Bài tập lớn Máy biến áp doc

Lõi thép máy biến áp Lõi thép dùng để dẫn từ thông chính của máy, được ché tạo từ những vật liệu dẫn điện tốt, thường là thép kĩ thuật điện.. Dây quấn MBA - Thường được chế tạo bằng đồng

Bài làm

I MÁY BIẾN ÁP

(MBA) trong hệ thống điện

MBA có một vị trí và vai trò rất quan trong trong hệ thống điện, chúng dùng để biến đỏi điện áp dòng điện xoay chiều phù hợp với mỗi mục đích sử dụng của con người

2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

2.1 Cấu tạo

Máy biến áp gồm hai bộ phận chính là: Lõi thép và dây quấn

2.1.1 Lõi thép máy biến áp

Lõi thép dùng để dẫn từ thông chính của máy, được ché tạo từ những vật liệu dẫn điện tốt, thường là thép kĩ thuật điện Lõi thép gồm:

- Trụ là nơi dặt dây quấn

- Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ

Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín

2.1.2 Dây quấn MBA

- Thường được chế tạo bằng đồng có tiết diện tròn hoặc chữ nhật bên ngoài có bọc cách điện

- Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ lõi thép.Có cách điện giữa các vòng dây

và dây quấn với lõi thép

Máy biến áp thưòng có hai hoặc nhiều dây quấn

Ngoài ra để làm mát và tăng cường cách điện cho MBA, người ta thường đặt lõi thép và dây quấn trong thùng dầu

Hình 2: cấu tạo máy biến áp 2.2 Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Cuộn dây (1) có số vòng W1, đặt vào lưới có điện áp u1 gọi là cuộn dây sơ cấp

Cuộn dây (2) có số vòng W2 gọi là cuộn thứ cấp

Cả hai cuộn dây được quấn trên lõi sắt (3)

Đăt điện áp U1 vào dây quấn sơ cấp thì từ thông do nó sinh ra cũng là hính sin

Φ = Φm.sinωt

Theo định luật cảm ứng điện từ sức điện động trong dây quấn (1) và (2) sẽ là:

φ

i1

W2

u1

i2

u2

W1

3 Chức năng của từng bộ phận của máy biến áp

3.1 Lõi thép

Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy, mạch từ được ghép từ những lá thép KTD dày 0.35- 0.5 mm có sơn cách điện với nhau

Máy biến áp kiểu lõi một pha và ba pha

e1 = - W1 = - W1 = - W1 ω Φm.cos ω t

dt

d Φ

dt

t

d Φm sin ω

= W1 ω Φm.sin ( ω t - ) = (1)

2

π











 ω − π

2

t E

2 1 sin Víi: E

1 = = 4,44.W

1.f Φm (2)

W f 2 2

W1 ω Φm = π 1. 1 Φm

T ¬ng tù: (3)

dt

d W

e2 = − 2 Φ











 ω − π

=

2

t sin E

Víi: E2 = = 4,44.W2.f Φm (4)

2

W2 ω Φm

- NÕu bá qua ®iÖn ¸p r¬i trªn d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp th× ta cã: U1 ≈ E1 vµ

U2 ≈ E2 →

2

1 2

1

U

U E

E

- Trong m¸y biÕn ¸p lý t ëng: P1 = P2 → U1.I1 = U2.I2

1

2 2

1

I

I U

U

⇒

G

G

G

G

Máy biến áp kiểu bọc một pha và ba pha.

* Để hình thành khung từ của MBA ta có hai kiểu ghép như sau

- Ghép nối: - Ghép xen kẽ

3.2 Dây quấn

Là bộ phận truyền tải năng lượng từ đầu vào đến đầu ra của MBA Dây quấn của máy biến áp thường làm bằng đồng (hoặc nhôm)

Theo cách bố trí dây quấn cao áp (CA) và hạ áp (HA) ta chia thành dây quấn đồng tâm (hình a) và dây quấn xen kẽ( hình b)

G

G

G G

T

G

G

G G

HA

CA

(b)

HA

CA

(a )

4 Tổ nối dõy của mỏy biến ỏp

4.1 Cỏc kớ hiệu đầu dõy

4.2, Cỏc kiểu đấu dõy quấn

Phụ thuộc vào cấp điện ỏp, mức độ ảnh hưởng của phụ tai khụng đối xứng và loại phụ tải

* Nối ( Y, Yo)

Trong dây quấn nối Y: Ud = Uf, Id = If

Dây quấn nối Y dùng cho dây quấn CA vì khi đó Uf < Ud lần → có lợi về mặt cách

điện Dây quấn nối Y0 dùng trong trờng hợp phụ tải hỗn hợp dùng cả Ud và Uf, chủ yếu dùng cho dây quấn HA Trong 1 số ít trường hợp dùng cả cho CA

Tên dây quấn Đầu đầu Đầu cuối

- Cao áp – CA 1 pha A X

3 pha A, B, C X, Y, Z

- Hạ áp – HA 1 pha a x

3 pha a, b, c x, y, z

- Trung áp 1 pha Am Xm

3 pha Am, Bm, CmXm, Ym, Zm

- Dây trung tính: Phía cao áp: O; Hạ áp: o; Trung áp: Om

* Nối ∆

Trong d©y quÊn nèi ∆ : Id = If, Ud = Uf

Thường dïng cho d©y quÊn HA cña m¸y biÕn ¸p trung gian ViÖc nèi ∆ cã lîi h¬n ë phÝa

HA v× dßng ®iÖn If < Id lÇn → cã thÓ gi¶m tiÕt diÖn d©y → thuËn tiÖn cho viÖc chÕ t¹o.

* Nối zichzăc (Z)

Mỗi pha dây quấn được chia làmđặt trên hai trụ khác nhau, nối nối tiếp với nhay và đấu ngược nhau Trường hợp này đáu phức tạp và tốn dây nên chỉ được dùng trong những trường hợp dặc biệt :MBA chỉnh lưu, MBA đo lường …

5 Các thông số chính của máy biến áp

stt Đặc tính kỹ thuật Thông số

dầu làm việc ngoài trời

6 Tổn hao không tải P0=19,8 kW I0=0,084 %

A B C

X Y Z

(Y)

X Y Z

A B C O

(Y0)

A B C

X Y Z

( ∆ )

Hình 3 động cơ điện một pha

1 Phạm vi áp dụng, cấu tạo và nguyên lý làm việc

1.1 Phạm vi áp dụng

Động cơ điện không đòng bọ một pha được sử dụng rất rộng rãi trong dân dungjvaf công nghiệp như máy giặt, tủ lạnh, máy lau nhà, máy bơm nước…Nói chung các động cơ công suất nhỏ, thường nhỏ hơn 750W Phần lớn động cơ một pha thuộc loại này, mặc dù chúng còn được thiết kế với công suất 7.5 kW và ở hai cấp điện áp là 110 và 220V

1.2 Cấu tạo

Cấu tạo của động cơ điện khong đồng bộ được trình bày ở hình dưới, gồm hai bộ phận chủ yếu là rotor và stator ngoài ra còn có vỏ máy, nắp máy và trục máy Trục làm bằng thép trên đó gắn Rotor ổ bi và phía cuối trục có gắn một quạt gió để làm mát máy dọc trục

1.2.1 Stator: gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn,ngoài ra con có vỏ máy va nắp máy

Hình 4: Cấu tạo đọng cơ không đồng bộ

1.2.1.1 Lõi thép

Lõi thép stator có dạng hình trụ, làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, được dập rãnh bên trong, ròi ghép lại với nhau theo hướng lõi trục Lõi thép được ép vào trong vỏ máy 1.2.1.2 Dây quấn stator

Thường được làm bằng sợi dây đồng có bọc cách điện và quấn trong các rãnh của lõi thép Khi có dongg điện chạy trong dây quấn sẽ sinh ra từ trường quay

1.2.1.3 Vỏ máy

Gồm thân và nắp thường làm bằng gang

Hình 5 kết cấu stator của máy điện không đồng bộ

1.2.2 Rotor

Rotor là phần quay gồm lõi thép dây quấn và trục máy

Hình 6 cấu tạo rotor động cơ không đồng bộ

1.2.2.1 Lõi thép Rotor

Gồm các lá thép kỹ thuật điện được lấy từ phần bên trong của stator ghép lạ, mặt ngoài dập rãnh để dặt dây quấn, mặt trong đục lỗ để đặt trục

1.2.2.2 Trục

Làm bằng thép, trên trục có gắn lõi thép rotor

1.2.2.3 Dây quấn

Có hai kiểu rotor ngắn mạch hay còn gọi là roto lồng sóc và roto dây quấn

Hình 7.Cấu tạo máy điện không đồng bộ rotor dây quấn