Phân tích yêu cầu đề tài Với yêu cầu của đề tài khi đó chúng ta đi thiết kế một bộ nghịch lưu cho ra điện áp xoay chiều là 220VAC từ nguồn cấp ắc quy 12VDC, tần số trong mạch đo được là
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Phân tích yêu cầu đề tài
Với yêu cầu của đề tài khi đó chúng ta đi thiết kế một bộ nghịch lưu cho ra điện áp xoay chiều là 220VAC từ nguồn cấp ắc quy 12VDC, tần số trong mạch đo được là 50Hz
Mạch lấy nguồn ắc quy 12VDC cấp trực tiếp cho mạch và cho biến áp Biến áp ở đây sử dụng như một bộ kích nhằm kích nguồn áp lên giá trị cao hơn nhiều lần so với giá trị áp ban đầu Chính vì mạch có khả năng biến đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay chiều nên mạch có tính thiết thực rất lớn trong thực tế
Mạch là mạch công suất vì vậy linh kiện được sử dụng phần lớn là linh kiện công suất Mạch sử dụng các van bán dẫn công suất như Transistor, MOSFET, IGBT Trong quá trình chạy mạch thì xung tạo ra là xung vuông và được khuyếch đại lên bằng các van bán dẫn là Transistor, diode, diac
Mục tiêu của đề tài
Nắm được một cách tổng quan về các phần tử bán dẫn công suất
Tạo ra bộ nghịch lưu một pha bậc tăng áp có ngõ ra điện áp được cải thiện hơn về độ gợn sóng và tần số ổn định hơn
Nghiên cứu về các mạch nghịch lưu, hiểu được nguyên lý làm việc của mạch nghịch lưu, các phương pháp biến đổi từ đó lựa chọn một phương án tối ưu nhất để có thể áp dụng trên đồ án của mình và ngoài thực tiễn
Có khả năng tính toán, thiết kế và chế tạo mạch nghịch lưu điện áp một pha với công suất cho trước.
Kế hoạch tiến độ từng tuần
STT Tuần Nội dung công việc thực hiện Người thực hiện
1 1,2 - Nhận đề tài, sắp xếp công việc cho từng tuần (phân chia công việc cho từng thành viên)
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
- Tìm tài liệu liên quan: điện tử công suất, truyền động điện
- Tìm hiểu nguyên lý các mạch có liên quan đến đề tài
- Tham khảo ý kiến những người có chuyên môn, các anh chị khóa trước
-Đưa ra cơ sở lý thuyết chung của đề tài
- Đưa ra ý tưởng thiết kế mạch
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch, tính toán thông số rồi tiến hành chạy mô phỏng Văn Trung
- Ráp mạch và khảo sát trên bo mạch(nếu gặp lỗi chỉnh sửa lại) Quang Vương
- Lắp ráp hoàn tất sản phẩm
- Chuẩn hoá nội dung, làm quyển báo cáo
- Hoàn tất sản phẩm, kiểm tra toàn bộ nội dung Cả Nhóm
Cách phương án thực hiện
Phương pháp nghiên cứu chính của đề tài dựa trên những yếu tố sau:
Nghiên cứu lý thuyết dựa trên các bài báo khoa học đã công bố
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Nguồn tài liệu chủ yếu bằng tiếng anh được tìm kiếm trên mạng Internet
Có tính kế thừa những phần cứng đã thiết kế từ các công trình nghiên cứu trước đó và từ đó tiếp tục đào sâu nghiên cứu để phát triển thêm các tính năng mới
Dựa vào lý thuyết tến hành mô phỏng bằng phần mềm và xây dựng mô hình chạy thực tế
Ghi nhận kết quả từ thực nghiệm và đánh giá.
Ý nghĩa của đề tài
Để giúp sinh viên có thể có thể củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên nghành cũng như kiến thức ngoài thực tế Đề tài còn thiết kế chế tạo thiết bị, mô hình để các sinh viên trong trường đặc biệt là sinh viên khoa Điện – Điện tử tham khảo, học hỏi tạo tiền đề nguồn tài liệu cho các học sinh, sinh viên khoá sau có thêm nguồn tài liệu để nghiên cứu và học tập Những kết quả thu được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên là sẽ giúp chúng em có thể hiểu sâu hơn về các bộ nghịch lưu, các phương pháp biến đổi điện áp Từ đó sẽ tích luỹ được kiến thức cho các năm học sau và ra ngoài thực tế.
Nội dung hoàn thành
Lập kế hoạch thực hiện
Giới thiệu một số ứng dụng và đặc điểm của mạch nghịch lưu một pha
Phân tích nguyên lý làm việc và các thông số trong mạch nghịch lưu một pha Thiết kế, chế tạo mạch nghịch lưu một pha đảm bảo yêu cầu:
Điện áp đầu vào một chiều U = 12VDC lấy từ bình ắc quy
Điện áp đầu ra dùng cho các thiết bị điện xoay chiều U = 220VAC, tần số f = 50Hz, và công suất đạt được P = 300AV
Thí nghiệm, kiểm tra sản phẩm, sản phẩm phải đạt yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật Làm quyển thuyết minh báo cáo về quá trình thực hiện.
Giới hạn đề tài
Chỉ áp dụng với công suất nhỏ
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Chỉ áp dụng với thông số lưới điện phân phối ở Việt Nam Đề tài chỉ xây dựng mô hình với mục đích mang tính tham khảo để kiểm chứng giữa lý thuyết và thực tế
Các trang thiết bị dễ gây ra sai số trong quá trình thực nghiệm.
GIỚI CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Diện trở
1.1 Khái niệm Điện trở hay Resistor là một trong những linh kiện điện tử rất phổ biến trong các mạch điện tử Trên các bản mạch điện tử và các sơ đồ nguyên lý thì điện trở được ký hiệu là R Điện trở thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor, tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ứng dụng khác
1.2 Cấu tạo của điện trở Điện trở được cấu tạo từ những vật liệu có điện trở suất cao như làm bằng than, magie kim loại Ni-O2, oxit kim loại, dây quất Để biểu thị giá trị điện trở Người ta dùng các vòng màu để bểu thị giá trị điện trở
1.3 Ký hiệu và hình dáng điện trở
Hình 2 1: Ký hiệu của điện trở trong mạch Điện trở cố định
Quang điện trở Điện trở thay đổi
(Biến trở - chiết áp) Điện trở thay đổi theo điện áp (Varixto) Điện trở thay đổi theo nhiệt độ (Thermixto)
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.4 Công thức tính điện trở Điện trở của một vật dẫn điện phụ thuộc vào chất liệu làm nên vật dẫn điện đó
Ta có công thức như sau:
R là điện trở (Đơn vị: Ohm)
𝜌 là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu
L là chiều dài dây dẫn
S là tiết diện của dây dẫn
Công thức trên chính xác cho dòng điện một chiều Còn đối với dòng điện xoay chiều thì trong mạch điện chỉ có điện trở Tại thời điểm cực đại của điện áp thì dòng điện đạt cực đại Khi điện áp bằng không thì dòng điện trong mạch cũng bằng không Điện áp và dòng điện cùng pha
Tất cả các công thức dùng cho mạch điện một chiều đều có thể dùng cho mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở mà các trị số dòng điện xoay chiều lấy theo trị số hiệu dụng
Hình 2 2: Hình dáng điện trở thường
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Tụ điện
Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động rất phổ biến Tụ điện được cấu tạo bới hai bản cực đặt song song, có tính chất cách điện 1 chiều nhưng cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng nạp
2.2 Cấu tạo của tụ điện
Cấu tạo của tụ điện bao gồm hai dây dẫn điện thường ở dạng tấm kim loại Hai bề mặt này được đặt song song với nhau và được ngăn cách bởi một lớp điện môi Dây dẫn của tụ điện có thể sử dụng là giấy bạc, màng mỏng Điện môi sử dụng cho tụ điện là các chất không dẫn điện gồm thủy tinh, giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica, màng nhựa hoặc không khí Các điện môi này không dẫn điện nhằm tăng khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ điện
Hình 2 3: Cấu tao của tụ điện
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.3 Ký hiệu, nguyên lý làm việc a) Ký hiệu
Hình 2 4: Ký hiệu tụ điện trong mạch điện b) Nguyên lý làm vệc của tụ điện
Nguyên lý hoạt động của tụ điện dựa trên hai nguyên lý đó là nguyên lý phóng nạp và nguyên lý xả nạp Cụ thể như sau:
Nguyên lý phóng nạp: Nguyên lý này được hiểu là khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ điện giống như một chiếc bình ắc quy cỡ nhỏ dưới dạng năng lượng là điện trường Nó có khả năng lưu trữ hiệu quả các electron và có thể phóng ra các điện tích này để sản sinh ra dòng điện Tuy nhiên nó lại không thể tự sản sinh ra được các điện tích electron Đây chính là điểm khác biệt lớn nhất của tụ điện và bình ắc quy
Nguyên lý xả nạp: Nguyên lý xả nạp của tụ điện cũng chính là tính chất đặc trưng và cơ bản nhất trong nguyên lý làm việc của linh kiện điện tử thụ động này Nhờ vào tính chất này mà nó có thể dẫn được điện xoay chiều Khi điện áp của 2 bên bản mạch không có sự thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian nếu ta thực hiện cắm nạp hoặc thực hiện xả sẽ dễ xảy ra hiện tượng nổ kèm theo tia lửa điện Sở dĩ điều này xảy ra là do dòng điện tăng vọt đột ngột.
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1 Đặc điểm và cấu tạo:
Diode công suất là một loại diode được sử dụng phổ biến trong các mạch điện tử công suất Cũng giống như một diode thông thường, một diode công suất có hai đầu cực và dẫn dòng điện theo một chiều Một diode công suất khác nhau về cấu tạo so với diode tiêu chuẩn để cho phép đánh giá dòng điện cao hơn
Diode bán dẫn thường đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N và được nối với 2 chân ra là anode và cathode Mạch chỉnh lưu là một mạch điện điện tử chứa các linh kiện điện tử có tác dụng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều
Hình 2 5: Cấu tạo và ký hiệu diode công suất
Khi tiếp giáp PN của diode được đặt đưới tác dụng của điện áp bên ngoài, nếu điện trường ngoài cùng chiều với điện trường E thì vùng nghèo điện tích xẽ được mở rộng ra, nên điện trở tương đương của diode càng lớn và dòng điện xẽ không thể chạy qua Lúc này toàn bộ điện áp xẽ được đặt lên vùng nghèo điện tích, ta nói rằng diode bị phân cực ngược Hình 2.7
Khi điện trường ngoài ngược chiều với điện trường E thì vùng nghèo điện tích xẽ bị thu hẹp lại Nếu điện áp bên ngoài lớn hơn 0,65V thì vùng nghèo điện tích xẽ thu hẹp lại đến bằng không, và các điện tích có thể di chuyển tự do qua cấu trúc của
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 2 7: Phân cực nghịch diode Dòng điện đi qua diode lúc này chỉ bị hạn chế do điện trở tải ở mạch ngoài Khi đó ta nói rằng diode được phân cực thuận Hình 2.6
3.3 Đặc tính Vôn-Ampe: Đặc tính gồm 2 phần, đặc tính thuận nằm trong góc phần tư thứ I tương ứng với UAK >0, đặc tính ngược nằm trong góc phần tư thứ III tương ứng với UAK < 0
Trên đường đặc tính thuật, nếu điện áp A-K tăng dần từ 0 đến khi vượt qua ngưỡng điện áp VF, dòng có thể chảy quan Diode Dòng điện áp iD có thể thay đổi rất
Hình 2 8: Đặc tính Von-Ampe và đặc tính lý tưởng
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT lớn nhưng điện áp rơi trên Diode UAK hầu như ít thay đổi Như vậy đặc tính thuận của Diode đặc trưng bởi tính chất có điện trở tương đương nhỏ
Trên đường đặc tính ngược, nếu điện áp UAK tăng dần từ 0 đến giá trị Ung.max gọi là điện áp ngược lớp nhất, thì dòng qua Diode vẫn có giá trị rất nhỏ gọi là dòng rò Nghĩa là Diode cản trở dòng chạy qua theo chiều ngược Cho đến khi UAK đạt đến giá trị Ung.max thì xảy ra hiện tượng dòng qua Diode tăng đột ngột, tính chất cản trở dòng điện ngược của Diode bị phá vỡ Quá vì này không có đảo ngược nghĩa là nếu ta lại giảm điện áp trên A-K thì dòng điện vẫn không giảm Ta nói Diode bị đánh thủng Đặc tính Von-Ampe của các Diode khác nhau, tuy nhiên để phân tích sơ đồ các bộ biến đổi thì một đặc tính lý tưởng như hình trên được sử dụng nhiều hơn cả Theo đặc tính lý tưởng, Diode có thể cho phép một dòng điện lớp bất kì chạy qua với sụt áp trên nó bằng 0 và chịu được điện áp ngược lớn bất kì với dòng rò bằng 0 Nghĩa là, theo đặc tính lý tưởng, Diode có điện trở tương đương khi dần bằng 0 và khi khóa bằng ∞
Dòng điện thuận ID: Giá trị trung bình của dòng điện cho phép chạy qua diode theo chiều thuận ID Đây là giá trị lựa chọn diode cho ứng dụng thực tế Điện áp ngược UNg.max: Giá trị điện áp ngược lớn nhất mà diode có thể chịu dựng được Luôn lựa chọn:
Dòng điện thuận ID: Giá trị trung bình của dòng điện cho phép chạy qua diode theo chiều thuận ID Đây là giá trị lựa chọn diode cho ứng dụng thực tế.
Transitor lưỡng cựu (BJT)
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Transistor lưỡng cực nối, viết tắt theo tiếng anh là BJT (Bipolar junction transistor) là loại linh kiện bán dẫn có cấu trúc 2 tiếp xúc của 3 khối chất bán dẫn có đặc tính dẫn điện khác nhau
Transistor có cấu tạo gồm các miền bán dẫn p và n xen kẽ nhau
Miền bán dẫn thứ nhất của Transistor là miền Emitter (miền phát) với đặc điểm là có nồng độ tạp chất lớn nhất, điện cực nối với miền này gọi là cực Emitter (cực phát) ký hiệu E
Miền thứ hai là miền Base (miền gốc) với nồng độ tạp chất nhỏ và độ dày của nó nhỏ cỡ m, điện cực nới với miền này gọi là cực Base (cực gốc) ký hiệu B
Miền còn lại là miền Collector (miền thu) với nồng độ tạp chất trung bình và điện cực tương ứng là Collector (cực thu) ký hiệu C
Hình 2 9: Cấu tạo và kí hiệu của BJT loại NPN
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Điểm khác nhau duy nhất giữa hai loại transistor NPN và PNP đó là hướng mũi tên ở cực phát Mũi tên ở cực phát trên transistor NPN hướng đi ra và trên transistor PNP, hướng đi vào
Các transistor dựa vào chất bán dẫn để làm nên kỳ diệu của chúng Chất bán dẫn là một vật liệu không hoàn toàn là một chất dẫn điện thuần khiết (như dây đồng) nhưng cũng không phải là chất cách điện (như không khí) Độ dẫn điện của chất bán dẫn phụ thuộc vào các biến như nhiệt độ hoặc mật độ của các electron
Mạch tương đương của transitor:
Transistor giống như một phần mở rộng của một linh kiện bán dẫn khác: diode Theo một cách nào đó, các transistor chỉ là hai diode với cực âm (hoặc cực dương) được gắn với nhau:
Hình 2 11: Mạch tương đương với cấu tạo Hình 2 10: Cấu tạo và kí hiệu của BJT loại PNP
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Ở đây, diode nối giữa cực gốc với cực phát là một diode quan trọng nó khớp với hướng của mũi tên trên ký hiệu mạch của transistor, và cho thấy hướng đi của dòng điện chạy qua transistor
Chúng ta có thể tìm hiểu hoạt động của transistor dựa vào mạch tương đương ở trên, tuy nhiên nó không thật sự chính xác Vì có rất nhiều thứ ở cấp độ vật lý lượng tử kỳ lạ kiểm soát sự tương tác giữa ba chân của transistor
Nguyên lý hoạt động của transitor:
Xoay quanh vấn đề này: Chúng ta lại có một cách nhìn mới lạ về các dòng transistor Mặc dù nó hoạt động theo 2 phương thức thuận nghịch khác nhau Nhưng điểm mấu chốt ở đây nếu ta hiểu một trong 2 phương thức trên thì phương thức hoạt động còn lại chỉ cần đổi cực là xong
Nguyên lý làm việc của transitor nghịch NPN
Transitor NPN được thiết kế để chuyển các electron từ cực phát sang cực thu (vì vậy dòng điện thông thường đi từ cực thu đến cực phát) Cực phát “phát” electron vào cực nền, cực gốc sẽ điều khiển số lượng electron mà cực phát phát ra Hầu hết các electron được phát ra được “thu” bởi cực thu, cực thu sẽ gửi các electron này đến phần tiếp theo của mạch
Hình 2 12: Hoạt động của NPN
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 2 13: Hoạt động của PNP
Ta có thể hiểu, con transistor nghịch này cho dòng điện I B đi qua theo hướng truyền từ khu B sang khu E Lúc này transistor sẽ tạo ra một dòng điện I C mới truyền từ khu C sang khu E Và chắc chắn với 1 điều: “Ở bất kỳ trường hợp nào đi chăng nữa “Thì cái dòng điện I C nó cũng lớn gấp nhiều lần dòng I B
Phần tăng dòng này chính là sự khuếch đại dòng điện một chiều của con linh kiện transistor
Nguyên lý cụ thể như sau: Dòng điện từ chân B truyền vào hướng như hình thì lập tức 2 chân C và E sẽ tạo thành một hình nối tiếp
Nguyên lý làm việc của transitor thuận PNP
Thật ra con Transistor PNP nó có nguyên lý vận hành hoàn toàn tương tự nguyên lý lấy ra từ dòng Transistor NPN Nhưng yêu cầu chúng ta phải đổi cực âm dương của các nguồn ngược lại Và các dòng điện I C sẽ chạy từ chân E sang chân C / Dòng điện I B chạy từ chân E sang chân B
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Xét mạch như hình 2.14 Với VBE là hiệu điện thế giữa cực nền B và cực phát E
VCE là hiệu điện thế giữa cực thu C và cực phát E Đặc tuyến ngõ vào I B (V BE ) ứng với V CE = const
Chọn nguồn VCC dương xác định để có VCE = const Chỉnh nguồn VBB để thay đổi VBE từ 0 tăng lên đến giá trị nhỏ hơn điện thế ngưỡng Vγ thì đo dòng IB≈ 0 Tiếp tục tăng nguồn VBB để có VBE = Vγ thì bắt đầu có dòng IB và IB cũng tăng theo dạng hàm số mũ như dòng ID của diode phân cực thuận
Hình 2 14: Mạch khảo sát đặc tuyến tính BJT
Hình 2 15: Đặc tuyến ngõ vào của BJT
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Đặc tuyến truyền dẫn I C (V BE ) ứng với V CE = const Để khảo sát đặc tuyến này, ta đo, chỉnh nguồn tương tự đặc tuyến ngõ vào nhưng dòng thì đo IC, quan sát xem IC thay đổi như thế nào khi VBE thay đổi Ta có đặc tuyến truyền dẫn IC(VBE) có dạng giống như đặc tuyến ngõ vào IB(VBE) nhưng dòng IC có trị số lớn hơn IB nhiều lần
I C = β I B Đặc tuyến ngõ ra I C (V CE ) ứng với I B = const
Nguồn VBB phân cực thuận mối nối P – N giữa B và E để tạo dòng IB VCC Khi điện thế VB < Vγ tức VBE < Vγ thì có dòng IB = 0 và IC = 0 mặc dù có tăng nguồn Khi điện thế VBE ≥ Vγ thì có dòng IB ≠ 0
Thay đổi VBB để IB có trị số nào đó, dùng máy đo, giả sử đo được IB= 15 A
Lúc này giữ cố định IB bằng cách không đổi VBB, tiếp theo thay đổi VCC → VCE thay đổi, đo dòng IC tương ứng với VCE thay đổi
Ban đầu IC tăng nhanh theo VCE, nhưng đến giá trị cỡ
IC=.IB thì IC gần như không tăng mặc dù hiệu điện thế VCE tăng nhiều
THIỆU VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ ẮC QUY.18 1 Máy biến áp
Định nghĩa
Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số Hệ thống điện đầu vào máy biến áp (trước lúc biến đổi) có: điện áp U1, dòng điện I1, tần số f Hệ thống điện đầu ra của máy biến áp (sau khi biến đổi) có: điện áp
U2, dòng điện I2 và tần số f Đầu vào của máy biến áp nối với nguồn điện, được gọi là sơ cấp Đầu ra nối với tải gọi là thứ cấp Các đại lượng, các thông số sơ cấp trong ký hiệu có ghi chỉ số 1: số vòng dây sơ cấp W1, điện áp sơ cấp U1, dòng điện sơ cấp I1, công suất sơ cấp
P1 Các đại lượng và thông số thứ cấp có chỉ số 2: số vòng dây thứ cấp W2, điện áp thứ cấp U2, dòng điện thứ cấp I2, công suất thứ cấp P2
Nếu điện áp thứ cấp lớn hơn sơ cấp là máy biến áp tăng áp Nếu điện áp thứ cấp nhỏ hơn điện áp sơ cấp gọi là máy biến áp giảm áp.
Cấu tạo máy biến áp
Máy biến áp gồm ba bộ phận chính: vỏ máy, lõi thép và dây quấn
Hình 3 1: Cấu tạo máy biến áp
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ ẮC QUY
Vỏ của máy biến áp
Tùy theo từng loại máy biến áp mà chúng được làm bằng các chất liệu khác nhau Chúng thường được làm từ nhựa, gỗ, thép, gang hoặc tôn mỏng, có công dụng để bảo vệ các phần tử của máy biến áp ở bên trong nó, bao gồm: nắp thùng và thùng Nắp thùng để đậy trên thùng
Lõi thép của máy biến áp
Hình 3 3: Lõi thép máy biến áp Gông
𝛿 Hình 3 2: Vỏ máy biến áp
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ ẮC QUY
Lõi thép máy biến áp dùng để dẫn từ thông chính của máy, được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện Lõi thép gồm hai bộ phận: Trụ và gông
Trụ là nơi để đặt dây quấn
Gông là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành một mạch từ kín Để giảm dòng điện xoáy trong lõi thép, người ta dùng lá thép kỹ thuật điện (dày 0,35mm đến 0,5mm, hai mạch có sơn cách điện) ghép lại với nhau thành lõi thép
Dây quấn của máy biến áp
Dây quấn máy biến áp thường được chế tạo bằng dây đồng (hoặc nhôm), bên ngoài bọc cách điện để nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra Với biến áp quấn bằng dây đồng thì sẽ dẫn điện tốt hơn, tránh được ôxi hoá, tăng tuổi thọ của biến áp Dây có tiết diện tròn hoặc chữ nhật
Phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào nối với mạch điện xoay chiều được gọi là cuộn dây sơ cấp, còn phần có nhiệm vụ truyền năng lượng ra nối với tải tiêu thụ được gọi là cuộn dây thứ cấp
Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại
Hình 3 4: Dây quấn máy biến áp
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ ẮC QUY Để làm mát và tăng cường cách điện cho máy biến áp, người ta thường đặt lõi thép và dây quấn trong một thùng chứa dầu máy biến áp Đối với biến áp công suất lớn, vỏ thùng dầu dầu có chứa cánh tản nhiệt.
Nguyên lý hoạt động
Có thể giải thích hoạt động của máy biến áp qua 2 hiện tượng vật lý:
Dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra từ trường
Sự biến thiên từ thông trong cuộn dây tạo ra hiệu điện thế cảm ứng
Khi cho dòng điện xoay chiều có hiệu điện thế U1 đi qua quận dây sơ cấp sẽ có dòng điện sơ cấp I1 Dòng điện sơ cấp I1 chạy trong cuộn dây và sinh ra từ thông (từ trường) biến thiên chạy trong lõi thép có chiều như hình 3 5 (chiều từ thôngbiến thiên cùng chiều của kim đồng hồ) Do mạch từ khép kín nên từ thông biến thiên này đi qua cuộn dây thứ cấp và tạo ra dòng điện thứ cấp I2 và hiệu điện thế U2
Hiệu điện thế sơ cấp U1 có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp U2 thông qua từ thông biến thiên Sự biến đổi này có thể được điều chỉnh thông qua số vòng dây quấn trên lõi sắt
N 2 = k Hình 3 5: Nguyên lý hoạt động máy biến áp
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ ẮC QUY
Thông thường tỷ số điện áp trên cuộn sơ cấp và thứ cấp tỷ lệ với số vòng quấn và được gọi là tỉ số biến áp k Khi tỉ số này k >1 gọi là hạ áp, ngược lại khi tỉ số này k