a Lõi thép mạch từ: Mạch từ của máy biến áp là lõi thép, được ghép bằng các lá thép kĩ thuật điện mỏng thường từ 0.35 – 0.5 mm được sơn cách điện 2 mặt để chống tổn hao do dòng Fuco.. Đ
Trang 1Bài tập nhóm 1 ca 2 lớp cơ khí 3
Thành viên
2 Nguyễn Hữu Phương
4 Trịnh Minh Quang
7 Lê Công Tuấn Thành
Câu 1: Cấu tạo, nguyên lý làm việc và ứng dụng của máy biến áp
+Cấu tạo: gồm lõi thép( mạch từ) và dây quấn
a) Lõi thép (mạch từ):
Mạch từ của máy biến áp là lõi thép, được ghép bằng các lá thép kĩ thuật điện mỏng ( thường từ 0.35 – 0.5 mm) được sơn cách điện 2 mặt để chống tổn hao do dòng Fuco Các lá thép được ép chặt với nhau Được chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện hay lá tôn định hướng mỏng
b)Dây quấn:
Dây quấn của máy biến áp làm nhiệm vụ truyền tải năng lượng từ lưới điện ra phụ tải Dây quấn của máy biến áp thường được làm bằng đồng hoặc nhôm, bên ngoài dây có bọc cách điện
Cuộn dây nối với lưới điện xoay chiều kí hiệu chỉ số 1 có W1 vòng dây, điện áp đầu vào
là U1
Cuộn dây nối với tải kí hiệu chỉ số là 2, có W2 vòng dây, điện áp đầu ra là U2.
+ Nguyên lý làm việc:
Nếu cấp cho W1 một điện áp xoay chiều u1 có tần số f thì dòng điện chạy trong cuộn sơ cấp là i1 và xuất từ điện do nó tạo ra là F1=i1W1
Trang 2Từ thông do dòng điện sơ cấp i1 sinh ra chủ yếu được khép kín trong lõi thép nên ta gọi là
từ thông chính ∅1, một phần nhỏ từ thông khép kín qua không khí gọi là từ thông tản ∅ t 1
Do dòng điện biến đổi nên từ thông chính biến đổi theo, nó cảm ứng trong cuộn dây W1 một suất điện động e1 được tính theo công thức: e1= −¿W1
d ∅1 dt
Từ thông chính khép kín qua lõi thép nên cũng cảm ứng trong cuộn W2 một suất điện động cảm ứng e2 được tính bằng biểu thức: e2= −¿W2
d ∅1 dt
Nếu mắc phụ tải vào cuộn thứ cấp sẽ làm xuất hiện dòng điện i2 qua tải Dòng i2 sinh ra suất từ điện F2=i2W2 Suất từ điện này sinh ra từ thông∅ 2khép kín qua lõi thép và các từ thông tản ∅ t 2 khép kín qua không khí
Giá trị hiệu dụng của suất điện động cảm ứng trong cuộn sơ cấp:
E1 = 1
√2Emax1 = 4,44fW1∅ max
Tươn tự giá trị hiệu dụng của suất điện động cảm ứn trong cuộn thứ cấp:
E2 = 1
√2Emax2 = 4,44fW2∅ max
Hệ số biến áp k = E E1
2 = U U1
2 = W W1
2
Nếu W1 > W2: máy biến áp hạ áp
Nếu W1 < W2: Máy biến áp tăng áp
Nếu W1 = W2: máy biến áp cách ly
+ Ứng dụng:
Máy biến áp có thể chuyển đổi hiệu điện thế đúng với giá trị mong muốn
Máy biến áp loại nhỏ thì dung để ổn định điện áp
Tại các nhà máy phát điện, máy biến áp thường chuyển hiệu điện thế mức trung thế
từ máy phát điên(10 kV đến 50 kV) sang mức cao thế (110 kV đến 500 kV hay cao hơn) trước khi truyền tải lên đường dây điện thế cao Trong truyền tải điện năng tới khoảng cách xa, hiệu điện thế càng cao thì hao hụt càng ít
Trang 3Câu 2:
a, Số nút và nhánh trong mạch lần lượt là
n=2 và m=3
Số phương trình K1 là n-1 = 1
Số phương trình K2 là m-(n-1) = 2
Áp dụng định luật K1 cho nút A:
i1 + i3 -i2 = 0 (1)
Áp dụng định luật K2 cho V1 và V2:
K2V1: i1R1 + L1
di1
dt + i2R2 + C1
2∫i2dt - Mdi3
dt = e1 (2)
K2V2: -i2R2 - C1
2∫i2dt - L3
di3
dt - C1
3∫i3dt + Mdi1
dt = -e3 (3)
Từ (1), (2) và (3) ta có hệ phương trình dòng nhánh dạng thời gian:
K2V1:i1R1+L1di1
dt +i2R2+ 1
C2∫i2dt−M di3
dt=e1
K2V2:−i2R2− 1
C2∫i2dt−L3di3
dt −
1
C3∫i3dt+M di1
dt =−e3
b,Ta có : I´1=5∠−30 °(V), I´2=5∠−45 °(V)
´
E1=10∠0 °(V), E´2=10∠0 ° (V)
´
Z1=R1+X L1 j=5+2 j (Ω)
´
Z2=R2−X C 2 j=5− j (Ω)
´
Z3=Xj=(XL3−XC 3)j=3 j (Ω)
Ta có sơ đồ phức:
L1
B
U3M
U1M
C3
e3
i3
i2
C2
R2
e1
R1
i 1
V2
V1
A I´3
´
I1
´
Z2
´
Z3
´
I2
´
E3
´
Z1
V 2
V 1
B
Trang 4Áp dụng định luật K1 cho nút A:
´
Áp dụng định luật K2 cho V1 và V2:
´
´
Lấy (5) - (6) ta có: I´1Z´1= ´I3Z´3 ( do E´1= ´E3)
⇒ ´I3=
´
I1Z´1
´
Z3
(5)⇒ ´I2=
´
E1− ´I1Z´1
´
Z2
Thay I´3=
´
I1Z´1
´
Z3 và I´2=
´
E1− ´I1Z´1
´
Z2 vào (4):
´
I1+
´
I1Z´1
´
´
E1− ´I1Z´1
´
Z2
⇒ ´I1(1+Z´1
´
Z2+
´
Z1
´
Z3)=E´1
´
Z2
´
I´3=1,27∠−33,76° (A) ⇒i3=1,27√2 sin (10 t−33,76 °) (A)
c, Công suất tác dụng:
P=R1I12+R2I22=16,465(W )
Công suất phẩn kháng:
Q= X L 1 I12−X C 2 I22+X L3 I32−X C 3 I32=3.058(VAr)
Công suất biểu kiến:
Trang 5Câu 3
Biến đổi tải về hình sao:
Tổng trở dây dẫn: Z´d=2+2 j
Tổng trở phụ tải nối ∆ : Z´1 ∆= 5-3j (Ω)
A1
´
Z d
A2
´
Z 1 ∆
´
Zd
´
Zd
´
Z d
´
Z Y
´
Z d
´
Z d
Trang 6Tổng trở phụ tải nối sao: Z´Y = Z´1 ∆
5
Tổng trở tương đương: Z´tđ= Z´Y + Z´d = 53−j + 2 + 2j = 113 +j (Ω)
⇒ ´I d= ´I FY=
´
U d
√3(113 +j)=
380
⇒ ´IF=¿ I´d
√3 = 33,33∠−15,3° (A)
⇒Trị số A1=I d=57,73 (A)
⇒Trị số A2=I F=33,33 (A)
Công suất tác dụng toàn mạch:
Công suất phản kháng :
Q=3I d2X d + 3I F2 X F = 3 x57,732x2 + 3x33,332x(-3) = 9998,5173 (VAr) Công suất biểu kiến: S =√Q2
+P2 = 3665999,144 (VA) Tổn thất điện áp trên đường dây :
∆ U =I d Z d=I d√R2d+X d2=57,73 x√22
Tổn thất điện áp :
∆ P=3 I d2Rd=3 x57,732x2 =346,38 (W)