quan may bien ap 1 pha 220v ha ap 3v,6v,12v

quan may bien ap 1 pha 220v ha ap 3v,6v,12v

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN QUẤN LẠI MÁY BIẾN ÁP 1 PHA U 1 =220V ,U 2 =

3V,6V,12V.

3.1 Tính toán và thi t k b qu n dây cho máy bi n áp 1 pha ết kế bộ quấn dây cho máy biến áp 1 pha ết kế bộ quấn dây cho máy biến áp 1 pha ộ quấn dây cho máy biến áp 1 pha ấn dây cho máy biến áp 1 pha ết kế bộ quấn dây cho máy biến áp 1 pha

3.1.1 Xác định công suất.

Công thức xác định công suất máy biến áp cơ nhỏ

S2 = I2 x U2 = 12 x 1 = 12 (V/A)

Vậy công suất máy biến áp cần chế tạo Sđm = I2 x U2

3.1.2 Số vòng của cuộn dây

V=4,44 10-8.N.B.f.S → N=

V

4,44 10−8.f S

Trong đó

V: Điện áp đặt vào cuộn biến áp (V)

N: Số vòng cuộn dây của biến áp

B: Cảm ứng từ

f : Tần số của dòng điện sử dụng

S: Tiết diện của lõi thép (cm2)

3.1.3 Đường kính dây quấn

- Đường kính dây sơ cấp

d1 = √4 S1

π

- Đường kính dây thứ cấp

d2 = √4 S2

π

Trong đó:

S: Tiết diện dây

d : Đường kính dây

3.2.Phương pháp tính toán quấn lại máy biến áp 1 pha

3.2.1 Kiểm tra diện tích cửa sổ lõi thép

Diện tích quy vuông của mỗi vòng dây quấn.Sd = d2

+Tiết diện dây quấn chiếm chỗ là:

Sba = Ssc + Stc =n1.d1 + n2.d2

- Tiết diện quy vuông của cuộn sơ cấp: Ssc=n1 d12

n1: Số vòng dây quấn cuộn sơ cấp

d1: Đường kính dây sơ cấp

-Tiết diện quy vuông của cuộn thứ cấp: Stc = n2 d22

n2: Số vòng dây quấn cuộn thứ cấp

d2: Đường kính dây thứ cấp

3.3 Tính chọn mạch từ:

Kích thước và chất lượng lõi thép quyết định việc truyền tải công suất từ bên

sơ cấp sang bên thứ cấp Lõi càng lớn thì khả năng truyền đạt công suất càng lớn và Lõi của máy biến áp thường được ghép bằng lá thép kỹ thuật điện dày từ 0,1-0,2

mm với máy biến áp âm tần và từ 0,35-0,5mm với máy biến áp điện lực ,thực tế thường gọi loại thép noày là tôn silic (hàm lượng silic là 4%) Bề mặt của lá thép phủ một lớp sỏi cách điện để chống dòng fucô Lõi thép của máy biến điện lực thường được chế tạo kiểu chữ nhật 2 cửa sổ (chữ E)

Hình 3.1: Lõi thép máy biến áp Hình chữ E

Trong đó :

a : Độ rộng của bản

h : Chiều cao cửa sổ

b : Chiều dày xếp thép a/2 : Độ rộng chữ I

c : Độ rộng của sổ Tuy nhiên trong thực tế khó tìm được 1 bộ lõi thép thỏa mãn các chỉ tiêu này mà thường chỉ đạt được 1 số chỉ tiêu độ rộng bản (a) gấp đôi đọ rộng chữ I (a/2) với P= 12(w)

Ta có :Sci=1,2 √ P =1,2 √12 ¿ 4,16 cm2

Sci=ks.St

ks ¿ 1 hệ số ép chặt lõi thép từ ( 0,7 ¿ 0,9 )

Đối với thép ferit: ks=1

Vì lõi thép ta chọn là lõi thép ferit do đó ks=1

→ Sci= St =a.b= 4,16 mặt ¿ b=3a → Sci=3a2 ⇒ a=√4,163 ¿ 1,2 (cm)

c =0,8a = 0,8 x 1,2 = 0,96 (cm)

Tuy nhiên trong thực tế ta ko tìm được 1 bộ lõi có các thông số như trên mà chỉ có các thông số gần như trên là lõi thép E4 nên ta có thể dùng lõi E 4 cho bộ máy biến

áp này

Từ các thông số tính toán ta có hình dạng, kích thước của lõi thép:

L = 3.a+2.c = 3 x 1,2 + 2 x 0,96 = 5,52 (cm) là chiều rộng của lõi thép

h t = h +2.a = 2,4 + 2 x 1,2 = 4,8 (cm) là chiều cao của lõi thép

(do ta sử dụng lõi chữ EI nên đường kích gông bằng đường kính trụ)

b,

=

b

k t =0,953,6 = 3,79 (cm) là chiều dày thực tế của lõi thép đã kể đến cách điện

* Số lá thép cần thiết là:

Có b = 3,6 (cm) = 36 (mm) và một lá dày 0,6 (mm)

=> số lá thép =

b

3.3.1 Tính toán số vòng dây

Muốn tính toán số vòng dây cho cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của máy biến áp phải trải qua đại lượng trung gian là “số vòng /1 v ” là số vòng phải quấn cho một vôn điên áp vào và một vôn điện áp ra

Việc tính này theo công thức thực nghiệm

W=

N B

S ci

W – số vòng trên 1 vôn điện áp

Sci – thiết diện có ích của lõi thép

N – hệ số lõi N lấy từ 40 đến 60 tùy theo chất lượng lõi thép

B – cảm ứng từ

Kinh nghiệm cho thấy những lõi thép có chất lượng cao là lõi có là mỏng ,bẻ dễ gẫy , khi cắt bằng kéo vết cắt bị xé rách theo nhiều hướng khác nhau chứ k theo ý định của người cắt Với lõi này chỉ cần lấy N=45 là biến áp có thể hoạt động tốt Với tôn silic của Liên Xô –Trung Quốc và một số nước đông âu nên chọn N=50 Để điện áp

chạy không bị nóng ta thường chọn N lớn hơn một cấp do đó với (N=45) thì hệ số

cảm ứng từ B=1 nên

W = 45 ×14,16 = 10,82 (vòng / 1v )

- Số vòng dây sơ cấp :

n1=U1.W= 220 x 10,82 = 2379 (vòng)

-Số vòng dây cuộn thứ cấp :

n2=(U2+10% x U2) x w

-Điện áp ra 3 (V)

n2’= (3 +10% x 3) x 10,82= 36 (vòng )

-Điện áp ra 6 (V)

n2’= (6 + 10% x 6) x 10,82= 71 (vòng )

-Điện áp ra 12 (V)

n2= (12+10% x 12) x 10,82 = 143 (vòng )

Sở dĩ phải cộng thêm 10%.U2 là phải cộng thêm lượng sụt áp của cuộn dây thứ cấp khi có tải

3.3.2 Tính chọn đường kính dây và loại dây

Đường kính dây cuộn sơ cấp phụ thuộc vào dòng điện sơ cấp còn đường kính dây cuộn thứ cấp phụ thuộc vào dòng thứ cấp

Ta có :

P1= 1,2.P2 = 1,2 x 12 = 14,4 (w)

P1= I1.U1 → I1 =14,4220 = 0,07 (A) dòng thứ cấp

Đầu ra 3V

I2 =

P2

14,4

Đầu ra 6V

I2 =

P2

14,4

Đầu ra 12 V :

I2 =

P2

14,4

Dòng điện sơ cấp

-Đường kính dây

d = 1,13 √ΔII I

Với ΔII mật độ dòng điện chạy trong dây dẫn lấy từ (2,5 ¿ 3,5 )A/mm2

nhiệt độ của dây dẫn trong khoảng cho phép với công suất S= 150VA ta chọn

ΔII = 3 ( A/mm2 ) là phù hợp nhất

Biết dòng điện chạy qua cuộn dây rồi ta dễ dàng tìm được đường kính dây cỡ dây của các cuộn dây như sau :

d1=1,13 √ I1

ΔII =√0,073,5 = 0,2 (mm)

-Đường kính cuộn dây thứ cấp :

-Điện áp ra 3 V

d2=1,13 √ I2

ΔII =1,13 √4,83,5 = 1,3 (mm)

-Điện áp ra 6 V

d2’=1,13 √I2

ΔII =1,13√2,43,5 = 0,9 (mm)

-Điện áp ra 12 V

d2=1,13 √ I2

ΔII =1,13√1,23,5 = 0,6 (mm)

3.4 Kiểm tra diện tích cửa sổ

- -Loại dây quấn cho máy biến áp cỡ nhỏ thường là dây Ê may

+ Tiết diện dây quấn chiếm chỗ là :

Sba=Ssc+Stc=n1.d12 + n2.d22 =2379 x 0,22 + 250 x 1,32 = 517,66(mm2)

-Tiết diện quy vuông của cuộn sơ cấp

Ssc=n1.d12= 2379 x 0,22 = 95,16 (mm2)

- Tiết diện quy vuông của cuộn dây thứ cấp

Stc= n2 ¯d2 = 233,3 (mm2 ); với ¯d2 =1,3+0,9+0,6

- Diện tích cửa sổ :

Scs= h.c= 0,96 x 2,4 = 2,304 (cm2)

So sánh kết quả tính toán Scsvới kết quả thực tế dây dẫn chiến chỗ Sba thì dây quấn vào được hết cửa sổ => diện tích cửa sổ mà ta chọn là đảm bảo

3.5 Tính toán khối lượng đồng và khối lượng thép

Từ hình dáng và các kích thước của lõi thép,số vòng và tiết diện của dâyquấn ta có

thể tính toán được khối lượng của thép và đồng

3.3.1 Khối lượng thép:

Áp dụng công thức: G T =St l t γ t 10 −4

Trong đó:

St là diện tích trụ thép (cm 2 )

ℓt = 4T + 2h + 1,5a = 4 x 3,6 + 2 x 2,4 + 1,5 x 1,2= 21 (cm)

γt = 7,8 kg/dm3 là khối lượng riêng của thép

3.6 Kiểm tra,thử nghiệm sản phẩm tại phòng 205B1

- Đo thử cuộn sơ và thứ , kiểm tra chập chạm giữa các cuộn dây với nhau , giữa

các cuộn day với vỏ máy

- Kiểm tra độ cách điện giữa các cuộn dây và vỏ máy

+Thí nghiệm máy biến áp

-khi không có tải với nguồn:

U1= …… (V)

-khi có tải với nguồn:

-Khi ngắn mạch với nguồn: