2. NỘI DUNG
Lịch sử phát triển
Tìm hiểu chung máy biến áp
Tính toán các đại lượng máy biến
Kỹ thuật quấn máy biến áp
Thực hiện quấn
3. A. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Năm 1831: Michael Faraday phát hiện ra
hiện tượng dòng điện tạo ra từ trường và
ngược lại, sự biến thiên từ trường cũng tạo ra
dòng điện.
Năm 1884: Máy biến áp đầu tiên được
sáng chế ra bởi:
Károly Zipernowsky, Miksa
Déri và Ottó Titusz Bláthy.
4. Năm 1889: Mikhail Dolivo-
Dobrovolsky chế tạo ra máy biến áp
3 pha đầu tiên.
Ngày nay máy biến áp được sản xuất với nhiều chủng loại khác nhau:
5. B. TÌM HIỂU CHUNG MÁY BIẾN ÁP
I. ĐỊNH NGHĨA:
Máy biến áp là một thiết bị điện từ
tĩnh, hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng
điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều
mà không làm thay đổi tần số của nó.
6. II. CẤU TẠO MÁY BIẾN Vỏ máy
ÁP (nếu có)
Cuộn Mạch từ
dây (lõi sắt)
Cuộn Cuộn
sơ cấp thứ cấp
7. 1. MẠCH TỪ (LÕI THÉP):
Dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để mạch quấn dây
quấn.
Được làm bởi các lá thép kỹ thuật điện mỏng có chiều dày 0,1-
0,5mm ghép lại.
8. 2. CUỘN DÂY:
Cuộn dây có nhiệm vụ: tăng giảm điện áp.
Cuộn dây nối với nguồn điện được gọi là cuộn sơ cấp, cuộn
còn lại nối với tải tiêu thụ là cuộn thứ cấp.
Cuộn dây thường được làm bằng đồng hoặc nhôm.
Dây quấn trong cuộn dây phải cách điện với nhau và với lõi
thép.
9. 3. VỎ MÁY:
Công dụng: bảo vệ các phần tử bên trong.
Vỏ của máy biến áp thường được làm bằng làm nhựa, bằng gỗ,
bằng thép, bằng gang hoặc tôn mỏng.
10. III. PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP
Máy biến áp có thể phân làm nhiều loại khác nhau dựa vào:
╘ Cấu tạo: máy biến áp 1 pha và máy biến áp 3 pha.
╘ Chức năng: máy tăng áp hay máy hạ áp.
╘ Cách thức cách điện
╘ Công suất hay hiệu điện thế: máy biến áp cỡ lớn, cỡ vừa và cỡ
nhỏ.
11. IV. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự
biến thiên từ thông trong hai cuộn. Gọi từ thông này là: = 0cosωt
- Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là : 1 = N1 0cosωt
và 2 = N2 0cosωt
- Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng 2 có biểu
thức: 2 = N2ω 0sinωt
Từ đó ta thấy nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện
tượng cảm ứng điện từ.
12. V. KHẢO SÁT MÁY BIẾN ÁP
⃰ Gọi N1, N2 là số vòng của cuộn sơ cấp và thứ cấp.
⃰ Gọi U1, U2 là hiệu điện thế hiệu dụng 2 đầu cuộn sơ cấp và thứ
cấp.
⃰ Gọi I1, I2 là cường độ dòng điện hiệu dụng của 2 đầu cuộn sơ cấp
và thứ cấp.
Người ta chứng minh được:
Nếu:
k > 1 máy biến áp hạ áp
k < 1 máy biến áp tăng áp
K=1 máy biến áp an toàn
13. VI. ỨNG DỤNG
MBA được dùng chủ yếu trong truyền tải và phân phối điện
năng.
Ngoài ra, MBA còn được sử dụng trong lò nung (máy biến áp
lò), trong các thiết bị đo lường, làm nguồn cho các thiết bị điện
tử,....
14. C. TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG
MÁY BIẾN ÁP
I. Xác định công suất
II. Số vòng dây của cuộn dây
III. Tính đường kính dây quấn
IV. Tính diện tích cửa sổ lõi thép
15. I. Công suất
Công thức xác định công suất máy
biến áp cỡ nhỏ:
III. Đường kính dây quấn
S 1, 2 P S = (πd2 )/4
Trong đó: Đường kính dây quấn sơ cấp:
S: tiết diện lõi sắt (cm2) 4 S1
d1
P: công suất của máy biến áp
II. Số vòng dây của cuộn dây Đường kính dây quấn thứ cấp:
V = 4,44.10-8 .N.B.f.S
4S2
Trong đó: d2
V: điện áp đặt vào cuộn biến áp (volt)
N: số vòng cuộn dây của biến áp Trong đó:
B: cảm ứng từ S: tiết diện dây
f: tần số của dòng điện sử dụng d: đường kính dây
S: tiết diện lõi sắt từ (cm2)
16. Ví dụ: Tính số vòng dây cần quấn với: S =
5.75 cm2, U1 = 220 V, U2 = 12 V.
Giải: -Ta có: số vòng ứng với mỗi volt:
45 45
n = = = 7.83 (vòng/volt)
S 5.75
Số vòng dây cần quấn ở cuộn sơ cấp:
7.83 x 220 = 1722 (vòng);
Số vòng dây cần quấn ở cuộn thứ cấp:
7.83 x 12 = 94 (vòng);
17. Ví dụ: Ta đo được diện tích lõi sắt từ S=
5.75cm2 , U1 = 220 V, U2 = 12V. Tìm đường kính
dây quấn ở cuộn sơ cấp và thứ cấp.
Giải:
- Slõi sắt = 5.75cm2
=> P = (S/1,2)2 = 23 W
- I1 = (P/ U1) = 23: 220 = 0.10 A
- I2 = (P/ U2) = 23 : 12 = 1.92 A
- Sdây quấn = 1mm2 I= 3 (A)
- => S1 = 0.033 mm2 => d1 =0.2 mm
S2 =0.640 mm2 => d2 = 0.9mm
18. IV. Tính diện tích cửa sổ lõi thép
Diện tích cửa sổ:
Scs = h.c
19. D. KĨ THUẬT QUẤN MÁY BIẾN ÁP
I. Những vật dụng cần thiết:
Khuôn cách điện
Dây quấn
Vật liệu dùng làm mạch từ
Vật liệu cách điện
Dây nối
20. 1. Khuôn cách điện:
Khuôn cách điện nhằm mục đích cách điện
giữa cuộn dây và mạch từ, còn làm sườn
cứng để định hình cuộn dây.
Khuôn được làm bằng vật liệu catton cứng
như giấy cách điện presspahn hoặc bằng
chất dẻo chịu nhiệt.
2. Vật liệu dùng làm mạch từ:
Lá thép mỏng và dẻo là tốt.
Bề dày của lá thép là 0.10 mm -0.15 mm -0.20
mm-0.25mm -0.39 mm -0.40mm -0.5 mm.
Lá thép thông dụng nhất gồm 2 phần: 1 phần
chữ E và 1 phần chữ I rồi ghép lại thành một
khung vuông để quấn 1 máy biến áp.
21. 3. Dây quấn:
Loại dây cotton: Loại dây bọc
bằng lớp tơ tự nhiên hay nhân tạo
hoặc bằng vải sợi.
Loại dây e-may: Là loại dây được
tráng lớp sơn vecni bên ngoài.
•Loại dây e-may được dùng rất
nhiều để quấn MBA nhỏ.
• Ưu điểm: ít hút ẩm và có thể chịu
ở nhiêt độ cao.
4. Vật liệu cách điện:
Có 2 loại giấy dầu và giấy bồi.
Giấy dầu cũng như giấy bồi chia loại dày mỏng khác nhau.
Bề dày của giấy từ 0.10 mm – 0.20 mm- 0.30 mm – 0.4 mm-0.5 mm
nghĩa là 10% của 1ly và ½ ly.
22. II. Các bước tiến hành
a
1. Làm khuôn: b
+ Làm thân khuôn: Phần thân khuôn
có dạng hình hộp chữ nhật, và
có kích thước a, b, h như hình
vẽ. h
Bước1: Đo và vạch các kích thước a, b, h trên giấy.
h a
b
1 5
23. Bước 2: làm lì các đường giao.
Lấy thước hoặc bút gạch các đường giao nhau cho
“lì” để dễ gấp các cạnh khuôn.
h a
b
1 5
Bước 3: gấp và dán 1 với 5
2
h
b 5
h 1
1 a
b
a
24. + Làm má khuôn:
Bước 1: cắt má khuôn
Bước 2: Đo và kẻ các kích thước a, c, b như hình vẽ
Bước 3: Nối và cắt hai đuờng chéo
Bước 4: Đục lỗ bắt dây
c b c
c
a
c
c
25. + Ráp khuôn: Gián phần thân khuôn với má khuôn
với nhau.
b
a
h Dùi lỗ
c
0v 48v
b
0v 6v
h
a
26. 2. Quấn dây:
Trong lúc quấn dây cố gắng
quấn dây cho thẳng và song
hàng với nhau.
Cứ hết mỗi lớp dây lại lót
giấy cách điện.
Đối với dây quá bé (d< 0,15
mm) có thể quấn suốt không
cần giấy cách điện giữa các
lớp. Chỉ cần lót cách điện kĩ
giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp.
