I- TÍNH TOÁN SAI SỐ.
2. Bù sai số Máy biến Dòng.
Những phương pháp bù sai số ở trên không phải lúc nào cũng đạt cấp chính xác
cao. Giảm sai số bằng cách tăng tiết diện lõi thép cho hiệu quả kém và nhiều trường
hợp không kinh tế. Cho nên người ta đã nghiên cứu những phương pháp bù sai số đạt cấp chính xác cao mà các biện pháp khác không đạt được.
Các phương pháp bù sai số có thể chia ra các nhóm:
○ Nhóm I - Bù sai số bằng biện pháp tuyến tính hoá đường cong từ hoá của lõi thép .
○ Nhóm II - Bù sai số bằng cách kích từ lõi thép .
○ Nhóm III - Phương pháp bù trực tiếp .
○ Nhóm IV - Bù sai số góc bằng phương pháp quay véctơ dòng điện. ○ Nhóm V - Phương pháp điều khiển dòng từ tản.
♦Bù sai số bằng biện pháp tuyến tính hóa đường cong từ hóa lõi thép.
Rất dễ dàng chứng minh sai số M.B.D có quan hệ với độ từ thẩm của lõi thép. Với mục đích này ta viết công thức sức từ hoá lõi thép dưới dạng sau:
0W1 m tb tb B l I Hl
Thay giá trị này vào công thức sai số ta có:
1 1 sin( ).100 m tb dm B l I I W (9.3)
Như vậy sai số dòng điện của BI tỉ lệ nghịch với độ từ thẩm , mà độ từ thẩm
sắt từ lại thay đổi tuỳ thuộc giá trị từ cảm. Với từ cảm nhỏ thì độ từ thẩm nhỏ dẫn đến sai số M.B.D lớn, còn ở từ cảm trung bình thì độ từ thẩm lớn nên sai số M.B.D
---
Nhóm 3- Lớp TBD2- K51 Đại học Bách Khoa Hà nội
nhỏ và ở đoạn sắp bão hoà độ từ thẩm lại nhỏ nên sai số M.B.D lại lớn. Để khắc
phục điều này ta sử dụng phương pháp tuyến tính hoá đường cong từ hoá.
Phương pháp tuyến tính hoá đường cong từ hoá lõi thép là tổng hợp hai phương pháp: điều chỉnh độ từ thẩm ở từng đoạn trên đường cong này và thay đổi số vòng dây thứ cấp.
Dựa vào nguyên lý này năm 1929 Vilson đã đề xuất một số sơ đồ bù sai số
M.B.D. Một trong những sơ đồ đó giới thiệu trên hình 9.1. Cuộn dây thứ cấp được
chia làm hai phần không bằng nhau - phần chính 2 được đặt trên cùng một trụ với
cuộn dây sơ cấp, còn phần phụ bên cạnh. Trên cửa sổ lõi thép giữa hai phần của
cuộn dây thứ cấp đặt sun từ 5 bằng lõi thép permalloi.
Hình 3.3
Nguyên lý làm việc:
Khi dòng điện sơ cấp nhỏ, nghĩa là cường độ từ cảm nhỏ, thì M.B.D sẽ làm việc nhhư sau:
a) Từ thông khép kín theo đường ngắn nhất qua sun từ có độ từ thẩm lớn, do đó
dẫn đến giảm được sai số M.B.D.
b) Ngoài ra, cuộn dây thứ cấp chỉ có phần chính 2 tác động. Như vậy là sử dụng phương pháp điều chỉnh sai số bằng cách giảm số vòng dây thứ cấp.
Dòng điện sơ cấp tăng kéo theo cường độ từ cảm tăng, sun từ permalloi bão hoà rất nhanh và phần lớn từ thông chảy sang trụ bên có đặt cuộn phụ, do đó làm tăng số
vòng dây thứ cấp.
Khi dòng điện sơ cấp đủ lớn thì hầu hết từ thông khép kín qua trụ bên, hệ số biến đổi M.B.D làm việc như trong trường hợp không bù sai số mà sai số đa số đủ nhỏ
Để thấy rõ hiệu quả của phương pháp bù sai số này só thể tham khảo hình 9.2( hình 7.21- sách Khí cụ cao áp)
---
Nhóm 3- Lớp TBD2- K51 Đại học Bách Khoa Hà nội
Hình 3.4
Nhược điểm:
Song chế tạo M.B.D bù sai số bằng sun từ permalloi tương đối khó và permaloi lại là kim loại hiếm. Cho nên sơ đồ bù sai số này rất ít áp dụng trong thực tế nhưng
dựa trên nguyên lý này người ta đã phát minh ra nhiều kết cấu sai số cho M.B.D.
♦Bù sai số bằng cách kích từ lõi thép.
A – Kích từ bằng nguồn ngoài
Như trên ta đã nói sai số M.B.D có quan hệ với độ từ thẩm . Nêú ở vùng
dòng điện nhỏ (cường độ từ cảm nhỏ) mà có thể tăng độ từ thẩm lõi thép thì nhiệm
vụ bù sai số coi như được giải quyết. Để đạt được mục đích này người ta dùng
phương pháp kích từ lõi thép khi dòng điện sơ cấp có giá trị nhỏ. Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
Dựa vào ý này Liovit đã đưa ra sơ đồ bù sai số M.B.D như sau :
Lõi thép của M.B.D gồm có hai nửa hệ thống mạch từ hoá hoàn toàn giống
nhau và quấn trên đó ba cuộn dây: sơ cấp, thứ cấp và cuộn phụ.
Cuộn dây phụ chia làm hai phần, mỗi phần cuộn dây được quấn trên trụ bên của
mỗi loại thép và đấu nối tiếp ngược chiều nhau rồi mắcvào cuộn xoay chiều ngoài Cuộn dây sơ cấp và cuộn thứ cấp cùng được quấn cùng chiều trên hai trụ của
lõi thép.
Như vậy cuộn dây phụ có nhiệm vụ đảm bảo kích từ lõi thép khi cần thiết, mà không phát sinh sức điện động cảm ứng trong các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp.
Nhược điểm:
Song phương pháp bù sai số bằng kích từ nguồn ngoài không đuợc sủ dụng rộng
rãi, vì phải thêm nguồn năng lượng ngoài. Trong trường hợp cần thiết ví dụ M.B.D dùng trong phòng thí nghiệm cần có cấp chính xác cao cũng có thể áp dụng phương
pháp này.
---
Nhóm 3- Lớp TBD2- K51 Đại học Bách Khoa Hà nội
Bù sai số M.B.D bằng tự kích từ lõi thép có ưu điểm là không cần nguồn năng lượng ngoài mà sử dụng ngay dòng điện chạy trong các cuộn dây để kích từ lõi thép.
Ưu và Nhược điểm:
Hiệu quả bù sai số bằng tự kích từ kém hơn phương pháp kích từ bằng nguồn ngoài. Song, đặc tuyến sai số M.B.D bù bằng tự kích từ có dạng cung tròn nên cũng
dễ điều chỉnh bằng cách thay đổi số vòng dây thứ cấp.
Do phương pháp này không cần có nguồn năng lượng ngoài nên vẫn được áp
dụng rộng rãi cho đến ngày nay.
Hiệu quả của phương pháp bù sai số này được thể hiện trong hình 9.3.
Hình 3.5- Các đặc tuyến sai số M.B.D bù bằng phương pháp
kích từ lõi thép. 1- kích từ bằng nguồn ngoài. 2- Tự kích từ