Tính toán máy biến áp và cuộn cảm cho bộ biến đổi công suất

Tài liệu hướng dẫn tính toán máy biến áp, cuộn cảm cho bộ biến đổi công công suất từ thông số yêu cầu được cho trước. Trong tài liệu có hưỡng dẫn chi tiết các công thức tính toán, cách lựa chọn lõi máy biến, tính toán số vòng dây cuộn thứ cấp và sơ cấp của máy biến áp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Tính toán lựa chọn máy biến áp và cuộn cảm cho bộ biến

đổi công suất từ thông số yêu cầu

1 Tinh toán lựa chọn máy biến áp

1.1 Yêu cầu thiết kế 1 máy biến áp

Thông số yêu cầu máy biến áp

Công suất tổng máy biến

áp

Dòng điện hiệu dụng sơ

cấp

Dòng điện hiệu dụng thứ

cấp

Điện cảm từ hoá máy

biến áp

Điện cảm rò máy biến áp

Bảng tham số yêu cầu thiết kế mba

1.2 Tính toán tham số và lõi máy biến áp

Bước 1: Lựa chọn hệ số cửa sổ máy biến áp K  u 0.3, mật độ từ thông hoạt động B 0.2, tần số hoạt động f s 40kHz, mật độ dòng điện dây quấn

2

3 /

J  A mm

Bước 2: Tính toán lựa chọn máy biến áp theo phương pháp hình học A p

4 _

(10 ) 2566 10

8.9(cm )

4 0.3 0.2 40000 300

t

p cal

f u ac s

P A

K K B f J



Trong đó Ku=4 là hệ số dạng sóng điện áp máy biến áp

Bước 3: Lựa chọn lõi biến áp có hệ số A p>A p cal_

* W

Trong đó A c là tiết diện mặt cắt lõi(cm2)

Walà diện tích cửa sổ lõi(cm2) Lựa chọn lõi EE55 với các tham số cơ bản như sau:

+Diện tích mặt cắt:

2

3.52

c

+Diện tích cửa sổ :

2

2

a

D E

F  cm

+ Độ dài mạch từ MPL = 12.3 cm:

Khối lượng lõi Wtfe = 219 grams

+Thể tích lõi: Thể tích Ve = 43470 mm3

+Vật liệu làm lõi là N87 có mật độ từ thông bão hoà là 0.32T

Kích thước lõi EE55

Thông số lõi EE55

Bước 4: Tính toán số vòng dây quấn và tiết diện dây quấn

-Số vòng dây quấn sơ cấp:

2

p

p

V

N

K B f



-Số vòng dây quấn thứ cấp:

*10

-Tiết diện dây quấn sơ cấp:

2

w ( )

50 16.6(mm ) 3

p

p B

I A

J

-Tiết diện dây quấn thứ cấp:

2 ws( )

10

3.3(mm ) 3

s B

I A

J

  

Bước 5: Tính toán khe hở không khí tối đa

7

3.52

6400*10

c g

L

A

A

Bước 6: Tính toán hệ số AL cần thiết để thoả mãn yêu cầu điện cảm từ hoá Với hệ số AL như vậy thì chọn khe hở không khí khoảng 1.2mm

2 Tính toán lựa chọn cuộn cảm cộng hưởng

2.1 Yêu cầu thiết kế 1 cuộn cảm cộng hưởng

Công suất tổng của cuộn

cảm

Điện cảm cuộn cảm cộng

hưởng

2.2 Tính toán tham số và lõi cuộn cảm

Bước 1: Lựa chọn hệ số cửa sổ máy biến áp K  u 0.3, mật độ từ thông hoạt động B 0.2, tần số hoạt động f s 40kHz, mật độ dòng điện dây quấn

2

3 /

J  A mm

Bước 2: Tính toán lựa chọn máy biến áp theo phương pháp hình học A p

4 _

(10 ) 1250 10

4.3(cm )

4 0.3 0.2 40000 300

t

p cal

f u ac s

P A

K K B f J



Bước 3: Lựa chọn lõi biến áp có hệ số

p

A

> Ap cal_

Tương tự như lựa chọn lõi cho máy biến áp: Lựa chọn lõi EE55

Bước 4: Tính toán số vòng dây quấn cuộn cảm

4 4

2

p L

f ac c

V N

K B f



Bước 5: Tính toán hệ số AL cần thiết thoả mãn yêu cầu điện cảm cộng hưởng

6

8 2

0.3*10

7.5*10 4

m L

L A

N





Với hệ số AL như trên thì chọn khe hở không khí khoảng 0.7cm

Nếu với khe hở không khí như trên không được thì tăng số vòng dây và tăng khe hở lên

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] “Transformer and Induction design handbook”, Colonel Wm T.McLyman