Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ - Chương 3, Phần 2: Máy biến áp - Trịnh Hoàng Hơn

Presenter: Trịnh Hoàng Hơn Industrial and Civil Automation Lab Tel: 0903767041 trinhhoanghon09@gmail.com www.icalabhcmut.edu.vn CHƯƠNG 3 - tt MÁY BIẾN ÁP 28/06/2015 9:01 CH Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 2 • Vỏ máy Võ máy Cánh tản nhiệt Bình giản dầu  • Lõi thép • Cuộn sơ cấp • Cuộn thứ cấp • Dầu máy biến áp Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 3 V1âñm I1 N1 N2 + - o  V2 + - I2 2  1  CUNG CAÁP ÑIEÄNAÙP VAØO DAÂY QUAÁN SÔ CAÁP DOØNG ÑIEÄN KHOÂNG TAÛI QUA DAÂY QUAÁN SÔ CAÁP HÌNH THAØNHSÖÙC TÖØ ÑOÄNG F10 TRONG MAÏCH TÖØ TÖØ THOÂNG TÖØ HOÙA KHEÙP KÍN TRONG MAÏCH TÖØ SÖÙC ÑIEÄN ÑOÄNG CAÛM ÖÙNG HÌNH THAØNH TRONG DAÂY QUAÁN SÔ VAØ THÖÙ CAÁP ÑL OHM MAÏCH ÑIEÄN ÑL AMPERE ÑL OHM MAÏCH TÖØ ÑÒNH LUAÄT CAÛM ÖÙNG ÑIEÄN TÖØ COÂNG THÖÙC FARADAY Điện – Từ - Điện Các Pt cơ bản – mô hình toán học * Điện * Từ * Điện 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 4  11111 jXRIEU   mfNE  11 44.4  2211 ININF  22222 jXRIUE   mfNE  22 44.4 (2.1) (2.2) (2.3) (2.4) (2.5) Sơ đồ tương đương - Mô hình vật lý 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 5 Eq. 2.1 I’2 Eq. 2.3 Eq. 2.2 – 2.4 Eq. 2.5 Thứ cấp quy về sơ cấp * Tương đương mạch điện  Thỏa mãn Pt toán học  Bảo toàn công suất 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 6      22222 2 2 2 22 22 22222 ''''' jXRIUE XjkRk k I UkEk jXRIUE        (2.6) Thứ cấp quy về sơ cấp 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 7 I’2 I’2 E’2=E1 R’2 X’2 Mạch tương đương chính xác quy về sơ cấp 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 8 Mạch tương đương gần đúng quy về sơ cấp 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 9 Thí nghiệm không tải * Chú ý : Dòng không tải I10. Tổn hao không tải Po 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 10 •Công suất tiêu thụ biến áp lúc không tải. HSCS không tải coso Thí nghiệm không tải * Dòng không tải I10: 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 11 dm I I % I          10 10 1 100   dmI % % % I 10 13 5 o C C P R .I R .I 2 2 1 10 + - dmV  1 R 1 t j.X 1 OI  1 m j.XcR mI  cI  + - dmV  1 OI  1 m j.XcR mI  cI   o C CP R .I 2 R1 << RC Giản đồ vector phase – TN không tải 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 12 dmV  1CI  mI  I  10 o  C o o dm I P cos I V .I    10 1 10+ - dmV  1 OI  1 m j.XcR mI  cI  dm C o V R P  2 1 dm C C V I R  1 m C I I I 2 2 10 dm m m V X I  1 Trình tự thí nghiệm không tải * Trình tự: Hở mạch thứ cấp. Lắp các thiết bị đo như hình vẽ. Cấp áp: U1=U1đm. 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 13 Sô caáp Thöù caáp + - ñm VV 11  I 10 TảiV + - dm V V 20 2V WA + + Trình tự thí nghiệm không tải * Tại sao phải thí nghiệm không tải Tỉ số biến áp. I10, I10%; Tổn hao thép Hệ số công suất không tải. Các thông số mạch tương đương : RC và Xm * Đo R1 bằng các phương pháp: Ohm kế, Cầu đo Wheatsone 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 14 Thí nghiệm ngắn mạch * Xác định các thông số: Tỉ số biến áp (dựa vào tỉ số dòng điện) Tổn hao đồng định mức (sơ và thứ cấp) Hệ số công suất ngắn mạch. Thông số: • Rn và Xn 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 15 Sô caáp Thöù caáp + - n V V 1 1 n dm I I 1 1 A V V 2 0V WA + + n dmI I2 2 Thí nghiệm ngắn mạch 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 16 R 1 t j.X 1 R'2 t j.X' 2 nV  1 + - n dmI I   1 1 n R nj.X nV  1 + - n dmI I   1 1 R 1 t j.X 1 R'2 t j.X' 2 C R m j.XnV  1 dm I '  2 + - dmI  1 I  10 tZ'  0 a b  n dmV % % V 1 15 15 I  10 0 n dm I I I  1 1 1 n dm I I I  2 2 2 Thí nghiệm ngắn mạch 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 17 n R R R'  1 2 n t t X X X'  1 2 n n n Z R j.X  n n n n dm V V Z I I  1 1 1 1 n n n P R I  2 1 n n n X Z R 2 2 Thí nghiệm ngắn mạch * Cho MBA 1 pha 50 KVA: 2400V/600V; 50 Hz: TN Không tải (thứ cấp): • V2dm = 600 V ; I20 = 3,34 A ; Po = 484 W. TN Ngắn mạch (sơ cấp) • V1n = 76,4 V ; I1n = 20,8 A ; Pn = 754 W. * Xác định các thông số của mạch tương đương dạng gần đúng qui thứ về sơ cấp. 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 18 Đáp số 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 19 Năng lượng và hiệu suất 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 20 Năng lượng và hiệu suất 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 21 Năng lượng và hiệu suất 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 22 Năng lượng và hiệu suất * Hiệu suất: 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 23   02122 22 cos cos PPPS S jj      t ntđm đm ntđmt đmt K P PKS S PPKSK SK 0 22 22 0 2 22 22 cos cos cos cos           n t P P K 0max  Dạng của 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 24  tf K  28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 25 Biết các thông số như sau: a=12mm, b=20mm, h=105mm, r=50mm, =1mm, B=1.5T, N=525 vòng. Xác định chiều dài trung bình của đường sức từ trong các đoạn mạch từ và của khe hở không khí. (1đ) Biết rằng, từ trở tổng của các khe hở không khí lớn hơn từ trở tổng của các đoạn sắt từ là 10 lần. Xãy tính từ thẩm tương đối của vật liệu sắt từ (1đ) Bài 2 28/06/2015 9:01 CH Trịnh Hoàng Hơn ICA Lab 26