7.1. KHÁI NIỆM CHUNG CỦA MÁY BIẾN ÁP

Để biến đổi điện áp (dòng điện) của dòng xoay chiều từ giá trị cao đến giá trị thấp

hoặc ngược lại ta dùng máy biến áp.

7.1.1. Định nghĩa và các lượng định mức

a. Định nghĩa

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từ, dùng để

biến đổi hệ thống điện xoay chiều (U1, I1,f) thành (U2, I2,f)

Đầu vào của máy biến áp nối với nguồn điện gọi là sơ cấp. Đầu ra nối với tải gọi là thứ

cấp .

b. Các lượng định mức

- Điện áp định mức

Điện áp sơ cấp định mức kí hiệu U1đm là điện áp đã quy định cho dây quấn sơ cấp.

Điện áp thứ cấp định mức kí hiệu U2đm là điện áp giữa các cực của dây quấn thứ cấp, khi

dây quấn thứ cấp hở mạch và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức .

Với máy biến áp ba pha điện áp định mức là điện áp dây

- Dòng điện định mức

Dòng điện định mức là dòng điện đã quy định cho mỗi dây quấn của máy biến áp, ứng

với công suất định mức và điện áp định mức.

Đối với máy biến áp ba pha, dòng điện định mức là dòng điện dây.

Dòng điện sơ cấp định mức kí hiệu I1đm, dòng điện thứ cấp định mức kí hiệu I2đm

- Công suất định mức

Công suất định mức của máy biến áp là công suất biểu kiến thứ cấp ở chế độ làm việc

định mức.

Công suất định mức kí hiệu là Sđm, đơn vị là KVA.

7.1.2. Công dụng của máy biến áp

Công dụng của máy biến áp là truyền tải và phân phối điện năng trong

hệ thống điện

Muốn giảm tổn hao ∆P = I

2

.R trên đường dây truyền tải có hai phương án:

Phương án 1: Giảm điện trở R của đường dây (R = ρ.l/S)

Muốn giảm R ta tăng tiết diện dây dẫn S, tức là tăng khối lượng dây dẫn, các trụ đỡ cho

đường dây, chi phí xây dựng đường dây tải điện rất lớn ( phương án này không kinh tế)

Phương án 2: Giảm dòng điện I chạy trên đường dây truyền tải.

Muốn giảm I ta phải tăng điện áp, ta cần dùng máy tăng áp vì đối với máy biến áp U1I1 =

U2.I2 ( phương án này kinh tế và hiệu quả hơn)

Máy biến áp còn được dùng rộng rãi :

Trong kỹ thuật hàn, thiết bị lò nung, trong kỹ thuật vô tuyến điện, trong lĩnh vực đo

lường. trong các thiết bị tự động, làm nguồn cho thiết bị điện, điện tử , trong thiết bị sinh

7.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP

7.2.1 Cấu tạo máy biến áp

Gồm hai bộ phận chính: lõi thép và dây quấn

a. Lõi thép máy biến áp

Dùng để dẫn từ thông chính của máy, được chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép

kỹ thuật điện mỏng ghép lại.

Để giảm dòng điện xoáy trong lõi thép, người ta dùng lá thép kỹ thuật điện, hai mặt có

sơn cách điện ghép lại với nhau thành lõi thép.

b. Dây quấn máy biến áp

Được chế tạo bằng dây đồng hoặc nhôm có tiết diện tròn hoặc chữ nhật, bên ngoài dây

dẫn có bọc cách điện.

Máy biến áp có công suất nhỏ thì làm mát bằng không khí

Máy có công suất lớn thì làm mát bằng dầu, vỏ thùng có cánh tản nhiệt

7.5. CHẾ ĐỘ KHÔNG TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP

Là chế độ mà phía thứ cấp hở mạch và phía sơ cấp được đặt vào điện áp.

7.5.1. Đặc điểm chế độ không tải của máy biến áp

a. Dòng điện không tải I0

Ta có : I0 = U1/ z0

Tổng trở z0 rất lớn vì thế I0 rất nhỏ: I0 =(3% -10% )I1đm

b. Công suất không tải P0

P0 = R0 I

2

0=Rth I

2

th = Pst

51c. Hệ số công suất cosϕ0

7.5.2. Thí nghiệm không tải của máy biến áp

Xác định hệ số biến áp k, tổn hao sắt từ Pst, Xth, Rth, cosϕ0, I0

Sơ đồ thí nghiệm

Vôn kế V1 chỉ U1đm; vôn kế V2 chỉ U2đm

Ampe kế A chỉ dòng điện không tải I0

Oát mét W chỉ công suất không tải P0

a. Hệ số biến áp k : k = W1/W2 =U1đm/U2đm

b. Dòng điện không tải phần trăm : I0 % = I0/I1đm .100% = (3% ÷ 01%) I1đm

c. Điện trở không tải: R0=P0/I

2

0 ≈Rth

d. Tổng trở không tải: z0 = U1đm /I0

Điện kháng không tải:

Xth≈Xo

e. Hệ số công suất không tải: cosϕ0 = P0/(U1đmI0 ) = 0.1 ÷0.3

7.6. CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH CỦA MÁY BIẾN ÁP

Là chế độ mà phía thứ cấp bị nối tắt lại và phía sơ cấp vẫn đặt vào điện áp. Đây là

tình trạng sự cố.

7.6.1. Đặc điểm chế độ ngắn mạch của máy biến áp

Phương trình và sơ đồ thay thế của máy biến áp ngắn mạch.

Sơ đồ thay thế

Tổng trở z'2 rất nhỏ so với zth , nên có thể bỏ nhánh từ hoá .

Dòng điện ngắn mạch In:

In = U1đm/zn

Rn: điện trở ngắn mạch máy biến áp

Xn: điện kháng ngắn mạch máy biến áp.

zn : tổng trở ngắn mạch máy biến áp

Zn rất nhỏ cho nên In rất lớn:

In = U1đm/zn ≈ (10 ÷ 25) I1đm ( tình trạng sự cố)

MÁY BIẾN ÁP BA PHA

Để biến đổi điện áp của hệ thống điện ba pha, ta dùng máy biến áp ba pha.

Về cấu tạo lõi thép của máy biến áp ba pha gồm 3 trụ và trên mỗi trụ quấn dây quấn sơ

cấp và thứ cấp của mỗi pha

Dây quấn sơ cấp: pha A thường kí hiệu là AX, pha B là BY, pha C là CZ.

Dây quấn thứ cấp: pha a thường kí hiệu là ax, pha b là by, pha c là cz.

Dây quấn sơ cấp và thứ cấp có thể nối hình sao hoặc hình tam giác, ví dụ như có 4 trường

hợp cơ bản, bao gồm 12 tổ nối dây

CHƯƠNG 8. MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

8.1. KHÁI NIỆM CHUNG

57 Máy điện không đồng bộ là loại máy điện có phần quay, làm việc với điện xoay

chiều, theo nguyên lí cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của rôto khác với tốc độ quay của

từ trường.

Máy điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, có thể làm việc ở chế độ động cơ điện và

máy phát điện. Máy phát điện không đồng bộ có đặc tính làm việc không tốt nên ít được

dùng.

Động cơ điện không đồng bộ có cấu tạo và vận hành đơn giản, gíá thành rẻ, làm việc tin

cậy nên được sử dụng nhiều trong sản xuất và đời sống.

Động cơ điện không đồng bộ gồm các loại: động cơ ba pha, hai pha và một pha

Nguyên lý làm việc của động cơ điện không đồng bộ ba pha:

Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào ba dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay với

tốc độ là n1 = 60f/p.

61Từ trường quay cắt các thanh dẫn của dây quấn rôto và cảm ứng các sức điện động. Vì

dây quấn rôto nối kín mạch, nên sức điện động cảm ứng sẽ sinh ra dòng điện trong các

thanh dẫn rôto.

Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường quay của máy với thanh dẫn mang dòng điện rôto,

kéo rôto quay với tốc độ n < n1 và cùng chiều với n1

N

Tốc độ quay của rôto n luôn luôn nhỏ hơn tốc độ từ trường quay n1 vì tốc độ bằng nhau

thì trong dây quấn rôto không còn sức điện động và dòng điện cảm ứng, cho nên lực điện

từ bằng không.

Hệ số trượt của tốc độ : s = (n1-n)/n1

Tốc độ của động cơ : n= 60f/p. (1-s) (vòng/phút)