Giao an nghề điện dân dụng (Chuơng 2: Máy biến áp)

Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền hơng2 C Một số vấn đề chung máy biến áp Máy biến áp Bài7- (Bài gồm tiết: tiết 16,17) Ngày soạn: 15/10/2008 a/ Mục tiêu học: kiến thức: - Nắm đợc khái niệm chung máy biến áp - Hiểu đợc công dụng,cấu tạo nguyên lý làm việc MBA Kĩ năng: - Làm đợc số loại tập MBA - Đọc đợc số liệu định mức MBA biết phân loại MBA Thái độ: - HS liên hệ thực tế để thấy đợc vai trò MBA truyền tải phân phối điện B/ Chuẩn bị giảng: - Nghiên cứu 7-SGK - Đọc tài liệu tham khảo liên quan đến giảng - Vật mẫu: Lá thép kỹ thuật điện(lõi thép) c/ Tiến trình dạy: Tiết 16 - kháI niệm chung máy biến áp 1/ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số lớp học 2/Kiểm tra cũ: Câu hỏi: Trình bày cách sử dụng vạn kế để đo điện trở? 3/Đặt vấn đề vào mới: Trong sống sinh hoạt nh sản xuất,chúng ta hay gặp MBA.Vậy MBA có công dụng gì? Có loại MBA nào? Cấu tạo nguyên lý làm việc MBA sao?Chúng ta hÃy nghiên cứu 4/Nội dung giảng mới: Hoạt động 1: (12phút) Tìm hiểu công dụng máy biến áp Hoạt động GV HS Nội dung *GV đặt câu hỏi: I/ Khái niệm chung máy biến áp: +Để biến đổi điện áp dòng điện 1.Công dụng: xoay chiều từ điện ¸p cao xng ®iƯn - M¸y biÕn ¸p cã vai trò quan trọng không áp thấp ngợc lại,ta dùng loại máy thể thiếu truyền tải phân phối điện nào? điện (Máy biến áp) +Em hay gặp MBA đâu? *Sơ đồ hệ thống truyền tải phân phối ( Truyền tải phân phối điện năng) điện năng: +Em hÃy giải thích cần có MBA tăng áp đầu đờng dây MBA hạ áp cuối đờng dây? (*Phải có MBA đầu đờng dây vì: Chú dẫn: - Cùng công suất truyền tải đ1.Máy phát điện ờng dây,nếu tăng điện áp dòng điện 2.MBA tăng áp giảm,từ giảm tiết diện dây 3.Đờng dây truyền tải dẫn,dẫn tới hạ giá thành đờng dây tải 4.MBA hạ điện 5.Các hộ tiêu thụ - Khoảng cách xa cần điện Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền áp cao.Hiện nay,đẻ truyền tải điện công suất lớn xa,ngời ta phải dùng hệ thống đờng dây tải ®iƯn cã ®iƯn ¸p cao: 35; 110; 220 ; 400; 500KV.Song thực tế máy phát có khả phát điện từ đến 21 KV Vì phải có MBA tăng áp đầu đờng dây truyền tải *Phải có MBA hạ áp cuối đờng dây vì: Các hộ tiêu thụ thờng yêu cầu điện áp thấp từ 0,2 đến 0,6KV) - Máy biến áp đợc dùng công nghiệp(nh hàn điện ),trong đời sống gia đình,trong kĩ thuật điện tử(ghép nối tín hiệu tầng khuếch đại lọc,làm nguồn cho thiết bị điện,điện tử nh biến áp loa,biến áp trung tần ) Hoạt động 2: (8phút) Tìm hiểu định nghĩa máy biến áp Hoạt động GV HS Nội dung *GV nêu định nghĩa MBA vẽ kí hiệu 2.Định nghĩa máy biến áp: sơ đồ MBA lên bảng - Máy biến áp thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lí cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp xoay chiều khác nhng giữ nguyên tần số - Trong vẽ sơ đồ điện,MBA đợc ký hiƯu nh sau: U1 U2 hc *GV hái: - Cn dây nối với nguồn gọi cuộn dây + Theo em cuộn dây cuộn dây sơ sơ cấp kí hiệu đại lợng U1, I1, N1,P1 cấp,cuộn dây cuộn dây thứ cấp? - Cuộn dây nối với tải gọi thứ cấp kí hiệu đại lợng U2, I2, N2, P2 Tìm hiểu số liệu định mức MBA Hoạt động GV HS Nội dung *GV diễn giải: 3/ Các số liệu định mức MBA: Các số liệu định mức MBA quy a)Dung lợng hay công suất đinh mức Sđm: Là công suất toàn phần(hay biểu định điều kiện kỹ thuật MBA,do nhà máy chế tạo quy định thờng ghi kiến)của MBA.Đơn vị: Vôn-Ampe(VA) nhÃn hiệu MBA nh:Công suất kilôvôn-ampe (KV) định mức,điện áp sơ cấp định b)Điện áp sơ cấp định mức U1đm: Là điện áp dây quấn sơ cấp mức,dòng điện sơ cấp định mức,dòng điện thứ cấp định mức,tần số định mức Đơn vị: Vôn (V) kilôvôn (KV) c)Dòng điện sơ cấp định mức I 1đm thứ cấp định mức I2đm: Là dòng điện dây quấn SC TC ứng với công suất điện áp định mức Đơn vị: Ampe (A) kilôampe (KA) Sđm= U1đm.I1đm = U2đm.I2đm *GV cÇn lu ý víi HS r»ng: MBA d)TÇn sè định mức fđm (Hz): làm việc không đợc vợt trị số Thờng máy biến áp điện lực có tần số định mức ghi nhà máy biến áp Hoạt động 3: (7phút) Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền công nghiệp 50 Hz Hoạt động 4: (6phút) Tìm hiểu phân loại máy biến áp Hoạt động GV HS Nội dung *GVđa cách phân loại MBA.Ngời ta 4.Phân loại máy biến áp: - Máy biến áp điện lực: Dùng truyền tải thờng phân loại theo công dụng phân phối điện - Máy biến áp tự ngẫu: Biến đổi điện áp phạm vi không lớn dùng để mở máy động điện xoay chiều - Máy biến áp công suất nhỏ:Dùng cho thiết bị đóng cắt,các thiết bị điện tử gia đình - Máy biến áp chuyên dùng:Dùng cho lò luyện kim, thiết bị chỉnh lu, điện phân, MBA hàn điện - Máy biến áp đo lờng:Dùng giảm điện áp dòng điện đa vào đồng hồ đo điện - Máy biến áp thí nghiệm:Dùng để thí nghiệm điện áp cao 5/Củng cố hớng dẫn nhà: - GV tổng hợp theo đề mục - Yêu cầu HS tìm hiểu cấu tạo nguyên lý làm việc MBA Tiết 17- cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp 1/ổn định lớp: 2/Kiểm tra cũ: Câu hỏi: Trình bày khái niệm MBA? Các thông số định mức MBA? 3/Nội dung giảng: Hoạt động 1: (15phút) Tìm hiểu cấu tạo máy biến áp Hoạt động GV HS Nội dung *GV vẽ sơ đồ cấu tạo MBA pha II/ Cấu tạo nguyên lý làm việc lên bảng yêu cầu HS vẽ vào máy biến áp 1.Cấu tạo Máy biến áp Mạch từ Gồm phận chính: - Lõi thép: tạo thành mạch từ khép kín - Bộ phận dẫn điện : gồm cuộn dây I1 I2 quấn sơ cấp thứ cấp - Vỏ máy : Để bảo vệ làm mát cho máy U1 U2 Tải biến áp a)Lõi thép - Công dụng: dùng làm mạch từ, đồng thời N1 N2 làm khung quấn dây *GV cấu tạo MAB sơ đồ để - Hình dáng lõi thép: thờng đợc chia làm loại: kiểu bọc(dây quấn đợc lồng trụ HS nhận biết tìm hiểu thực tế *GV cần giải thích cho HS thấy rõ: Lõi giữa), kiểu lõi (dây quấn đợc lồng trụ) thép gồm phần: Lõi thép đợc ghép thép + Trụ: Là nơi đặt dây quấn KTĐ dày khoảng 0,3 0,5mm thép hợp + Gông: Để khép kín mạch từ kim có thành phần silíc,bên có sơn *GV đặt câu hỏi:Tại lõi thép lại đ- phủ êmay cách điện ợc tạo nhiều thép KTĐ mỏng mà Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền không chế tạo khối thép? b)Dây quấn máy biến áp -Thờng làm đồng đợc tráng men bọc cách điện vải mềm có độ (Khi từ thông qua lõi thép biến thiên bền học cao,khó đứt,dẫn điện tốt làm xuất sđđ cảm ứng.Nếu khối Dây điện có hai cuộn: cuộn sơ cấp cuộn cấp: dây quấn nối với nguồn cuộn sơ thép vật dẫn,sđđ tạo thứ cấp,dây quấn nối với tải cuộn thứ cấp dòng khép kín,đó dòng điện xoáy máy hay dòng pu-cô.Nó làm nóng lõi thép c)Vỏ Thờng làm kim loại,dùng để bảo vệ gây tổn thất lợng,làm nóng máy máy đồng thời nơi để gá lắp đồng hồ đo điện,đèn báo,chuông báo,ổ lấy điện dẫn đến giảm độ cách điện) Hoạt động 2: (20phút) Tìm hiểu nguyên lý làm việc máy biến áp Hoạt động GV HS Nội dung *GV giải thích tợng cảm ứng điện từ câu hỏi sau: +Cho dòng ®iƯn biÕn ®ỉi ®i qua mét cn d©y,trong cn d©y sinh đại lợng nào? (Từ trờng biến đổi) + Nếu đặt cuộn dây thứ hai vào từ trờng cuộn dây thứ cuộn dây thứ hai sinh đại lợng nào? (Sđđ cảm ứng dòng điện cảm ứng) *GV nhấn mạnh:Hai cuộn dây đặt sát mức độ cảm ứng điện mạnh.Mức độ tăng lên mạnh hai cuộn dây lõi thép,đặc biệt mạch từ khép kín 2.Nguyên lý làm việc máy biến áp a)Hiện tợng cảm ứng điện từ Cho dòng điện biến đổi qua cuộn dây dẫn ®iƯn sÏ sinh mét tõ trêng biÕn ®ỉi.NÕu ®Ỉt cuộn dây thứ hai vào từ trờng cuộn dây thứ cuộn dây thứ hai sinh sức điện động cảm ứng.Dòng điện cảm ứng biến đổi tơng tự nh dòng điện sinh tồn suốt thời gian từ thông biến đổi đợc trì.Đó tợng cảm ứng điện từ b)Nguyên lý làm việc máy biến áp Khi ta nối dây quấn sơ cấp máy biến áp vào *GV nêu cho HS thấy đợc nguyên lý làm nguồn điện xoay chiều có điện áp U1,trong việc MBA dựa tợng cảm ứng dây quấn sơ cấp có dòng điện I 1chạy qua,và điện từ sinh từ thông biến thiên.Do mạch từ khép kín nên từ thông móc vòng qua hai cuộn dây sơ cấp thứ cấp sinh cuộn TC sđđ cảm ứng E2 tỉ lệ với số vòng I1 I2 dây N2.Đồng thời từ thông biến thiên sinh cuộn SC sđđ tù c¶m E tØ lƯ  U1 U2 T¶i với số vòng dây N1 * Nếu bỏ qua tổn thất điện áp,ta có: U1 = E1 ; U2 = E2 N2 thông *GVNminh hoạ hình vẽ để từ móc vòng qua hai cuộn dây Do đó: - Nếu K1 ta gọi MBA giảm áp *Công suất MBA nhận từ nguồn là: S1 = U1.I1 Công suất MBA cấp cho phụ tải là: S2 = U2.I2 Nếu bỏ qua tổn hao,ta có: S1 = S2 nên Câu hỏi: MBA nh gọi MBA tăng áp,MBA hạ áp? *GV cần dẫn để HS thẩy: MBA vận hành với nguồn điện xoay chiều.Tuyệt đối không nối với nguồn chiều nối cuộn dây sơ cấp với nguồn chiều,MBA phát nóng cháy thời gian ngắn.Vì dòng điện chạy cuộn sơ cấp tăng lớn U E1 N   =K (HÖ sè MBA) U E2 N U1.I1 = U2.I2 hay U1 I  K U I1 Nh vậy,nếu tăng điện áp K lần đồng thời dòng điện giảm K lần ngợc lại 4/Tổng hợp-Đánh giá-Giao nhiệm vụ cho HS - GV tóm tắt bố cục học yêu cầu học sinh xem kỹ lại học Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền - Giao bµi tËp vỊ nhµ: Trang 43 – SGK Bµi8- tính toán thiết kế máy biến áp pha (Bài gåm tiÕt: Tõ tiÕt 18 ®Õn tiÕt 19) a/ Mục tiêu học: Ngày soạn: 20/10/2008 kiến thức: -HS nắm đợc quy trình chung để tính toán thiết kế MBAmột pha công suất nhỏ -Hiểu đợc yêu cầu,cách tÝnh cđa tõng bíc thiÕt kÕ MBA mét pha công suất nhỏ Kĩ năng: -Thực đợc quy trình chung để tính toán thiết kế MBAmột pha công suất nhỏ -Thực đợc bớc tính toán:Xác định công suất,tính toán mạch từ,tính số vòng dây cn d©y,tÝnh tiÕt diƯn d©y qn,tÝnh diƯn tÝch cưa sỉ lõi thép,sắp xếp dây quấn cửa sổ Thái độ: - HS có ý thức tìm hiểu cách tính toán thiết kế MBA liên hệ thực tế B/ Chuẩn bị giảng: - Nghiên cứu 8-SGK - Đọc tài liệu tham khảo liên quan đến giảng c/ Tiến trình dạy: Tiết 18 quy trình chung để tính toán thiết kế máy biến áp mét pha c«ng st nhá - tÝnh tiÕt diƯn trơ quấn dây lõi thép 1/ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số lớp học 2/Kiểm tra cũ: Câu hỏi: Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp? 3/Đặt vấn đề vào mới: Muốn thiết kế máy biến áp pha công suất nhỏ ta phải thực quy trình nh nào?Chúng ta hÃy nghiên cứu nội dung 4/Nội dung giảng mới: Hoạt động 1: (10phút) Tìm hiểu quy trình chung để tính toán thiết kế MBA pha công suất nhỏ Hoạt động GV HS *GV diễn giải: Việc tính toán xácMBA chế độ có tải phức tạp phải giải giới hạn tănh nhiệt độ tối đa sụt áp giới hạn cho phép.Để giải vấn đề này,khi tính toán cần phải tiến hành số phép tính phức tạp.Trong này,chúng ta sử dụng phơng pháp dựa vào kết thực nghiệm,đơn giản nhng đảm bảo tính xác *GV đa bớc tÝnh toand thiÕt kÕ MBA Néi dung I/Quy tr×nh chung để tính toán thiết kế MBA pha công suất nhỏ *Tính toán thiết kế MBA gồm bớc sau : Xác định công suất Máy biến áp 2.Tính toán mạch từ 3.Tính số vòng dây cuộn d©y 4.TÝnh tiÕt diƯn d©y qn 5.TÝnh diƯn tÝch cưa sổ lõi thép *Chọn công suất MBA điều chỉnh: Công suất Tính toán MBA đợc tính theo công thức sau: *GV hớng dẫn HS cách chọn công suất Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền MBA gia đình.Giải thích thông số công thức Stt = Kđ Pi cos i (1+kdt) (VA) Trong đó: -Kđ hệ số đóng đồng thời lấy 0,61 tuỳ theo số tải nhiều hay tính hoạt động đồng thời chúng -Pi công suất thiết bị mắc vào mạch - cos hệ số công suất thiết bị mắc vào mạch,cụ thể: +Đèn sợi đốt dụng cụ nhiệt điện cos = +Đèn ống,tủ lạnh,máy điều hòa: cos = 0,4 0,6 +Quạt điện: cos = 0,6 0,8 +Máy thu thu hình: cos = 0,8 0,9 VÝ dơ:Chän MBA ®iỊu chØnh cung cÊp *GV ®a vÝ dơ,tÝnh to¸n thĨ ®Ĩ HS cho tủ lạnh 110W,đèn ống 40W,2quạt trần 110W,2quạt bàn 55W,lò sởi dễ hiểu 550W,ấm đun nớc 1500W,1ti vi 100W,1máy quay băng 80W.Điện áp cao điểm 130V,bình thờng 220V Gi¶i *GV gi¶ thÝch: Ta cã thĨ coi dïng Lấy k =20% ; K =1,ta có: dt đ lò sởi bỏ quạt,tủ lạnh ngợc lại.Khi dùng ti vi không dùng quay S = 40 550  1500  100  1  0,2 =2605V băng.Do phụ tải lớn gồm đèn tt 0,4 0,9 ống 40W,lò sởi 550W,ấm đun nớc A 1500W,ti vi 100W Ta có dòng điện tính toán phía sơ cấp là: Itt= S tt 2605 20 A U 130 Nh vậy: Máy biến áp đợc chọn phải có công suất lớn Stt cờng độ dòng điện sơ cấp lớn Itt Hoạt động 2: (15phút) Tìm hiểu cách xác định công suất Máy biến áp chọn mạch từ Máy biến áp Hoạt động GV HS *GV đa hai cách tính: - Dựa vào hiệu suất thì: Nội dung II/Các bớc tính toán cụ thể MBA pha công suÊt nhá P2 P  P1  P1  1.Xác định công suất MBA: - Công suất cuộn sơ cấp MBA(P 1)có thể tính từ công suất cuộn dây thứ cấp - Dựa vaò công thức: S1 = S2 = U2.I2  S®m = U2.I2 MBA(P2)nhê biĨu thøc: P1 = P2  (VA) Trong ®ã:  - HiƯu st cđa MBA (thêng lÊy  = 0,850,95).C«ng st MBA nhỏ nhỏ * GV thuyết tr×nh: - NÕu hiƯu st cđa MBA cao th×: S1 = S2 = U2.I2 Khi chọn mạch từ,cần ý trụ cửa Công suất MBA cần chế tạo là: Sđm = U2.I2 sổ.Trụ mạch từ phải có tiết diện phù (U2,I2 - Điện áp,dòng điện thứ cấp định mức Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền hợp với công suất máy.Cửa sổ phải MBA theo yêu cầu thiết kế) có kích thớc phù hợp để đặt vừa 2.Tính toán mạch từ: a)Chọn mạch từ: cuộn dây Mạch từ MBA nhỏ thờng mạch từ kiểu bọc,đợc ghép thép chữ E chữ I (hình 8.1) có thông số nh sau: a: chiều rộng trụ quấn dây b: chiều dày trụ quấn dây c: độ rộng cưa sỉ h: chiỊu cao cđa sỉ a/2: ®é réng thép chữ I a/2 Đối với loại MBA công suất nhỏ,khi chọn mạch từ cần xét đến tiết diện trụ lõi thép mà đặt cuộn dây h a/2 b a/2 c aHìnhc 8.1 Mạch từ ghép thép chữ E I h Hoạt động 3: (7phút)Tìm hiểu cách tính diện tích trụ quấn lõi thép Hoạt động 4: (8phút) Tìm hiểu bảng 8-2 trang 46-SGK *GV đa bảng 8-2 diện tích trụ dây quấn tơng ứng với công suất MBA tần số 50 Hz Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền Bảng 8-2 Diện tích trụ quấn tơng ứng với công suất MBA (Tần số 50 Hz) Công suất MBA(VA) Diện tích hữu ích Shi (cm2) (Để tính số thép) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3,8 4,7 5,4 6,0 6,6 7,1 7,6 8,1 8,5 8,9 9,3 Công suất MBA(VA) Diện tích hữu ích Shi (cm2) (Để tÝnh sè l¸ thÐp) 65 70 75 80 85 90 95 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1500 2000 9,7 10,0 10,4 10,7 11,1 11,4 11,7 12,0 14,7 17,0 19,0 20,8 22,5 24,0 25,5 26,8 28,1 29,4 30,6 31,8 32,9 33,9 35,0 36,0 37,0 38,0 46,5 53,7 Diện tích thực tế St (cm2) (Để tính khuôn quấn d©y) kl = 0,9 4,2 5,2 6,0 6,7 7,3 7,9 8,4 8,9 9,4 9,9 10,3 kl = 0,8 4,7 5,8 6,7 7,5 8,2 8,9 9,5 10,1 10,6 11,1 11,6 kl= 0,7 5,4 6,6 7,7 8,6 9,4 10,1 10,8 11,5 12,1 12,7 13,3 DiƯn tÝch thùc tÕ St (cm2) (§Ĩ tÝnh khuôn quấn dây) kl = 0,9 10,8 11,2 11,6 11,9 12,3 12,7 13,0 13,3 16,3 18,9 21,1 23,1 24,9 26,7 28,3 29,8 31,3 32,7 34,0 35,3 36,5 37,7 38,9 40,0 41,1 42,2 51,6 59,6 kl = 0,8 kl= 0,7 12,1 13,8 12,6 14,3 13,0 14,9 13,4 15,3 13,8 15,8 14,2 16,3 14,6 16,7 15,0 17,1 18,4 21,0 21,2 24,2 23,7 27,1 26,0 29,1 28,1 32,1 30,0 34,3 31,8 36,4 33,5 38,3 35,2 40,2 36,7 42,0 38,2 43,7 39,7 45,4 41,1 47,0 42,4 48,5 43,7 50,0 45,0 51,4 46,2 52,8 47,4 54,2 58,1 66,4 67,1 76,7 *GV đa tập để HS tra theo bảng để tìm diện tích trụ dây quấn tơng ứng MBA Bài tập: Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền HÃy chọn mạch từ để quấn MBA công suất 30VA,có điện áp sơ cấp U1=220V,điện áp thứ cấp U2= 12V,hiệu suất MBA = 0,7 *GV yêu cầu HS đa kết (Tra bảng 8-2,ta có diện tích hữu ích trụ thép Shi = 6,6cm2) 4/Tổng hợp-Giao nhiệm vụ cho HS - GV tóm tắt bố cục học yêu cầu học sinh xem kỹ lại học - Giao tập nhà: Xem lại học tìm hiểu cách tính toán số vòng dây cuộn dây cách tính tiết diện dây quấn,tính diện tích cưa sỉ lâi thÐp TiÕt 19 tÝnh sè vßng d©y cđa cn d©y-tÝnh tiÕt diƯn d©y qn-tÝnh diƯn tÝch cửa sổ lõi thép-sắp xếp dây quấn cửa sổ 1/ổn định lớp: 2/Kiểm tra cũ: Câu hỏi: HÃy viết công thức tính diện tích hữu ích,diện tích thực trụ quấn dây lõi thép giải thích thông số? 3/Nội dung giảng: Hoạt động 1: (10phút) Tìm hiểu cách tính số vòng dây cuộn dây Hoạt động GV HS Nội dung *GV diễn giải: 3.Tính số vòng dây cuộn dây Với MBA tần số định,số - Để tính đợc số vòng dây cuộn vòng cuộn dây phụ thuộc vào dây,ta xem bảng 8-3 vỊ quan hƯ gi÷a tiÕt tiÝet diƯn trơ lâi thép đà chọn chất l- diện lõi thép số vòng/vôn (với tần số ợng lõi thép.Có nhiều cách tính số vòng 50Hz cờng độ từ cảm B = 1,2T) dây cuộn dây,Trong khuôn khổ *Bảng 8-3.Quan hệ tiết diện lõi thép số vòng /vôn học,chúng ta chọn cách tính qua đại Với tần số 50Hz cờng độ từ cảm B = 1,2T lợng trung gian số vòng/vôn,ký hiệu n-số vòng tơng ứng cho vôn điện Tiết diện lõi thép Số vòng/vôn áp sơ cấp hay thứ cấp hữu ích(cm2) 9,5 6,3 4,7 *HS kẻ ghi b¶ng 8-3 10 3,8 12 3,2 14 2,7 16 2,4 18 2,1 20 1,9 22 1,7 24 1,6 26 1,5 28 1,4 30 1,3 *GV Tõ ®ã ta tÝnh đợc số vòng dây cuộn SC: Câu hỏi: Tại số vòng dây cuộn TC N1 = U1.n lại cộng thêm 10% điện áp TC? Số vòng dây cuộn TC: (Trong công thức tính N2,10%U2là lợng N2 = (U2 + 10%U2).n sụt áp có tải dây quấn TC) *GV đa ví dụ để HS áp dụng tính Ví dụ: toán Tính số vòng dây quấn cho MBA với thông số sau: công suất 30VA,có điện áp sơ cấp U1=220V,điện áp thứ Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền cấp U2 = 12V,hiƯu st MBA  = 0,7 *GV híng dẫn HS làm ví dụ cách đặt câu hỏi gợi mở: +Đề ch S = 30VA,từ ta có thông số nào? +Tìm đợc Shita tìm đợc đại lợng nào? +HÃy tính N1và N2? Giải: -Từ thông số S =30VA,tra bảng 8-2 ta có diện tích hữu ích trụ thép là:Shi=6,6cm2 -Từ tra bảng 8-3 lấy số vòng/vôn là: 4,7 vòng/V(có thể lấy n=5vòng/vôn) Vậy số vòng dây sơ cấp là: N1 = 220.5 = 1100 (vòng) Số vòng dây cuộn TC là: N2 = (12+1,2).5 = 66(vòng) Hoạt động 2: (10phút) Tìm hiểu tính tiết diện dây quấn Hoạt động GV HS *GV giải thích: Tiết diện dây quấn cuộn dây SC TC tỉ lệ thuận với dòng điện tỉ lệ nghịch với mật độ dòng điện cho phép Vậy mật độ dòng đện cho phép gì? Nội dung 4.Tính tiết diện dây quấn (hoặc đờng kÝnh d©y qn) a)TÝnh tiÕt diƯn d©y qn - MËt độ dòng điện cho phép(A/1mm2) số ampe/1mm2 dây dẫn vận hành liên tục mà không sinh phát nóng nguy hiểm tổn thất lớn,đợc xác định thực nghiệm.Công suất MBA nhỏ mật độ dòng điện cho phép lớn Bảng8-4.Mật độ dòng điện cho phép Công suất(VA) *HS ghi chép bảng (8-4) mật độ dòng điện cho phép để tính toán GV đa bảng 8-5 đẻ HS tra bảng Mật độ dòng điện cho phÐp(A/mm2)  50 3,5 50 100 100 200 2,5 200 500 500 1000 VËy tiÕt diÖn dây quấn đợc tính nh sau: Sdd = I (mm2) J Trong đó: - Sdd tiết diện dây quấn (mm2) - I cờng độ dòng điện (A) - J: mật độ dòng điện cho phép(A/mm2) b)Tính đờng kính dây quấn Để đơn giản tính toán,ta tra bảng để tìm tiết diện đờng kính dây quấn sau đà tính đợc dòng điện SC TC.Sau đà tính đợc tiíet diện dây quấn,ta tiến hành tra bảng 8-5 đựoc giá trị đờng kính dây quấn ngợc lại Bảng 8-5 Đờng kính dây dẫn theo tiết diện dây 10 Đờng kính dây dẫn (mm) Tiết diện dây dẫn (mm2) 0,07 0,0038 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền tính toán thiết kế máy biến áp pha công suất nhỏ 1/ổn định lớp: 2/Nêu mục tiêu thực hành: Yêu cầu HS lập quy trình tính toán thiết kế máy biến áp pha công suất nhỏ vào bảng mẫu cã sè liƯu thĨ 3/Néi dung bµi thùc hµnh: Hoạt động 1: (10phút) Tính toán thiết kế máy biến áp pha công suất nhỏ *GV đa toán: HÃy tính toán thiết kế MBA có thông số sau: - Điện áp sơ cấp 220V-50Hz - Điện ¸p thø cÊp 24V - C«ng st 30VA *GV híng dẫn HS tính toán theo bảng mẫu nh sau: Các bứơc tính toán Kết thiết kế 1.Xác định công suất Công suất MBA: S1 = S2 = 30VA máy biến áp Tiết diện trụ quấn dây lõi thép: Shi = 1,2 S dm =1,2 2.Tính toán mạch từ St = S hi kl = 6,6 0,9 30 = 6,6cm2 = 7,3cm2 (kl = 0,9 biến áp dùng gia đình) Chọn số vòng dây/vôn: n = 5vòng/V(Theo bảng 8-3) 3.Tính số vòng dây - Số vòng dây cuộn sơ cấp là: N1 = U1.n = 220.5 = 1100 vòng cuộn dây - Số vòng dây cuộn thứ cấp là: N2 = (U2 + 10%U2).n = (24 + 2,4).5 = 132 vòng Công suất MBA< 50VA nên ta chọn mật độ dòng điện cho phép J = 4A/mm2 (căn vào bảng 8-4) S1 = U1.I1  I1 = -Tõ c«ng thøc: 4.Tính tiết diện dây quấn đờng kính dây quấn S2 = U2.I2  I2 = S1 30  0,14 A U 220 S2 30  1,25 A U2 24 Vậy tiết diện dây quấn SC TC là: S dq1  I1 0,14  0,035mm J1 ; S dq = I 1,25  0,31mm J Ta cã: Scs  5.TÝnh diÖn tÝch cưa sỉ VËy: S SC  S TC Kl Scs ( vào bảng 8-6,ta chọn Kl = 0,2) 1100.0,035  132.0,31  397,1mm 4cm 0,2 Hoạt động 2: (25phút) Thực hành tính toán thiết kế máy biến áp pha công suất nhỏ *GV đa thông số MBA cần thiết kế: Ví dụ1: HÃy tính toán thiết kế MBA có thông số sau: - Điện áp sơ cấp 220V-50Hz - Điện áp thứ cấp 40V - Công suất 50VA 15 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền * HS tù tÝnh to¸n thiÕt kÕ giê häc *GV đa ví dụ gợi ý để HS tÝnh to¸n thiÕt kÕ VÝ dơ2: H·y tÝnh to¸n thiÕt kế MBA có thông số sau: - Điện áp sơ cấp 220V - Điện áp thứ cấp 12V - Công suất 70VA - = 0,7 4/Tổng hợp-Giao nhiệm vụ cho HS - GV gọi HS nêu lại bớc tính toán thiết kế MBA pha công suất nhỏ - GV yêu cầu HS trình bày cách tính toán thiết kế ví dụ đà cho - Giao tập nhà: HÃy tính toán thiết kế MBA có thông số sau: - Điện áp sơ cấp 220V - Điện áp thứ cấp 24V - Công st 60VA -  = 0,8 Bµi10- VËt liƯu chÕ tạo máy biến áp (Bài gồm 1tiết: Tiết thứ 23) a/ Mục tiêu học: Ngày soạn: 28/10/2008 kiến thức: -HS nắm đợc số vật liệu thông dụng để chế tạo máy biến áp - Công dụng phạm vi sử dụng loại vật liệu Kĩ năng: -Nhận biết đợc vật liệu thông dụng ®Ĩ chÕ t¹o MBA nh vËt liƯu ®Ĩ chÕ t¹o lõi thép,dây quấn Thái độ: - HS có ý thức tìm hiểu vật liệu chế tạo MBA thực tế B/ Chuẩn bị giảng: - Nghiên cứu 10-SGK - Đọc tài liệu tham khảo liên quan đến giảng - Chuẩn bị số vật liệu: +Vật liệu dùng làm mạch từ: Lá thép kỹ thuật điện + Vật liệu dùng làm dây quấn: Dây ê may + Vật liệu cách điện: Nhựa,cao su c/ Tiến trình giảng: 1/ổn định lớp: Kiểm tra sÜ sè líp häc 2/KiĨm tra bµi cị: 16 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền Câu hỏi: Em hÃy cho biết mạch từ MBA đợc chế tạo nh nào?Tại ngời ta lại chế tạo nh vậy? 3/Đặt vấn đề vào mới: MBA đợc chế tạo từ loại vật liệu nào?Chúng ta hÃy nghiên cứu học 4/Nội dung giảng: Hoạt động 1: (12phút) Tìm hiểu vật liệu dùng làm mạch từ máy biến áp Hoạt động GV HS Nội dung *GV đặt câu hái: M¹ch tõ cđa MBA cã I/ VËt liƯu dïng làm mạch từ: cấu tạo nh nào? - Mạch từ MBA đợc ghép từ *HS suy nghĩ trả lời thép KTĐ dày từ 0,18 0,5mm.Tính chÊt *GV gi¶i thÝch vỊ tØ lƯ silÝc: TØ lƯ silíc thép KTĐ thay đổi theo tỉ lệ silíc nhiều dễ gÃy,do không (Loại tôn có tổn thất loại có chứa thể tăng mức.Để xác định cách t- nhiều silíc: Tôn có 1% silíc tổn thất ơng đối tỉ lệ silíc cần gấp thép 3,6W/kg,tôn có 2,2% silíc tổn thất 2,4W/ lại.Nếu thép bị gÃy tức tỉ lệ silíc kg) thép cao,còn loại thờng - Đẻ giảm tổn thất,các tôn dùng cho cong,không gÃy MBA công nghiệp đợc cách điện với lớp giấy mỏng dán mặt tôn lớp sơn cách điện - Các tôn cần có bề dày nh nhau,lá tôn mỏng,tổn thất công suất (W/kg) nhỏ *GV giải thích cho HS hiĨu vỊ viƯc chÕ - Khi chÕ t¹o lõi thép,có thể xếp xen kẽ tạo lõi thép MBA,cách đặt thép một,hoặc sấp hai bốn cho hợp lý thép.Tiết diện trụ lõi thép tăng lên cách xếp thêm thép,nhng không đợc xếp mức bề dày lõi thép gấp ba lần bề rộng trụ việc quấn dây gặp khó khăn - Để đơn giản cho việc chuẩn bị lõi thép,có thể sử dụng bảng quy cách mạch từ dùng với thép tiêu chuẩn sau:(Bảng 10-1) Dựa vào bảng này, ta chọn thép KTĐ đẻ làm mạch từ theo thiết kế Bảng 10-1 Quy cách mạch từ dùng với thép KTĐ tiêu chuẩn Kích thớc l¸ thÐp (mm) ChiỊu cao xÕp chång (mm) TiÕt diƯn lõi thép hữu ích (cm2) Trọng lợng lõi thép (kg) Kích thớc cửa sổ (mm) Chiều dài vòng thứ (mm) Số vòng/vôn với B=1,2T f=50Hz 75 x 75 20 3,6 0,560 17,5 x 55 92 10,6 30 5,4 0,840 112 40 7,2 1,120 132 5,25 50 1,400 152 4,2 90 x 90 25 5,6 1,020 20 x 65 112 6,8 35 7,8 1,430 132 4,85 45 10,1 1,840 152 3,75 55 12,3 2,250 172 3,1 Ho¹t động 2: (8phút) Tìm hiểu vật liệu làm dây quấn máy biến áp Trị số VA gần lúc không t¶i B=1,2T f=50Hz 17 26 34 43 38 53 69 84 Hoạt động GV HS Nội dung *GV đặt câu hỏi: II/Dây quấn Máy biến áp: +Dây quấn MBA thờng làm vật liệu -Dây quấn SC TC MBA làm 17 Giáo án Nghề Điện dân dụng 11 - GV: Thu Huyền gì?Đặc tính sao? đồng điện phân,có độ bền học tốt,dễ dát mỏng để không bị đứt quấn dây mềm để liên kết tốt +Tiết diện dây quấn MBA thờng -Dây quấn MBA có công suất lớn thờng hình gì? có tiết diện chữ nhật hình vuông,còn dây quấn MBA công suất nhỏ có tiết diện hình tròn -Các cuộn dây đợc thành bối thành lớp liên tục,vòng sát vòng kia.Cách quấn thành bối nhanh *GV lu ý với HS: Trứoc quấn MBA hơn,đợc dùng với điện áp không cao.Cách cần dự trù số lợng loại dây cho dây SC quấn thành lớp có cách điện đảm TC MBA theo thiết kế bảo cho máy vận hành an toàn cuộn dây chiếm chỗ Tìm hiểu vật liệu cách điện máy biến áp Hoạt động GV HS Néi dung *GV thut tr×nh: Ti thä cđa MBA phụ III/Vật liệu cách điện máy biến áp: thuộc phần lớn vào chất cách điện.Nếu Cách điện vòng dây cách điện không đầy đủ nguy hại,còn Dây quấn MBA gồm 2loại: cách điện qua mức làm tăng kích thớc - Loại dây bọc:Đợc cách điện lớp tơ tự nhiên hay nhân tạo vải giá thành sợi.Loại dây bọc dùng cxho cuộn Cách điện MBA gồm: dây đwocj ngâm tẩm - Cách điện vòng dây - Loại dây tráng men: Đợc tráng lớp sơn - Cách điện lớp dây - Cách điện dây quấn với êmay bên ngoài.Loại dây êmay đợc dùng nhiều để quấn MBA nhỏ.Nó có u với vỏ điểm hút ẩm với độ cách điện nh kích thớc nhỏ loại dây bọc chịu đợc nhiệt độ cao Tuy nhiên cần chọn loại dây êmay có lớp êmay đợc tráng bám vào dây, không chóc dùng móng tay cạo.Ngoài dây êmay phải dễ uốn có độ đàn hồi để quấn không bị gÃy Hoạt động 3: (20phút) Bảng10-2 Giấy lót cách điện lớp Đờng kÝnh d©y quÊn (mm)