Đề Cương Máy Điện Siêu Chi Tiết Full.docx

Chương Câu 1: Trình bày cấu tạo, hình dạng lõi thép máy biến áp vẽ sơ đồ kết cấu mạch từ máy biến áp pha Cấu tạo lõi thép: - Chức lõi thép: mạch từ máy biến áp, nhiệm vụ lõi thép dẫn từ thông nơi làm khung để đặt cuộn dây - Lõi thép ghép từ thép kỹ thuật điện định hình dạng chữ I, U, L, E có độ dầy từ (0,35 đến 0,5) mm, hai bề mặt sơn cách điện Hình dáng tiết diện lõi thép: Lưu ý: - Các thép ghép lại với ép chặt xà thông qua đinh ốc xiết chặt để giảm tiếng ồn máy công tác - Các thép ghép với cho khe khí nơi tiếp xúc nhỏ - Lõi thép máy biến áp đặt tên gồm có: Trụ từ (T) Gông từ (G) mô tả sau: + Trụ từ phần lõi thép dùng để đặt khung để quấn cuộn dây nơi sinh sức từ động: F = w.i mạch từ kín mạch sức từ động F sinh từ thông chạy mạch từ + Gông từ phần lõi thép dùng để khép kín từ thơng mạch từ Câu 2: Trình bày cấu tạo, hình dạng dây quấn máy biến áp kết cấu dây quấn máy biến áp pha Cấu tạo dây quấn máy biến áp - Chức dây quấn máy biến áp mạch điện với nhiệm vụ nhận lượng điện từ lưới điện vào nơi sinh nguồn điện cung cấp cho phụ tải - Dây quấn chế tạo chủ yếu kim loại đồng nhơm có tiết diện trịn chữ nhật, bọc cách điện sơn đặc biệt Êmay sợi cách điện • Lưu ý: Dây quấn có tiết diện nhỏ thường chế tạo với tiết diện trịn, cịn dây quấn có tiết diện lớn chế tạo với tiết diện chữ nhật - Kiểu quấn dây máy biến áp dây quấn kiểu tập trung nghĩa hai cuộn dây lồng vào dạng hình trụ đặt xen kẽ * Tên gọi dây quấn máy biến áp: - Dây quấn sơ cấp dây quấn nhận lượng điện xoay chiều cần biến đổi điện áp nguồn điện Ký hiệu đại lượng sơ cấp là: U1, I1,W1 - Dây quấn thứ cấp dây quấn đưa lượng điện biến đổi điện áp đến nơi tiêu thụ Ký hiệu đại lượng thứ cấp là: U2, I2, W2… Theo giá trị điện áp cuộn dây thường gọi: cuộn dây cao áp cuộn dây thấp áp Lưu ý: Cuộn cao áp cuộn sơ cấp thứ cấp; cuộn thấp áp cuộn sơ cấp thứ cấp - Phương pháp xếp cuộn dây với lõi thép: Các cuộn dây đồng tâm (lồng vào nhau) cuộn dây chia thành nhiều phần nhỏ đặt xen kẽ Theo quan điểm cách điện cuộn dây cao áp đặt ngoài, cuộn dây thấp áp đặt để dễ dàng cho việc cách điện với lõi Nếu theo quan điểm phát nhiệt cuộn có dịng điện lớn đặt ngồi, cuộn dây có dịng điện bé đặt (biến áp hàn)  Yêu cầu cuộn dây biến áp: - Tỏa nhiệt dễ dàng; - Có đủ độ bền học (chịu lực điện động, ngắn mạch xảy ra, chống va chạm); - Có đủ độ bền điện để chống tượng xuyên thủng phóng điện Câu 3: Vẽ sơ đồ kết cấu nguyên lý máy biến áp pha phân tích nguyên lý làm việc máy Nguyên lý làm việc máy biến áp pha  Sơ đồ nguyên lý biến áp pha trình bày hình sau: Trong đó: - Lõi thép - Cuộn sơ cấp có số vịng dây - Cuộn thứ cấp có số vịng dây Khi xét nguyên lý làm việc máy biến áp pha dựa vào hai chế độ - Chế độ không tải: đặt vào cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều định mức, cịn phía thứ cấp hở mạch - Chế độ có tải: đặt vào cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều định mức, cịn phía thứ cấp nối với phụ tải cho dòng điện hai phía khơng lớn giá trị định mức a Khi máy biến áp làm việc không tải(hở mạch thứ cấp) - Nếu đặt vào cuộn dây sơ cấp có số vịng dây w điện áp xoay chiều pha u1 có tần số f1, sinh dịng điện i1 chạy cuộn sơ cấp tạo sức từ động: F = F0 = w1.i1 sinh lõi thép từ thông sơ cấp Φ = Φ1 = Φ0, từ thông gọi từ thông không tải mơ tả hình vẽ sau: - Từ thơng Φ1 khép kín qua mạch từ máy biến áp móc vòng với hai cuộn w1 w2 từ thơng móc vịng với cuộn sơ cấp w1 y1 thứ cấp w2 y2 thì: y1 = w1.Φ1; y2 = w2.Φ1 - Ngồi sức từ động khơng tải F0 cịn sinh từ thơng móc vịng qua cuộn sơ cấp w1 khép kín qua khơng khí(hoặc dầu) gọi từ thơng tản sơ cấp Φt1 - Giả sử điện áp u1 đặt vào cuộn sơ cấp w1 hình sin từ thơng lõi thép biến thiên theo hàm sin là: Φ = Φ = Φm.sinωtt Trong đó: Φm biên độ từ thông; ωt = 2πff1 tần số góc - Khi từ thơng lõi thép biến thiên theo định luật cảm ứng điện từ, cuộn dây sơ cấp thứ cấp xuất sức điện động (sđđ) cảm ứng tính sau: + Suất điện động cuộn sơ cấp: =+ Suất điện động cuộn thứ cấp: =Trong giá trị hiệu dụng chúng là: b Khi máy biến áp làm việc có tải(nối với tải thứ cấp – dịng thứ cấp khác khơng) - Nếu cuộn dây thứ cấp (w2) nối với phụ tải cuộn dây w2 có dịng i2 chạy từ cuộn thứ cấp đến tải Như lượng điện truyền từ cuộn sơ cấp w sang cuộn thứ cấp w2 thông qua đường từ trường * Phân tích q trình điện từ: - Khi dịng điện i2 chạy cuộn thứ cấp, tương tự tạo từ thơng thứ cấp Φ2 móc vòng với cuộn w1 w2 ngược chiều với Φ1 - Khi có tải từ thơng lõi thép máy biến áp Φ gọi từ thông tổng hợp từ thông sơ cấp Φ từ thông thứ cấp Φ2 - Ngoài sức từ động thứ cấp dòng điện thứ cấp i sinh sinh từ thơng móc vịng qua cuộn thứ cấp khép kín qua khơng khí dầu gọi từ thông tản thứ cấp: Φt2 - Q trình điện từ mơ tả theo hình sau: Lưu ý: Các công thức suất điện động sơ cấp thứ cấp máy biến áp có tải từ trường Φ1 thay Φ y1 thay y Câu 5: Vẽ sơ đồ tương đương, viết phương trình nêu bước vẽ đồ thị véc tơ máy biến áp pha chế độ không tải Sơ đồ tương đương biến áp pha chế độ không tải  Khái niệm: Sơ đồ tương đương sơ đồ mạch điện để thay cho máy biến áp thực, mà cho thông số mạch điện đảm bảo trình lượng xảy máy biến áp thực  Sơ đồ tương đương máy biến áp pha biểu diễn sau: Trong đó: - điện kháng mạch từ hóa đặc trưng cho tạo thành từ thơng - điện kháng liên quan đến từ thông tản - điện trở cuộn dây sơ cấp - điện trở đặc trưng cho tổn hao thép Chú ý: Các thơng số ; ; hưởng lõi thép bão hồ ln số, cịn bị ảnh Phương trình biến áp pha chế độ không tải Từ sơ đồ tương đương theo định luật Kiếc Khốp thiết lập phương trình là: Trong đó: chia thành hai thành phần: dịng điện từ hóa lõi thép để sinh từ thơng dịng điện đặc trưng cho tổn thất lõi thép Đồ thị véc tơ biến áp pha chế độ không tải: Dựa vào sơ đồ tương đương phương trình máy biến áp chế độ không tải quy ước chiều đại lượng sơ đồ tương đương dựng đồ thị véc tơ sau: Các bước: Lấy vecto từ thơng làm chuẩn dịng điện Iµ trùng pha với nó, cịn dịng điện Ife vng pha với Tổng hợp lại đường Io tạo với vecto từ thông góc α Sức điện động E1 chậm pha so với từ thơng Ꝋ góc 90o Dựa vào pt cân điện áp, vẽ vecto –E1 lệch pha 180o so với Từ đầu mút vecto vẽ vecto R 1.Io song song với vecto Io Tiếp theo vẽ vecto j.Io.X1 vng góc với vecto Io, nối gốc tọa độ với vecto ta vecto U1 Nó tạo với dịng điện Io góc φo.o Chú ý: Thông thường sụt áp nội trở cuộn sơ cấp biến áp không tải chiếm khoảng 3% đến 5% điện áp định mức nên bỏ qua, đồng thời dịng tổn hao lõi thép bỏ qua, sơ đồ tương đương đồ thị véc tơ đơn giản sau: Câu 6: Vẽ sơ đồ tương đương, viết phương trình vẽ đồ thị véc tơ máy biến áp pha chế độ có tải Sơ đồ tương đương: * Các đại lượng quy đổi từ thứ cấp sơ cấp tính sau: - Số vịng dây thứ cấp quy đổi sơ cấp: - Suất điện động thứ cấp quy đổi sơ cấp: