy cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp.
12. Quấn dây cuộn thứ cấp, thực hiện các bước khóa đầu dây, quấn dây, lót giấy cách điện như cuộn sơ cấp.
13. Kiểm tra thông mạch, cách điện cuộn thứ cấp. Quấn giấy cách điện hoàn chỉnh toàn máy.
14. Vệ sinh các lá thép EI trước khi lắp vào khuôn.
15. Lắp lá thép chữ E trước sao cho từng lá một đối diện nhau tức là lá này lắp từ trái sang thì lá tiếp theo lắp từ phải sang đến khi hoàn thành. Nếu khó lắp chúng ta sử dụng Etô để ép các lá thép lại với nhau.
16. Khi lắp xong lá thép chữ E ta tiến hành lắp lá thép chữ I.




Lắp từ giữa ra ngoài và từng lá một; ½ bên này tiếp đến ½ bên kia đến khi hoàn thành.
17. Kiểm tra thông mạch, điện trở và cách điện của cuộn sơ cấp và thữ cấp.
18. Cấp nguồn (chú ý điện áp định mức của máy khi cấp nguồn); Đo điện áp thứ cấp so sánh với kết quả đã tính toán.
II. Trường hợp thứ II: Đối với máy biến áp bị hỏng cả dây quấn và khuôn thì ta thực hiện như sau:
Từ bước 1 đến bước 4 ta thực hiện như trường hợp I.
5. Đo kích thước khuôn, nếu trùng khớp với khuôn có sẵn thì chỉ việc thay thế, ngược lại ta cần phải gia công khuôn.
6. Trước tiên ta đo chiều ngang, chiều dày và chiều dài của lõi thép. Căn cứ vào số liệu trên, ta dùng giấy dầu hoặc giấy bồi cắt theo hình sau:
- Khi đã cắt giấy xong, ta gấp lại theo các chiều: ngang, dày và dọc sau đó bẻ hai bên ra. Tiếp theo ta làm khuôn bằng gỗ với kích thước nhỏ hơn khuôn giấy đã gấp (nhỏ hơn theo độ dày của giấy). Khuôn gỗ được khoan lỗ ở tâm với đường kính lỗ bằng đường kính trục máy quấn và chạy dọc theo chiều dài khuôn.
Khuôn đã được làm hoàn thành
7. Từ bước 7 đến kết thúc ta thực hiện
như trường hợp I./.