›
›

Bài giảng Mạch điện - Chương 6: Máy biến áp (MBA)

pdf 20 trang ngocly 3210
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Mạch điện - Chương 6: Máy biến áp (MBA)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_mach_dien_chuong_6_may_bien_ap_mba.pdf

Nội dung text: Bài giảng Mạch điện - Chương 6: Máy biến áp (MBA)

  1. Chương 6. Máy Biến Áp (MBA) 6.1. Khái niệm chung 1. Sơ đồ mạch (H 6.1)  MBA là 1 Mạch Hai Cửa  Cửa Vào là Sơ Cấp (SC) (đấu với Nguồn Sin)  Cửa Ra là Thứ Cấp H 6.1 (TC) (đấu với Tải T) 2. Các Thông Số Chế Độ Định Mức (ĐM)  U1đm Áp SCĐM; U 2 đm Áp TCĐM  I1đm Dòng SCĐM; I 2 đm Dòng TCĐM  Sđm U1 đm I 1 đm U 2 đm I 2 đm CSBKĐM 1
  2. 6.2. Cấu Tạo Của MBA (H 6.2) 1. Lỏi Thép tiết diện S để dẫn từ thông . 2. Dây Quấn Sơ Cấp (DQSC) có N1 vòng. 3. Dây Quấn Thư Cấp H 6.2 (DQTC) có N2 vòng. 6.3. MBA Lý Tưởng. 1. Các Tính Chất Của MBALT. a. DQ Không ĐT, Không ĐK: R1= R2 =X1 =X2 = 0 Không Không b. Lỏi thép Từ Trở, TH: R = 0, Pt = 0 2
  3. 2. Các Phương Trình Của MBA Lý Tưởng. a. Sđđ cảm ứng (6.1) U1 E 1 4,44 fN 1m 4,44 fN 1 B m S U2 E 2 4,44 fN 2m 4,44 fN 2 B m S (6.2) b. Tỷ Số Biến Áp UEN k 1 1 1 (6.3) UEN2 2 2 c. Tỷ Số Biến Dòng IU1 2 1 (6.4) ! SSUIUI1 2 1 1 2 2 I2 I 1 k 3
  4. 6.4. Các Mạch Tương Đương (MTĐ) và Phương Trình của MBA (thực tế). 1. MTĐ của DQSC (H 6.3)  R1, X1, và Z1 = R1+ jX1 là ĐT, ĐK Tản, và TTSC.  UEI1,,, 1 1 và f là Áp,Sđđ,Dòng và Tần Số SC. H 6.3 ! Sụt Áp trong DQSC do ĐT, ĐK Tản, và TTSC là: UIUIUZI1RX R 1 1,, 1 jX 1 1 1 1 1 (6.5) ! UEZI 1 1 1 1 (6.6) 4
  5. 2. MTĐ của DQTC (H 6.4) R2,, X 2 vàZ 2 R 2 jX 2 làĐT, ĐKTản và TTTC EUI2, 2 , 2 vàflàSđđ, Áp,Dòng,và TầnSố TC H 6.4 ! Sụt Áp trong DQTC do ĐT, ĐK Tản, và TTTC là: UIUIUZI2RX R 2 2,, 2 jX 2 2 2 2 2 (6.7) ! EUZI2 2 2 2 (6.8) 5
  6. 3. MTĐ Của Lỏi Thép (LT) (H 6.6b) a. Trong LT có 2 hiện tượng  THLT Pt  Từ thông sin  b. Trong Chế Độ Không Tải (KT) (H 6.5), Dòng SCKT Io gồm 2 thành phần (H 6.6a) H 6.5  Thành Phần THLT IC (cùng pha với E1) tạo ra Pt o  Thành Phần Từ Hóa Im( chậm pha 90 so với E1) tạo ra  MTĐ của LT (H 6.6b) 6
  7. a) b) H 6.6 E  RC = ĐTTHLT 1 IECC G 1 (6.9) RC  GC = ĐDTHLT E1 (6.10) IEm jB m 1  Xm = ĐK từ hóa jXm III C m  Bm = ĐN từ hóa (6.11) 7
  8. 4. Phương Trình Dòng Điện (H 6.2) a. Đối với MBA Lý Tưởng, khi Tải yêu cầu Dòng I2 thì Dòng I1 cần có là I'2 I 2/k (6.12) ! I'2 gọi là Dòng TC Quy Về SC (TCQVSC) b. Đối với MBA Thực Tế, ở Chế Độ KT (I2 = 0) thì Dòng I1 cần có chính là Dòng SCKT (6.11) c. Theo Nguyên Lý Xếp Chồng, đối với MBA thực tế, khi Tải yêu cầu Dòng I2 thì I1 I' 2 Io (6.13) 8
  9. 5. MTĐ của MBA (H 6.7) H 6.7 6. MTĐQVSC của MBA (6.8) (H 6.7) U’2 = kU2 I’2 = I2/k 2 Z’2 = k Z2 2 Z’T = k ZT 9 H 6.8
  10. 7. MTĐ Gần Đúng QVSC của MBA (6.9)  RRRn 1 2 , XXXn 1 2 , vàZn R n jX n H 6.9 là ĐTNM, ĐKNM, và TTNM QVSC của MBA ! Ưu điểm của MTĐ H 6.9 là gồm 3 mạch đấu//: 3 Dòng Ic, Im, và I’2 độc lập với nhau. U ! I' 1 (6.14) 2 Z Z' n T 10
  11. 8. Đồ Thị Vectơ Từ MTĐQVSC của MBA (H 6.10) ! Biết ( U2, I2), Vẽ Đồ Thị Vectơ để tìm (U1, I1) H 6.10 11
  12. Ta lần lượt vẽ   B1. U2 kU2 và I 2 I 2/k.    B2. U 2RX R2 I 2 và U 2  jX 2 I 2     B3. EUUU1 2 2RX 2  B4. IC GC E1 và I m  jB mE1 B5. III C m  B6. III1 2   B7. U1RX R1 I1 và U 1  jX 1I 1     B8. UEUU1 1 1RX 1 12
  13. 6.5. Chế Độ KT của MBA. 1. Sơ đồ và MTĐ (H 6.11) a) b) c) H 6.11 U1  H 6.11b IYUo o 1 (6.15) ()()R1 jX 1 RC// jX m  H 6.11c IIIUo c m ()G c jB m 1 (6.16) 13 ! THLT THKT PPt (6.17)
  14. 2. Thí Nghiệm KT (TNKT) của MBA a. Sơ Đồ: H 6.11a, có gắn 2V, 1A, và 1W. b. Tiến Hành: Cấp U1đm cho SC rồi đo U1đm, U20, I0, P0 (6.18)  Tỷ Số Biến Áp: k U1đm/U20 (6.19)  Dòng KT%: III0% ( 0/ 1đm ) 100 2  THLT: PPRIPt 0 1 0 0 (6.20)  HSCSKT: cosj0 PI 0/U1dm 0 (6.21) 2  ĐT và ĐDTHLT: RUGc 1 đm/P0; c 1 /R c (6.22)  ĐK và ĐN từ hóa: I0 2 2 1 YBYGX0 ;;m 0 c m (6.23) UB1đm m 14
  15. 6.6. Chế Độ Ngắn Mạch (NM) của MBA 1. Sơ đồ và MTĐ (H 6.12) b) a) H 6.12  H 6.12b UIZI1 ()Rn jX n n n n (6.24)  Dòng NM >> Dòng ĐM: I1n >>I1đm; I2n>>I2đm 2 2 2 ! THNM TH đồng PPRIRIRIn đn 1 1 n 2 2 n n n (6.25) 15
  16. 2. Thí Nghiệm Ngắn Mạch (TNNM) của MBA a. Sơ Đồ: H 6.12a, có gắn 1 Bộ Điều Áp, 1V, 2A, 1W. b. Tiến Hành: Cấp U1n cho SC sao cho I1n = I1đm và I2n= I2đm; rồi đo U1n, I1đm, I2đm, và Pn.  Áp NM% UUUn% (1 n/ 1 đm ) 100 (6.26)  TH Đồng ĐM 2 (6.27) PRIPđđm n1 đm n  HSCSNM cosjn PUI n/ 1 n 1 đm (6.28)  TT, ĐT, ĐKNM UP 1n n 2 2 ZRXZRn;; n2 n n n (6.29) I1đm I1đm ! Thông thường: RRRXXX1 2 n/2; 1 2 n /2 (6.30) 16
  17. 6.7. Chế Độ Có Tải của MBA 1. Sơ Đồ ( H 6.13a) và MTĐ (H 6.7, 6.8 và 6.9 b) c) a) H 6.13 ! TẢI xác định bởi TGTT (H 6.13b) hoặc TGCS (H6.13c) IIS2 1 2 Hệ Số Tải (HST) kt (6.31) IIS2đm 1 đm đm 17
  18. 2. CS, TH, Và HS của MBA. (H 6.13a)  P1 = CS Điện Vào  Pđ1 = TH Đồng SC (TH Điện SC)  Pt = THLT (TH Từ)  Pđt = P1– Pđ1 – Pt = CS ĐIỆN TỪ (CS Vào TC)  Pđ2 = TH Đồng TC (TH Điện TC)  P2 = Pđt – P2 = CS Điện Ra  Pth = P1 – P2 = TH Tổng P2 ! HS h% 100 (6.32) 18 P1
  19. 3. Biểu Thức Các Loại CS tính từ MTĐ H 6.7 và 6.8  P1 = Re (UI1 1 ) UI 1 1 cosj 1 (6.33) với cosj1 = cos j = HSCS của MBA (6.34)  2 Pđ1 = RI1 1  2 2 2 (6.35) PRIGEGUt= c c = c1 c 1  2 2 PRRIRRIđt = (2 T ) 2 = ( 2 T ) 2 (6.36) = Re(EIEI2 2 ) = Re( 1 2 )  2 2 (6.37) PRIRIđ2 = 2 2 = 2 2  2 2* * PRIRI2=TT 2 = 2 = Re(UIUI2 2 ) = Re ( 2 2 ) =UIUI2 2 cosj 2 = 2 2 cos j 2 (6.38) 19
  20. 4. Biểu Thức Gần Đúng của CS, TH và HS của MBA ! Giả sử U1=U1đm và U2 = U2đm (6.39)  P2 = ktSđmcosj2  Pt = P0 = CS Điện Vào đo trong TNKT (6.40) 2 2  Pđ = Pđ1 + Pđ2 = kt Pđđm = kt Pn (6.41)  Pđđm = Pn = CS Điện Vào đo trong TNNM k S cosj h t đm 2 2 (6.42) kt S đmcosj2 P 0 k t P n ! h đạt cực đại khi kt P0/Pn (6.43) 20