Tài liệu Kháo sát bộ nguồn P46 và P52- Thiết kế máy biến áp, chương 6 docx

CHƯƠNG 6
THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP TỰ NGẪU
I. Giới thiệu:
Biến áp tự ngẫu có một đầu vào và môt đầu ra. Đầu ra lần
lượt lấy các điện áp ra từng nấc hoặc liên tục. Loại biến áp này
còn gọi là biến áp một dây quấn.
Có nhiều loại biến áp tự ngẫu:
- Loại biến áp tự ngẫu lấy ra theo từng nấc điện áp: Ứng với
một số vòng dây sẽ có một mưcù điện áp khác nhau.
- Loại biến áp tự ngẫu có điện áp thay đổi liên tục phụ
thuộc vào con trượt trượt trên bề mặt cuộn dây. Loại này
được gọi Variac.
Đối với bộ nguồn P46 và P52 tại phòng thí nghiệm đo
lường hiện nay như sau:
Bộ nguồn P46 có áp điều chỉnh 0÷120V-3,5A.
Bộ nguồn P52 có áp điều chỉnh 0÷120V-1,6A.
Yêu cầu thiết kế lại: Điện áp ra thay đổi từ 0÷220V,trong khi
ngõ vào là 220V.
II.
Hình dạng Variac:
U1
N1
1to1
U
IN
U
out
U
RA
U
VÀO

III. Nguyên tắc hoạt động:
Khi có dòng điện vào hai đầu cuộn dây, cuộn dây sẽ xuất
hiện một sức điện động, từ thông lúc này sẽ chạy như hình vẽ:
Hình 15. Từ thông chạy trong mạch
Lõi sắt của Variac là lõi sắt hình trụ. Khi có dòng điện
chạy vào cuộn dây, cuộn dây sẽ sinh ra một từ thông
A
*
B


.
Với B là từ cảm của lõi thép.
A là tiết diện của hình trụ lõi thép.
A
h
.
R

,với R là bán kính của lõi thép.
Mà R
2
21
D
D


Như vậy, diện tích lõi thép như sau:
A
B

I
D
1
D
2

Hình 14
h.
D
D
h.RA
2
21


Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây sinh ra sức điện động
cảm ứng trong dây quấn là:
).volt(
dt
d
Ne


Với e: Điện áp tức thời (sức điện động ).
N: Số vòng dây.

: Từ thông.
t: Thời gian.
Số vòng dây có thể tính theo công thức sau:
N=H.l (vòng ).

H: Cường độ từ trường.
l: Chiều dài đường sức trong lõi thép.
Ta có thể tính số vòng dây giống như biến áp cách ly.
E= 10
4
.4,44.f.B.A.N.
Với A là tiết diện lõi thép
f là tần số lưới điện
N là số vòng quấn.
Số vòng dây cho một V điện áp:
vòng/V
Tùy theo trường hợp chọn B
Với 1Web = 10
4
Gauss
Số vòng dây được tính như sau:
T,
V
vòng
A,
N
T
V
vòng
A
N
,
V
vòng
A

,
A,
N
21Bvới
21
45
1Bvới
45
T80Bvới
25
56
80
45



Khi chọn B ta phải dựa vào vật liệu cán thép mỏng có thể
là thép tấm, thép đúc, gang
Tùy theo yêu cầu của biến áp tự ngẫu có công suất bao
nhiêu mà ta có thể tính được công suất biểu kiến: P = U.I.
Sau khi tính được công suất biểu kiến, ta tiến hành tính số
vòng cho biến áp tự ngẫu.
Thực tế hiện nay, sau khi khảo sát thò trường, loại Variac
có tiết diện nhỏ nhất đáp ứng cho việc lắp ráp vừa với bộ nguồn
cũ là loại có công suất nhỏ nhất 0,5 kVA. Variac này có diện
tích gần bằng tiết diện của bộ nguồn P46 ở phòng đo lường. Do
đó, không thể thiết kế khác được. Việc quấn lại Variac từ bộ
nguồn cũ không thể thực hiện được do không có thiết bò và dụng
cụ.