Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Bài 3

Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Bài 3 cung cấp cho học viên những nội dung về: máy biến áp; mạch tương đương chính xác; mạch tương đương gần đúng; thông số làm việc của máy biến áp;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Bài 3 Cơ sở Kỹ thuật điện -Máy biến ápCơ sở Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu Biến đổi năng lượng điện từ mạch điện này sang mạch điện khác thông qua từ trường biến thiên. Ứng dụng: trong cả lĩnh vực điện và thông tin. Trong truyền tải, phân phối và ứng dụng năng lượng điện: tăng áp hay giảm áp với tần số không đổi (50/60Hz), từ vài trăm W tới hàng trăm MW. Trong thông tin, MBA có thể được dùng để phối hợp trở kháng, cách ly DC, thay đổi mức điện áp tại công suất nhỏ với dải tần số rộng. Nội dung môn học chỉ đề cập đến máy biến áp (MBA) công suất.Cơ sở Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện MBA lý tưởng f Xét một lõi thép có quấn 2 cuộn dây như i1 i2 + + hình vẽ. Bỏ qua các tổn hao, và từ thông tản. v1 N1 N2 v2 – – Độ thẩm từ là vô cùng hay từ trở bằng 0. df df v1 t  N1 v1 t   N1 v 2 t   N 2   a dt dt v 2 t  N 2 a được gọi là tỉ số dây quấn. Tổng stđ mmf bằng mmf  N1i1  N 2 i2  Rf  0 i1 t  N2 1    i2 t  N1 aCơ sở Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện MBA lý tưởng (tt) i1 Ideal i2 v1 N1 i1 N2 1 + +  a   v1 v2 v2 N 2 i2 N1 a – – v1 t i1 t   v2 t i2 t   0 N1:N2 i1 Ideal i2 v1 N1 i1 N 2 1 + +  a   v2 N 2 i2 N1 a v1 v2 v1 t i1 t   v 2 t i2 t  – N1:N2 – Với MBA lý tưởng i1 L2 v2 1 k 1     L1 N 2  L2 N12 2 i2 L1 v1 aCơ sở Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện Đặc tính thay đổi trở kháng của MBA lý tưởng Xét một MBA lý tưởng với tải trở mắc ở cuộn dây 2 v2 i1 Lý tưởng i2 Theo định luật Ohm,  RL + i2 + Thay v 2  v1 a và i 2  ai1 v1 v2 RL 2 – – v1  N1  N1:N2  a RL   2  RL i1  N2  Mở rộng cho trường hợp tải tổng quát 2 2 V1  N1  V2  N1      ZL  a2ZL I1  N 2  I 2  N 2 Cơ sở Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện Phối hợp trở kháng Tính chất thay đổi trở kháng có thể được dùng để tối ưu công suất truyền đi giữa các cuộn dây, hay gọi là phối hợp trở kháng. Một MBA lý tưởng được đặt giữa một nguồn điện (trở kháng Zo) và tải (trở kháng ZL). Tỉ số vòng dây được chọn sao cho Z o  N1 N 2  Z L 2 VD. 3.7: Hai MBA lý tưởng (mỗi MBA có tỉ số 2:1) và một điện trở R được dùng để tối ưu công suất truyền đi, Tìm R. Tải trở 4 W kết hợp với R qui về phía đầu vào là (R + 4(2)2)(2)2. Để tối ưu công suất, 100  4  R  16   R9 WCơ sở Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện MBA công suất Hai cuộn dây được quấn trên một lõi từ, để cực tiểu từ thông tản. Cuộn sơ cấp có N1 vòng được nối với nguồn điện, cuộn thứ cấp có N2 vòng nối với tải. Trường hợp MBA lý tưởng: không có từ thông tản, bỏ qua điện trở cuộn dây, lõi từ có độ thẩm từ bằng vô cùng, không có tổn hao. Cho v1(t) = Vm1coswt là điện áp đưa và cuộn sơ cấp, ta được Vm1  2fN1fmax hay V1  4.44 fN1fmaxCơ sở Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện Một số hình ảnh MBA MBA loại nhỏ 3 pha loại nhỏ Điều khiển Đúc nhựa tổng hợp 10 kV, MBA dầu 110 kV, dầu 500 kV, dầuCơ sở Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện Ví dụ VD. 3.8: Cho N1, N2, tiết diện lõi, chiều dài trung bình lõi, đường cong B-H, và điện áp vào. Tìm mật độ từ thông cực đại, và dòng từ hóa cần thiết. V1  4.44 fN1fmax tro ...