Bài giảng Điện dân dụng - Bài 8: Tính toán, thiết kế máy biến áp một pha

GIÁO VIÊN: Lê Văn Hiểu	TRUNG TÂM KTTH – HN TUY HOÀ SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO PHÚ YÊNBài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 1. Xác định công suất máy biến ápS2 = U2.I2 = 24 x 2 = 48 (VA)Vậy: Công suất máy biến áp cần chế tạo: Sđm = U2.I2 2. Tính toán mạch từ:a. Chọn mạch từ:a: chiều rộng trụ dây quấnb: chiều dày trụ dây quấnc: độ rộng cửa sổh: chiều cao cửa sổa/2: độ rộng lá thép chữ IBài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 2. Tính toán mạch từ:1. Xác định công suất máy biến ápBài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 2. Tính toán mạch từ:a. Chọn mạch từ:b. Tính tiết diện lõi thép:Shi = a.b diện tích hữu ích trụ (cm2)Sđm công suất định mức MBASt = Shiklkl là hệ số lắp đầy được cho trong bảng 8- 1Diện tích thực của trụ lõi thép1. Xác định công suất máy biếnBài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA Hệ số lắp đầy được tra theo bảngLoại máy biến ápHệ số lắp đầyMBA âm tần0.7 – 0.8 MBA dùng trong gia đình0.9 MBA lõi pherit 1Bài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 3. Tính số vòng dây của các cuộn dây:n = KtnShi* Ktn:Hằng số thực nghiệm lấy giá trị từ 42 – 50 tuỳ theo chất lượng lõi thép nếu: thép tốt chọn Ktn thấp và ngược lạiBài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 2. Tính toán mạch từ:a. Chọn mạch từ:b. Tính tiết diện lõi thép:3. Tính số vòng dây của các cuộn dây:- Số vòng dây cuộn sơ cấp: N1 = U1. n- Số vòng dây cuộn thứ cấp: N2 = (U2 + 10%U2).nTrong đó: - n là số vòng/vôn- 10%U2 là lượng sụt áp khi có tải của dây quấn thứ cấp1. Xác định công suất máy biếnBài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 3. Tính số vòng dây của các cuộn dây:Tra bảng để chọn số vòng dâyTiết diện hữu íchSố vòng/vônTiết diện hữu íchSố vòng/vôn29.5182.166.3201.984.7221.7103.8241.6123.2261.5142.7281.4162.4301.3Bài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 2. Tính toán mạch từ:a. Chọn mạch từ:b. Tính tiết diện lõi thép:3. Tính số vòng dây của các cuộn dây:4. Tính tiết diện dây dẫn:Sdd = IJTrong đó: Sdd: là tiết điện dây (mm2)I: là cường độ dòng điện (A)J: mật độ dòng điện cho phép (A/mm2)Tra bảng 8-4 trang để tìm J 1. Xác định công suất máy biếnBài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 4. Tính tiết diện dây dẫn:Bảng chọn mật độ dòng điện cho phépCông suất (VA)Mật độ dòng điện cho phép (A/mm2)≥ 50450 – 1003.5100 – 200 3200 – 5002.5500 – 1000 2Bài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 2. Tính toán mạch từ:a. Chọn mạch từ:b. Tính tiết diện lõi thép:3. Tính số vòng dây của các cuộn dây:4. Tính tiết diện dây dẫn:Sdd = IJ1. Xác định công suất máy biếnI1 = S1JI2 = S2J* Dòng điện sơ cấp và thứ cấp được tính:* Tra bảng để chọn mật độ dòng điện và tính tiết diện 2 cuộn sơ cấp và thứ cấpBài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 2. Tính toán mạch từ:a. Chọn mạch từ:b. Tính tiết diện lõi thép:3. Tính số vòng dây của các cuộn dây:4. Tính tiết diện dây dẫn:* Tiết diện dây cuộn sơ cấp:Sdd1 = I1J* Tiết diện dây cuộn thứ cấp:Sdd2 = I2J1. Xác định công suất máy biếnBài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 2. Tính toán mạch từ:a. Chọn mạch từ:b. Tính tiết diện lõi thép:3. Tính số vòng dây của các cuộn dây:4. Tính tiết diện dây dẫn:5. Đường kính dây:Từ Sdd ta có thể tính đường kính (d) được không? Tại sao?Vì dây dẫn ta sử dụng là dây dẫn tròn, nên Sdd chính là diện tích của đường tròn. Sdd = πd241. Xác định công suất máy biếnBài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 5. Đường kính dây:Đối với máy biến áp nhỏ, khi chọn mật độ trung bình D = 2,5, ta có công thức:Bài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 5. Đường kính dây:Tra bảng 8-5 đå tìm d (đường kính dây) Đường kính dây dẫnTiết diện day dẫn0.070.00380.080.00500.090.00630.10.00780.120.01130.140.0150.150.0170.180.0250.200.031Bài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 5. Đường kính dây:Tra bảng 8-5 đå tìm d (đường kính dây) Đường kính dây dẫnTiết diện day dẫn0.220.3080.250.0490.300.0700.350.0960.400.1250.450.1590.600.2830.700.380.800.50Bài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 2. Tính toán mạch từ:a. Chọn mạch từ:b. Tính tiết diện lõi thép:3. Tính số vòng dây của các cuộn dây:4. Tính tiết diện dây dẫn:5. Đường kính dây:6. Tính diện tích cửa sổ lõi thép: Diện tích của sổ được tính theo công thức1. Xác định công suất máy biếnScs = h.c ( theo kinh nghiệm h = 3c sẽ tiết kiệm vật liệu.Bài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 6. Tính diện tích cửa sổ lõi thép:Tổng diện tích 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp chiếm diện tích cửa sổ là:* Ssc = N1.Sdq1* Stc = N2.Sdq2Trong đó: Scs; N1; Sdq1; N2; Sdq2; Trong thực tế còn thêm phần cách điện và khoảng hở, người ta dùng hệ số lắp đầy KlCông suất máy biến ápHệ số lắp đầy (Kl)10 – 1000.2100 – 5000.3500 trở lên0.4Bài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA 6. Tính diện tích cửa sổ lõi thép Diện tích của sổ được tính theo công thức: Scs = h x c ≥ Ssc + StcKlChú ý: - Nếu của sổ quá rộng sẽ lãng phí vật liệu. - Nếu của sổ nhỏ hơn yêu cầu cần xử lí như sau:	+ Chọn lại lõi thép.	+ Tăng tiết diện trụ quấn (tăng số lá thép).	+ Giảm tiết diện dây dẫn (giảm công suất MBA)1. Hãy tính số vòng dây quấn cho một MBA có U1 = 220V; U2 = 36; I2 = 2,5ABÀI TẬP2. Tính tiết diện lõi thép để quấn một MBA có U1 = 220V; U2 = 36; I2 = 2,5ABÀI TẬP3. Tính toán thiết kế hoàn chỉnh một máy biến áp có các số liệu sau: U1 = 220V; U2 = 6V, 9V, 12V, 15V, 24V, 36V; I2 = 3A.BÀI TẬP