----------
Luận văn tốt nghiệp Công nghệ chế tạo
máy biến áp
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 1 -

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 2 -

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH

CHƯƠNG 1

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MẠCH TỪ

I . NHIỆM VỤ CỦA MẠCH TỪ :
Trong cấu tạo máy biến áp mạch từ đóng một nhiệm vụ quan trọng .
Công dụng của mạch từ đối với máy biến áp gồm hai công dụng chính là :
• Dẫn từ
• Đóng vai trò khung làm chỗ tựa cho các cuộn dây
Do đó mà mạch từ cần phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật tương ứng là :
- Dẫn từ tốt
- Có tổn hao do dòng điện xoáy nhỏ nhất
- Kết cấu chắc chắn , đảm bảo khi nâng hạ , vận chuyển mà không làm xê
dòch vò trí các cuộn dây
II.
VẬT LIỆU CHẾ TẠO MẠCH TỪ :
1.
THÉP KỸ THUẬT ĐIỆN :
Mạch từ máy biến áp thường được chế tạo bằng thép kỹ thuật điện . Thép
kỹ thuật điện là kim loại đa tinh thể do nhiều tinh thể dạng khối tạo thành . H2.b
Hình 2b : là hình vẽ qui ước hướng sắp xếp
- Hướng 100 : là hướng dọc theo chiều cán , có từ trở là nhỏ nhất
- Hướng 110 : là hướng vuộng góc với hướng cán , có từ trở trung bình
- Hướng 111 : là hướng chéo góc 55 , có từ trở lớn nhất
Việc dùng tôn cán nguội thay cho tôn cán nóng cho phép nâng từ cảm
trong mạch lên từ 1,45 đến 1,65 1,72 T . Giảm được khối lượng mạch từ
đồng thời giảm được tổn hao và dòng điện không tải . Tổn hao trong các máy
dùng tôn cán nguội chiếm từ 0,1 0,2 % công suất máy , trong khi tổn hao
không tải khi dùng tôn cán nóng đạt tới 0,3 % .
÷
÷
0
Trong khi làm việc thì thép kỹ thuật điện bò già hoá theo thời gian . Sự
già hóa này được đánh giá bằng hệ số già hoá tính bằng % tăng tổn hao riêng
. Hệ số này đo bằng thí nghiệm . Cho già hoá nhân tạo được thực hiện bằng
giữ mẩu thép trong lò có nhiệt độ 120
0
c đối với tôn cán nguội , 150 c đối với
tôn cán nóng trong thời gian 120 giờ . Hệ số này thường không quá 3% đối
với tôn cán nóng và 6% đối tôn cán nguội .
Đối với thép kỹ thuật điện thì tính dẫn từ của nó chòu sự ảnh hưởng của
tác động cơ học và nhiệt độ .
nh hưởng của cắt và đột lỗ trong quá trình pha tôn và đột lỗ sẽ chòu tác
động của cơ khí . Kết cấu tinh thể của thép tại mép cắt hoặc lỗ đột sẽ bò biến
cứng . Sự biến cứng sẽ làm giảm từ cảm của thép và tăng tổn hao . Sự biến

nh hưởng do va đập , cuốn , bẻ và chất nặng trong quá trình vận chuyển
lắp ghép chế tạo sẽ làm tăng tổn hao . Do đó cần hạn chế những sự việc trên
.
2.
THÉP KẾT CẤU :
Thép kết cấu để làm các chi tiết như xà ép gông , ty treo , boulon , các
tấm thép hai bên trụ và gông . Các loại thép này thường là thép hợp kim thấp
, hàm lượng cacbon trong thép khoảng 0,1
÷
0,4 % . Trong các máy lớn đặt
biệt để giảm khối lượng thép kết cấu người ta dùng thép có tính chất cơ khí
cao như hợp kim niken nhẹ , crôm , molipden . Những loại thép này có giới
hạn bền cao mà tính chất từ trong thực tế không khác mấy so với thép kết cấu
hợp kim thấp .
III.
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MẠCH TỪ :
1.
KẾT CẤU MẠCH TỪ MÁY BIẾN ÁP :
Mạch từ của máy biến áp được ghép lại từ nhiều lá thép kỹ thuật điện .
Các lá thép này được ghép theo nhiều kiểu tuỳ theo loại ba pha hoặc một pha
, theo công dụng và điều kiện làm việc của máy biến áp . Ở đây luận án giới
thiệu hai kiểu ghép là đối với máy biến áp ba pha người ta chọn kiểu lắp
hình tim các lá thép chéo góc 45
0
. Đối với máy biến áp một pha chọn kiểu
lắp lá tôn cuốn .

1.1 Mạch Từ Máy Biến p Một Pha :
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH


Mô tả kết cấu mạch từ máy biến áp ba pha :
- Trụ có đặt cuộn dây
- Gông phần không đặt cuộn dây dùng để khép kín mạch từ . Gông thường
được ép chặt bằng sắt U .
- Xà kẹp trên và dưới liên kết với nhau bằng các ty đứng và ty ép xà . Để
giữ cho lõi tôn đứng vững ta lắp thêm thanh sắt kê lõi tôn .
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 6 -

2.

Giới Thiệu Máy Pha Tấm :
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 7 -

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH

Dàn gá đỡ cuộn tôn : Trục cuộn tôn đặt trên dàn nhờ ổ bi và có thể xoay
tròn để xả tôn ra nhờ một động cơ .
Băng chuyền dùng để đỡ và di chuyển tôn tới máy cắt .
Sau máy cắt là một hệ thống thiết bò dùng đo chiều dài tự động khi tới một
độ dài cần thiết , sẽ có bộ phận chặn tôn là để lưỡi cắt hoạt động . Độ dài
của tôn có thể điều chỉnh theo ý muốn .
b.
Nguyên Lý Làm Việc Của Máy Pha Tôn :
Người công nhân khởi động động cơ cho quay cuộn tôn . Tôn được xả ra
và được đưa đến máy cắt nhờ băng chuyền . Trên băng chuyền có lắp đặt hệ
thống những thanh sắt có nhiệm vụ ép sát tấm tôn trên băng chuyền . Tới độ
dài cần thiết thanh chặn sẽ dập xuống giữ tấm tôn lại cho dao cắt hoạt động .
Những tấm pha sau khi được công nhân sắp đặt ngay ngắn đến khi đủ số
lượng cần thiết sẽ chuyển đi . Tấm pha cần được tính toán thiết kế quy trình
cắt và chọn kích thước sao cho hệ số sử dụng là cao nhất (không dưới 85%
trọng lượng tấm tôn) . Hệ số sử dụng được đònh nghóa là tỷ số giữa diện tích
tôn sử dụng trên diện tích tôn làm ra nó .
c.
Yêu Cầu Kỹ Thuật :
- Phải pha tôn theo chiều cán .
- Lá tôn phải bằng phẳng , các cạnh song song , vuông góc giữa các cạnh
với nhau

Băng :
A.
Công Đoạn Pha Băng :
a
. Giới Thiệu Máy Pha Băng :
Dàn gá đỡ cuộn tôn : dàn gá của công đoạn pha băng cũng giống như công
đoạn pha tấm . Nó gồm có trục đỡ cuộn tôn , trên hai đầu trục có gắn hai
vòng bi lớn để trục có thể quay dễ dàng nhờ một động cơ kéo . Động cơ này
được điều khiển bằng hệ thống rơ le , công tắc tơ .
Máy cắt băng : gồm bàn cắt , bên trên có gắn các lưỡi dao . Tuỳ vào yêu
cầu cần cắt bao nhiêu băng thì sẽ bố trí bao nhiêu lưỡi . Phía trước bàn cắt có
đặt hệ thống ống thép có thể quay đường kính ống khoảng 20 cm , có nhiệm
vụ ép sát miệng tôn lên bàn , tránh sự cong quẹo và đònh hướng cho miếng
tôn đi vào phần dao cắt .
Hệ thống rulô : dùng để quấn các miếng băng sau khi pha . Nếu cắt ra bao
nhiêu băng thì sẽ có bao nhiêu rulô để quấn vào . Các rulô bố trí sao cho các
sợi băng tôn quấn vào không bò tréo nhau .
b .
Nguyên Lý Làm Việc :
Cho quay rulô để xả tôn ra cho đến khi tạo một lượng vỏng xuống hố trữ
tôn . Sau đó cân chỉnh lại cho tốc độ xả bằng với tốc độ cắt của máy cắt . Hố
trữ tôn có nhiệm vụ tạo sự liên tục cung cấp tôn cho máy cắt . Giữ cho tốc độ
tôn đi qua máy cắt không đổi trong suốt quá trình vận hành . Tấm tôn này sau
khi qua máy cắt sẽ được phân thành các băng tôn và đổ xuống hết hố dự trữ
khác , sau đó được các rulô khác quấn lại thành những cuộn riêng biệt . Hố
dự trữ tôn có có tác dụng điều tiết các băng tôn ra tự nhiên , không bò lôi kéo
. Hố này tạo độ dư thừa của dây băng giúp các rulô quấn không gây ảnh
hưởng đến quá trình cắt .
Trong suốt quá trình vận hành phải theo dõi tiến trình xả tôn , cắt tôn ,
quấn tôn có khớp nhau không . Khi lượng tôn xả ra quá nhiều làm đầy hầm

được xếp thành từng chồng phục vụ cho công đoạn lắp rắp .
c.
Công Đoạn Lắp Rắp :
Trong công đoạn lắp rắp sẽ có hai công nhân thực hiện công việc này
Trước tiên công nhân phải xác đònh lõi tôn của máy biến áp có công suất
bao nhiêu . Lõi tôn gồm bao nhiêu cấp . Mỗi cấp có bao nhiêu lá , kích thước
mỗi lá là bao nhiêu . Tất cả thông số này giúp cho công nhân chuẩn bò vật
liệu để tiến hành lắp rắp
Tiến hành công việc lắp rắp : trong công đoạn này có công nhân chuẩn bò
những xấp tôn cần thiết để nơi thuận tiện . Để khi thao tác lắp rắp gọn gàng
nhanh chóng . Chuẩn bò một mặt phẳng đủ lớn , trước tiên đặt xà kẹp cho
ngay ngắn tương ứng với kích thước lõi tôn của máy , vì sau này xà kẹp có
nhiệm vụ giữ chặt lõi tôn trong suốt quá trình vận hành . Sau đó đặt giấy
cách điện phủ kín bề mặt xà kẹp , để cách điện lõi tôn với xà kẹp tránh tổn
hao từ . Đối máy có công suất nhỏ từ 300
÷
400 KVA dùng giấy cách điện từ
1mm đến 2mm . Còn đối với công suất lớn từ 560 KVA trở lên thì ngoài giấy
cách điện ra người ta còn trang bò thêm những thanh bakêlit dày khoảng
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN M CHÁNH

INH
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 10 -

2
÷
4 mm dán lên giấy cách điện . Mục đích tạo khe hở giữa bề mặt xà kẹp
với bề mặt lõi tôn . Từ đó dầu biến thế có thể luân chuyển trong khe hở này
giúp làm mát lõi tôn . GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 11 -

Cấp thấp
xà trụ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH Cấp cao

Xà
trụ


Thiết bò kiểm
tra
1
Phân đoạn chiều cán
Chiều cán
Chiều dài L
1.1 Xà : L
xà
L = 1,2 hoặc 3*L
xà
+L
dư
1.2 Trụ : L
trụ

L = 1,2 hoặc 3*L
trụ
+L
dư
1.3 L
dư
: lượng dư xén hai
đầu
Theo chiều cán

Palmer 0-25

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH
3
Pha tôn

Bề rộng 6
3.1 Hai cạnh bên
3.2 Độ bavia
Theo bản vẽ
Phải song song
Nhỏ hơn hoặc
bằng 0,06
Thước cặp
2%(
độ chính
xác)
Palmer 0-25
4

Phân góc

6
Hoàn chỉnh 6.1 Xà kẹp rắp vào lõi tôn
6.2 Các chi tiết cơ khí
• Sắt kê ruột
• Ty đứng
• Ty ép xà
6.3 Các chi tiết cách điện
Kiểm Tra Phần Xà Kẹp
STT Chi tiết Tên chỉ tiêu kiểm tra Yêu cầu kỹ Thiết bò kiểm
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 13 -

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH

thuật tra

1.7 Vò trí ốc tiếp đòa
1.8 Cửa sổ lắp tấm đệm trụ
• Kích thước
• Kohảng cách
• Độ mặt phẳng
Theo bản vẽ Theo bản vẽ Theo bản vẽ

Theo bản vẽ
Theo bản vẽ

Theo bản vẽ
Theo bản vẽ
Theo bản vẽ

Thước dây Thước dây 2

Xà dưới Theo bản vẽ Theo bản vẽ Theo bản vẽ Theo bản vẽ
Theo bản vẽ
Theo bản vẽ
Theo bản vẽ
Theo bản vẽ

Thước dây

3.3 Goujon bắt xà dưới
• Đường kính goujon
• Chiều cao goujon
• Vò trí goujon
Theo bản vẽ
Theo bản vẽ Theo bản vẽ
Thước dây
Thước cặp Thước cặp Thước cặp
Tấm đệm trụ 4.1 Kích thước tổng quát Theo bản vẽ Thước dây
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 15 -
 4
• Chiều cao
• Chiều rộng
• Bề dầy

Sạch , bóng 2.2
Đối Với Máy Biến p Một Pha :
Quy trình sản xuất lõi tôn máy biến áp một pha

Pha băng Cuốn , ép ỦTôn 2.2.1
Khâu Chuẩn Bò Tôn :
Máy biến áp một pha cũng sử dụng cuộn tôn có kích thước giống như máy
biến áp ba pha . Khổ tôn là 750mm , dày 0,27mm , loại tôn cán nguội Stinol
do Nga sản xuất . Cuộn tôn được cẩu đến dàn gá . Khâu này hoàn toàn giống
khâu chuẩn bò tôn ở máy biến áp ba pha .
2.2.2
Khâu Pha Băng :
Tôn sau đưa lr6n dàn gá , được kéo qua máy pha tôn , công đoạn pha tôn
được mô tả ở phần máy biến áp ba pha .
2.2.3
Cuốn ép :
Tôn sau khi pha băng được cuốn vào các rulô , chuyển qua công đoạn
cuốn vào khuôn một pha
Khuôn một pha được làm bằng gang , có hình dạng là hình khối chữ nhật
được bo tròn hai đầu .Kích thước của khuôn tuỳ theo yêu cầu thiết kế bối dây
Máy quấn : gồm các bộ phận chính như trục quấn được gắn vào trục động
cơ thông qua bộ nhông số . Tốc độ quay của trục được đo bằng đồng hồ kiểu
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH


b.
Vận hành lò :
Trước khi vận hành lò công nhân vận hành lập nhật ký trực lò theo biểu đồ
có sẳn và báo cho kỹ thuật viên phân xưởng , quản đốc phân xưởng xác nhận
và nộp cho phòng kỹ thuật để theo dõi .
χ Qui trình ủ :
a. Qui đònh về sắp xếp lõi tôn vào lò ủ :
- Kích thước lò : nền lò 1100
×
1100mm , chiều cao vách 1334mm
- Lõi tôn được xếp thành từng lớp , giữa các lớp lót sứ cách
- Khoảng cách tối thiểu từ cạnh ngoài lõi đến vách lò là 100mm

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 17 -
 1100 100

100 vách lò 1100
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH

25
25 ; 37,5 37,5 50 75 Loại lõi tôn
MBA(KVA)
50 75 100

- Các lõi tôn trong cùng một lớp ưu tiên cùng loại , chỉ cho phép xếp 2 loại
trên có cùng có công suất máy kế nhau . Lõi tôn dưới phải lớn hơn hoặc
cùng loại với lõi tôn lớp trên
- Số lượng lõi tôn trên lớp của lớp trên phải bằng số lượng lõi tôn trên lớp
của lớp dưới
- Số lớp trên mẻ ủ không vượt quá số lớp của lõi tôn máy biến áp lớp nhất
trong mẻ ủ
- Khi lắp rắp lõi tôn với bối dây phải thoả điều kiện sau : 2 lõi phải cùng
một mẻ , một lớp .
c. Qui trình ủ :
- Gia nhiệt từ nhiệt độ mội trường đến 820
0
c
- Duy trì nhiệt độ 820
0
c throng thời gian 6 giờ
- Tắt điện và giữ cho tôn cùng cùng lò đến 400
0
c
- Mở nắp lò , dùng quạt gió làm nguội cưỡng bức đến 40
0
c
- Lấy tôn ra ngoài để chuyển qua khâu cắt tôn

Giản đồ nhiệt của quá trình ủ

máy cắt
- Sắp xếp những miếng cắt thành dạng lõi tôn như ban đầu rồi chuyển qua
khâu lắp rắp
Công việc cắt tôn sau khi ủ là một nhược điểm lớn trong công nghệ chế tạo
lõi tôn một pha . Vì khi cắt sẽ ảnh hưởng bởi sự biến cứng tại nơi cắt tôn làm
tăng tổn hao riêng của lõi tôn .

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 20 -


LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 21 -


CHƯƠNG 2

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO DÂY QUẤN

I.
GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN VÀ DẪN ĐIỆN :
1.
VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN :
Trong vận hành máy biến áp , chất lượng cách điện quyết đònh tuổi thọ và
độ tin cậy của máy . Yêu cầu của cách điện là có cường độ cách điện cao độ
bền điện cao , chòu nhiệt , tính năng hóa học ổn đònh trong dầu và theo thời
gian , có độ bền cơ khí cao ( chòu ép , chòu uốn , chòu rung )
Theo yêu cầu trên trong chế tạo máy biến áp người ta thường dùng các
loại sau :
- Giấy cáp : thường dùng của Nga , ký hiệu K08 , K12 , K17 có chiều dày là
0,08 ; 0,12 ; 0,17 . Trong máy biến áp thường dùng loại K12 để cách điện
giữa các lớp của cuộn dây . Dưới dạng băng nhỏ rộng 2
÷
3 cm quấn

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 22 -

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH

độ dầu và bề dày bìa . Bìa cách điện để hút ẩm nên cần được bảo quản
nơi khô ráo .
- Thành phần giấy bakêlit : làm thành từng ống , có độ bền cơ và độ bền
điện cao . Trong máy biến áp hay dùng loại ống , chiều dày cả hai bên là
2 ; 4 ; 6 ; 8mm và hơn nữa dài đến 500mm . Để cách điện cho dây dẫn ra
Làm dạng hình ống lớn để cách điện giữa các cuộn dây hay giữa các
cuộn dây với trụ sắt .
- Ghêtinắc roct 2718-50 : chế tạo bằng giấy tẩm sơn bakêlit , ép chặt ở
nhiệt độ cao , làm thành từng phiến có chiều dày khác nhau , có độ bền
cơ và điện cao . Trong máy biến áp dầu dùng loại A để bắt chặt các đầu
dây , làm bảng điều chỉnh điện thế .
- Gổ : trong máy biến áp thường loại gổ dẻ trắng , làm thanh đệm để lồng
cuộn dây và cách điện trụ hay làm thanh đệm giữa các lớp của cuộn dây
nếu điện thế không vượt quá 10KV . Gổ dẻ đỏ làm kẹp dây dẫn ra , làm
dầm ép gông từ của máy biến áp dầu .
- Sơn tẩm : dùng loại sơn gơliptan để tẩm cuộn dây máy biến áp dầu . Táøc
dụng làm đông cứng các vòng dây lại với nhau . Tăng hệ số dẫn nhiệt
của cuộn dây và nâng tính chòu ẩm .
- Sứ : được chế tạo từ chất điện môi , phổ biến nhất là vật liệu gốm kỹ
thuật điện . Cũng có loại sứ được chế tạo từ thủy tinh tôi hoặc thủy tinh ủ
Trong máy biến áp dầu dùng để đưa đầu dây dẫn bên hạ áp và cao áp từ
trong máy biến áp lên mặt máy .
- Dầu máy biến áp : dầu vừa cách điện tốt , vừa dùng để tản nhiệt , làm

• Động cơ ba pha dùng để kéo quay trục , động cơ được điều khiển quay 2
chiều
• Bộ phận ly hợp : dùng để điều khiển tốc độ quay hay dừng động cơ . Bộ
ly hợp được điều khiển bằng chân .
• Gá khuôn dây : dùng để giữ chặt khuôn trên phương ngang để quấn dây
• Đồng hồ đếm vòng dây kiểu cơ khí .
2.
HỆ THỐNG GIÁ ĐỢ CÁC CUỘN DÂY :
Bộ giá đỡ các cuộn dây trước khi quấn và hệ htống hướng dẫn , kẹp giữ
căng sợi dây trước khi sợi dây đi vào khuôn quấn dây đómg vai trò rất quan
trọng đến bối dây . Nếu sợi dây không đủ căng , cuộn dây của máy biến áp
sẽ không chặt chẻ . Nhưng nếu căng quá sẽ khó quấn , mặt khác sợi dây đi
qua móc kẹp có thể xây xát cách điện .
3.
KHUÔN QUẤN :
Tuỳ theo mỗi loại máy , kiểu máy mà người ta xử dụng khuôn quấn dây
khác nhau . Ở luận án giới thiệu khuôn quấn có dạng tròn . Kích thước tuỳ
vào cở máy . Khuôn quấn dây được làm bằng gỗ , đáy có hình đa giác , có lổ
tâm để gắn vào trục quay . Đường sinh gồm những thanh gỗ được bo tròn
theo chu vi hình tròn theo hình 3

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Trang - 24 -

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRẦN MINH CHÁNH
hình 5