Bài giảng máy điện cơ sở ( combo full 5 chương )

Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương ) Bài Giảng Máy Điện Cơ Sở ( Combo Full 5 Chương )

GIỚI THIỆU CHUNG

Cung cấp kiến thức cơ bản về máy điện:

· Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại máy điện.

· Phân tích các quá trình vật lý, các đặc tính tĩnh và động của máy điện ở các chế độ làm việc khác nhau.

Mục đích của học phần

Nhiệm vụ của sinh viên:

· Dự lớp đầy đủ theo quy định.

· hoàn thành các bài tập được giao.

Đánh giá kết quả:

· Điểm quá trình: trọng số 0.30

- Bài tập làm đầy đủ

- Làm thí nghiệm đầy đủ, có báo cáo và bảo vệ

- Kiểm tra giữa kỳ

· Thi cuối kỳ (trắc nghiệm và tự luận): trọng số 0.7

Thông tin chung về môn học

GIỚI THIỆU CHUNG

Tài liệu tham khảo:

Sách: Máy điện I, II - Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ,

Nguyễn Văn Sáu - NXBKHKT 2003

Thông tin chung về môn học

MỞ ĐẦU

0.1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN

0.2 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN

NỘI DUNG

0.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN

0.3 CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN TRONG NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN

Năng lượng điện được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực vì các ưu điểm sau:

+ dễ truyền tải

+ dễ dàng nhận được từ các nguồn năng lượng khác

+ dễ dàng phân chia

0.1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN

● Phân loại

theo chức năng:

+ Máy phát điện: là máy điện biến đổi năng lượng cơ → điện

+ Động cơ điện: là máy điện biến đổi năng lượng điện → cơ

+ Máy biến áp: là thiết bị biến đổi UCA → UHA và ngược lại

0.2 CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG ĐỂ NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN

MỞ ĐẦU

● Định luật cảm ứng điện từ

+/ Trường hợp từ thông Φ biến thiên xuyên qua vòng dây.

Khi từ thông Φ xuyên qua vòng dây biến thiên trong vòng dây sẽ cảm ứng sức điện động e Chiều của e xác định theo quy tắc vặn nút chai Sđđ cảm ứng trong vòng dây được tính theo công thức Mắcxoen:

dt

d dt

d w

e = - F = - Y e

F

w

0.2 CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG ĐỂ NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN

MỞ ĐẦU

● Định luật cảm ứng điện từ

+/ Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từ trường

Khi thanh dẫn chuyển động với vận tốc v vuông góc với đường sức từ trường, trong thanh dẫn cảm ứng sđđ có trị số là:

e = B.l.v

Trong đó: B : cường độ từ cảm [T]

i : dòng điện chạy trong thanh dẫn [A]

l : chiều dài thanh dẫn [m]

i : dòng điện chạy trong thanh dẫn [A]

l : chiều dài thanh dẫn [m]

F : lực điện từ [N]

Chiều của lực điện từ F được xác định theo qui tắc bàn tay trái

0.2 CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG ĐỂ NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN

● Định luật toàn dòng điện:

Tích phân cường độ từ trường theo một đường khép kín bất kỳ quanh một số mạch điện bằng tổng dòng điện trong w vòng dây của các mạch.

ò H dl = å i = i w = F

i w

Đồng có điện trở suất nhỏ ρCU< ρAl , chịu gia công cơ khí nhưng đắt

và nặng hơn nhôm.

+ Độ từ thẩm lớn

+ Tổn hao công suất nhỏ

pha thêm Silic (2 - 4.5%)

● Vật liệu cách điện

Để cách điện giữa các phần mang điện với nhau và với các phần không mang điện của máy Vật liệu cách điện trong máy điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, độ dẫn nhiệt tốt, chống ẩm và bền

0.3 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN

HỆ THỐNG ĐƠN VỊ VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN

; P

P P

; U

U U

; I

I I

đm

* đm

* đm

* đm

0.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN

MỞ ĐẦU

Việc nghiên cứu máy điện gồm các bước sau:

1 Nghiên cứu các hiện tượng vật lý xảy ra trong máy điện

2 Lập mô hình toán, đó là hệ phương trình toán học mô tả sự làm việc của máy điện.

3 Từ mô hình toán thiết lập mô hình mạch, đó là sơ đồ thay thế của máy điện

4 Từ mô hình toán và mô hình mạch, tính toán các đặc tính và nghiên cứu máy điện, khai thác sử dụng theo các yêu cầu cụ thể

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

ĐỊNH NGHĨA, VAI TRÒ VÀ CÔNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP

NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP

NỘI DUNG

PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP

CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP

CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP

VAI TRÒ VÀ CÔNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP

● Máy biến áp có vai trò quan trọng trong hệ thống điện, dùng để truyền tải

và phân phối điện năng Để dẫn điện từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện.

MFĐ

3 ¸ 21 kV

MBA tăng áp

35, 110, 220, 500 kV

MBA

hạ áp

Hộ tiêu thụ 0,4 – 6 kV

Ta có công suất truyền tải trên đường dây: S = U.I

Nếu U ­ thì I ¯ ® tiết diện dây Sd¯

® tổn thất năng lượng ∆P = I 2 R ¯

® tổn thất điện áp ∆U = I.R ¯

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

4

VAI TRÒ VÀ CÔNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP

● MBA sử dụng trong các thiết bị lò nung: MBA lò

- trong hàn điện: MBA hàn điện

- trong đo lường, thí nghiệm: máy biến điện áp…

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi

ĐỊNH NGHĨA MÁY BIẾN ÁP

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

ĐỊNH NGHĨA MÁY BIẾN ÁP

MBA có 2 dây quấn gọi là MBA 2 dây quấn Dây quấn nối với nguồn

để nhận năng lượng vào gọi là dây quấn sơ cấp, dây quấn nối với tải để đưa năng lượng ra gọi là dây quấn thứ cấp Các đại lượng, thông số sơ cấp và thứ cấp có ghi chỉ số 1 và 2 tương ứng:

- Dây quấn sơ cấp: w1, U1, I1, P1

- Dây quấn thứ cấp: w2, U2, I2, P2

ĐỊNH NGHĨA MÁY BIẾN ÁP

Ở MBA 3 dây quấn, ngoài 2 dây quấn sơ cấp và thứ cấp còn có dây quấn thứ 3 với điện áp trung bình tùy vào số pha của cuộn dây có MBA 1 pha và MBA 3 pha

MBA dùng trong hệ thống điện lực gọi là MBA điện lực hay MBA công suất Ngoài ra còn có các loại MBA dùng trong các ngành chuyên môn như: MBA chuyên dùng cho các lò luyện kim, MBA hàn…

Trong hệ thống điện lực, muốn truyền tải và phân phối công suất từ nhà máy đến tận các hộ tiêu thụ một cách hợp lý thường qua 3,4 lần tăng

và giảm điện áp Do đó ∑CSMBA= (3¸4) ∑CSMF

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP

Xét 1 MBA một pha hai dây quấn CA và HA có sơ đồ nguyên lý:

Đặt điện áp ~u1vào dây quấn sơ cấp, trong cuận dây sẽ có dòng ~ i1 Dòng i1sinh ra từ thông biến thiên theo thời gian khép kín trong mạch từ Dưới tác dụng của dòng từ thông trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e1và e2

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

8

NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP

Nếu cuộn thứ cấp nối với tải → trong dây quấn thứ cấp sẽ xuất hiện dòng điện i2 i2sinh ra từ thông Φ2.

→ Trong mạch từ có từ thông tổng Φ = Φ1+ Φ2

Nếu u1là hàm hình sin → Φ cũng sin: Φ = Φm.sinwt ; w = 2pf

Từ thông chính khép kín trong mạch từ móc vòng với cả hai dây quấn Theo định luật cảm ứng điện từ, sđđ cảm ứng trong các dây quấn là:

) 2 t sin(

E 2 ) 2 t sin(

w

t cos w dt

d w e

1 m

1

m 1 1

1

p - w

= p - w F

w

=

w F w -

= F -

=

) 2 t sin(

E 2

e2= 2 w -p

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA MÁY BIẾN ÁP

Trong đó E1, E2là giá trị hiệu dụng của các sđđ dây quấn 1 và 2:

m 1 m

1 m

1

1 4 , 44 f w

2

w f 2 2

w

E = wF = p F = F

m 2

2 1 2

1 = =

Nếu bỏ qua điện áp rơi trên các dây quấn ta có :

2 2 1 1 2

1 2 1 2

1

w

U w

U U

U E

E w

w

k = = » ® = : số vôn_vòng

Điện áp cảm ứng trên mỗi vòng dây sơ cấp và thứ cấp bằng nhau.

CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC CỦA MÁY BIẾN ÁP

1 Dung lượng (công suất định mức): Sđm (VA hay kVA)

2 Điện áp định mức sơ cấp: U1đm = U1 (V, kV)

3 Điện áp định mức thứ cấp: U2đm= U20(V hay kV)

4 Dòng điện định mức sơ cấp I1đmvà thứ cấp I2đm(A hay kA)

Đối với MBA một pha:

đm 2

đm đm 2 đm 1

đm đm 1

U

S I

; U

S

Đối với MBA ba pha:

đm 2

đm đm

2 đm 1

đm đm

1

U 3

S I

; U 3

S

5 Tần số định mức fđm(Hz) Thường fđm= 50Hz

Ngoài ra trên nhãn MBA còn ghi các số liệu khác như: số pha m, sơ

đồ và tổ nối dây, điện áp ngắn mạch un%

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP

Theo công dụng, MBA được phân làm những loại sau:

1 MBA điện lực: để truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống điện lực

2 MBA chuyên dùng: sử dụng ở lò luyện kim, các thiết bị chỉnh lưu, MBA hàn

3 MBA tự ngẫu: dùng để mở máy động cơ không đồng bộ công suất lớn

4 MBA đo lường: dùng để giảm các điện áp và dòng điện lớn đưa vào các đồng hồ đo tiêu chuẩn

5 MBA thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao

MBA có rất nhiều loại song thực chất hiện tượng xảy ra trong chúng đều giống nhau Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, các phần sau ta xét MBA điện lực hai dây quấn một pha và ba pha

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

12

CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP

Phần chính trong MBA gồm: phần tác dụng ( lõi thép và dây quấn) và phần kết cấu ( vỏ máy và các chi tiết khác)

● Lõi thép:

Lõi thép MBA là một mạch từ khép kín dùng để dẫn từ thông, đồng thời

là khung để quấn dây quấn Được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,35 mm, mặt ngoài các lá thép có sơn cách điện rồi ghép lại với nhau thành lõi thép Lõi thép gồm hai phần: phần trụ và phần gông:

- Phần trụ: là phần để đặt dây quấn

- Phần gông: là phần nối liền giữa các trụ tạo thành mạch từ khép kín

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP

● Lõi thép:

Các loại kết cấu lõi thép:

- Kiểu trụ: dây quấn bao quanh trụ thép

- Kiểu bọc: lõi sắt bọc xung quanh dây quấn

- Kiểu trụ - bọc: ở các MBA hiện đại, công suất lớn, để giảm chiều cao trụ thép, thuận tiện cho việc vận chuyển, mạch từ của MBA kiểu trụ được phân nhánh sang hai bên nên MBA có kết cấu vừa kiểu trụ, vừa kiểu bọc, gọi

Dây quấn MBA có hai loại chính:

1 Dây quấn đồng tâm: có tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm.

Cuộn HA quấn phía trong gần trụ thép

Cuộn CA quấn phía ngoài

→ giảm bớt được điều kiện cách điện của dây quấn CA: kích thước rãnh dầu cách điện, vật liệu cách điện dây quấn CA.

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP

● Dây quấn

1 Dây quấn đồng tâm:

Những kiểu dây quấn đồng tâm chính gồm:

a/ Dây quấn hình trụ: dùng cho cả dây quấn hạ áp và cao áp Với dòng

điện nhỏ thì dùng dây tròn quấn thành nhiều lớp, với dòng điện lớn thì dùng dây dẹt quấn thành hai lớp

b/ Dây quấn hình xoắn: thường dùng cho dây quấn hạ áp Gồm nhiều

dây bẹt chập lại quấn theo đường xoắn ốc.

c/ Dây quấn hình xoáy ốc liên tục: chủ yếu dùng cho dây quấn CA Dây

được quấn thành những bánh dây phẳng cách nhau bằng rãnh hở.

2 Dây qu ấn xem kẽ: Các bánh dây CA và HA lần lượt xen kẽ nhau dọc

1.1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY BIẾN ÁP

- Rơle hơi dùng để bảo vệ MBA

- Bộ truyền động cầu dao đổi nối các đầu điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp

• Các phương trình cơ bản của máy biến áp

• Quy đổi máy biến áp

• Sơ đồ thay thế máy biến áp và Đồ thị véctơ của máy biến áp

• Xác định các tham số của máy biến áp bằng thí nghiệm

d w

e1 = - 1 F = - Y1

dt

d dt

d w

e2 = - 2 F = - Y2

Các phương trình cơ bản của máy biến áp (2)

Y1, Y2 là từ thông móc vòng với dây quấn sơ cấp và thứ cấp ứng với từ thông chính Φ:

Y1= L11.i1+ L21.i2

Y2= L12.i1+ L22.i2

L11, L22: điện cảm của dây quấn sơ cấp và thứ cấp bởi

từ thông chính do dòng điện chính nó sinh ra.

L12, L21: điện cảm hỗ cảm giữa hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp bởi từ thông chính do dòng điện không phải chính nó sinh ra

MBA có L12= L21 = M

ï

ï î

ï í ì

-

-=

-

-=

®

dt

di L dt

di L e

dt

di L dt

di L e

1 12

2 22 2

2 21

1 11 1

Các phương trình cơ bản của máy biến áp (3)

Ngoài Φ, stđ i1w1 và i2w2 còn sinh ra từ thông tản Fs1và

Fs2, có Fs<< Φ

5

dt

d dt

d w e

dt

d dt

d w e

2 2

2 2

2

1 1

1 1

1

s s

s s

s s

s s

Y -

=

F -

=

® F

Y -

=

F -

=

® F

Ys1và Ys2 : từ thông tản móc vòng với dây quấn sơ cấp

và dây quấn thứ cấp.

2 2 2

1 1 1

i L

i L

s s

s s

= Y

= Y

ï

ï î

ï í ì

s s

dt

di L e

dt

di L e

2 2 2

1 1 1

Các phương trình cơ bản của máy biến áp (4)

• Phương trình cân bằng điện áp:

phương trình cân bằng điện áp dây quấn sơ cấp:

-=

+ +

=

®

2 2 1 2

2 2

1 1 2 1

1 1

r i dt

di M dt

di L u

r i dt

di M dt

di L u

Với r1, r2là điện trở của dây quấn sơ cấp và thứ cấp

L1= L11+ Ls1 là điện cảm toàn phần của dq sơ cấp

L2= L22+ Ls2 là điện cảm toàn phần của dq thứ cấp

• Phương trình cân bằng điện áp:

Nếu như điện áp, sđđ, dòng điện ~ sin ® phức hóa:

Sđđ cảm ứng bởi từ thông chính F :

7

M I j L I j E

M I j L I j E

1 22 2 2

2 11 1 1

w - w -

=

w - w -

1 1 1 1 1

x I j L I j E

x I j L I j E

=

-= w -

=

s s

s s

® Phương trình cân bằng điện áp ở chế độ xác lập:

î

í

ì

+ -

=

+ +

-=

) jx r I E U

) jx r I E U

2 2 2 2 2

1 1 1 1 1

Các phương trình cơ bản của máy biến áp (6)

• Phương trình cân bằng sức từ động( dòng điện):

Từ phương trình cân bằng điện áp:

U &1 = - &1+ &1 1+ 1

m 2

2 1 1 2 1 2

2 2 2

1 1 1 1

w i w i F F F w

i F i

w i F i

F

® +

= +

=

® þ ý

0 w i w i w

Khi i ~ sin: I &0 w1 =I &1 w1 +I &2 w2

2 1 2

1 1

2 2 1

k

1 I I w

w I I

I = & + & = & + & = & + & ¢

&

Các phương trình cơ bản của máy biến áp (7)

• Phương trình cân bằng sức từ động( dòng điện):

Ý nghĩa :

+/ i0là dòng từ hóa trong MBA, là dòng điện cần thiết sinh ra công suất phản kháng để từ hóa lõi sắt MBA +/ Ta có i0 = const

® i1 gồm 2 thành phần:

- Thành phần thứ 1 sinh ra dòng từ hóa i0 để từ hóa lõi thép MBA

- Thành phần thứ 2 sinh ra dòng bù lại sự thay đổi của dòng điện tải ( tỉ lệ với tải) để i0 = const

9

) I ( I I I I

I0 = &1+ & ¢2 « &1 = &0+ - &2¢

&

10

1.2 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁP

NỘI DUNG

• Các phương trình cơ bản của máy biến áp

• Sơ đồ thay thế máy biến áp và Đồ thị véctơ của máy biến áp

• Xác định các tham số của máy biến áp bằng thí nghiệm

Quy đổi một trong hai dây quấn về dây quấn kia ® ta có hai kiểu quy đổi:

Quy đổi dây quấn thứ cấp về dây quấn sơ cấp

Quy đổi dây quấn sơ cấp về dây quấn thứ cấp

Thường quy đổi dây quấn thứ cấp về dây quấn sơ cấp

vì điện áp sơ cấp không đổi Quy đổi w2 ® w’2 = w1

• Sức điện động và điện áp thứ cấp quy đổi E’2và U’2 :

11

2 2 2

1 2 m

2 2

m 1 m

2 2

E k E w

w E

w f 44 ,

4

E

w f 44 , 4

w f 44 ,

=

F

= F

.

E2 2 = 2¢ ¢2® ¢2= 2

Quy đổi máy biến áp (2)

• Điện trở, điện kháng và tổng trở thứ cấp quy đổi:

• Hệ phương trình cân bằng sđđ và dòng điện sau khi quy đổi:

2

2 2 2

2 2 2

=

¢

¢ -

¢

=

+ -

=

) I ( I I

Z I E U

Z I E U

2 0

1

2 2 2

'

2

1 1 1 1

1.2 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY BIẾN ÁP

NỘI DUNG

• Các phương trình cơ bản của máy biến áp

• Quy đổi máy biến áp

máy biến áp

• Xác định các tham số của máy biến áp bằng thí nghiệm

Sơ đồ thay thế máy biến áp (1)

Mỗi dây quấn của mba được biểu diễn làm 2 phần:

Phần không nằm trên lõi sắt: có điện trở r1( r’2) và điện kháng x1( x’2)

Do E’2= E1® ta có thể chập 2 dây quấn lại như sau:

đặc trưng cho tổn hao sắt khi từ hóa

do dòng xoáy và từ trễ.

m 0

1 I Z

E & =-&

Î +

Z

2 0

Fe m

I m

p

r =

Sơ đồ thay thế máy biến áp (3)

điện kháng từ hóa, đặc trưng cho CSPK cần thiết để từ hóa lõi sắt xm>> rm

® Ta có thể thay thế lõi sắt bằng các thông số rm, xm:

Sơ đồ thay thế máy biến áp (4)

Đồ thị véctơ của máy biến áp (1)

• Tải của mba thường có tính cảm ( RL) hay tính dung (RC) Ta sẽ xem xét hai trường hợp của tải:

18

NỘI DUNG

• Các phương trình cơ bản của máy biến áp

• Quy đổi máy biến áp

• Sơ đồ thay thế máy biến áp và Đồ thị véctơ của máy biến áp

• Xác định các tham số của máy biến áp bằng thí nghiệm

Xác định các tham số của MBA bằng TN (1)

• Thí nghi ệm không tải:

Từ các số liệu thí nghiệm ta xác được tổng trở, điện trở, điện kháng của mba:

0 0 0

2 0 m 1

I

0

đm 1 0

1

U

U w

w

o 1dm

o 0

.I U

P cos j = 100

I

I

% I

đm 1 0

Xác định các tham số của MBA bằng TN (2)

n

n n

2 n 2 1

2 n n

I

P r r I ) r r (

I

2 n

2 n

ï í ì

2

x x x

n 2 1

n 2 1

Xác định các tham số của MBA bằng TN (3)

• Thí nghi ệm ngắn mạch:

22

Từ thí nghiệm không tải ® xm, rm

Trong các mba thường cho

Điện áp ngắn mạch gồm có 2 thành phần:

Tp tác dụng: Unr= I1.rn là điện áp rơi trên điện trở

Tp phản kháng: Unx = I1.xn là điện áp rơi trên điện kháng

Tam giác ngắn mạch:

100 U

U

% U

đm 1

r

x ( arctg

) I , U arg(

n

n n

n n n

=

j

=

j

• Giản đồ năng lượng của máy biến áp

• Độ thay đổi điện áp thứ cấp và các phương

pháp điều chỉnh điện áp của máy biến áp

• Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp

Giản đồ năng lượng của máy biến áp (1)

1 1

f 1 f 1

1 m U I cos 3 U I cos

- Tổn hao đồng: pcu1 m I2 r1

f 1

=

- Tổn hao trong lõi sắt: pFe = m I20 rm

- Công suất điện từ: Pđt = P1- pcu1- pFe

Giản đồ năng lượng của máy biến áp (2)

2 2

cu đt

f 1 f 1

2 m I x

2 0

m m I x

- Công suất phản kháng đầu ra:

2 2 2

2 m 1 1 2

sin I U 3

q q q Q Q

j

=

- -

-=

- Khi tải có tính dung j2 < 0 → Q2< 0

Q1< 0: công suất phản kháng truyền từ dq thứ cấp sang dq sơ cấp

Q1> 0: MBA lấy công suất phản kháng từ phía sơ cấp

và thứ cấp để từ hoá nó

1.3 CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP

NỘI DUNG

• Giản đồ năng lượng của máy biến áp

pháp điều chỉnh điện áp của máy biến áp

• Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp

Độ thay đổi điện áp thứ cấp (1)

Độ thay đổi điện áp thứ cấp của mba ΔU là hiệu số số học giữa trị số điện áp thứ cấp lúc không tải U20và lúc có tải U2(điều kiện U1= U1đm).

7

2

20 U U

U = D

-1 2 1

2 1 20

2 20

20 2 20

2 20

20

U

U 1 U

U U U

k

) U U ( k

U

U 1 U

U U

U

U

U

¢ -

=

¢ -

= -

-= -

¢

¢ -

¢

=

¢

+ + -

=

) x j r I E

U

) jx r I E

U

2 2 2 2

2

1 1 1 1

E

E &1 = & ¢2 ® &1 = - & ¢2+ &1 n + n

Giả sử mba làm việc ở một tải nào đó với hệ số tải

đm 2

2

I

I

= b

và tải có tính cảm I2chậm pha so với U2góc j2 Ta có đồ thị vectơ sau:

U = 1- ¢2 = D

) cos(

U

D

) sin U cos

U (

) cos(

U U

2

* nx 2

* nr

2 n

* n

*

j +

j b

=

j - j b

= D

®

Độ thay đổi điện áp thứ cấp (4)

Do Unr và Unx được xác định do cấu tạo của mba

® DU Î b, j2

b 0

w

w U

U

=

Khi U2 ¯ < U2min ® điều chỉnh giảm w cuộn CA

Khi U2 ­ > U2max ® điều chỉnh tăng w cuộn CA

Ví dụ MBA hạ áp:

® phải thay đổi tỉ số biến áp k, nghĩa là ta phải thay đổi

số vòng dây w.

Thực tế chỉ điều chỉnh bên cuộn CA vì dòng trong cuộn

CA nhỏ hơn trong cuộn HA ® thiết bị đổi nối gọn nhỏ hơn.

12

1.3 CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP

NỘI DUNG

• Giản đồ năng lượng của máy biến áp

• Độ thay đổi điện áp thứ cấp và các phương

pháp điều chỉnh điện áp của máy biến áp

• Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp

Hiệu suất của MBA là tỉ số giữa công suất đầu ra P2 và công suất đầu vào P1:

1 p P

p 1

P

p 1 P

p P P

P

2 1

1 1 1

+ -

= -

å

å p = pcu1+ pcu2 + pFe

' 2 1 0

2 1

đm 1

2 đm 1 2 1 n

2 1 n 2

2 đm

2 đm

2 đm 2 đm 2

2 2 2

2

I

I cos

I

n

2 0

P P 1

p P

p 1

b + + j b

b + -

= +

P0, Pn xác định từ thí nghiệm không tải và ngắn mạch, cho trong catalogue của mba ® η = f(β,cosj2), cho cosj2 = const, ta tìm hiệu suất cực đại ηmax:

0 n 2 n

0

*

P P P

P 0

d

d

= b

®

= b

®

=

b

h

Như vậy hiệu suất mba sẽ

đạt giá trị cực đại ở một tải nhất

định khi tổn hao không đổi

bằng tổn hao biến đổi hay tổn

hao sắt bằng tổn hao đồng

1.1 Khái niệm chung về máy biến áp

1.2 Quan hệ điện từ trong máy biến áp

1.3 Các chế độ làm việc của máy biến áp

1.4 Máy biến áp ba pha

NỘI DUNG

• Khái ni ệm Máy biến áp 3 pha và tổ máy biến áp 3 pha

• Tổ nối dây của Máy biến áp

• Máy biến áp làm việc song song (ý nghĩa, điều kiện )

1.4 MÁY BIẾN ÁP BA PHA

NỘI DUNG

• Khái niệm Máy biến áp 3 pha và tổ máy biến áp 3 pha

• T ổ nối dây của Máy biến áp

• Máy biến áp làm việc song song (ý nghĩa, điều kiện )

1.4 MÁY BIẾN ÁP BA PHA

NỘI DUNG

• Khái niệm Máy biến áp 3 pha và tổ máy biến áp 3 pha

• Tổ nối dây của Máy biến áp

• Máy bi ến áp làm việc song song (ý nghĩa, điều kiện )

Mục đích, yêu cầu, điều kiện (2)

• Yêu c ầu:

- Khi cho các MBA làm việc song song thì có thể xuất hiện dòng điện cân bằng trong các dây quấn sơ cấp và thứ cấp của MBA Cần triệt tiêu dòng cân bằng này:

S

đmII

II đmI