giáo trình máy điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (157.72 KB, 11 trang )
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
CHƯƠNG 2:
MÔN HỌC: MÁY ĐIỆN 1
MÃ MÔN: 401005
CHƯƠNG 2:
MÁY BIẾN ÁP
30 Dec 2010 1401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
CHƯƠNG 2: MÁY BIẾN ÁP
2.1 Khái niệm chung
2.2 Quan hệ điện từ trong máy biến áp
2.3 Các đặc tính làm việc ở tải đối xứng của máy biến áp
2.4 Các đặc tính làm việc ở tải không đối xứng của máy
bi
ế
n
á
p (Tự học)
bi
ế
n
á
p (Tự học)
30 Dec 2010 2401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
1. Khái niệm chung
MBA là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm
ứng điện từ, dùng để biến đổi 1 HTĐ xoay chiều ở điện
áp này 1 HTĐ xoay chiều ở điện áp khác với tần số
không đổi
-
Đầu
vào
của
MBA
nối
với
nguồn
đ
iện
gọi
là
s
ơ
cấp
-
Đầu
vào
của
MBA
nối
với
nguồn
đ
iện
gọi
là
s
ơ
cấp
- Đầu ra của MBA nối với tải gọi là thứ cấp
30 Dec 2010 3401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
1. Khái niệm chung
Khi nối dây sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều U
1
trong
N
1
có dòng điện I
1
sinh ra từ thông Φ=Φ
m
sinωt trong
mạch từ. Từ thông Φ móc vòng N
1
và N
2
sđđ cảm ứng
e
1
và e
2
. Dây quấn N
2
có sđđ e
2
sẽ sinh ra I
2
đưa ra tải
với điện áp là U
2
1 1
2
4,44
m m
N fN
E fN
φ ω π φ
φ
= = =
30 Dec 2010 4
1 1
1 1
2 2
2 2
2
4,44
2 2
2
4,44
2 2
m m
m
m m
m
N fN
E fN
N fN
E fN
φ ω π φ
φ
φ ω π φ
φ
= = =
= = =
Tỷ số của MBA
1 1 1 2
2 2 2 1
N E U I
k
N E U I
= = ≈ =
N
2
> N
1
U
2
> U1, I
2
< I
1
: MBA tăng áp
N
2
< N
1
U
2
< U1, I
2
> I
1
: MBA giảm áp
401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
1. Khái niệm chung
NMĐ
MBA1
MBA2
Đường dây tải điện
Hộ
tiêu
thụ
MÁY BIẾN ÁP
30 Dec 2010 5
TRỤ
RUỘT
VỎ MÁY
CÁNH TẢN
NHIỆT
PHỤ
KIỆN
CUỘN DÂYMẠCH TỪ
ĐỒNG
TÂM
XEN KẼ DẦU
NẮP MÁYTHÙNG
BỌC
401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
2. Quan hệ điện từ trong MBA
1 1 1 1
2 2 2 2
U E I Z
U E I Z
• • •
• • •
= − +
= −
Phương trình toán của MBA
1 1 1 1
/ / / /
2 2 2 2
U E I Z
U E I Z
• • •
• • •
= − +
= −
Phương trình qui đổi của MBA
'
2 2
'
2
2
U kU
I
I
k
=
=
30 Dec 2010 6
2 2 2 2
/
1 0 2
U E I Z
I I I
•
• •
= −
= −
2 2 2 2
/
1 0 2
U E I Z
I I I
•
• •
= −
= −
' 2
2 2
' 2
2 2
' 2
2 2
' 2
t t
R k R
X k X
Z k Z
Z k Z
=
=
=
=
401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
2. Quan hệ điện từ trong MBA
Có xét tổn hao thép
I
0x
I
0r
I
0
ϕ
0
2 2
0 0 0
r x
I I I
= +
30 Dec 2010 7
Không xét tổn hao thép
Có xét tổn hao thép
'
1 2
'
1 2
n
n
r r r
x x x
= +
= +
401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
2.3 Các đặc tính làm việc ở tải đối xứng của
máy biến áp
Thí nghiệm không tải: Đưa U
1đm
vào N
1
, đo được: I
0
, P
0
, E
1
, E
2
Từ đó tính được:
1
1 1
2 2 20
N
E U
k
N E U
= = ≈
0
% .100%
I
I
=
30 Dec 2010 8
0
0
1
% .100%
dm
I
I
I
=
0
0
2
0
m
P
r r
I
= ≈
1
0
0
dm
m
U
Z Z
I
= ≈
2 2
0 0 0
m
x Z r x
= − ≈
0
t
P P
≈
0
0
1 0
cos
dm
P
U I
ϕ
=
401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
Thí nghiệm ngắn mạch: Dịch chuyển chổi than của biến trở lúc ban đầu có
điện áp đặt lên N
1
≈ 0. Tăng từ từ điện áp trên N
1
cho đến khi dòng qua Ampe
kế I
1
= I
1đm
= S/U
1đm
thì dừng lại. Đo được: P
n
, I
n
, U
n
2 2
1
n n
n
n dm
P P
r
I I
= =
U U
ddm n
P P
=
U
2.3 Các đặc tính làm việc ở tải đối xứng của
máy biến áp
30 Dec 2010 9
1
n n
n
n dm
U U
Z
I I
= =
2 2
n n n
x Z r
= −
1
% .100%
n
n
dm
U
U
U
=
1
cos
n
n
n dm
P
U I
ϕ
=
1
1
1
1
1
1
% 100
% 100
% 100
n dm
n
dm
n dm
nr
dm
n dm
nx
dm
Z I
U
U
r I
U
U
x I
U
U
=
=
=
% %cos
% %sin
nr n n
nx n n
U U
U U
ϕ
ϕ
=
=
401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
Độ biến thiên điện áp thứ cấp theo tải ∆
∆∆
∆U
2
%
U
2
U
20
C
R
L
Khi U
1
= U
1đm
và I
2
= 0 U
2
= U
2đm
. Khi tải
thay đổi thì U
2
thay đổi theo
2 20 2
'
20 2
1 2
2
% 100 100
U U U
U U
U U
U
U U
∆ = −
−
−
∆ = =
2.3 Các đặc tính làm việc ở tải đối xứng của
máy biến áp
30 Dec 2010 10
I
2đ
m
I
2
2
20 1
U U
Hệ số tải
2 1 2 2
2 1
dm dm dm dm
I I P S
I I P S
β
= ≈ ≈ ≈
2 2 2
% ( %cos %sin )
nr nx
U U U
β ϕ ϕ
∆ =
+
arg arg
U I
ϕ
= −
- Dòng chậm pha
ϕ
ϕϕ
ϕ > 0
- Dòng sớm pha
ϕ
ϕϕ
ϕ < 0
401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
2.3 Các đặc tính làm việc ở tải đối xứng của
máy biến áp
Hiệu suất MBA η
ηη
η
Khi MBA mang tải I
2
(hệ số tải β), có các tổn hao sau
1. Tổn hao thép: P
Fe
= P
0
2. Tổn hao đồng: P
Cu
= I
2
2
r
n
= (I
2
/I
2đm
)
2
I
2đm
2
r
n
= β
2
P
n
P
1
: Công suất đầu vào
P
:
Công
suất
tích
cực
đầ
u
ra
2
cos cos . .cos
I
P U I U I S
ϕ ϕ β ϕ
= = =
30 Dec 2010 11
P
2
:
Công
suất
tích
cực
đầ
u
ra
2
2 2 2 2 2 2 2 2
2
cos cos . .cos
dm dm
dm
I
P U I U I S
I
ϕ ϕ β ϕ
= = =
1
2
1 1 2
( )
% 100 100 (1 )100
Fe Cu Fe Cu
Fe Cu
P P P P P
P
P P P P P
η
− + +
= = = −
+ +
2
0
2
2 0
% (1 )100
cos
n
dm n
P P
S P P
β
η
β ϕ β
+
= −
+ +
Hiệu suất η → max ⇔ dη / dβ = 0 ⇔ P
0
= β
2
P
n
Hệ số tải lúc hiệu suất cực đại
0
n
P
P
β
=
401005 - MÁY ĐIỆN 1 - C.2
