Xây dựng đề cương bài giảng tính toán máy biến áp công suất nhỏ

BÀI TẬP LỚN MÔN: MÁY ĐIỆN Đề bài: xây dựng đề cương bài giảng tính toán máy biến áp công suất nhỏ . Nhóm thực hiện. PHẠM VĂN BỘ ĐỖ MẠNH DUY ĐÀO HOÀNG DƯƠNG HOÀNG CÔNG TRUNG VŨ MỘNG BẮC ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP CÔNG SUẤT NHỎ MỤC TIÊU: 1- Hiểu được quy trình chung để tính toán, thiết kế MBA 1 pha công suất nhỏ. 2- Hiểu được yêu cầu, cách tính của từng bước khi thiết kế MBA 1 pha công suất nhỏ. - Tính toán máy biến áp như thế nào? Gồm những nội dung gì ? 1-Tính công suất ( Sdm) 2-Tính toán mạch từ ( Tiết diện lõi thép, lá thép…) 3-Tính số vòng dây của các cuộn dây. ( N1, N2 ) 4-Tiết diện dây quấn ( S1), chọn đường kính dây ( Ddq). 5-Tính diện tích cửa sổ lõi thép ( Scs) +Việc tính toán MBA phải dựa vào một số phép tính rất phức tạp như giải quyết các chế độ có tải, giới hạn sụt áp cho phép, nhiệt độ tối đa…. Do đó, trong thực tế giải quyết vấn đề kĩ thuật này theo phương pháp tính toán một số phép tính thực nghiệm đơn giản nhưng khá chính xác.  Gồm các bước sau đây: 1- Xác định công suất của MBA. 2- Tính toán mạch từ. 3- Tính số vòng dây của các cuộn dây. 4- Tính tiết diện dây quấn, chọn đường kính dây. 5- Tính tiết diện cửa sổ lõi thép. Xác định công suất MBA: Xác định công suất MBA cần chế tạo, vì hiệu suất MBA rất cao, nên:  S1 = S2 = U2 x I2 ( V.A.) Công suất MBA sẽ là: Sđm = U2 x I2 ( V.A.) Trong đó:  U2 và I2 là điện áp và dòng điện thứ cấp định mức của MBA theo yêu cầu của người thiết kế ( dựa vào phụ tải ) 2- Tính toán mạch từ MBA : a) Chọn mạch từ kiểu bọc có kích thước như sau: a: Chiều rộng trụ quấn dây. b: Chiều dày trụ quấn. c: Chiều rộng cửa sổ. h: Chiều cao cửa sổ. a/2: Độ rộng lá thép chữ I. Như vậy, tiết diện trụ thép chính: Shi = a x b ( cm) a h b c Shi a/2 b b) Tính tiết diện trụ quấn dây của lõi thép: Diện tích của trụ quấn dây phải phù hợp với công suất MBA. Tính gần đúng theo CT thực nghiệm Trong đó: Shi = a x b ( cm2) là diện tích hữu ích của trụ.Sđm là công suất MBA ( V.A.) a/2 a h b c Shi a/2 +Tính tiết diện trụ quấn dây của lõi thép: Biết diện tích của trụ quấn dây, tính bề dày của lõi thép và số X tấm lá thép ( dày 0,5mm ) VÀ Trong đó: Shi = a x b ( cm2) là diện tích hữu ích của trụ.X là số tấm lá thép ( dày 0,5mm Bài tập ví dụ 1: Tính toán mạch từ cho 1 MBA dự kiến điện áp vào 220 vôn, điện áp ra 12 vôn, 5 ampe? Giải:1-Tính toán công suất MBA:Vì hiệu suất cao nên Sđm = S1 = S2= U2. I2 Sđm = 12 .5 = 60 VA 2- Tính diện tích lõi thép: Áp dụng CT: Shi= 1,2 . 6 = 7,2 cm2 3- Tính số vòng dây của các cuộn dây MBA:- Xác định số vòng/ 1 vôn (n) là đại lượng trung gian để tính số vòng sơ cấp N1 và thứ cấp N2 : a- Số vòng n tính theo công thức thực hành: Trong đó:  42 là hệ số cho sắt tốt. 50 : sắt xấu  b - Từ đó, tính được số vòng cuộn sơ cấp: N1= n . U1. c - Số vòng cuộn thứ cấp: N2 = n . (U2 + 10% U2) . Bài tập ví dụ 2: -Tính toán số vòng/vôn và số vòng sơ cấp, thứ cấp cho 1 MBA dự kiến điện áp vào 220 vôn, điện áp ra 12 vôn, 3 ampe? Giải:1-Tính toán công suất MBA:Vì hiệu suất cao nên : Sđm = U2 x I2 =12 x 3 = 36 VA 2- Tính diện tích lõi thép: Thay số vào , Shi= 1,2 x 6 = 7,2 cm2 3- Tính số vòng/vôn : (Sắt tốt) 4- Số vòng sơ: N1=n x U1 = 6 x 220 = 1320 vòng cuộn thứ: N2=n x (U2+10%U2) =6 x (12+1,2) = 79,2 vòng 4- Tính tiết diện dây quấn hoặc đường kính dây:- Tiết diện dây dẫn được tính như sau: Trong đó:  Sd là tiết diện dây ( mm2) I : Cường độ ( cuộn sơ hoặc thứ) : A J: Mật độ dòng điện A/mm2 + Bảng chọn trị số J theo công suất MBA: Sđm(VA) >500 >200 >100 >50 ≤ 50 J(A/mm2) 2 2.5 3 3,5 4 Sd Đường kính dây quấn được tính như sau: Trong đó:  Sd là tiết diện dây ( mm2) Dd: Đường kính ( cuộn sơ hoặc thứ) :mm Π: Chọn 3,14 Tính diện tích cửa sổ lõi thép MBA : +Diện tích cửa sổ lõi thép có kích thước như sau: Scs= H x c Chiều cao cửa sổ: H = 3c sẽ tiết kiệm vật liệu và hình dáng MBA đẹp. Tổng tiết diện 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp:  Ssc=N1.Sd1 và Stc=N2.Sd2 Vậy Kl: hệ số lấp đầy. Kl = 0,2-> 0,3 à 0,4: theo công suất Sđm tăng lên từ 100 – 500 VA a/2 a h Scs c a/2 Ssc c Stc a/2 6- Sắp xếp dây quấn trong cửa sổ, vẽ sơ đồ quấn dây MBA:- a-Tính số vòng dây cho mỗi lớp : h Đường kính dây có cách điện Số vòng mỗi lớp = - 1 b-Tiếp đó, tính số lớp dây quấn: Số vòng dây mỗi lớp Số vòng dây Số lớp dây quấn = c-Vẽ sơ đồ quấn dây có ghi chú số vòng cho mỗi cuộn dây: - Số vòng cuộn sơ cấp N1 , thứ cấp N2 ; N’’2 … N’2