May bien ap 1 pha

MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA Nguyên lý làm việc của máy biến áp Tỷ số máy biến áp Đường cong từ hóa Cực tính máy biến áp Các đường đặc tính làm việc của máy biến áptìm hiểu về sơ đồ của máy biến áp một pha

MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA

PHẦN I: MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

Khảo sát nguyên lý làm việc, các đường đặc tính làm việc của máy biến áp

PHẦN II: KIẾN THỨC CHUẨN BỊ

- Nguyên lý làm việc của máy biến áp

- Tỷ số máy biến áp

- Đường cong từ hóa

- Cực tính máy biến áp

- Các đường đặc tính làm việc của máy biến áp

PHẦN III: TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

A TỈ SỐ ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN

1 Nối mạch máy biến áp như hình 2-1

2 Khởi động chương trình Labvolt, mở màn hình Metering và tự xác lập các đồng hồ đo

I1, I2, I3, E1, E2, E3

3 Mở nguồn cung cấp và điều chỉnh điện áp ES =220 V Ghi lại giá trị điện áp và dòng

điện Tắt nguồn cung cấp và vặn núm điều chỉnh điện áp về zero (Sử dụng đồng hồ E 2 để đo)

I 1 = A E 1-2 = V E 3-4 = V

E 3-7 = V E 7-8 = V E 8-4 = V

4 Các giá trị điện áp thứ cấp đo được tương ứng với giá trị định mức được ghi ở mặt trước của máy biến áp phải không?

Hình 2-1: Đo thông số trong máy biến áp một pha

 Phải  Không

5 Số vòng dây cuộn 1-2 là 500 vòng Số vòng dây của cuộn 3-4 là 865 Tính tỷ số vòng dây giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp trong mỗi trường hợp

 4

3-2 -1

N N

6 Dùng các giá trị đo được ở bước 3, so sánh tỷ số vòng dây của máy biến áp với tỷ số điện áp Chúng gần bằng nhau không?

 Phải  Không

7 Lắp mạch như hình 2-2

8 Mở nguồn cung cấp và điều chỉnh điện áp cung cấp để nhận giá trị của dòng điện I1 =

0,2A (sinh viên cẩn thận, phải điều chỉnh chính xác, đang đo ngắn mạch có thể làm cháy

máy biến áp)

9 Ghi lại các giá trị điện áp, dòng điện sơ cấp và giá trị của dòng điện ngắn mạch trong dây 3-4

E 1 = V I 1 = A I 2 = A

10 Tính tỷ số dòng điện sơ cấp và dòng điện thứ cấp

 1

2

I I

11 Tỷ số tính được ở bước 10 gần bằng N1/N2 phải không?

 Phải  Không

12 Tắt nguồn cung cấp và vặn núm điều chỉnh điện áp trở về zero

13 Lắp mạch như hình 2-3, với R = 367 

Hình 2-2: Xác định tỉ số dòng điện sơ cấp và dòng điện thứ cấp

14 Mở nguồn cung cấp, vặn núm điều chỉnh điện áp chia làm 10 bước 0% đến 100%, mỗi bước chiếm 10% điện áp (có chia trên núm điều chỉnh), sau mỗi bước ghi số liệu vào bảng Khi tất cả các số liệu đã được ghi, tắt nguồn cung cấp và vặn núm điều chỉnh điện áp về zero

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

15 Vẽ đồ thị E2 = f(E1) Dòng điện từ hoá tăng nhanh sau khi điện áp cuộn dây vượt qua giá trị định mức phải không?

 Phải  Không

16 Đường cong chứng minh rằng lõi thép đã bão hoà phải không?

 Phải  Không

17 Tỷ số điện áp có bị ảnh hưởng khi lõi thép máy biến áp trở nên bão hoà không?

Hình 2-3: Ảnh hưởng của hiện tượng bão hoà từ lên dòng điện từ hoá

3

 Phải  Không

18 So sánh kết quả với lý thuyết đã chuẩn bị Nhận xét?

B CỰC TÍNH CỦA MÁY BIẾN ÁP

1 Nối mạch máy biến áp một pha như hình 2-4

2 Mở nguồn cung cấp và điều chỉnh điện áp ES chính xác bằng 50% của điện áp định mức của cuộn dây 3-4 Chú ý rằng điện áp định mức là tổng điện áp định mức của các cuộn dây giữa 2 điểm 3-4 Đo và ghi lại các điện áp của cuộn dây 1-2, 3-4, 2-6 Chú ý rằng E2-6 được đo bằng đồng hồ E4

E1-2 = V E3-4 = V

E2-6= V E5-6 = V

3 Các cuộn dây nối tiếp thuận hay nối tiếp nghịch?

4 Vặn núm điều chỉnh điện áp về zero và tắt nguồn cung cấp Tháo 2 đầu dây 1-5 ra và

nối 2 đầu dây 1-6 Nếu cách nối mới này là nối tiếp thuận, dự đoán giá trị E2-5 sẽ bằng bao nhiêu? Khi cùng điện áp ở bước 3 được đặt vào cuộn 3-4

5 Mở nguồn cung cấp và một lần nữa chỉnh ES chính xác bằng 50% điện áp định mức của cuộn dây 3-4 Đo và ghi lại điện áp của cuộn 1-2, 3-4, 5-6, và 2-5 Chú ý rằng E2-5 được đo bằng đồng hồ E4

E1-2 = V E3-4 = V

Hình 2-4: Các cuộn dây máy biến áp nối nối tiếp

6 Giá trị thu được của E2-5 bằng với giá trị dự đoán ở bước 5 không?

 Phải  Không

7 Vặn núm điều chỉnh điện áp về zero, tắt nguồn cung cấp và tháo dây nối giữa đầu 1-

6 Dự đoán giá trị điện áp 2-3 (Khi 1 nối với 4) và E2-4 (khi 1 nối với 3) thu được khi nối tiếp cuộn 3-4 với cuộn 1-2, khi cùng giá trị ES ở bước 6 được đặt vào cuộn dây quấn 3-4?

8 Nối đầu 1và 4 với nhau, mở nguồn cung cấp và đặt ES chính xác bằng 50% của điện áp định mức cuộn dây 3-4

Đo và ghi lại điện áp của cuộn dây 1-2, 2-3, dùng đồng hồ E4 để đo E2-3

E 1-2 = V E 2-3 = V

9 Vặn núm điều chỉnh điện áp về zero và tắt nguồn cung cấp Tháo dây nối đầu dây 1-4

và nối đầu 1-3 với nhau

10 Mở nguồn và đặt ES chính xác bằng 50% của điện áp định mức của cuộn dây 3-4 Đo

và ghi lại điện áp của cuộn 2-4 dùng đồng hồ E4

E 2-4 = V

11 Kết quả của bước 10 và 8 so sánh với kết quả tiên đoán ở bước 7 như thế nào?

12 Các cặp đầu nối nào cùng cực 1 và 3 , 2 và 4, 1 và 4, hoặc 2 và 3?

13 Chắc chắn rằng nguồn điện được tắt, vặn núm điều chỉnh điện áp về zero, tháo tất cả các dây nối

III KHẢO SÁT CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP

A CHẾ ĐỘ KHÔNG TẢI

1 Lắp mạch máy biến áp như hình 2-5

2 Mở nguồn cung cấp và điều chỉnh điện áp E4-N =220V

3 Ghi lại các giá trị dòng điện không tải I0, điện áp sơ cấp không tải E10, điện áp thứ cấp không tải E20, công suất không tải P0, hệ số công suất cos0 (Lưu ý: xác lập thêm các đồng

hồ P1, cosφ trên cửa sổ Metering)

I 0 = A E 10 = V E 2-0 = V

P 0 = W cosφ 0 =

4 Khi tất cả các số liệu đã được ghi, vặn núm điều chỉnh điện áp hết cỡ về zero và tắt OFF(0) nguồn

5 Tính dòng điện không tải phần trăm I0%?

%

% 100 I

I

% I

m 1

0

ñ

6 Tính tỷ số biến áp K

K=

7 Tính hệ số công suất không tải?

I E

P cos

0 m 1

0



ñ

8 So sánh kết quả ở bước 3 và 7, chúng có bằng nhau không?

 Có  Không

Vặn núm điều chỉnh điện áp về zero và tắt nguồn

B CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH CỦA MÁY BIẾN ÁP

1 Lắp mạch điện như hình 2-6

Hình 2-5 Sơ đồ thí nghiệm không tải

2 Đặt công tắc chọn đồng hồ đo vị trí 4-N Bật nguồn cung cấp về vị trí ON (1) Và điều chỉnh từ từ điện áp nguồn cung cấp sao cho dòng điện I1 =0,2A (sinh viên cẩn thận, phải

điều chỉnh chính xác, đang đo ngắn mạch có thể làm cháy máy biến áp)

3 Ghi lại giá trị dòng điện ngắn mạch sơ cấp I1N, dòng điện ngắn mạch thứ cấp I2N, điện

áp ngắn mạch sơ cấp E1N, công suất ngắn mạch PN, hệ số công suất ngắn mạch cosN

I1N = A I2N = A E1N = V

PN= W cosφN =

4 Vặn núm điều chỉnh điện áp về zero, và tắt nguồn cung cấp

5 Tính tỷ số biến áp K

K=

6 Tính điện áp ngắn mạch phần trăm E1N%

%

% 100 E

E

% E

m 1

N 1 N

ñ

7 Tính hệ số công suất ngắn mạch cosN

I E

P

N 1 N 1



N

cos

8 So sánh kết quả ở bước 3 và 7 chúng có bằng nhau không?

 Có  Không

9 So sánh cos0 và cosN Anh chị hãy cho nhận xét?

+

Hình 2-6 Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch của máy biến áp

Vặn núm điều chỉnh điện áp về zero và tắt nguồn cung cấp

C ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA MÁY BIẾN ÁP

1 TẢI ĐIỆN TRỞ

1 Nối mạch máy biến áp như Hình 2-7 chắc chắn rằng các công tắc tải trở đang OFF (0) Các giá trị tải khác nhau được dùng để khảo sát điện áp cuộn thứ cấp thay đổi như thế nào khi tải thay đổi

2 Mở nguồn cung cấp và điều chỉnh điện áp ES =220V

3 Điều chỉnh công tắc tải trở R và ghi các giá trị điện áp, dòng điện vào bảng số liệu

No Load

4400

2200

1100

Bảng 4-1 Các giá trị của R

4 Vẽ đồ thị E2 = f(I2) Điện áp thứ cấp thay đổi như thế nào khi tải tăng lên hay giảm xuống (dòng điện tải tăng lên hay giảm xuống)?

Hình 2-7: Máy biến áp với tải thay đổi

5 Tính độ sụt áp phần trăm dùng điện áp cuộn thứ cấp khi không tải ENL (R= ) và điện

áp thứ cấp khi đầy tải ENL (R = giá trị nhỏ nhất)

Độ sụt áp 100 .%

E

E -E

NL

FL



2 TẢI ĐIỆN CẢM

1 Thay tải trở bằng tải cảm và thực hiện lại các bước như tải trở

No Load

4400

2200

1100

Bảng 4-2 Các giá trị của X L

3 TẢI ĐIỆN DUNG

1 Thay tải cảm bằng tải dung và thực hiện lại các bước như tải trở

No Load

4400

2200

1100

Bảng 4-3 Các giá trị của X C

2 Giữa ba đường cong nhận được trong ba trường hợp tải trở, tải cảm và tải dung khác nhau như thế nào?

3 Tắt nguồn cung cấp, vặn núm điều chỉnh về 0, tháo tất cả các dây dẫn

PHẦN IV: KẾT LUẬN

Máy biến áp một pha có tỷ số điện áp bằng tỷ số vòng dây Còn tỷ số dòng điện bằng

nghịch đảo tỷ số vòng dây Hiện tượng bão hoà từ ảnh hưởng đến tỷ số điện áp

Khi các cuộn dây máy biến áp nối tiếp, sinh viên thấy rằng điện áp các cuộn dây sẽ khử lẩn nhau nếu các cực cùng tên được liên kết với nhau Ngược lại các điện áp này sẽ cộng lại khi các cực khác tên được nối với nhau Điều này tương tự như lắp đặt các acqui để tăng điện áp cao hơn

Điện áp thứ cấp máy biến áp thay đổi khi ta thay đổi tải Điện áp thứ cấp giảm khi tăng tải trở hoặc tăng tải cảm, ngược lại điện áp thứ cấp tăng khi tải dung tăng Nhưng tải cảm gây sụt áp nhiều hơn tải điện trở

Hai máy biến áp nối song song cung cấp tải lớn hơn một máy Sự kết nối này chỉ đúng khi không có dòng điện chạy qua cuộn thứ cấp máy biến áp trước khi tải đặt vào máy biến áp Công suất tải nhận được phân phối theo tỷ lệ công suất của các máy

Máy biến áp phân phối có thể cung cấp nhiều cấp điện áp, và dòng điện dây trung hoà

sẽ bằng không khi tải cân bằng