CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN LÝ CỦA MÁY BIẾN ÁP

- CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN LÝ CỦA MÁY BIẾN ÁP Bài số 2­1.
- Máy biến áp giảm áp một pha lý tưởng (không bị sụt áp, không tổn hao, dòng điện không tải bằng không) có S = 500kVA, 22000/220V, MBA được nối vào lưới điện có điện áp 22kV, f = 60Hz, từ thông cực đại trong lõi thép lúc này là 0.0682Wb.
- Xác định số vòng của dây quấn sơ cấp.
- Nếu điện áp tăng 20% và tần số giảm 5%, xác định từ thông mới trong lõi thép.
- Số vòng dây của cuộn sơ cấp: U CA 22000 N1.
- 1211vg 4.44 × f × Φ Từ thông trong lõi thép khi điện áp tăng và tần số giảm: 1.2U CA Φ.
- 0.0861 Wb f × N Bài số 2­2.
- Máy biến áp giảm áp một pha lý tưởng điện áp 2400 ­ 120V, máy được nối vào lưới điện có điện áp 2.4kV, từ thông hình sin trong lõi thép lúc này là Φ = 0.1125sin188.5t Wb.
- Xác định số vòng của dây quấn sơ cấp và thứ cấp.
- 30H z 2π 2π Số vòng dây của cuộn sơ cấp: U CA 2400 N1.
- 160vg 4.44 × f × Φ Tỉ số biến đổi điện áp: U 2400 a = CA.
- 20 U HA 120 Số vòng dây của cuộn thứ cấp: U 160 U H A = CA.
- 8vg a 20 Bài số 2­3.
- Một máy biến áp một pha có công suất Sđm = 37.5kVA, U1đm = 2400V, U2đm = 480V, f = 60Hz, tiết diện ngang của lõi thép và chiều dài trung bình của mạch từ tương ứng là 95cm2 8 và 1.07m.
- Khi đặt vào dây quấn sơ cấp điện áp 2400V thì cường độ từ trường là 352Av/m và từ cảm cực đại 1.505T.
- Tỉ số biến áp.
- Số vòng dây của mỗi dây quấn.
- Dòng điện từ hoá để sinh ra từ thông trong lõi thép khi máy biến áp làm niệm vụ tăng áp.
- Tỉ số biến đổi điện áp: U 2400 a = CA = =5 U HA 480 Từ thông cực đại trong lõi thép: Φ = Bmax × S T Số vòng dây của cuộn sơ cấp: U CA 2400 N1.
- 630vg 4.44 × f × Φ Số vòng dây của cuộn thứ cấp: U 630 U H A = CA.
- đ của mạch từ: F = H × l Av Dòng điện từ hóa: F 367.64 IM.
- 2.92A N1 126 Bài số 2­4.
- Một máy biến áp một pha có công suất S đm = 2000kVA, U1đm = 4800V, U2đm = 600V, f = 60Hz, và chiều dài trung bình của mạch từ là 3.15m.
- Khi nối dây quấn sơ cấp vào lưới điện có điện áp 4800V thì dòng điện từ hoá bằng 2.5% dòng định mức sơ cấp, cường độ từ trường là 370.5Av/m và từ cảm cực đại 1.55T.
- Dòng điện từ hoá để sinh ra từ thông trong lõi thép.
- Số vòng của mỗi dây quấn.
- Từ thông trong trong lõi thép d.
- Tiết diện ngang của lõi thép.
- Dòng điện sơ cấp: Sd m I1.
- 416.667A U dm 4800 Dòng điện từ hóa: 9 IM = 0.025 × I1đm A Tỉ số biến đổi điện áp: U 4800 a = CA = =8 U HA 600 S.t.đ của cuộn sơ cấp: F = H × l Av Số vòng dây của cuộn sơ cấp: F 1176.075 N1.
- 112vg IM 10.41 Số vòng dây của cuộn thứ cấp: N 112 Na = 1.
- 14vg a 8 Từ thông cực đại trong lõi thép: U CA 4800 Φ m ax.
- f × N Tiết diện lõi thép: Φ 0.161 S.
- 1037.9cm 2 B 1.55 Bài số 2­5.
- Xét MBA một pha lý tưởng (không bị sụt áp, không tổn hao, dòng điện không tải bằng không).
- Cuộn dây sơ cấp có 400 vòng, cuộn dây thứ cấp có 800 vòng.
- Tiết diện lõi thép là 40cm2.
- Nếu cuộn dây sơ cấp được đấu vào nguồn 600V, 60Hz, hãy tính : a.
- Từ cảm cực đại trong lõi ? b.
- Điện áp thứ cấp ? Từ thông cực đại trong lõi thép: U CA 600 Φ m ax.
- 0.00563 Wb 4.44 × f × N Từ cảm cực đại trong lõi thép: Φ 0.0053 Bm ax = m ax.
- 1.407T S Tỉ số biến đổi điện áp: N 400 a= 1.
- 0.5 N 2 800 Điện áp thứ cấp: U 600 U2 = 1.
- 1200V a 0.5 10 Bài số 2­6.
- Cho một MBA một pha lý tưởng (không bị sụt áp, không tổn hao, dòng điện không tải bằng không) 20kVA,1200V/120V.
- Tính dòng định mức sơ cấp và thứ cấp ? b.
- tính dòng sơ và thứ cấp ? Dòng điện định mức phía sơ cấp: S 20 × 10 3 I1d m.
- 16.667A U 1dm 1200 Tỉ số biến đổi điện áp: U 1200 a = 1dm.
- 10 U 2d m 12 Dòng điện định mức phía thứ cấp: I 2dm = a × I1d m A Dòng điện thứ cấp khi có tải: P 12 × 10 3 I2.
- 125A U 2dm cos ϕ 120 × 0.8 Dòng điện sơ cấp khi có tải: I 125 I1 = 2.
- 12.5A a 10 Bài số 2­7.
- Cho một MBA một pha lý tưởng (không bị sụt áp, không tổn hao, dòng điện không tải bằng không) có tỉ số vòng dây 4:1 Điện áp thứ cấp là 120∠ 0o V.
- Người ta đấu một tải Zt = 10∠ 30o Ω vào thứ cấp.
- Điện áp sơ cấp.
- Dòng điện sơ cấp và thứ cấp ? c.
- Tổng trở tải qui về sơ cấp.
- Điện áp sơ cấp: U& 1 = aU.
- 4 × 120∠0 o = 480∠0 o V 2 Dòng điện thứ cấp: &I = U .
- 30 o A & o 2 Z t 10∠30 o Dòng điện sơ cấp: 11 I& 12.
- 30 o A a 4 Tổng trở tải quy đổi: Z ′t = a 2 Z t o = 160∠30 o Ω Bài số 2­8.
- Cho MBA tăng áp một pha lý tưởng (không sụt áp, tổn hao, dòng điện không tải bằng không) 50kVA, 400V/2000V cung cấp cho tải 40kVA có hệ số công suất của tải 0.8 (tải R­L).
- Tổng trở tải ? b.
- Tổng trở tải qui về sơ cấp ? Tổng trở tải: U2 2000 2 zt = 2.
- Do vậy ta có: Zt oΩ Tỉ số biến đổi điện áp: U 400 a= 1.
- 0.2 U 2 2000 Tổng trở tải quy đổi về sơ cấp: Z ′t = a 2 Z t o = 4∠36.87 o Ω Bài số 2­9.
- Cho MBA một pha lý tưởng (không bị sụt áp, không tổn hao, dòng điện không tải bằng không) có số vòng dây là 180: 45.
- Điện trở sơ và thứ cấp lần lượt bằng 0.242Ω và 0.076Ω.
- Tính điện trở tương đương qui về sơ cấp ? Tỉ số biến đổi điện áp: N 180 a= 1 = =4 N2 45 Điện trở thứ cấp quy đổi về sơ cấp: R ′2 = a 2 R Ω Điện trở tương đương: R td = R 1 + R Ω 12 R Fe × jXM 71400 × j17809 ZM.
- o Ω R Fe + jXM 71400 + j17809 Tổng trở vào của máy biến áp: (Z + Z ′t.
- 378.66 +j Ω o Dòng điện tải quy đổi: aU I& ′2 = 2.
- 41.41o A Zt o Điện áp đưa vào máy biến áp: U& CA = I& ′2 (R CA + jXCA + R ′HA + jX′H A + Z ′t.
- 89.2 o A & o M jXM j17809 Thành phần lõi thép của dòng kích thích: &I = U o A & o Fe R Fe 71400 Dòng điện kích thích: I& o = I& Fe + I& M = 0.42.
- 76 o A Dòng điên sơ cấp: I& 1 = I& o + &I′2 = 0.462.
- 41.41o j9.65)A Thành phần dòng điện tải của dòng điện sơ cấp: It = 10.54A Bài số 2­26.
- Một máy biến áp một pha 75kVA.
- 4160/240V làm nhiệm vụ hạ điện áp cung cấp cho tải Ω ở điện áp 270V.
- Các thông số của máy biến áp là: R CA = 2.16Ω, XCA = 3.48Ω, RHA = 0.0072Ω, XHA = 0.0128Ω.
- Vẽ mạch tương đương và tính (a) tổng trở tương đương quy đổi về phía cao áp.
- (b) tổng trở vào.
- (c) điện áp cao áp khi điện áp trên tải là 270V.
- (d) vẽ đồ thị véc tơ dòng điện và điện áp phía hạ áp.
- Tỉ số biến đổi điện áp của máy biến áp: U 4160 a= 1.
- 17.33 U2 240 28 Tổng trở hạ áp quy đổi về cao áp: R ′H A = a 2 R H A Ω X′H A = a 2 XH A Ω Z td CA = R CA + jXCA + R ′H A + jX′H A = (2.16 + j3.84.
- 8.82∠60.67 Ω o Tổng trở tải quy đổi: Z ′t = a 2 Z t .
- 38.74o Ω Mạch điện tương đương của máy biến áp: Zn1 jXCA &I = &I / a I & 1 RCA a2jXHA a2RHA 1t 2 I & o &I &I & U 1 fe jXM M Z ′v U& ′2 Z’t = a2Zt Rfe M Tổng trở vào của máy biến áp: Z v = Z td CA + Z ′t = 4.32 + j j j = 434.3.
- 37.59Ω Dòng điện tải quy đổi: aU I& ′2 = 2.
- 38.74 o Điện áp đưa vào máy biến áp: U& CA = I& ′2 Z v o × 434.3.
- 37.594 o o V Dòng điên sơ cấp: I& 1 = I