Lịch sử phát triển

Tìm hiểu chung máy biến áp

Tính toán các đại lượng máy biến

Kỹ thuật quấn máy biến áp

Thực hiện quấn

NỘI DUNG

Năm 1831: Michael Faraday phát hiện ra

hiện tượng dòng điện tạo ra từ trường và

ngược lại, sự biến thiên từ trường cũng tạo ra

dòng điện.

Năm 1884: Máy biến áp đầu tiên được

sáng chế ra bởi:

Károly Zipernowsky, Miksa

Déri và Ottó Titusz Bláthy.

A. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Năm 1889: Mikhail Dolivo-

Dobrovolsky chế tạo ra máy biến áp

3 pha đầu tiên.

Ngày nay máy biến áp được sản xuất với nhiều chủng loại khác nhau:

Máy biến áp là một thiết bị điện từ

tĩnh, hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng

điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều

mà không làm thay đổi tần số của nó.

B. TÌM HIỂU CHUNG MÁY BIẾN ÁP

I. ĐỊNH NGHĨA:

II. CẤU TẠO MÁY BIẾN

ÁP

Cuộn

dây

Mạch từ

(lõi sắt)

Vỏ máy

(nếu có)

Cuộn

sơ cấp Cuộn

thứ cấp

1. MẠCH TỪ (LÕI THÉP):

Dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để mạch quấn dây

quấn.

Được làm bởi các lá thép kỹ thuật điện mỏng có chiều dày 0,1-

0,5mm ghép lại.

2. CUỘN DÂY:

Cuộn dây có nhiệm vụ: tăng giảm điện áp.

Cuộn dây nối với nguồn điện được gọi là cuộn sơ cấp, cuộn

còn lại nối với tải tiêu thụ là cuộn thứ cấp.

Cuộn dây thường được làm bằng đồng hoặc nhôm.

Dây quấn trong cuộn dây phải cách điện với nhau và với lõi

thép.

3. VỎ MÁY:

Công dụng: bảo vệ các phần tử bên trong.

Vỏ của máy biến áp thường được làm bằng làm nhựa, bằng gỗ,

bằng thép, bằng gang hoặc tôn mỏng.

III. PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp có thể phân làm nhiều loại khác nhau dựa vào:

╘ Cấu tạo: máy biến áp 1 pha và máy biến áp 3 pha.

╘ Chức năng: máy tăng áp hay máy hạ áp.

╘ Cách thức cách điện

╘ Công suất hay hiệu điện thế: máy biến áp cỡ lớn, cỡ vừa và cỡ

nhỏ.

IV. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:

Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự

biến thiên từ thông trong hai cuộn. Gọi từ thông này là: = 0cosωt

- Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là : 1 = N1 0cosωt

và 2 = N2 0cosωt

- Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng 2 có biểu

thức: 2 = N2ω 0sinωt

Từ đó ta thấy nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện

tượng cảm ứng điện từ.

V. KHẢO SÁT MÁY BIẾN ÁP

G⃰ọi N1, N2 là số vòng của cuộn sơ cấp và thứ cấp.

G⃰ọi U1, U2 là hiệu điện thế hiệu dụng 2 đầu cuộn sơ cấp và thứ

cấp.

G⃰ọi I1, I2 là cường độ dòng điện hiệu dụng của 2 đầu cuộn sơ cấp

và thứ cấp.

Người ta chứng minh được:

Nếu:k > 1 máy biến áp hạ áp

k < 1 máy biến áp tăng áp

K=1 máy biến áp an toàn

MBA được dùng chủ yếu trong truyền tải và phân phối điện

năng.Ngoài ra, MBA còn được sử dụng trong lò nung (máy biến áp

lò), trong các thiết bị đo lường, làm nguồn cho các thiết bị điện

tử,....

VI. ỨNG DỤNG

C. TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG

MÁY BIẾN ÁP

I. Xác định công suất

II. Số vòng dây của cuộn dây

III. Tính đường kính dây quấn

IV. Tính diện tích cửa sổ lõi thép

II. Số vòng dây của cuộn dây

V = 4,44.10-8 .N.B.f.STrong đó:

V: điện áp đặt vào cuộn biến áp (volt)

N: số vòng cuộn dây của biến áp

B: cảm ứng từ

f: tần số của dòng điện sử dụng

S: tiết diện lõi sắt từ (cm2)

I. Công suấtCông thức xác định công suất máybiến áp cỡ nhỏ:

Trong đó:

S: tiết diện lõi sắt (cm2)

P: công suất của máy biến áp

PS 2,1III. Đường kính dây quấn

S = (πd2 )/4Đường kính dây quấn sơ cấp:

Đường kính dây quấn thứ cấp:

Trong đó:

S: tiết diện dây

d: đường kính dây

11

4Sd

22

4Sd

Ví dụ: Tính số vòng dây cần quấn với: S = 5.75 cm2, U1 = 220 V, U2 = 12 V.

Giải: -Ta có: số vòng ứng với mỗi volt:

Số vòng dây cần quấn ở cuộn sơ cấp:

7.83 x 220 = 1722 (vòng);

Số vòng dây cần quấn ở cuộn thứ cấp:

7.83 x 12 = 94 (vòng);

S=

45

5.75= 7.83 (vòng/volt)

45n =

Ví dụ: Ta đo được diện tích lõi sắt từ S=

5.75cm2 , U1 = 220 V, U2 = 12V. Tìm đường kính

dây quấn ở cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Giải:

- Slõi sắt = 5.75cm2

=> P = (S/1,2)2 = 23 W

- I1 = (P/ U1) = 23: 220 = 0.10 A

- I2 = (P/ U2) = 23 : 12 = 1.92 A

- Sdây quấn = 1mm2 I= 3 (A)

- => S1 = 0.033 mm2 => d1 =0.2 mm

S2 =0.640 mm2 => d2 = 0.9mm

IV. Tính diện tích cửa sổ lõi thép

Diện tích cửa sổ:

Scs = h.c

D. KĨ THUẬT QUẤN MÁY BIẾN ÁP

I. Những vật dụng cần thiết:

Khuôn cách điện

Dây quấn

Vật liệu dùng làm mạch từ

Vật liệu cách điện

Dây nối

1. Khuôn cách điện:

Khuôn cách điện nhằm mục đích cách điện

giữa cuộn dây và mạch từ, còn làm sườn

cứng để định hình cuộn dây.

Khuôn được làm bằng vật liệu catton cứng

như giấy cách điện presspahn hoặc bằng

chất dẻo chịu nhiệt.

2. Vật liệu dùng làm mạch từ:

Lá thép mỏng và dẻo là tốt.

Bề dày của lá thép là 0.10 mm -0.15 mm -0.20

mm-0.25mm -0.39 mm -0.40mm -0.5 mm.

Lá thép thông dụng nhất gồm 2 phần: 1 phần

chữ E và 1 phần chữ I rồi ghép lại thành một

khung vuông để quấn 1 máy biến áp.

3. Dây quấn:

Loại dây cotton: Loại dây bọc

bằng lớp tơ tự nhiên hay nhân tạo

hoặc bằng vải sợi.

Loại dây e-may: Là loại dây được

tráng lớp sơn vecni bên ngoài.

•Loại dây e-may được dùng rất

nhiều để quấn MBA nhỏ.

• Ưu điểm: ít hút ẩm và có thể chịu

ở nhiêt độ cao.

4. Vật liệu cách điện:Có 2 loại giấy dầu và giấy bồi.

Giấy dầu cũng như giấy bồi chia loại dày mỏng khác nhau.

Bề dày của giấy từ 0.10 mm – 0.20 mm- 0.30 mm – 0.4 mm-0.5 mm

nghĩa là 10% của 1ly và ½ ly.

II. Các bước tiến hành

1. Làm khuôn:

+ Làm thân khuôn: Phần thân khuôn

có dạng hình hộp chữ nhật, và

có kích thước a, b, h như hình

vẽ.

ab

h

Bước1: Đo và vạch các kích thước a, b, h trên giấy.

h ab

1 5

Bước 3: gấp và dán 1 với 5

2

1

1

5

a

h b

ab

h

Bước 2: làm lì các đường giao.

Lấy thước hoặc bút gạch các đường giao nhau cho

“lì” để dễ gấp các cạnh khuôn.

h ab

1 5

+ Làm má khuôn:

Bước 1: cắt má khuôn

Bước 2: Đo và kẻ các kích thước a, c, b như hình vẽ

Bước 3: Nối và cắt hai đuờng chéo

Bước 4: Đục lỗ bắt dây

b cc

c

a

c

c

+ Ráp khuôn: Gián phần thân khuôn với má khuôn

với nhau.

ha

b

h

a

b

c 0v 48v

0v 6v

Dùi lỗ

2. Quấn dây:

Trong lúc quấn dây cố gắng

quấn dây cho thẳng và song

hàng với nhau.

Cứ hết mỗi lớp dây lại lót

giấy cách điện.

Đối với dây quá bé (d< 0,15

mm) có thể quấn suốt không

cần giấy cách điện giữa các

lớp. Chỉ cần lót cách điện kĩ

giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp.

3. Lồng lõi thép:

Quy trình hoàn thành

5/18/2011 29