Nội dung tìm hiểu linh kiện Điện tử (electric components)

Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ.. Máy biến áp đóng vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống điện, cụ thể: Truyền tải điện năng:

TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

KHOA ĐIỆN TỬ

MÔN HỌC

KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

MÃ HỌC PHẦN: ET2012

Giảng viên: TS Phạm Phúc Ngọc

Hà nội, 2024

THÔNG TIN CÁ NHÂN

Số điện thoại liên lạc 0902161359

Ảnh đại diện:

(Để ảnh rõ mặt)

Bài tập (20/09/2024)

NỘI DUNG: Tìm hiểu linh kiện điện tử (electric components)

Tham khảo các linh kiện tại

https://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_component#:~:text=An%20electronic

%20component%20is%20any,electrons%20or%20their%20associated

%20fields.&text=Electronic%20components%20have%20a%20number%20of

%20electrical%20terminals%20or%20leads.

Gợi ý: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm, Pin, biến áp, LED, diode, transitor…

Các nội dung có thể thực hiện:

 Topic 1: Tìm hiểu đặc điểm, cấu tạo chức năng, ý nghĩa của linh kiện, phân loại và ứng dụng của nó

 Topic 2: Các thông số kỹ thuật của linh kiện (specs, datasheet )

 Topic 3: Phương pháp đo thông số hoặc kiểm tra hoạt động của linh kiện (Mô tả các bước đo, kiểm tra)

Yêu cầu:

 Viết báo cáo bản word (10 -15 trang)

 Hạn nộp báo cáo 24/09/2024

Topic 1

Phần 1: Giới thiệu chung

1)Định nghĩa máy biến áp: Máy biến áp là gì? Vai trò của máy biến áp trong hệ

thống điện

Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ

Chức năng chính của máy biến áp là biến đổi điện áp và dòng điện xoay chiều từ một mức này sang mức khác, đồng thời giữ nguyên tần số

Máy biến áp đóng vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống điện, cụ thể:

Truyền tải điện năng:

o Tăng áp: Để giảm tổn hao điện năng trên đường dây truyền tải, người ta sử

dụng máy biến áp tăng áp tại các nhà máy điện Điện áp càng cao thì dòng

điện chạy qua dây dẫn càng nhỏ, do đó giảm thiểu tổn hao năng lượng dưới dạng nhiệt

o Hạ áp: Sau khi truyền đi xa, điện áp cao sẽ được hạ xuống các mức điện áp

thấp hơn để phù hợp với nhu cầu sử dụng của các hộ gia đình, công nghiệp

 Phân phối điện năng:

Máy biến áp phân phối giúp phân phối điện năng từ trạm biến áp đến các khu vực tiêu thụ khác nhau

 Điều chỉnh điện áp:

Máy biến áp giúp ổn định điện áp, đảm bảo các thiết bị điện hoạt động ổn định và hiệu quả

 Cách ly:

Máy biến áp có khả năng cách ly các mạch điện, đảm bảo an toàn cho người vận hành

 Ứng dụng trong các thiết bị điện: Máy biến áp được sử dụng rộng rãi trong các

thiết bị điện như máy tính, tivi, tủ lạnh, máy biến áp hàn

 Lịch sử phát triển: Quá trình hình thành và phát triển của máy biến áp.

NămSự kiện quan trọng1831Michael Faraday phát hiện hiện tượng cảm ứng điện từ1884Ra đời máy biến áp đầu tiên (ZBD Transformer)1889Máy biến áp ba pha đầu tiên1891Máy biến áp Tesla

 Ý nghĩa của máy biến áp: Tại sao máy biến áp lại quan trọng trong cuộc sống

hiện đại.(là một phát minh vĩ đại sửa dụng trong nhiều thiết bị phục vụ đời sống con người)

Phần 2: Cấu tạo của máy biến áp

Các bộ phận chính:Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh có vai trò quan trọng trong hệ thống điện Nó bao gồm các bộ phận chính sau:

 1 Lõi thép

 Chất liệu: Lõi thép thường được làm từ các lá thép kỹ thuật điện có tính từ thẩm

cao Các lá thép này được cách điện với nhau bằng một lớp sơn mỏng để giảm thiểu dòng điện Foucault và tổn hao do dòng điện xoáy gây ra

 Cấu tạo: Lõi thép được ghép thành các trụ và gông để tạo thành một mạch từ kín

Các lá thép được xếp chồng lên nhau và cách điện với nhau để giảm thiểu dòng

điện Foucault

 Chức năng: Lõi thép có vai trò dẫn từ thông, tạo ra một đường dẫn từ kín cho từ

thông sinh ra bởi dòng điện chạy trong các cuộn dây

 2 Dây quấn

 Chất liệu: Dây quấn thường được làm bằng đồng hoặc nhôm, đây là những vật

liệu dẫn điện tốt

 Cách quấn: Dây quấn được quấn quanh các trụ của lõi thép Có nhiều cách quấn

khác nhau, tùy thuộc vào loại máy biến áp và yêu cầu kỹ thuật

 Số vòng dây: Số vòng dây của mỗi cuộn dây quyết định đến điện áp cảm ứng trên

cuộn dây đó Tỷ số giữa số vòng Lõi thép thường được làm từ các lá thép kỹ thuật

điện có tính từ thẩm cao Các lá thép này được cách điện với nhau bằng một lớp sơn mỏng để giảm thiểu dòng điện Foucault và tổn hao do dòng điện xoáy gây ra Lõi thép được ghép thành các trụ và gông để tạo thành một mạch từ kín Các lá thép được xếp chồng lên nhau và cách điện với nhau để giảm thiểu dòng điện Foucault

Lõi thép có vai trò dẫn từ thông, tạo ra một đường dẫn từ kín cho từ thông sinh ra bởi dòng điện chạy trong các cuộn dây

 Dây quấn thường được làm bằng đồng hoặc nhôm, đây là những vật liệu dẫn

điện tốt.

Dây quấn được quấn quanh các trụ của lõi thép Có nhiều cách quấn khác nhau, tùy thuộc vào loại máy biến áp và yêu cầu kỹ thuật

Số vòng dây của mỗi cuộn dây quyết định đến điện áp cảm ứng trên cuộn dây đó Tỷ áp

 dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp chính là hệ số biến áp.

 Chức năng: Dây quấn có nhiệm vụ tạo ra từ trường và cảm ứng điện áp trên các

cuộn dây khác

 3 Vỏ máy

 Chất liệu: Vỏ máy thường được làm bằng thép hoặc hợp kim nhôm.

 Chức năng: Vỏ máy có tác dụng bảo vệ các bộ phận bên trong máy biến áp khỏi

tác động của môi trường bên ngoài, đồng thời cung cấp một khung vững chắc cho máy biến áp

 Các bộ phận khác

 Hệ thống làm mát: Máy biến áp thường được trang bị hệ thống làm mát để giảm

nhiệt độ làm việc, tăng tuổi thọ của máy Hệ thống làm mát có thể là làm mát bằng không khí tự nhiên, bằng quạt gió hoặc bằng dầu

 Chân nối: Chân nối dùng để kết nối máy biến áp với các thiết bị khác trong hệ

thống điện Chân nối có thể là chân nối bằng đồng hoặc nhôm

 Hình ảnh minh họa cấu tạo máy biến áp:



 Lưu ý: Cấu tạo chi tiết của máy biến áp có thể thay đổi tùy thuộc vào loại máy

biến áp, công suất và ứng dụng

 Phân loại theo cấu tạo: Máy biến áp một pha, ba pha, máy biến áp có lõi thép

liên tục, máy biến áp có lõi thép ghép

Phần 3: Nguyên lý hoạt động

 Hiện tượng cảm ứng điện từ: Giải thích chi tiết hiện tượng cảm ứng điện từ.

Hiện tượng cảm ứng điện từ là nền tảng hoạt động của máy biến áp

 Khi một từ trường biến thiên đi qua một mạch kín, trong mạch đó sẽ xuất

hiện một suất điện động cảm ứng và do đó sinh ra một dòng điện cảm ứng.

Điều này có nghĩa là, khi một từ trường thay đổi theo thời gian (tăng hoặc giảm) đi qua một cuộn dây, sẽ xuất hiện một hiệu điện thế cảm ứng giữa hai đầu cuộn dây

đó Hiệu điện thế cảm ứng này sẽ tạo ra một dòng điện cảm ứng chạy trong mạch kín

 Nguyên lý hoạt động của máy biến áp: Mô tả quá trình biến đổi điện áp dựa trên

hiện tượng cảm ứng điện từ

  Tạo từ trường: Khi đặt một điện áp xoay chiều vào cuộn dây sơ cấp, dòng điện

xoay chiều sẽ chạy qua cuộn dây này, tạo ra một từ trường biến thiên

  Từ thông liên kết: Từ trường này sẽ đi qua lõi thép và liên kết với cả cuộn dây

sơ cấp và cuộn dây thứ cấp

  Cảm ứng điện áp: Sự biến thiên của từ trường trong lõi thép sẽ gây ra hiện

tượng cảm ứng điện từ ở cả hai cuộn dây Điều này có nghĩa là, trên cuộn dây thứ cấp sẽ xuất hiện một suất điện động cảm ứng và do đó sinh ra một dòng điện cảm ứng

  Biến đổi điện áp: Điện áp cảm ứng trên cuộn dây thứ cấp có giá trị phụ thuộc

vào số vòng dây của cuộn dây đó và số vòng dây của cuộn dây sơ cấp

 Các đại lượng đặc trưng: Điện áp sơ cấp, điện áp thứ cấp, dòng điện sơ cấp,

dòng điện thứ cấp, số vòng dây, hệ số biến áp

  Điện áp sơ cấp (U1): Điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp.

  Điện áp thứ cấp (U2): Điện áp xuất hiện trên cuộn dây thứ cấp.

  Dòng điện sơ cấp (I1): Dòng điện chạy qua cuộn dây sơ cấp.

  Dòng điện thứ cấp (I2): Dòng điện chạy qua cuộn dây thứ cấp.

  Số vòng dây sơ cấp (N1): Số vòng dây của cuộn dây sơ cấp.

  Số vòng dây thứ cấp (N2): Số vòng dây của cuộn dây thứ cấp.

  Hệ số biến áp (k): Tỷ số giữa số vòng dây của cuộn thứ cấp và số vòng dây của

cuộn sơ cấp

Phần 4: Chức năng của máy biến áp

 Biến đổi điện áp: Tăng áp, giảm áp.

 Cách ly các mạch điện: Ngăn cách các mạch điện có điện áp khác nhau.

 Điều chỉnh điện áp: Sử dụng máy biến áp tự ngẫu để điều chỉnh điện áp.

 Các chức năng khác: Chống nhiễu, lọc sóng dài

Phần 5: Phân loại máy biến áp

 Phân loại theo công dụng: Máy biến áp hạ áp, tăng áp, phân phối, đo lường, hàn,

lò nung

 Phân loại theo cách làm mát: Máy biến áp tự thông gió, máy biến áp thông gió

cưỡng bức, máy biến áp ngâm dầu

 Phân loại theo kết cấu: Máy biến áp vỏ bọc khô, máy biến áp ngâm dầu

Phần 6: Ứng dụng của máy biến áp

 Trong các hệ thống điện năng: Nhà máy điện, trạm biến áp, đường dây truyền

tải, các thiết bị điện gia dụng

 Trong các ngành công nghiệp: Điện tử, tự động hóa, luyện kim, hóa chất

 Trong các thiết bị điện: Máy tính, tivi, tủ lạnh, máy điều hòa

Phần 7: Đặc tính và các thông số kỹ thuật

 Đường đặc tính: Đường đặc tính từ hóa, đường đặc tính ngắn mạch.

 Các thông số kỹ thuật:

 Tần số định mức (f): Tần số của điện áp nguồn Đơn vị: Hz.

 Hệ số biến áp (k): Tỷ số giữa điện áp hiệu dụng của cuộn thứ cấp và điện áp hiệu

dụng của cuộn sơ cấp khi không tải

 Nhóm nối: Cách thức nối các pha của các cuộn dây trong máy biến áp ba pha.

 Độ cách điện: Khả năng chịu điện áp cách điện của máy biến áp.

 Mức độ bảo vệ: Độ bảo vệ của máy biến áp khỏi các tác động bên ngoài (ví dụ:

bụi, nước)

 Nhiệt độ làm việc cho phép: Nhiệt độ cao nhất cho phép của các bộ phận trong

máy biến áp

 Ý nghĩa của các thông số kỹ thuật

 Các thông số định mức: Xác định điều kiện làm việc bình thường của máy biến

áp

 Tổn hao: Ảnh hưởng đến hiệu suất và độ nóng của máy biến áp.

 Hiệu suất: Đánh giá khả năng chuyển hóa năng lượng của máy biến áp.

 Việc hiểu rõ các đặc tính và thông số kỹ thuật của máy biến áp là rất quan

trọng để:

 Chọn đúng loại máy biến áp: Đảm bảo máy biến áp hoạt động ổn định và hiệu

quả trong hệ thống điện

 Vận hành và bảo dưỡng máy biến áp: Đảm bảo tuổi thọ và độ tin cậy của máy

biến áp

 Phân tích sự cố: Xác định nguyên nhân gây ra sự cố và đưa ra giải pháp khắc

phục

Phần 8: Các vấn đề liên quan

 Lỗi thường gặp và cách khắc phục: Quấn dây bị cháy, lõi thép bị hở, dầu cách

điện bị nhiễm bẩn

 An toàn khi sử dụng máy biến áp: Các biện pháp đảm bảo an toàn.

 Xu hướng phát triển: Máy biến áp thông minh, máy biến áp mini hóa