điện kỹ thuât: Quấn máy biến áp cỡ nhỏ

CHÀO MỪNG
THẦY VÀ CÁC BẠN
Đây ngày mồng Tám tháng Ba
Dập dìu người lại mua hoa tặng người
Tôi đi gom những nụ cười
Tâm hoa tươi thắm để tôi tặng mình!!!
 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
Đề tài:
QUẤN MÁY BIẾN ÁP
CỠ NHỎ
NHÓM I:
GVHD: Phan Thanh Vân
SVTH: nhóm I
Lương Sơn Đỉnh
Hoàng Phước Muội
Võ Xuân Đào
Trần Thiện Bảo
Thạch Hoàng
Trần Minh Báu
Nguyễn Lâm Thùy Linh
Thông Thị Kim Ánh
Đỗ Thị Hồng
Đỗ Thị Huyền
Đỗ Thị Hạnh
Lịch sử phát triển
Tìm hiểu chung máy biến áp
Tính toán các đại lượng máy biến
Kỹ thuật quấn máy biến áp
Thực hiện quấn
NỘI DUNG
Năm 1831: Michael Faraday phát hiện ra hiện tượng dòng điện tạo ra từ trường và ngược lại, sự biến thiên từ trường cũng tạo ra dòng điện.
Năm 1884: Máy biến áp đầu tiên được sáng chế ra bởi:
Károly Zipernowsky, Miksa Déri và Ottó Titusz Bláthy.
A. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Năm 1889: Mikhail Dolivo-Dobrovolsky chế tạo ra máy biến áp 3 pha đầu tiên.
Ngày nay máy biến áp được sản xuất với nhiều chủng loại khác nhau:
Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó.
B. TÌM HIỂU CHUNG MÁY BIẾN ÁP
I. ĐỊNH NGHĨA:
II. CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP
Cuộn dây
Mạch từ (lõi sắt)
Vỏ máy
(nếu có)
Cuộn sơ cấp
Cuộn thứ cấp
1. MẠCH TỪ (LÕI THÉP):
Dùng làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để mạch quấn dây quấn.
Được làm bởi các lá thép kỹ thuật điện mỏng có chiều dày 0,1-0,5mm ghép lại.
2. CUỘN DÂY:
Cuộn dây có nhiệm vụ: tăng giảm điện áp.
Cuộn dây nối với nguồn điện được gọi là cuộn sơ cấp, cuộn còn lại nối với tải tiêu thụ là cuộn thứ cấp.
Cuộn dây thường được làm bằng đồng hoặc nhôm.
Dây quấn trong cuộn dây phải cách điện với nhau và với lõi thép.
3. VỎ MÁY:
Công dụng: bảo vệ các phần tử bên trong.
Vỏ của máy biến áp thường được làm bằng làm nhựa, bằng gỗ, bằng thép, bằng gang hoặc tôn mỏng.
III. PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP

Máy biến áp có thể phân làm nhiều loại khác nhau dựa vào:
Cấu tạo: máy biến áp 1 pha và máy biến áp 3 pha.
Chức năng: máy tăng áp hay máy hạ áp.
Cách thức cách điện
Công suất hay hiệu điện thế: máy biến áp cỡ lớn, cỡ vừa và cỡ nhỏ.

IV. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn. Gọi từ thông này là:  = 0cosωt 
- Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là : 1 = N10cosωt và 2 = N20cosωt 
- Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng 2 có biểu thức:  2 = N2ω0sinωt
Từ đó ta thấy nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
V. KHẢO SÁT MÁY BIẾN ÁP
Gọi N1, N2 là số vòng của cuộn sơ cấp và thứ cấp. 
Gọi U1, U2 là hiệu điện thế hiệu dụng 2 đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp. 
Gọi I1, I2 là cường độ dòng điện hiệu dụng của 2 đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp.
Người ta chứng minh được:
Nếu:
k > 1 máy biến áp hạ áp
k < 1 máy biến áp tăng áp
K=1 máy biến áp an toàn
MBA được dùng chủ yếu trong truyền tải và phân phối điện năng.
Ngoài ra, MBA còn được sử dụng trong lò nung (máy biến áp lò), trong các thiết bị đo lường, làm nguồn cho các thiết bị điện tử,....
VI. ỨNG DỤNG
C. TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP
Xác định công suất
Số vòng dây của cuộn dây
Tính đường kính dây quấn
Tính diện tích cửa sổ lõi thép
II. Số vòng dây của cuộn dây
V = 4,44.10-8 .N.B.f.S
Trong đó:
V: điện áp đặt vào cuộn biến áp (volt)
N: số vòng cuộn dây của biến áp
B: cảm ứng từ
f: tần số của dòng điện sử dụng
S: tiết diện lõi sắt từ (cm2)

I. Công suất
Công thức xác định công suất máy biến áp cỡ nhỏ:


Trong đó:
S: tiết diện lõi sắt (cm2)
P: công suất của máy biến áp
III. Đường kính dây quấn
S = (πd2 )/4
Đường kính dây quấn sơ cấp:



Đường kính dây quấn thứ cấp:



Trong đó:
S: tiết diện dây
d: đường kính dây

Ví dụ: Tính số vòng dây cần quấn với: S = 5.75 cm2, U1 = 220 V, U2 = 12 V.
Giải: -Ta có: số vòng ứng với mỗi volt:




Số vòng dây cần quấn ở cuộn sơ cấp:
7.83 x 220 = 1722 (vòng);
Số vòng dây cần quấn ở cuộn thứ cấp:
7.83 x 12 = 94 (vòng);
S
=
45
5.75
=
7.83 (vòng/volt)
45
n
=
Ví dụ: Ta đo được diện tích lõi sắt từ S= 5.75cm2 , U1 = 220 V, U2 = 12V. Tìm đường kính dây quấn ở cuộn sơ cấp và thứ cấp.
Giải:
Slõi sắt = 5.75cm2
=> P = (S/1,2)2 = 23 W
I1 = (P/ U1) = 23: 220 = 0.10 A
I2 = (P/ U2) = 23 : 12 = 1.92 A
Sdây quấn = 1mm2  I= 3 (A)
=> S1 = 0.033 mm2 => d1 =0.2 mm
S2 =0.640 mm2 => d2 = 0.9mm
IV. Tính diện tích cửa sổ lõi thép
Diện tích cửa sổ:
Scs = h.c
D. KĨ THUẬT QUẤN MÁY BIẾN ÁP
I. Những vật dụng cần thiết:
Khuôn cách điện
Dây quấn
Vật liệu dùng làm mạch từ
Vật liệu cách điện
Dây nối

1. Khuôn cách điện:
Khuôn cách điện nhằm mục đích cách điện giữa cuộn dây và mạch từ, còn làm sườn cứng để định hình cuộn dây.
Khuôn được làm bằng vật liệu catton cứng như giấy cách điện presspahn hoặc bằng chất dẻo chịu nhiệt.
2. Vật liệu dùng làm mạch từ:
Lá thép mỏng và dẻo là tốt.
Bề dày của lá thép là 0.10 mm -0.15 mm -0.20 mm-0.25mm -0.39 mm -0.40mm -0.5 mm.
Lá thép thông dụng nhất gồm 2 phần: 1 phần chữ E và 1 phần chữ I rồi ghép lại thành một khung vuông để quấn 1 máy biến áp.
3. Dây quấn:
Loại dây cotton: Loại dây bọc bằng lớp tơ tự nhiên hay nhân tạo hoặc bằng vải sợi.
Loại dây e-may: Là loại dây được tráng lớp sơn vecni bên ngoài.
Loại dây e-may được dùng rất nhiều để quấn MBA nhỏ.
Ưu điểm: ít hút ẩm và có thể chịu ở nhiêt độ cao.
4. Vật liệu cách điện:
Có 2 loại giấy dầu và giấy bồi.
Giấy dầu cũng như giấy bồi chia loại dày mỏng khác nhau.
Bề dày của giấy từ 0.10 mm – 0.20 mm- 0.30 mm – 0.4 mm-0.5 mm nghĩa là 10% của 1ly và ½ ly.
II. Các bước tiến hành
1. Làm khuôn:
+ Làm thân khuôn: Phần thân khuôn có dạng hình hộp chữ nhật, và có kích thước a, b, h như hình vẽ.
Bước1: Đo và vạch các kích thước a, b, h trên giấy.
Bước 3: gấp và dán 1 với 5
Bước 2: làm lì các đường giao.
Lấy thước hoặc bút gạch các đường giao nhau cho “lì” để dễ gấp các cạnh khuôn.
+ Làm má khuôn:
Bước 1: cắt má khuôn
Bước 2: Đo và kẻ các kích thước a, c, b như hình vẽ
Bước 3: Nối và cắt hai đuờng chéo
Bước 4: Đục lỗ bắt dây
+ Ráp khuôn: Gián phần thân khuôn với má khuôn với nhau.
2. Quấn dây:
Trong lúc quấn dây cố gắng quấn dây cho thẳng và song hàng với nhau.
Cứ hết mỗi lớp dây lại lót giấy cách điện.
Đối với dây quá bé (d< 0,15 mm) có thể quấn suốt không cần giấy cách điện giữa các lớp. Chỉ cần lót cách điện kĩ giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp.
3. Lồng lõi thép:
Quy trình hoàn thành
5/18/2011
31
CẢM ƠN CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý
LẮNG NGHE