1 LỜI GIỚI THIỆU Trong giai đoạn xây dựng phát triển đất nước “Cơng nghiệp hóa, đại hóa” Xã hội ngày đòi hỏi nguồn nhân lực trẻ vững lý thuyết chuyên sâu tay nghề Do giáo trình Máy biến áp biên soạn theo Chương trình tổng cục day nghề Mục đích giáo trình giới thiệu vấn đề loại máy biến áp chuyên ngành đào tạo Vì người dạy người học cần tham khảo thêm giáo trình khác có liên quan đến ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu Trong q trình biên soạn giáo trình, chúng tơi có tham khảo nhiều tài liệu, giáo trình sử dụng học tập, kết hợp với kinh nghiệm thân đưa kiến thức phù hợp với đối tượng sử dụng gắn liền với thực tế sản xuất, đời sống hàng ngày để nâng cao tính thực tiễn giáo trình đạt chuẩn quốc gia chuyên ngành điện dân dụng Mô đun Máy biến áp xây dựng nhằm phục vụ cho u cầu nói Nội dung mơ đun bao gồm 14 sau: Bài 1: Cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp (cảm ứng) pha Bài 2: Các trạng thái làm việc máy biến áp cách ly pha Bài 3: Tổn hao lượng hiệu suất máy biến áp cách ly pha Bài 4: Xác định cực tính cuộn dây máy biến áp cách ly pha Bài 5: Tính tốn máy biến áp cách ly pha Bài 6: Quấn dây máy biến áp cách ly pha Bài 7: Cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp tự ngẫu Bài 8: Tính tốn máy biến áp tự ngẫu pha Bài 9: Quấn dây máy biến áp tự ngẫu Bài 10: Máy biến áp hàn Bài 11: Tẩm sấy máy biến áp Bài 12: Máy biến áp ba pha Bài 13: Máy điều chỉnh điện áp tay pha Bài 14: Bộ nạp ắc qui Trong q trình biên soạn, nhóm tác giả tham khảo tài liệu giáo trình khác phần cuối giáo trình thống kê Chúng cảm ơn quan hữu quan TCDN, BGH thày cô giáo trường CĐN Bách nghệ Hải Phòng số giáo viên có kinh nghiệm, quan ban ngành khác tạo điều kiện giúp đỡ cho nhóm tác giả hồn thành giáo trình Lần đầu biên soạn ban hành, giáo trình chắn khiếm khuyết; mong thày cô giáo cá nhân, tập thể trường đào tạo nghề sở doanh nghiệp quan tâm đóng góp để giáo trình ngày hoàn thiện hơn, đáp ứng mục tiêu đào tạo Mơ đun nói riêng ngành điện dân dụng chuyên ngành kỹ thuật nói chung Mọi ý kiến đóng góp xin gửi địa chỉ: Trường Cao đẳng nghề Bách Nghệ Hải Phòng Khoa Điện – Điện tử Số 196/143 Đường Trường Chinh - Quận Kiến An - TP Hải Phòng Email: khoadienbn@gmail.com Hà Nội, ngày… tháng… năm 2013 Nhóm biên soạn Chủ biên: Phạm Minh Cường Nguyễn Duy Thanh Phạm Văn Việt Mai Ngọc Phong MỤC LỤC TRANG MƠ ĐUN: MÁY BIẾN ÁP Mã mơ đun: MĐ 20 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trò mơ đun: - Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí sau học xong mơn học chung, mơn học/ mơ đun: An tồn lao động; Mạch điện; Vẽ điện; Vật liệu điện; Kỹ thuật điện tử bản; Khí cụ điện hạ thế; Đo lường điện khơng điện; Nguội - Tính chất mô đun: Là mô đun sở nghề Mục tiêu mơ đun: *Về kiến thức: Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, công dụng thông số máy biến áp độc lập (cách ly) pha, ba pha máy biến áp đặc biệt: Máy biến áp tự ngẫu, máy áp đo lường, máy biến áp hàn *Về kỹ năng: - Tính tốn thơng số kỹ thuật cần thiết để quấn hoàn chỉnh máy biến áp pha (S < kVA) - Phân tích tượng, nguyên nhân hư hỏng máy biến áp pha công suất nhỏ (S < 5kVA ) - Sửa chữa, bảo dưỡng máy biến áp pha công suất nhỏ ( S 0,5 MΩ đạt, nhỏ phải chuyển biến áp sang vệ sinh tẩm sấy Vệ sinh dầu rửa AT 3200 (không dùng xăng vệ sinh máy biến áp, làm hỏng cách điện) Kiểm tra thông mạch đầu dây, mối hàn đầu dây tiếp xúc tốt khơng Nếu thơng mạch R = tốt - Kiểm tra chuyển mạch CM1 CM2 Kiểm tra mặt tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động Sử dụng giấy giáp mịn (000) vệ sinh đánh bóng mặt tiếp điểm Kiểm tra lò xo ép tiếp điểm động Cân chỉnh lò xo Khi chuyển mạch quay nhẹ mịn Sử dụng đồng hồ vạn để đo thông mạch tiếp điểm Đặt đầu que đo vào cầu đấu chỗ đưa nguồn vào, đầu lại đặt vào cầu đấu nấc điều khiển chuyển mạch Nếu R = tốt Nếu mặt tiếp điểm chuyển mạch bị rỗ, phải gia công máy tiện để đảm bảo mặt phẳng - Kiểm tra đồng hồ vônmét Chỉnh định lại điểm không đồng hồ Cấp điện áp vào đồng hồ theo dõi giá trị đo so sánh xem có khơng Nếu báo điện áp cấp tốt Lắc nhẹ cho kim dịch chuyển thấy kim đồng hồ trở lại vị trí ban đầu tốt - Kiểm tra cơng tắc nguồn, cầu chì, đèn báo: Dùng đồng hồ vạn năng, để thang đo điện trở để đo thông mạch cực công tắc Đóng cắt nhiều lần, đóng có giá trị R = 0, mở R = tốt Sử dụng để cầu chì, có R = tốt Kiểm tra đèn có giá trị R > giá trị nội trở bóng đèn tốt - Lắp ráp hồn thiện: Thực quy trình tháo trước lắp sau Lắp máy biến áp vào vỏ, lắp đặt dây theo dấu vào vị trí Kiểm tra nguội thử phần 110 BÀI 14 BỘ NẠP ẮC QUY Mã bài: MĐ 20.14 Mục tiêu: - Trình bày cơng dụng, cấu tạo, ngun lý làm việc máy biến áp nạp ắc quy - Sửa chữa, lắp ráp máy biến áp nạp ắc qui 220/12V – 5A - Có đầy đủ lực, tinh thần trách nhiệm tác phong công nghiệp Nội dung: Công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc Mục tiêu: - Trình bày cơng dụng, cấu tạo nguyên lý nạp ắc quy - Có đầy đủ lực, tinh thần trách nhiệm tác phong công nghiệp 1.1 Công dụng Bộ nạp ắc quy hay gọi máy biến áp nạp ắc quy, dùng để biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều, máy biến áp chỉnh lưu Nguồn điện chiều cung cấp cho thiết bị sử dụng nguồn điện chiều Đặc biệt máy biến áp nạp ắc quy có cơng suất lớn, điện áp nhỏ dòng điện tương đối lớn phụ thuộc vào tải nguồn điện chiều Máy biến áp nạp ắc quy thông qua nguồn điện xoay chiều để bù lại dung lượng cho ắc quy sau chế độ phóng điện Có nhiều máy biến áp nạp ắc quy khác phân loại sau: - Theo số pha: Máy nạp ắc quy pha pha - Theo sơ đồ chỉnh lưu: Máy biến áp nạp ắc quy chỉnh lưu nửa chu kỳ, máy biến áp nạp ắc quy chỉnh lưu nửa chu kỳ, máy biến áp nạp ắc quy chỉnh lưu cầu - Theo chế độ làm việc: Máy nạp ắc quy không tự động tự động Máy biến áp nạp ắc quy sử dụng nhiều điện dân dụng, tiêu biểu hệ thống điện cố gia đình 1.2 Cấu tạo Gồm có phận máy biến áp cách ly pha điốt bắt chặt tỏa nhiệt * Máy biến áp cách ly pha Máy biến áp có cấu tạo nghiên cứu Chỉ khác mối quan hệ dòng điện áp, dòng điện thứ cấp xoay chiều với điện áp, dòng điện chiều Điện áp xoay chiều U2 > UODC điện áp sau chỉnh lưu, I2 > IODC, tùy thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu * Điốt chỉnh lưu Số lượng điốt phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu, gồm điốt, điốt hay điốt Khi điốt làm việc có dòng điện chạy qua làm nóng điốt, để giữ nhiệt độ làm 111 việc ổn định điốt Các điốt lắp nhơm để tỏa nhiệt mơi trường bên ngồi Ngồi có vỏ máy để bảo vệ máy nạp ắc quy, lắp đặt thiết bị báo đồng hồ, đèn báo thiết bị đóng cắt, bảo vệ, cầu đấu dây Sau sơ đồ khối máy biến áp nạp ắc quy (Hình 14.1a) ký hiệu chỉnh lưu sơ đồ điện (Hình 14.2b) + Biến Bộ chỉnh lưu ~ áp DC~ AC~ AC~ AC~ = a) b) Hình 14.1: a) Sơ đồ khối máy nạp ắc quy b) Ký hiệu chỉnh lưu 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc * Sơ đồ nguyên lý BA CL U1 : Điện áp xoay chiều pha cuộn sơ cấp ~ A U2 : Điện áp xoay chiều U~ U~ B pha cuộn thứ cấp = BA: Biến áp cách ly pha CL: Bộ chỉnh lưu DC: Nguồn điện chiều (DCV) Hình 14.2: Sơ đồ nguyến lý nạp ắc quy * Nguyên lý làm việc: Cấp nguồn điện xoay chiều pha, có điện áp U1, cuộn dây thứ cấp U2 có điện áp xoay chiều Giả sử chu kỳ dương điện áp vào, điểm A có cực dương (+), lúc điểm B có cực tính (-) Điốt chỉnh lưu phân cực thuận nên dẫn điện, dòng điện từ điểm A qua chỉnh lưu, qua tải B Đến nửa chu kỳ sau nguồn điện xoay chiều, điểm A có cực tính âm (-) lúc điểm B có cực tính (+) Điốt chỉnh lưu phân cực nghịch nên không dẫn điện, không cho dòng điện qua Như ứng với nửa chu kỳ dương dòng điện xoay chiều, điốt cho dòng điện qua tải theo chiều định, tạo nguồn điện chiều đặt tải điện áp DVC có dấu (Hình 14.2), nửa chu kỳ âm khơng cho dòng điện qua (Điốt chặn ngược) Nguyên tắc điều chỉnh điện áp xoay chiều thành chiều Mục tiêu: - Trình bày phương pháp điều chỉnh điện áp xoay chiều thành chiều - Có đầy đủ lực, tinh thần trách nhiệm tác phong công nghiệp Như phần trên, nghiên cứu nguyên lý làm việc máy nạp ắc quy nguyên tắc biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều nhờ + R - 112 vào chỉnh lưu điốt Để đảm bảo thông số U DC, IDC, PDC theo ý phụ thuộc vào phương pháp chỉnh lưu như: Chỉnh lưu nửa chu kỳ điốt, chỉnh lưu chu kỳ điốt chỉnh lưu chu kỳ dùng cầu điốt 2.1 Chỉnh lưu nửa chu kỳ điốt * Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu nửa chu kỳ mạch đơn giản so với mạch chỉnh lưu, mạch sử dụng điốt nên nhiều hạn chế BA D * Nguyên lý hoạt động: Dựa theo (Hình 14.3) A + thấy: + + + + Giả sử, nửa chu kỳ đầu AC nguồn điện xoay chiều (thứ cấp máy biến áp), điểm A có cực tính (+), B lúc B có cực tính (-) Điốt D phân cực thuận nên dẫn điện Dòng điện từ A qua D qua tải Hình 14.3: Sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu nửa B chu kỳ Đến nửa chu kỳ sau nguồn điện xoay chiều (thứ cấp máy biến áp), điểm A có cực tính (-) lúc điểm B có cực tính (+) Điốt D phân cực nghịch nên khơng dẫn điện, khơng cho dòng điện qua tải Như nửa chu kỳ nguồn điện xoay chiều, điốt cho dòng điện qua tải theo chiều định tải hình thành điện áp chiều có dấu (Hình 14.3), nửa chu kỳ âm nguồn điện xoay chiều điốt khơng cho dòng điện qua (điốt chặn ngược) Sử dụng chỉnh lưu chu kỳ điốt, thấy điện áp chiều bị gián đoạn nửa chu kỳ, điện áp anod âm Do vậy, sử dụng phương pháp chất lượng điện áp xấu đi, trị số điện áp tải trung bình lớn tính: Udo = 0,45.U2 (14.1) Chất lượng điện áp xấu, dẫn đến hệ số sử dụng máy biến áp xấu: Sba = 3,09 Ud Id (14.2) Trị số dòng điện qua điốt là: Ihd = 1,57.Id (14.3) Vì phương pháp sử dụng thực tế 2.2 Chỉnh lưu chu kỳ điốt Trong sơ đồ hình (14.4) sử BA A(+) D1 dụng điốt kết hợp với máy biến áp (-) có điện áp đối xứng thứ cấp Nghĩa cuộn dây thứ cấp gồm có cuộn dây có số vòng AC (+) quấn ngược chiều nên cung cấp dòng điện ngược R pha B (-) D2 * Sơ đồ nguyên lý (Hình 14.4) (-) (+) 113 Hình 14.4: Sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu chu kỳ điốt AC: Nguồn điện định mức cấp cho nguồn sơ cấp BA: Biến áp cách ly pha có trung tính D1: Điốt chỉnh lưu D2: Điốt chỉnh lưu Rtải: Tải nguồn chiều * Nguyên lý làm việc: Khi cấp cho cuộn dây thứ cấp nguồn điện xoay chiều pha với điện áp định mức, phía thứ cấp cảm ứng điện áp xoay chiều ngược pha Giả sử nửa chu kỳ đầu, điểm A dương (+), điểm B (-) Khi điốt số (D1) phân cực thuận nên dẫn điện, dòng điện từ A qua D1 đến tải Điốt số (D2) phân cực ngược nên không dẫn điện (D1 dẫn, D2 tắt) Nửa chu kỳ tiếp theo, tức nửa chu kỳ âm nguồn xoay chiều điểm A có âm (-) điểm B dương (+) Khi D1 phân cực ngược nên khơng dẫn điện, D2 phân cực thuận nên dẫn điện Dòng điện từ B qua D2 qua tải ( D2 dẫn, D1 tắt) Như nửa chu kỳ nguồn điện xoay chiều chỉnh lưu có dòng điện qua tải theo chiều định, tạo dòng điện chiều có dấu (Hình 14.4) Khi sử dụng phương pháp chỉnh lưu này, điện áp trung bình tải, tải trở tính: Udo= 0,9.U2 (14.4) Trong sơ đồ này, điện áp ngược mà điốt phải chịu lớn Unr = 2.U2 (14.5) Mỗi điốt dẫn nửa chu kỳ, dòng điện trung bình mà điốt phải chịu tối đa ½ dòng điện tải, trị số dòng điện hiệu dụng chạy qua van Ihd = 0,71.Id Như phương pháp có nhiều ưu điểm phương pháp chỉnh lưu nửa chu kỳ, chế tạo máy biến áp phức tạp hiệu suất sử dụng máy biến áp Mặt khác điện áp ngược điốt phải chịu trị số lớn nhất, làm cho việc lựa chọn điốt khó 2.3 Chỉnh lưu chu kỳ dùng cầu điốt * Sơ đồ nguyên lý BA Sơ đồ (Hình 14.5) sử dụng điốt mắc hình cầu A D1 AC: Nguồn điện xoay chiều D4 pha cấp cho cuộn sơ cấp AC BA: Máy biến áp cách ly (+) D3 D2 pha B R D1 ÷ D4: Điốt chỉnh lưu Rtải: Tải nguồn chiều (-) Hình 14.5: Sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu chu kỳ cầu điốt * Nguyên lý làm việc: 114 Giả sử nửa chu kỳ đầu, điểm A dương (+), điểm B âm (-) Các điốt D1 D3 phân cực thuận nên dẫn điện Dòng điện từ A qua D1, qua tải, qua D3 B Lúc D2 D4 phân cực ngược nên không dẫn điện Tại nửa chu kỳ sau nguồn điện, điểm A (-), điểm B (+) Các điốt D2 D4 phân cực thuận nên dẫn điện Dòng điện từ B qua D2, qua tải, qua D4 A Lúc D1 D3 phân cực ngược nên không dẫn điện Như vậy, hai chu kỳ tín hiệu dòng điện nguồn xoay chiều, dòng điện chạy qua tải theo chiều định, tạo nguồn điện chiều có dấu (Hình 14.5) Theo phương pháp này, điện áp trung bình tải, dòng điện qua điốt giống phương pháp chỉnh lưu chu kỳ có trung tính Nhưng điện áp ngược điốt chịu nhỏ hơn: UNV = U2 (14.6) Qua phương pháp chỉnh lưu điốt nghiên cứu Để tính tốn thiết kế máy nạp ắc quy có dòng điện, điện áp cơng suất định mức cho tải, rút thông số phương pháp chỉnh lưu Dựa vào tính tốn máy nạp ắc quy theo bảng 14.1 Bảng 14.1: Các thông số chỉnh lưu điốt Sơ đồ chỉnh lưu Cả chu Nửa kỳ Cầu điốt Các chu kỳ (có pha thơng số trung tính) Số lần đập mạch 2 100 100 Tần số đập mạch 50 (Hz) (Hz) (Hz) Điện áp chỉnh lưu 0,45.U 0,9.U 0,9.U U0 Dòng trung bình Id Id/2 Id/2 qua điốt Điện áp ngược U U U điốt I2/ Id 1,57 0,71 1,11 Sba/ Ud.Id 3,09 1,48 1,23 Quy trình thiết kế máy nạp ắc quy 220/12V – 5A Mục tiêu: - Trình bày phương pháp tính tốn thiết kế máy nạp ắc quy 220/12V – 5A theo chỉnh lưu nửa chu kỳ, chu kỳ dùng điốt, chu kỳ dùng cầu điốt - Thực quy trình thiết kế máy nạp ắc quy - Có đầy đủ lực, tinh thần trách nhiệm tác phong cơng nghiệp Ví dụ 1: Thiết kế nạp ắc quy cho bình 12VDC – 60Ah Dùng chỉnh lưu có điện áp nguồn cấp cho máy nạp U = 220VAC 3.1 Máy nạp ắc quy chỉnh lưu nửa chu kỳ điốt 115 * Phương pháp thiết kế: - Tính tốn quấn biến áp Theo thực tế, tính máy biến áp nạp ắc quy chọn U d = 15V, cho ắc quy 12VDC U d =26,5V cho ắc quy 24 VDC (Nạp hai bình mắc nối tiếp) U d = 7,5 V cho ắc quy 6VDC Tính U I2 cuộn thứ cấp máy biến áp cách ly BA D1 (+) U1 = 220v (-) Hình 14.6: Sơ đồ nguyên lý máy nạp ắc quy chỉnh lưu nửa chu kỳ U2 = Ud.1,57 = 15.1,57 24 (V) I2 = Id.1,57 = 5.1,57 (A) Khi tính U2 I2 cuộn dây thứ cấp máy biến áp, thực tính tốn quấn máy biến áp cách ly theo tốn thuận (Bài MĐ 20.05) Cơng suất biểu kiến máy biến áp: S dm = U2I2 = 24.8 = 192 (VA) Tiết diện trụ quấn dây lõi thép Với lõi thép E, I ta có k = 1,2 Vậy tiết diện trụ quấn dây là: S =1,2 = 1,2 =14 (cm 2) Ta có lõi thép tiêu chuẩn a = 3,5 (cm), b = S 0/a = 14/ 3,5 = (cm), c = a/2 = 3,5/2 = 1,75 (cm) → h = 3a/2 = 5,25 (cm) Tính số vòng vơn, đường kính cuộn sơ cấp thứ cấp: + Tính số vòng vơn: w = K/ S = 45/14 = 3,3 (vòng/vơn) Với K = 45 + Số vòng dây cuộn sơ cấp: w = w.U1 = 3,3.220 = 726 (vòng) + Số vòng dây cuộn thứ cấp: w = w.(U2 + ΔU2) U ∆U % 24.4 = = 0,96 100 Tra bảng 5.2, ta có ΔU = 100 → w2 = w.(U + 0,96) = 3,3.24,96 = 82,4 (vòng) + Tính tiết diện dây sơ cấp thứ cấp Máy nạp ắc quy có thời gian làm việc (Q/ 10h), ta chọn làm việc 24/24h Tra bảng 5.3, ta có: J = 3A/mm Với η = 0,9 P2 192 = = 0,33 η U1.J 0,9.220.3 (mm2) I = = = 2, J (mm2) Sd1 = Sd d1 =1,13 = 1,13 = 0,64 (mm) d2 =1,13 = 1,13 = 1,9 (mm) - Tính bề dầy cuộn dây: + Số vòng dây lớp cuộn sơ cấp, với e cd = 0,03 w1lop = L 52,5 −1 = −1 d1cd 0, 67 = 78 (vòng) N1lop = w1 726 = = 10 w1lop 78 + Số lớp cuộn sơ cấp là: (lớp) + Bề dầy cuôn sơ cấp là: ε = (d1cd.N1lop) + ecd(N1lop – 1) = (0,67.10) + 0,03(10 – 1) = 6,97 (mm) + Số vòng dây lớp cuộn thứ cấp, với e cd = 0,05 => d 2cd = 1,95 116 w 2lop = L d cd −1 = 52,5 − = 25 1,95 (vòng) + Số lớp cuộn dây thứ cấp là: N 2lop = w2 82,5 = ≈4 w 2lop 25 (lớp) + Bề dầy toàn cuộn dây là: Theo cơng thức (6.1), ta có e k = 0,3 (mm), e12 = 0,15, e n = 0,3 εt = 1,1(e k + ε1 + e12 + ε2 + en)=1,1(0,3 + 6,97 + 0,15 + 7,95 + 0,3) =15,67(mm) Ta có c = 1,75 = 17,5 > ε t = 15,67 Thỏa mãn điều kiện, tiến hành quấn dây máy biến áp - Tính chọn điốt Điốt chỉnh lưu nửa chu kỳ có: + Điện áp qua điốt: U LV = 3,14.U d + Dòng điện hiệu dụng qua điốt: I LV = 3,14.12 = 37,68 (V) Vậy ta có: + Điện áp hiệu dụng qua điốt là: U LV = 3,14.12 = 37,68 (V) + Dòng điện hiệu dụng qua điốt là: I LV = 3,14.I d = 3,14.5 = 15,7 (A) + Chọn điốt có: Điện áp U nv = kdtU.ULV với kdtU > 1,6 Unv = 1,6.U LV = 1,6.37.68 = 60,29 (V) Chúng ta mua điốt có: U nv = 60,29 (V) I LV = 15,7 (A) - Chọn cánh tỏa nhiệt nhôm, theo công thức: Stn = ∆P Ktn τ (14.7) Trong đó: - Stn diện tích bề mặt cánh tỏa nhiệt (cm2) - P tổn hao công suất (W) - độ chênh lệch nhiệt độ so với môi trường = TLV - TMT Với TLV = 125 C - TLV, TMT nhiệt độ làm việc nhiệt độ mơi trường Sau tính tiết diện cánh tỏa nhiệt, chọn mua thi trường Khi chọn mua điốt, thường có cánh tỏa nhiệt kèm theo * Quấn dây máy biến áp - Phương pháp quấn dây theo quy trình (Bài MĐ 20.25) - Kiểm tra thử biến áp * Lắp ráp mạch điện, theo sơ đồ nguyên lý (Hình 14.6) - Lắp ráp theo trình tự - Kiểm tra nguội máy nạp ắc quy 220/12V - 5A - Cấp nguồn, thử máy nạp ắc quy + Kiểm tra nguồn điện U1 = 220 VAC, cấp cho máy nạp ắc quy + Kiểm tra điện áp U2, UDC + Cho nạp ắc quy có dung lượng 12V-50Ah Theo dõi đồng hồ ắc quy đủ, ngăn Ungăn = 1,7 (v) Dòng nạp định mức Iđm = 5A Nạp 10 ắc quy no * Kết thúc 117 - Làm báo cáo thực hành - Vệ sinh dụng cụ thiết bị vệ sinh xưởng thực hành 3.1.2 Thực quy trình thiết kế máy nạp ắc quy Bước - Xác định thông số công nghệ U d, Id Thông qua thông số ắc quy điện áp định mức E = Vôn, dung lượng Q = Ah → Id = 10% Q - Dựa vào Ud, Id hệ số I2/Id chỉnh lưu nửa chu kỳ, tra bảng (14.1) ta có k = 1,57→ có U2, I2 Bước - Dựa vào thơng số có, xác định quấn dây máy biến áp nạp ắc quy pha theo tốn thuận hay ngược - Tính tốn thiết kế theo tốn Bước - Tính chọn điốt theo ULV → UNV ILV - Tính chọn cánh tỏa nhiệt theo công thức (14.7) Bước - Quấn dây máy nạp ắc quy pha - Thực theo quy trình (bài MĐ 20.05) Bước Lắp ráp mạch điện theo sơ đồ nguyên lý (Hình 14.6) - Kiểm tra thông số kỹ thuật điốt, kiểm tra chất lượng nguyên lý hoạt động điốt (theo MĐ 17) - Lắp điốt lên tỏa nhiệt đặt vào vị trí máy - Lắp đặt, dây máy biến áp nạp ắc quy Lựa chọn dây theo giá trị dòng điện - Kiểm tra nguồn, sau lắp đặt dây xong Bước Cấp điện cho máy nạp ắc quy, vận hành thử - Kiểm tra nguồn điện cấp cho máy có Ung = U1 - Kiểm tra không tải U2 xoay chiều UDC chiều - Cấp nguồn chiều UDC cho tải định mức Kiểm tra UDC có tải, tính PDC - Kiểm tra dòng điện nạp IDC = 10% dung lượng ắc quy (Ah) Theo dõi thời gian ắc quy sơi (mở nút đậy ngăn để khí), tăm nhỏ tốt Thời gian nạp 10 ắc quy no Lúc dòng điện nạp đồng hồ ampemet chiều giá trị In= hay In Bước Kết thúc - Đánh giá kết sản phẩm + Nếu PDC = 510 % Pđm tốt + Dòng điện nạp = 10% dung lượng ắc quy (Ah) + UDC = 15 VDC (đối với bình 12 VDC) + Thời gian nạp 10 - Đánh giá ưu khuyết điểm học viên kỹ năng, kiến thức, ý thức, chấm điểm - Hướng dẫn làm báo cáo, thời gian nộp báo cáo - Bảo dưỡng, vệ sinh dụng cụ thiết bị nhà xưởng 3.2 Máy nạp ắc quy chỉnh lưu chu kỳ dùng điốt 118 3.2.1 Phương pháp thiết kế * Sơ đồ nguyên lý máy nạp ắc quy chỉnh lưu chu kỳ dùng điốt * Tính tốn máy biến áp : Chúng ta thực tiểu tiêu đề (3.1.1) Chỉ lưu ý số vấn đề sau : + Tính U2, I2 cuộn dây thứ cấp gồm cuộn OA OB Tra bảng (14.1), chỉnh lưu chu kỳ có điểm trung tính, ta có I2/Id = 0,71 → k = 0,71 Ta có : U2OA= U2OB = k.Ud = 0,71.15 = 10,65 (V) I2 = k.Id = 0,71.10 = 7,1 (A) + Công suất tối đa tải Pdmax = Id.Ud = 10.15 =150 (V.A) BA A D1 + Công suất biến áp nạp, chỉnh lưu chu kỳ có điểm trung tính có k TT = 1,48 U = 220v (+) Sđm= kTT.Pdmax = 1,48.150 = 222 E = 12VDC (V.A) Id = 10 A B D2 → Tiết diện trụ quấn dây lõi (-) thép là: Hình 14.7 S0 = 1,2.= 18 (cm2) Chúng ta tiếp tục bước tính tốn để có thông số quấn máy biến áp nạp ắc quy chỉnh lưu chu kỳ có điểm trung tính * Tính chọn điốt - Điện áp làm việc điốt: Ud 15 = 2 = 46, 66 0, 0,9 (V) = I nd = K Pd = 0, 71.10 = 7,1 U LV = 2 - Dòng điện làm việc điốt: I LV U NV = 2.U LV = 2.46, 66 = 93,32 (A) - Điện áp ngược điốt: (V) - Dòng điện định mức điốt, với ILV = (10 ÷ 40)%Idm, chọn 25% Dựa vào thông số trên, chọn điốt * Tính chọn cánh tỏa nhiệt theo cơng thức (14.7) 3.3 Máy biến áp nạp ắc quy chỉnh lưu chu kỳ dùng cầu điốt 3.3.1 Phương pháp tính tốn thiết kế BA Ví dụ: Tính tốn thiết kế biến áp nạp pha, chỉnh lưu cầu điốt để A D1 D4 nạp điện cho bình ắc quy 12V - 100 U = 220v Ah Tra bảng 14.1, ta có: k = 1,11 - Tính U2, I2 cuộn dây thứ D3 D2 B cấp U2= k.Ud = 1,11.15 = 16,65 (V) I2 = k.Id = 1,11.10 = 11,1 (A) - Tính cơng suất mạch thứ cấp Hình 14.8: Sdm = P2 = U2.I2 = 16,65.11,1 = 184,8 (VA) η = 0,9 - Tính cơng suất phần sơ cấp dòng điện Với (+) E = 12VDC Id = 10 A (-) 119 P1 = P 205 P2 184,8 I1 = = = 0,93 = = 205 U 220 η 0, (VA) → (A) → Tính tiết diện trụ lõi thép S0 = 1,2.= 1,2.= 16,8 (cm2) Với lõi thép chữ EI tiêu chuẩn, ta chọn a = → b = 16,84/4 = 4,2 → c = a/2, h = 3a/2 Tiếp tục tính (bài MĐ 20.05) thơng số quấn máy biến áp nạp ắc quy - Tính chọn điốt cho chỉnh lưu cầu Tra bảng (14.1), ta có knv = , ku = 0,9 + Điện áp làm việc điốt : U LV = Ud 15 = = 23,3 kU 0,9 (V) + Dòng điện làm việc điốt : ILV = Ind = 0,71.Id = 0,71.10 = 7,1 (A) + Điện áp ngược điốt : Unv = kdtu.ULV = 2.23,3 = 46,6 (V) Với kdtu = + Dòng điện định mức điốt, với ILV = (1040)% Idmv, chọn 25% → Idmv = 4.7,1 = 28,4 (A) → Chúng ta chọn điốt với thơng số Tính chọn cánh tỏa nhiệt theo công thức (14-7) 3.3.2 Thực thiết kế máy nạp ắc quy chỉnh lưu chu kỳ dùng cầu điốt Chúng ta thực bước tiểu tiêu đề (3.1.2) Bảo dưỡng sửa chữa Mục tiêu : - Thực quy trình bảo dưỡng, sửa chữa máy biến áp nạp - Có đầy đủ quy trình bảo dưỡng, sửa chữa máy biến áp nạp 4.1 Bảo dưỡng sửa chữa máy biến áp - Công tác chuẩn bị vật tư thiết bị: + Thực cơng tác bảo hộ an tồn lao động theo luật định + Chuẩn bị dụng cụ đo điện cầm tay đồng hồ vạn năng, ampe kìm, đồng hồ mê gô mét dụng cụ nghề điện Bước : Tháo máy khỏi hệ thống - Cắt điện nguồn, treo biển « Cấm đóng điện » - Tháo đầu dây cấp nguồn cho máy cấp cho tải Đánh dấu đầu dây băng cách điện đầu dây tháo Bước : Bảo dưỡng sửa chữa biến áp Quy trình tháo lắp trình bày (Bài 05-5.2) 4.2 Cơng tắc điều chỉnh (nếu có) - Tháo đầu dây đấu với công tắc, băng đánh dấu đầu dây tháo - Kiểm tra tiếp xúc tiếp điểm đồng hồ vạn (đo thơng mạch) Nếu mặt tiếp điểm bị mòn hay rỗ hồ quang dòng điện gây lên, phải đưa máy tiện gia công lại mặt phẳng tiếp điểm thay Kiểm tra lò xo ép tiếp điểm động để chỉnh lại sức căng lò xo - Vệ sinh đầu đấu dây sẽ, tạo tiếp xúc đấu dây 120 - Sau vệ sinh chỉnh định xong, kiểm tra lại tiếp xúc tiếp điểm đồng hồ vạn (đo thông mạch) Bơi mỡ bảo quản vào trục lò xo Công tắc điều khiển phải nhẹ nhàng, trơn mịn Lắp đặt công tắc trở lại 4.3 Đồng hồ đo - Tháo đồng hồ, sử dụng nguồn điện tương ứng thử kiểm tra hoạt động sai số đồng hồ, chỉnh định lại đồng hồ - Chú ý đồng hồ (A) chiều kèm điện trở sơn, kiểm tra chỉnh định sai số 4.4 Cọc đấu dây Kiểm tra vặn ê cu giữ chặt cọc đấu dây, kiểm tra cọc đấu có bị hồ quang điện đánh thủng ren cầu đấu tốt khơng Vệ sinh sạch, tra dầu nhớt vào chân ren lau sạch, kiểm tra long đen vênh để ép dây 4.5 Mạch chỉnh lưu - Tháo mạch chỉnh lưu, tháo tách điốt để kiểm tra - Kiểm tra điốt đồng hồ vạn năng, thang đo R x 100 (quy không) Tiến hành đo sau : + Đo điện trở thuận : Que đen đồng hồ nối với anod que đỏ nối với cathod điốt + Đo điện trở nghịch : Thao tác ngược lại que đen nối với cathod đỏ nối với anod Chú ý : Điện trở thuận - nghịch phụ thuộc vào chất bán dẫn làm điốt Ge hay Si Nếu điốt Ge, điện trở thuận vài , nghịch vài trăm KΩ Nếu điốt Si, điện trở thuận vài Ω, nghịch vài MΩ Kết đo : + Nếu điện trở thuận - nghịch có giá trị = Ω, điốt bị đánh thủng (nối tắt) + Nếu hai điện trở thuận - nghịch có giá trị = , điốt bị đứt + Nếu điện trở thuận nghịch giảm xuống nhiều điốt bị rỉ, không dùng + Nếu điện trở thuận nghịch thông số điốt tốt - Kiểm tra cánh tỏa nhiệt, vệ sinh lắp lại điốt Lắp đặt lại dây đấu (theo dấu) Kiểm tra lại nguyên lý sử dụng đồng hồ vạn đo kết hợp theo nguyên lý chỉnh lưu CÁC BÀI TẬP MỞ RỘNG, NÂNG CAO VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CÁC THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Đức Hùng – Triệu Việt Trinh, Máy điện 2, nhà xuất giáo dục VN Nguyễn Đức Sỹ, Sửa chữa máy điện máy biến áp, NXB giáo dục VN Nguyễn Ngọc Lân – Nguyễn Văn Trọng – Nguyễn Thị Quỳnh Hoa, Kỹ thuật điện, NXB lao động XH Vũ Quang Hồi, Trang bị điện – điện tử, NXB giáo dục Đỗ Ngọc Long, sửa chữa – lắp đặt quạt động điện, NXB khoa học kỹ thuật Trần Văn Thinh, Tính tốn thiết kế thiết bị điện tử công suất, NXB giáo dục Trần Duy Phụng, Kỹ thuật quấn dây, NXB Đà Nẵng Nguyễn Văn Chất, Giáo trình kỹ thuật điện, NXB giáo dục Minh Trí, Giáo trình quấn dây, NXB niên 10 Vũ Gia Hanh – Trần Khánh Hòa – Phan Tử Thụ - Nguyễn Văn Sáu, Máy điện 2, NXB khoa học kỹ thuật ... Hà Nội, ngày… tháng… năm 201 3 Nhóm biên soạn Chủ biên: Phạm Minh Cường Nguyễn Duy Thanh Phạm Văn Việt Mai Ngọc Phong MỤC LỤC TRANG MƠ ĐUN: MÁY BIẾN ÁP Mã mơ đun: MĐ 20 Vị trí, tính chất, ý nghĩa... qua làm việc lâu dài vật tư phụ Dụng cụ nghề điện Bước 2: Lắp đặt thiết bị theo (Hình 2.4) MBATN L MBA A A U N l k A W Hình 2.4 Bước 3: Lắp đặt đường dây Chọn tiết diện dây, bấm đầu cốt, đấu... mức điều chỉnh điện áp ghi kết vào bảng 2.1 Bảng 2.1 Đo thông số theo bảng sau: U (V) 00 20 40 60 80 00 20 18 U (V) I (A) P (W) Qua thông số ghi bảng, tính tốn tham số theo u cầu cho sơ đồ tương