Tiểu luận
Thiết kế, tính toán sa bàn thực tập
điện tử công nghiệp
Giáo viên hướng dẫn
Lời nói đầu
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ các ứng dụng của khoa học kĩ thuật
trong công nghiệp, đặc biệt là trong công nghịêp địên tử thì các thiết bị điện tử có
công suất lớn cũng được chế tạo ngày càng nhiều. Và đặc biệt các ứng dụng của nó
vào các nghành kinh tế quốc dân và đời sống hang ngày đã và đang được phát triển
hết sứa mạnh mẽ.
Tuy nhiên để đáp ứng nhu cầu ngày càng nhiều và phức tạp của công nghiệp thì
các nghành điện tử công suất luôn phải nghiên cứu và tìm ra giải pháp tối ưu nhất.
Đặc biệt với chủ chương công nghiệp hoá hiện đại hoá của nhà nước, các nhà máy,
xí nghiệp cần phải thay đổi, nâng cao để đưa công nghệ tự động điều khiển vào
trong sản xuất. Do đó đỏi hỏi phải có thiết bị và phương pháp điều khiển an toàn
chính xác. Đó là nhiệm vụ của không chỉ của riêng nghành điện công nghiệp mà
cần phải có thêm sự giúp sức của nghành điện tử công suất đây là vấn đề chung cần
phải đưa gia lời giải đáp. Để giải quyết vấn đề này thì nước ta cần phải có đội ngũ
thiết kế đông đảo tài năng. Sinh viên nghành Điện Công Nghiệp - Tự động hoá
tương lai không xa sẽ đứng trong đội ngũ này, do đó mà phải tự trang bị cho mình
những kiến thức, trình độ và sự hiểu biết sâu rộng. Thực hiện xây đồ án tốt nghiệp
là một bài kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên, và cũng là điều
kiện để cho sinh viên của ngành tự tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về điện công
nghiệp, điện tử công suất. Vì vậy là sinh viên lần đầu thực hiện làm quen với việc
làm đồ án, để đem kiến thức về chuyên nghành vào trong quá trình xây dựng đồ án
nhưng chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế nên khi làm đồ án rất cần thiết có sự
hướng dẫn của các thầy, cô giáo.
Nội dung của đồ án gồm năm chương.
Chương 1 : Giới thiệu chung về đề tài.
Chương 2 : Cơ sở lý thuyết.
Chương 3 : Tính toán thiết kế bộ nguồn.
Chương 4 : Tính toán áp dụng.
Chương 5 :
Trong thời gian làm đề tài do khả năng kiến thức bản thân còn hạn chế, đề tài chắc
chắn sẽ không tránh những thiếu sót, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến
của các thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em chân thành cảm ơn thầy, cô giáo!
Chương 1
Giáo viên hướng dẫn
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN
Đồ án được lấy tên thiết kế, tính toán sa bàn thực tập điện tử công nghiệp,
Sa bàn nói chung có thể được gọi theo nhiều tên gọi khác nhau tuỳ vào chức
năng, nhiệm vụ của chúng có thể kể tới một số tên gọi sau: Sa bàn điều khiển, xa
bàn vận hành, xa bàn thực tập. Qua tiếp cận tại trường học và thực tế thì sa bàn có
nhiều kích thước lớn nhỏ, được trang bị thiết bị theo yêu cầu, mục đích cần sử dụng
nhưng tổng quan chúng đều được tích hợp từ các thiết bị điện - điện tử như: Nguồn
cung cấp, thiết bị bảo vệ và khì cụ ( Áptômát, cầu chì, các rơle, công tác tơ), các
mạch chỉnh lưu, nghịch lưu, hệ thống đèn báo nguồn củng như sự cố, thiết bị do
lường hiến thị các thông số.
Ngày nay hệ thống xa bàn được sử rất rộng, khẳng định được tầm quan trọng
trong sự phát triển của công nghiệp hoá, đóng góp không nhỏ vào trong việc giảng
dạy, học tập của sinh viên các trường thuộc khối kỹ thuật công nghiệp. Với tầm
quan trọng thực tế đã được khẳng định. Trường Cao Đẳng Công Nghiệp Phúc Yên
nơi hiện nay nhóm sinh viên chúng em đang học tập, rèn luyện, từ những ngày đầu
đã đưa xa bàn vào việc giảng dạy, thực tập của học sinh và không ngừng đầu tư
trang bị thêm xa bàn mới cho nhu cầu hăng say học tập, thực tập xưởng của sinh
viên, nhưng với sự đa dạng của các loại xa bàn nên trong thời gian ngắn không thể
trang bị hết được. Tới nay chúng em sau những ngày tháng học tập, rèn luyện đã
đến lúc tốt nghiệp ra trường, sinh viên chúng em thấy rằng xa bàn thực tập rất cần
thiết và củng mong muấn tự tay làm ra một xa bàn thực tập, góp phần nào giảm bớt
sự chưa đủ của xa bàn. Nên nhóm sinh viên đã mạnh rạn thông qua thầy giáo chủ
nhiệm đề nghị lên khoa Điện _ Tự Động Hoá cho nhóm sinh viên được làm đồ án
tốt nghiệp Sa Bàn Thực Tập Điện Tử Công Nghiệp thay vì thi tốt nghiệp, đề nghị
thiết thực của nhóm đã được khoa đồng tình, chấp nhân, khuyến khích nhưng phai
có sự giám sát, hướng dẩn của thầy, cô giáo. Bản thân chúng em rất vui mừng và
cảm ơn trước sự chấp nhận, quan tâm của khoa, thầy, cô giáo. Bước đầu làm mô
hình cho đồ án đã gặp phải khó khăn trong việc chọn lựa kích thước, hình dáng, linh
kiện, thiết bị và cách bố chí thiết bị sao cho hợp lý vừa thực hiện được chức năng
vừa tiết kiệm, an toàn, thẩm mĩ nhất. nhưng nhờ có định hướng của thầy hướng dẩn,
công với tinh thần tự giác khó khăn được tháo gỡ dần, tinh thần làm mô hình hăng
Giáo viên hướng dẫn
hái hơn. Nhóm đi đến quyết định hình lục giác là hình dạng của xa bàn được thiết
lập từ sáu xa bàn độc lập ghép lại mà thành, thiết bị cần có như: Áptômát ba pha,
Apekế, Vônkế, đồng hồ đo vạn năng, máy biến áp, bộ chỉnh lưu vv
Sau một thời gian miệt mài làm xa bàn đã hoàn thành như dự kiến, qua làm đồ án
bản thân em củng như các bạn thấy được sự thiết thực, tính thực nghiệm, khoa học,
ứng dụng rất cao.
1.1. Tính thực nghiệm.
Việc thực nghiệm của đồ án làm sa bàn thực tập điện tử công nghiệp đáp ứng
được chất lượng, hiệu quả về kĩ năng, kỹ thuật, tay nghề của học sinh. Giúp học
sinh thông qua việc làm đồ án sẻ tổng hợp được lượng kiến thức đáng kể trong thời
gian học tập mà thầy, cô giáo chuyền đạt và bổ sung thêm kiến thức mới, học sinh
vân dụng kiến thức được trang bị vận dụng vào trong quá trình thực tập, giúp học
sinh hiểu sâu hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách lắp đặt, phương pháp lựa
chọn thiết bị hợp lý nhất, giúp rèn luyện tính, cần cù ,tỉ mĩ chung thực, điều kiện dất
cần thiết đối với mỗi học sinh tốt nghiệp ra trường.
1.2 Tính khoa học - công nghệ
Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ĐẾN ĐỒ ÁN
Tất cả những kiến thức được học và thực tế là cơ sở lý thuyết quan trọng bức
thiết vận dụng vào trong việc xây đồ án, cơ sở lý thuyết là những giáo trình, đề
cương bài giảng, vở ghi chép, đây là nguồn cung cấp kiến thức lý thuyết về cấu tạo,
nguyên lý hoạt động, phương pháp lựa chọn và tính toán, phạm vi ứng dụng thực tế.
Kiến thức lý thuyết cần cho đồ án gồm có cơ sở về khí cụ điện, thiết bị bảo vệ mạch
( Aptômát, cầu chì ), cơ sở về máy biến áp, cơ sở về các mạch chỉnh lưu, mạch lọc,
ổn áp.Sau đây là những cơ sở lý thuyết cụ thể.
2.1. CƠ SỞ VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN.
2.1.1. Khái niệm
Trong bầt kì mạng điện, lươi điện và toàn bộ hệ thống cung cấp điện nói chung.
muốn làm việc ở độ ổn định cao nhất, hạn chế được những sự cố ở mức thấp nhất
rất cần phải có sự góp mặt của các khí cụ điện làm chức năng đóng cắt cấp nguồn,
chức năng bảo vệ mạch, thiết bị khỏi những sự cố, ngắn mạch, quá tải. Khí cụ điện
Giáo viên hướng dẫn
làm việc lâu dài trong các mạch dẫn điện, nhiệt độ của khí cụ điện tăng lên gây tổn
thất điện năng dưới dạng nhiệt năng và đốt nóng các bộ phận dẫn điện và cách điện
của khí cụ. Vì vậy khí cụ điện làm việc được trong mọi chế độ khi nhiệt độ của
các bộ phận phải không quá những giá trị cho phép làm việc an toàn lâu dài.
2.1.2. Phân loại và yêu cầu cơ bản của khí cụ điện.
2.1.2.1. Phân loại.
Ta có nhiều tiêu chuẩn để phân loại khí cụ điện. Phân loại theo chức năng, theo
nguyên lý hoạt động, theo môi trường làm việc và nhiều chỉ tiêu khác. Nhưng có thể
phân loại theo các chỉ tiêu cơ bản sau.
1- Phân loại theo công dụng.
+ Nhóm khí cụ khống chế dùng để đóng cắt điều chỉnh tốc độ, chiều quay của các
máy phát điện, động cơ điện như: Cầu dao, Áptômát, Công tắc tơ
+ Nhóm khí cụ bảo vệ làm nhiệm vụ bảo vệ các động cơ, máy phát điện, lưới
điện khi có quá tải, ngắn mạch, sụt áp như : Rơle, Cầu chì, Máy cắt
+ Nhóm khí cụ điện tự động điều khiển từ xa làm nhiệm vụ thu thập phân tích
khống chế sự hoạt động của các mạch điện như : Khởi động từ
+ Nhóm khí cụ điện hạn chế dòng ngắn mạch ( như điện trở phụ, cuận kháng )
+ Nhóm khí cụ điện làm nhiệm vụ duy trì sự ổn định các tham số điện ( Ổn áp,
bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát ).
+ Nhóm khí cụ điện làm nhiệm vụ đo lường như : Máy biến dòng điện, máy biến
áp đo lường
2 - Phân loại theo tính chất dòng điện.
+ Nhóm khí cụ điện dùng trong mạch điện một chiều.
+ Nhóm khí cụ điện dùng trong mạch điện xoay chiều
3 - Phân loại theo nguyên lý làm việc.
+ Nhóm khí cụ điện làm việc theo nguyên lý từ điện, điện từ, điện động, nhiệt, có
tiếp xúc và không tiếp xúc.
4 - Phân loại theo điều kiện làm việc.
+ Loại làm việc trong vùng nhiệt đới khí hậu nóng ẩm.
+ Loại làm việc ở vùng ôn đới.
+ Loại làm việc chống được khi cháy nổ, chịu được rung động.
5 - Phân loại theo cấp điện áp.
Giáo viên hướng dẫn
+ Khí cụ điện hạ áp có điện áp dưới 3 kV
+ Khí cụ điện trung áp có điện áp từ 3 kV đến 36 kV
+ Khí cụ điện cao áp có điện áp từ 36 kV đến 400 kV
+ Khí cụ điện siêu cao áp có điện ap từ 400 kV trở lên.
2.1.2.2. Yêu cầu cơ bản của khí cụ điện.
Để đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện và đảm bảo độ tin cậy của khí cụ điện thì
khí cụ điện phải đảm bảo một số yêu cầu sau:
+ Khí cụ điện đảm bảo làm việc lâu dài với các thông số kỹ thuật ở trạng thái làm
việc định mức: Uđm, Iđm.
+ Ổn định nhiệt, điện động, có cường độ cơ khí cao khi quá tải, khi ngắn mạch.
+ Khí cụ điện làm việc chắc chắn, an toàn khi làm việc.
+ Vật liệu cách điện tốt, không bị chọc thủng khi quá dòng.
Đối với sa bàn thực tập điện tử công nghiệp sử dụng hai loại khí cụ điện. Áptômát
làm nhiệm đóng cắt cấp nguồn cho từng sa bàn và bảo vệ quá tải cho động cơ và
Cầu chì chức năng bảo vệ ngắn mạch. Sau đây là những hiểu biết chung của hai khí
cụ điện vừa nêu.
2.1.3. ÁPTÔMÁT (AB).
2.1.3.1 Khái niệm.
Áptômát là thiết bị đóng cắt bằng tay và tự động nhờ lực điện từ đạt tới giá trị cần
bảo vệ. Tuỳ theo cấu tạo của áptômát mà chúng có chức năng bảo vệ sau: Bảo vệ
dòng cực đại, bảo vệ dòng cực tiểu, bảo vệ điện áp thấp, bảo vệ công suất ngược và
các bảo vệ khác.
2.1.3.2 Yêu cầu khi sử dung áptômát.
+ Làm việc tốt ở các giá trị định mức.
+ Phải có thời gian ngắt nhỏ.
+ Ngắt được chị số dòng ngắt mạch lớn.
+ Phát sinh hồ quang ít.
+ Phù hợp với điều kiện làm việc, đảm an toàm cho người và thiết bị.
+ Cấu tạo dơn giản, gọn nhẹ, giá thành hạ.
2.1.3.2 Phân loại.
Giáo viên hướng dẫn
Có nhiều chỉ tiêu, tiêu chuẩn để phân loại áptômát nhưng thường có các Chỉ tiêu
phân loại cơ bản sau:
1 - Theo chức năng bảo vệ.
+ Áptômát bảo vệ dòng cực đại.
+ Áptômát bảo vệ dòng cực tiểu.
+ Áptômát bảo vệ điện áp thấp.
+ Áptômát bảo vệ công suất ngược.
2 - Theo số pha - cực.
+ Một pha
+ Hai pha
+ Ba pha
3 - Theo dòng điện, điện áp.
+ 10A ; 20A ; 100A ; 500A
+ 110V ; 220V ; 380V ; 500V
4 - Theo hệ số hiệu chỉnh.
+ Áptômát vạn năng.
+ Áptômát định hình.
+ Áptômát tác động nhanh.
+ Áptômát chống giật.
5 - Theo cơ cấu tác dộng người ta chi làm 3 loại.
+ Áptômát nhiệt: Tác động nhờ cơ cấu điện - nhiệt, như vậy thời gian tác động
chậm loại này thường dùng để bảo vệ quá tải.
+ Áptômát điện từ: Tác động nhờ cơ cấu điện - từ loại này dùng để bảo vệ
ngắn mạch
+ Áptômát từ - nhiệt.
2.1.3.3 Cấu tạo chung của Áptômát.
Tuỳ theo chức năng cụ thể mà áptômát có thể đầy đủ hoặc có các bộ phận sau.
+ Hệ thống tiếp điểm và bộ phân dập hồ quang: Thực hiện nhiệm vụ đóng cắt
cấp nguồn, bảo vệ thiết bị, bộ phận dập hồ quang làm nhiệm vụ đập tắt
nhanh hồ quang phát sinh trong quá trình vận hánh cũng như khi có sự cố.
Giáo viên hướng dẫn
+ Cơ cấu tác động nhiệt: Cơ cấu này làm nhiệm vụ ngắt mạch khi quá tải, hoạt
động trên sự co giản vì nhiệt của thanh lưỡng kim.
+ Cơ cấu tác động điện từ: Cơ cấu này gồm một nam châm điện (cuộn dây từ
và lõi thép) làm nhiệm vụ ngắt mạch khi có hiện tượng ngắt mạch, cơ cấu
này thường tác động trước nên dòng điện tác động tức thời phải có giá trị lớn
hơn dòng điện tác động chậm.
Tuỳ theo chức năng, nhiệm vụ, cơ cấu hoạt động và nguyên lý tác động mà mỗi
loại có nguyên lý hoạt động khác nhau.
Cùng như thiết bị đóng cắt bảo vệ mạch điện khác nói chung thì khi lựa chọn
áptômát ta cần lựa chọn theo các thông sồ kỹ thuật sau.
+ Dòng điện định mức của áptômát I
đm
(A). Đây là dòng điện lớn nhất cho phép
áptômát làm việc lâu dài mà không bị tác động, dòng này không được nhỏ hơn dòng
phụ tải tính toán.
I
đmAB
≥ I
lvmax
Trong đó:
I
đmAB
: Là giá trị dòng định mức của áptômát.
I
lvmax
: Là giá trị dòng làm việc lớn nhất của mạch điện.
+ Dòng điện bảo vệ nhgắn mạch của áptômát I
nm
(A). Đây là dòng điện nhỏ nhất
đủ làm cho áptômát tự ngắt. Chỉ những áptômát có cơ cấu ngắt kiểu điện từ có
thống số này, khi chọn loại này để đóng cắt động cơ thì dòng ngắt mạch được chọn
phải lớn hơn dòng khởi động động cơ tức I
nm
> I
kđ
.
+ Điện áp làm việc của áptômát cho phép vượt 10% ÷ 15%, U
đm
(V). Điện áp này
phải chọn phụ thuộc vào điện áp của lưới điện mà nó được lắp đặt và không được
nhỏ hơn điện áp lưới.
U
đmAB
+ ∆U
đmAB
≥ U
đm,mạng
+ ∆U
đm,mạng
Trong đó:
U
đmA
, U
đm,mạng
: Lần lượt là điện áp định mức của áptômát và của lưới điện.
∆U
đmAB
, ∆U
đm,mạng
: Là độ tăng điện áp cho phép của áptômát và của lưới điện.
+ Dòng bảo vệ quá tải của áptômát I
qt
: Dòng này có thể điều chỉnh nhờ các vít
diều chỉnh, trong một số trường hợp ta có thể điều chỉnh theo giá trị sau:
I
qt
= (1,1 ÷1,2). I
tt
Giáo viên hướng dẫn
+ Số cực của áptômát: Một cực, hai cựa, ba cực.
2.1.3.4 Hình dạng thực tế và cấu tạo bên trong.
Hình - Cấu tạo bên trong Áptomát.
2.1.4 CẦU CHÌ.
2.1.4.1 Khái niệm cầu chì.
Cầu chì là thiết bị bảo vệ mạch điện, lưới điện hoặc các thiết bị dùng điện chánh
khỏi dòng ngắn mạch. Nó thường được bảo vệ đường dây, máy biến áp, động cơ
điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch thắp sáng. Cầu chì được sử dụng rất
rộng rãi bởi kích thước bé, khả năng cắt cao. giá thành hạ. Bản than cầu chì có hai
phần tử cơ bản là dây chảy dùng để cắt mạch điện cần bảo vệ và thiết bị dập hồ
quang để rập hồ quang phát sinh khi dây chảy đứt.
2.1.4.2 Yêu cầu đối với cấu chì:
Giáo viên hướng dẫn
Tiếp điểm tĩnh
Tiếp điểm động
Vít tiếp điểm
Thanh đóng ngắt
Cần gạt phục hồi
Dây dẫn nhiệt
Cầu chì cần phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây:
- Yêu cầu về cấu tạo.
+ Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, giá thành hạ.
+ Vật liệu thay thế rễ tìm.
+ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
- Yêu cầu của dây chảy.
+ Không bị ôxi hoá, độ dẫn điện tốt.
+ Điện trở phải cao ít biến đổi theo thời gian.
+ Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp.
+ Phải phù hợp với từng mạch điện.
+ Đặc tính A - S phải thấp hơn đặc tình của thiết bị bảo vệ.
2.1.4.2 Phân loại.
Tuỳ theo cấu tạo, số pha, nơi lắp đặt cầu chì có các loại sau.
Theo số pha: Thông dụng là một pha và ba pha.
Loại hở không có vỏ bọc có một dây chảy, dây chảy thường làm bằng chì, hợp
kim chì - thiếc, nhôm
Loại kín có hai loại: Loại có vỏ bọc bằng cát thạch anh và loai không có vỏ bọc
bằng cát thạch anh.
2.1.4.2 Cấu tạo của cầu chì.
Cầu chì bao gồm các thành phần sau:
+ Phần tử ngắt mạch: Đây chính là thành phần chính của cầu chì, phần tử này
phải có khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng củ dòng điện qua nó. Phần tử
này có giá trị điện trở suất bé (thường bằng chì, đồng, nhôm vv.). Hình dạng của
phần tử có thể ở dạng là một dây (tiết diện tròn), dạng rát mỏng.
+ Thân của cầu chì: Thường bằng thuỷ tính, ceramic (sứ gốm) hay các vật liệu
khác tương đương. Vật liệu tạo thành thân của cầu chì phải đảm bảo được hai tính
chất:
- Có độ bền cơ khí.
- Có độ bền về điệu kiện dẫn nhiệt và chịu đựng được các sự thay
đôi nhiệt độ đột ngột mà không hư hỏng.
+ Vật liệu lấp đầy (bao bọc quanh phần tử ngắt mạch trong thân cầu chì):
Thường bằng vật liệu Silicat ở dạng hạt, nó phải có khả ngăng hấp thụ được năng
Giáo viên hướng dẫn
lượng sinh ra do hồ quang và phải đảm bảo tính cách điện khi xảy ra hiện tượng
ngắt mạch.
+ Các đấu nối: Các thành phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các thiết
bị đóng ngắt mạch; đồng thởi phải đảm boả tính tiếp xúc điện tốt.
2.1.4.3 Nguyên lý làm việc.
Từ sơ đồ nguyên lý ta thấy rằng đặc tính của dây chảy phải thấp hơn đặc tính của
thiết bị cần bảo vệ thi cấu chì mới có thể bảo vệ được thiết bị. nhưng đường đặc tính
thực tế của dây chảy là đường số 3. Vùng từ B ÷ ∞ đây là miền quá tải lớn nên bảo
vệ được thiết bị vì đường đặc tính thấp hơn đường số 1. Vùng từ A ÷ B là miền quá
tải nhỏ không bảo vệ được thiết bị vì đường đặc tính cao hơn đường số một.
Dòng điện định mức I
đm
: là dòng điện cho phép cầu chì làm việc ở chế độ dài hạn.
Dòng điện giới hạn I
gh
: Là tri số dòng điện dây chảy bị đứt. Đối với mỗilaọi dây
chảy khác nhau thì có dòng điện giới han khác nhau.
I
ghcu
= (1,6 ÷ 2)I
đm
I
ghPb
= (1,25 ÷ 1,45)I
đm
I
ghPb-thiếc
= 1,15I
đm
2.2 CƠ SỞ VỀ MÁY ĐIỆN ( MÁY BIẾN ÁP).
Để truyền tải điện năng từ các nhà máy điện tới các hộ tiêu thụ điện thì cần phải
có đường dây truyền tải điện. Nếu khoảng cách giữa nhà máy điện và hộ tiêu thụ rất
xa nhau thì vấn đề kinh tế phải đặt lên hàng đầu. Vì thế muấn truyền tải điện năng
đi xa được, ít tổn hao, tiết kiệm được kim loại màu, nên đòi hỏi trên đường dây phải
dùng điện áp cao thường là (35KV-500KV), song các máy phát điện không đáp ứng
Giáo viên hướng dẫn
B
A
1
t (s)
I(A)
I
gh
I
đm
Sơ đồ nguyên lý.
2
3
1. Đườnh đặc tính của thiết bị.
2. Đường đặc tính của cầu chì.
3. Đường đặc tính thực tế.
được điều này, do đó phải có một thiết bị để tăng điện áp ở đầu đường dây và hạ
thấp điện áp khi tới hộ tiêu thụ điện. Những thiết bị dùng để tăng điện áp đầu ra của
máy phát điện và giảm điện áp khi tới các phụ tải gọi là các máy biến áp. Vậy máy
biến áp là gì?
2.2.1 KHÁI NIỆM.
Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, đùng
để biến đổi các cấp điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số.
2.2.2 PHÂN LOẠI VÀ KÝ HIỆU MÁY BIẾN ÁP.
Máy biến áp có nhiều loại và được phân loại theo nhiều cách, dưới đây giới thiệu
một số cách phân loại thông dụng.
2.2.2.a Phân loại.
1. Phân loại theo tần số.
+ Biến áp cao tần.
+ Biến áp tần số thấp.
2. Phân loại theo điện áp.
+ Biến áp hạ áp.
+ Biến áp cao áp.
3. Phân loại theo chức năng, nhiệm vụ.
+ Biến áp hàn.
+ Biến áp đo lường (BI, BU).
+ Biến áp điện lực.
+ Biến áp dùng cho các mạch chỉnh lưu.
+ Biến áp thí ngiệm dùng để thí nghiệm các điện áp cao.
4. Phân theo số pha thì có.
+ Biến áp 1 pha.
+ Biến áp 3 pha.
2.2.2.b Ký hiệu một số loại máy biến áp.
Đối với các loại máy biến áp khác nhau thì có các thông số, cách đấu nối, ký hiệu
không gống nhau dưới đây là ký hiệu sơ đồ đấu nối dây quấn của các loại biến áp
như hình vẽ.
(a). Máy biến áp tần số cao
Giáo viên hướng dẫn
(b). Máy biên áp một pha.
(c). Máy biến áp từ ngẫu.
(d). Máy biến áp ba pha có sơ đồ nói dây kiểu (
ΥΥ
/
)
(e). Biến áp ba pha có sơ đồ nói dây kiểu (
∆∆ /
)
2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỆN TỬ.
2.3.1.CHỈNH LƯU.
2.3.1.1 Khái niệm.
Một mạch chỉnh lưu là một mạch điện bao gồm các linh kiện điện - điện tử, dùng
để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
+ Mạch chỉnh lưu có thể được sử dụng trong các bộ nguồn cung cấp dòng điện
một chiều, hoặc trong các mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến điện trong các thiết bị
vô tuyến. Phần tử tích cực trong mạch chỉnh lưu có thể là các điốt bán dẫn, các đèn
chỉnh lưu thủy ngân, thyristor hoặc các linh kiện khác.
+ Khi chỉ dùng một điốt đơn lẻ để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều, bằng cách
khóa không cho phần dương hoặc phần âm của dạng sóng đi qua mạch điện, thì
mạch chỉnh lưu được gọi là chỉnh lưu nửa chu kỳ hay chỉnh lưu nửa sóng. Trong
các bộ nguồn một chiều người ta hay sử dụng các mạch chỉnh lưu nhiều điốt (2
hoặc 4 điốt) với các cách sắp xếp khác nhau để có thể biến đổi từ xoay chiều thành
một chiều bằng phẳng hơn trường hợp sử dụng một điốt riêng lẻ. Trước khi các điốt
bán dẫn phát triển, người ta còn dùng các mạch chỉnh lưu sử dụng đèn điện từ chân
không, đèn chỉnh lưu thủy ngân, các dãy bán dẫn đa tinh thể seleni.
+ Các máy thu thanh vô tuyến đầu tiên, người ta gọi là các máy tinh thể, dùng
một sợi "râu mèo" hoặc một kim nhọn tiếp xúc nhẹ vào một điểm trên một khối tinh
thể galena (sunphát chì) để tạo ra một điốt tiếp điểm, hoặc một bộ tách sóng tinh
thể. Trong hệ thống sấy đốt khí, các bộ phát hiện lửa có thể dùng. Hai điện cực
Giáo viên hướng dẫn
u
21
u
24
u
22
a
b
c
x
y
z
A
B
C
X
Y
Z
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
a
X
A B
C
Y
Z
b
c
z
x
y
trong một vỏ bọc kín có thể sản sinh ra dòng điện và có thể chỉnh lưu được một
dòng điện xoay chiều, nhưng chỉ khi chúng nhìn thấy ngọn lửa.
+ Các phần tử tích cực dùng để chỉnh lưu là các phần tử có đặc tuyến Volt -
Ampe không đối xứng sao cho dòng điện đi qua nó chỉ đi qua nó chỉ đi qua một
chiều. Người ta thường dùng chỉnh lưu Silic, để có công suất nhỏ hoặc trung bình
cũng có thể dùng chỉnh lưu Selen. Để có công suất ra lớn (>100W) và có thể điều
chỉnh điện áp ra tùy ý, người ta dùng Thyristor để chỉnh lưu.
+ Các sơ đồ chỉnh lưu thường gặp là chỉnh lưu nửa chu kỳ, sơ đồ chỉnh lưu hai
nửa chu kỳ, sơ đồ chỉnh lưu cầu mà trong đó sơ đồ chỉnh lưu cầu có nhiều ưu điểm
hơn cả.
+ Mạch chỉnh lưu phải có hiệu suất (tỷ số giữa công suất ra và công suất hữu ích ở
đầu vào) cao, ít phụ thuộc vào tải và độ gợn sóng của điện áp ra nhỏ.
2.3.1.2 Phân loại chỉnh lưu.
Tuy theo cách lắp đặt, sơ đồ nối, số pha cần chỉnh lưu theo yêu cầu của tải mà có
các cách phân loại sau.
1 - Theo số pha nguồn điện xoay chiều mà có các loại sau.
+ Chỉnh lưu một pha, ba pha, sáu pha, n pha.
2 - Theo cách mắc chỉnh lưu vào dòng điện xoay chiều mà có.
+ Chỉnh lưu hình tia khi mắc giữa dây pha và dây trung tính của dòng xoay chiều.
+ Chỉnh lưu theo sơ đồ cầu khi mắc giữa các dây pha với nhau.
3 - Theo loại van dùng cho chỉnh lưu mà có.
+ Nếu sơ đồ dùng van toàn điôt thì sơ đồ chỉnh lưu là không điều khiển.
+ Nếu dùng van lá thyristor thí có sơ đồ chỉnh lưu điều khiển được.
+ Dùng cả hai loại van điôt và thyristor chỉnh lưu gọi là chỉnh lưu bán điều khiển.
2.3.1.3 Dạng sơ đồ chỉnh lưu ứng dụng.
Với các sơ đồ chỉnh lưu không điều khiển nếu thay điốt bằng thyristor sẽ được
chỉnh lưu điều khiển hoặc bán điều khiển.
Giáo viên hướng dẫn
Hình - Mạch chỉnh lưu nữa chu kỳ.
Hình - Mạch chỉnh lưu cầu ba pha.
Giáo viên hướng dẫn
R
t
D/Silic
BA
~U
1
~U
2
R
t
~U
’
2
~U
”
2
~U
1
D
1
/silic
D
2
/silic
BA
Hình - Chỉnh lưu hình tia hai nữa chu kỳ
R
t
~U
2
~U
1
D
2
BA
D
4
D
3
D
1
Hình - Mạch chỉnh lưu cầu một pha
R
t
A
a
D
2
BA
D
4
D
3
D
1
D
5
D
6
b
c
B
C
~U
Hình - Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha
2.3.1.4. Ứng dụng của chỉnh lưu.
+ Ứng dụng cơ bản nhất của mạch chỉnh lưu là triết xuất thành phần điện một
chiều hữu dụng từ nguồn xoay chiều. Thực ra hầu hết các ứng dụng điện tử sử dụng
nguồn điện một chiều, nhưng nguồn cung cấp lại là dòng điện xoay chiều. Vì thế
các mạch chỉnh lưu được sử dụng bên trong mạch cấp nguồn của hầu hết các thiết bị
điện tử.
+ Mạch biến đổi điện một chiều từ điện áp này sang điện áp khác sẽ phức tạp
hơn. Một trong những phương pháp chuyển đổi từ cấp điện áp một chiều này sang
cấp điện một chiều khác: Bước đầu tiên là phải chuyển từ một chiều thành xoay
chiều (dùng một mạch nghịch lưu ) sau đó đưa qua máy biến áp để thay đổi điện áp,
và cuối cùng là chỉnh lưu lại thành điện một chiều.
+ Các mạch chỉnh lưu cũng được ứng dụng trong mạch tách sóng các tín hiệu vô
tuyến điều biến biên độ. Tín hiệu có thể cần hoặc không cần khuếch đại trước khi
tách sóng. Nếu tín hiệu nhỏ quá, phải sử dụng các điốt có điện áp rơi rất thấp. Trong
trường hợp này các tụ và điện trở tải phải lựa chọn cẩn thận cho phù hợp. Trị số tụ
điện thấp quá sẽ làm cho sóng cao tần lọt sang đầu ra. Chọn cao quá, nó có thể nạp
đầy và giữ nguyên điện áp đã được nạp.
Chương 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ NGUỒN
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ NGUỒN.
Trong các mạch điện tử của các thiết bị như radio, tivi, bộ âmly, đầu VCD được
cấp nguồn một chiều ở các mức điện áp khác nhau nhưng chúng không thể làm việc
trực tiếp với nguồn xoay chiều được nên phải thông qua bộ biến đổi, để giải quyết
Giáo viên hướng dẫn
R
t
BA
a
c
b
A
B
C
~U
vấn đề người ta đã thiết kế ra một thiết bị đảm nhiệm vai trò này, thiết bị đó có tên
gọi chung là bộ nguồn. Tuý theo từng loại tải sử dụng, chức năng sử dụng mà có
các bộ nguồn như:
+ Bộ nguồn dùng trong tivi màu.
+ Bộ nguồn dùng trong dầu DVD.
+ Bộ nguồn dùng trong máy tính.
+ Bộ nguồn nạp Ácquy.
+ Bộ nguồn cấp nguồn kích từ cho động cơ điện một chiều.
+ Bộ nguồn ATX.
Từ thực tiễn thấy rằng bộ nguồn cung cấp có hai dạng, bộ nguồn xoay chiều và bộ
nguồn một chiều song trong đồ án này chỉ ứng dụng bộ nguồn một chiều, với yêu
cầu khác nhau của thiết bị, tải cấn cấp nguồn và loại van dùng mà bộ nguồn một
chiều có các loại: Bộ nguồn biến đối điện áp, bộ nguồn dòng, bộ nguồn cấp xung,
bộ nguồn điều khiển được và không điều khiển được.
3.1.1. Cấu trúc chung của bộ nguồn.
Đối với mục đích sử dụng bộ nguồn trong các thiết bị mà có cấu trúc khác nhau,
nhưng xét đến cùng chúng cũng không khác nhau nhiều. Dưới đây là cấu trúc chung
của bộ nguồn.
Hình 3.1.1-Sơ đồ tổng quát của mạch cấp
nguồn.
3.1.2. Chức năng của các thiết bị của bộ nguồn.
a) Biến áp: Có nhiệm vụ phân phối hợp điện áp giữa lưới điện với điện áp thứ cấp
đưa vào chỉnh lưu. Hạ thế từ 220V xuống còn 6V, 9V, 12V, 24V, 48V.
b) Chỉnh lưu: Đây là bộ phận biến đổi gồm các van bán dẫn lắp đặt theo sơ đồ
hình tia hoặc sơ đồ hình cầu, thực hiện chức năng biến đổi điện áp xoay chiều thành
một chiều.
Giáo viên hướng dẫn
c) Bộ lọc: Được hình thành bởi các phần tử phản kháng như, tụ điện, cuận cảm,
làm nhiệm vụ san bằng điện áp chỉnh lưu, giảm thành phần đập mạch tới mức cho
phép, trong nhiều trường hợp bộ nguồn không cần tới khâu lọc vì bản thân tải đã có
thành phần lọc điện áp.
d) Ổn áp: Điện áp sau khâu lọc đỡ nhấp nhô đã sử dụng được nhưng đối với một
số tải yêu cầu điện áp có độ ổn định cao hơn nên cần có thêm ổn áp.
Tuỳ vào yêu cầu của mạch cần sử dụng và van của chỉnh lưu mà bộ nguồn có
mạch điều khiển hay không và bộ đo lường hay không có, như hình dạng thực tế
của bộ nguồn dưới đây.
Hinh 123 - Bộ nguồn cầu chỉnh lưu dùng tụ lọc
3.2 .TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO BỘ NGUỒN.
3.2.1. Chọn máy biến áp.
Máy biến áp trong bộ nguồn như đã giới thiệu thực hiện biến đổi nguồn cung cấp
sang cấp điện áp phù hợp cấp cho đầu vào của chỉnh lưu, bằng thực tế có thể nói đối
với những bộ nguồn khác nhau mà biến áp được đặt độc lập hoặc tích hợp trên một
bảng mạch đi liền kề với các linh kiện điện tử. Biến áp trong bộ nguồn có kích
thước lớn hay nhỏ, công suất lớn hay bé phụ thuộc hoàn toàn vào công suất, điện áp
cần chỉnh lưu, trong một bộ nguồn số biến áp được sử dụng tuỳ theo mục đích cấp
nguồn nhưng thường ngoài biến áp nguồn chính trong một số mạch nguồn có thêm
biến áp nguồn cấp trước, biến áp xung, biến áp trung gian. Trong sa bàn thực hành
điện tử công nghiệp biến áp của bộ cấp nguốn được bố trí độc lập được kết nối với
chỉnh lưu bằng dây dẫn nên phương án bảo vệ, bảo dưỡng, thay thế rất thuận lợi. Do
biến áp yêu cầu đặt độc lập và nguồn cấp là điện áp ba pha nên ta sẻ đưa ra hai
phương án lựa chọn máy biến áp sau cho bộ nguồn:
Phương án một: Dùng biến áp ba pha vì nguồn cấp là ba pha.
Giáo viên hướng dẫn
Phương án hai: Dùng biến áp một pha vì có thể lấy một trong ba pha cấp cho biến
áp.
Muốn lựa chọn phù hợp chúng ta phải đi xét lần lượt các phuơng án xem phương
án nào vừa tối ưu vừa đáp ứng được yêu cầu chỉ tiêu kỹ thuật, giá thành.
Biến áp nguồn một pha:
Ưu điểm:
+ Nều hai máy biến áp có cùng công suất thì biến áp một pha có kích thước
nhỏ hơn nên chiếm ít diện tích lắp đặt rễ ràng hơn.
+ Khi dùng máy biến áp một pha tổn thất công suất, điện áp thấp hơn biến áp
ba pha.
+ Giảm tổn thất kim loại màu nên giá thành hạ.
+ Với điên áp đầu ra là 5V,12V, 24V, 48V máy biến áp một pha đáp ứng được
yêu cầu như máy ba pha.
Nhược điểm:
+ Không chuyển sang ba pha được khi cần, muốn chỉnh lưu ba pha phải thay
thế biến áp nhưng sẽ tốn kém.
+ Chỉ sử dụng được với nhưng bộ nguồn yêu cầu công suất nhỏ
Biến áp nguồn ba pha.
Ưu điểm:
+ Làm việc ở lưới điện lưới ba pha nên có thể sử dụng để chỉnh lưu một pha
khi cần.
+ Điện áp biến đổi tốt hơn.
+ Được dùng trong chỉnh lưu ba pha, các bộ nguồn yêu cầu công suất lớn
Nhược điểm:
+ Với yêu cầu điện áp biến đổi như đã nêu thì sẽ không sử dụng hết công suất
của biến áp gây lãng phí.
+ Tổn thất công suất, điện áp và các tổn hao khác lớn.
+ Tính toán thiết kế tốn kém kim loại màu nên chi phí cao.
Trong cả hai phương án đều có những ưu điểm để thỏa mãn yêu cầu làm biến áp
của bộ nguồn nhưng khi so sánh ưu, nhược điểm đồng thời căn cứ vào yêu cầu điện
áp biến đổi và các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. Ta thấy rằng không cần thiết dùng biến
Giáo viên hướng dẫn
áp ba pha cho bộ nguồn nên ta không sử dụng phương án một mà chọn phương án
hai và đưa phương án một vào rự phòng mở rộng: Dùng máy biến áp một pha cho
bộ nguồn. Để hiểu biết thêm và cũng một lần nữa khẳng định sự lựa chọn đúng đắn
chúng ta đi vào tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như tính toán thiết kế
biến áp một pha.
3.2.2. Cấu tạo máy biến áp nguồn một pha.
Cũng như máy biến áp nói chung cấu tạo máy biến áp một pha cũng gồm hai phần
cơ bản: Dây quấn và lõi thép.
Dây quấn làm bằng đồng được sơn cách điện tuỳ theo loại mà có tiết diện dây từ
1mm
2
đến hàng trăm mm
2
, dây có hai phần.
+ Phần sơ cấp nhận điện áp vào với W
1
số vòng dây sơ cấp, U
1
điện áp đặt vào
cuộn sơ cấp, P
1
công suất sơ cấp.
+ Phần thứ cấp đưa điện áp ra tải với W
2
số vòng dây thứ cấp, U
2
điện áp thứ
cấp, P
2
công suất thứ cấp.
Lõi thép, dây quấn của biến áp một pha.
Hình 234 - cấu tạo máy biến áp
Các rạng lá thép hình thành nên lõi thép.
Giáo viên hướng dẫn
Lõi thép biến áp một pha chủ yếu được hình thành từ các lá thép hình chử, (U,I),
(E,I), (I), các lá thép chử U và E sử dụng phổ biến với máy công suất nhỏ, khi lắp
ghép lá thép chử E ghép ngược chiều nhau sau đó cài lá thép chử I để khép kín
mạch, lá thép chữ I dùng với máy công suất lớn.
3.2.3. Nguyên lý hoạt động biến áp nguồn một pha.
a) Sơ đồ nguyên lý:
b) Nguyên ký hoạt động: Khi đặt điện áp xoay chiều vào cuận dây sơ cấp W
1
sinh
ra dòng điện xoay chiều (i
1
), dòng điện sinh ra từ thông biến thiên Φ, theo định luật
cảm ứng điện từ thì khi từ thông biến thiên sinh ra sức điện động cảm ứng e
1
từ
thông chính móc vòng sang cuộn W
2
cũng sinh ra sức điện động e
2
, lần lượt có giá
trị.
e
1
= 4,44.f.W
1
.Φ
max
2
sin(ωt - π/2) ⇔ E
1
2
sin(ωt - π/2) (1)
e
2
= 4,44.f.W
2
.Φ
max
2
sin(ωt - π/2) ⇔ E
2
2
sin(ωt - π/2) (2)
Trong đó:
f: Tần số lưới điện.
W
1
: Số vòng dây cuộn sơ cấp.
W
2
: Số vòng dây cuộn thứ cấp.
Giáo viên hướng dẫn
(a) (b)
(c)
Hình 3.2.2:Một số hình dạng lõi thép.
(a) lõi thép chữ U, I : (b). lõi thép chữ E, I
(c) lõi thép chữ I
U
2
U
1
e
1
e
2
Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý
Φ
Φ
max
: Từ thông chính.
ωt :
E
1
= 4,44.f.W
1
.Φ
max
: Sức điện động hiệu dụng sơ cấp.
E
2
= 4,44.f.W
2
.Φ
max
: Sức điện động hiệu dụng thứ cấp.
Khi biến áp được nối với tải sẽ có dòng (I
2
≠ 0) cung cấp cho tải hoạt động và
ngược lại. Từ công thức (1) và (2) ta thấy sức điện động sơ cấp, thứ cấp có cùng tần
số nhưng trị số hiệu dụng khác nhau. Nếu chia E
1
cho E
2
ta có:
k =
2
1
2
1
W
W
=
E
E
k : Gọi là hệ số biến áp
k là hệ số rất quan trọng trong khi tính toán máy biến áp. Nếu k > 1 thì có biến
áp giảm áp, nếu k < 1 thì có máy tăng áp.
Nếu bỏ qua điện trở dây quấn và từ thông tản coi gần đúng như: U
1
≈ E
1
, U
2
≈ E
2
ta lại có:
k =
2
1
2
1
2
1
W
W
==
U
U
E
E
Nếu bỏ qua tổn hao trong máy biến áp thi ta có: k ≈
2
1
2
1
U
U
≈
I
I
Như vậy dây quấn sơ cấp và thứ cấp chỉ quan hệ với nhau về từ mà không có
quan hệ điện nên rất an toàn cho máy và người sử dụng. Đối với sa bàn thực tập
điện tử, biến áp một pha có điện áp đầu vào là 220V yêu cầu điện áp ra 5V, 12V,
24V, 48V, nên đây là biến áp giảm điện áp.
3.2.3.3 Một một số hình dạng thực tế của biến áp nguồn.
Giáo viên hướng dẫn
Hình56 - Hình dạng thực tế máy biến áp nguồn.
3.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BIẾN ÁP.
Việc tính toán máy biến áp ở chế độ có tải là vấn đề cần phải đề cập để giải quyết
các vấn đề kỹ thuật như: Độ tăng nhiệt tối đa cho phép, đảm bảo độ sụt áp tối đa
cho phép vậy việc tính toán thiết lập các thông số của biến áp là rất cần thiết, dưới
đây là những bước, thông số tính toán cần thiết.
Bước 1. Tính công suất máy biến áp.
Khi thiết kế máy biến áp công suất là thông số yêu cầu cần biết đầu tiên, công suất
sơ cấp được tính bởi công thức.
η
2
1
S
S
=
Tong đó:
S
1
Công suất sơ cấp máy biến áp.
S
2
Công suất thứ cấp máy biến áp.
η là hiệu suất máy biến áp lấy giá trị từ (0,7 ÷ 0,95).
Giáo viên hướng dẫn
Với máy biến áp công suất nhỏ thì công suất sơ cấp và thứ cấp xem như bằng
nhau và bằng công suất của máy. S
1
= S
2
= S, (S công suất của biến áp cần chế tạo)
Bước 2. Chọn mạch từ.
Mạch từ biến áp công suất nhỏ được ghép bởi lá thép chữ E, I các thông số cần
thiết để xác định số lá thép, diện tích mạch từ như hình vẻ.
Diện tích trụ lõi thép tính bởi công suất (P).
S
t
= (1,2 ÷ 1,35).
P
(cm
2
)
Độ dày của mỗi lá thép thường có tiêu chuẩn là: 0,35mm, 0,5mm. Ta có thể xác
định độ rộng trụ trong giới hạn sau. Từ đây căn cứ vào tiêu chuẩn mà chọn độ rộng
của trụ lõi thép.
a
max
=
t
S
a
min
=
5,1
t
S
Độ rộng cửa sổ (c), chiều cao cửa sổ(h), chiều dày lá thép(b).
c = a/2 ; h = 3a/2 ; b = S
t
/a
Số lá thép cần dùng.
N = k/0,35 k =(0,93 ÷ 0,94). là hệ số ép chặt.
Bước 3. Tính số vòng đây sơ cấp và thứ cấp.
Có nhiều cách tính số vòng dây cuận sơ cấp vá thứ cấp, nhưng thường tính theo số
(vòng /vôn) theo công thức.
n =
)/( Vvong
S
k
t
tn
Giáo viên hướng dẫn
a
h
a/2
a/2
c
a/2
Hình 3.3- Mạch từ ghép bằng lá thépE, I
a. Độ rộng trụ đặt dây : c. Độ rộng cửa sổ
b. Chiều dày xếp lá thép: h. Chiều cao cửa sổ
a/2. Độ rộng lá thép chữ I
b
Trong đó:
n. là hệ số ép chặt.
S
t
= a.b diện tích hữu ích tru lõi thépđặt dây quấn.
k
tn
. là hằng số thực nghiệm giá trị từ (40-60)tuỳ theo chất lượng lõi.
Số vòng dây sơ cấp: N
1
= U
1
.n
Số vòng dây cuận thứ cấp: N
2
= (U
2
+ 10%).n
Do điện áp khi truyền từ sơ cấp sang thứ cấp luôn có sụt áp nên cần phải cộng
thêm lượng 10% như trên.
Bước 4. Xác định đường kính dây sơ cấp và thứ cấp.
Để xác định đường kính dây ta cần biết các thông số.
+ Hiệu suất (n) máy biến áp: Phải biết thông số này để đảm bảo biến áp làm
việc đúng công suất. Để xác định hiệu suất biến áp ứng với từng công suất
khác nhau để đơn giản có thể theo các bảng sau.
Bảng 34. Hiệu suất máy biến áp theo công suất thứ cấp với các phụ tải thông
thường.
S(VA) 30 50 100 150 200 300 500 750 1000
%
η
76,5 84 85 86 88 90 90,5 91 92
Bảng 3.3.1. Hiệu suất máy biến áp theo công suất thứ cấp dùng cho mạch chỉnh lưu
S(VA) 25 50 100 150 200 300 500 700 1000
%
η
86,4 87,6 89,6 90,9 91,3 93 94 95,3 96,5
+ Dòng điện sơ cấp (I
1
) và thứ cấp (I
2
)
1
1
1
%.U
S
I
η
=
2
2
2
U
S
I =
+ Tiết diện dây dẫn: Tiết diện dây dẫn tỉ lệ thuận với dòng điện chạy trong dây,
tỉ lệ nghịch với mật độ dòng điện (J) cho phép. Mật độ dòng điện ròng điện
cho phép là số ampe trên 1mm
2
(A/mm
2
) của dây dẫn khi vận hành liên tục
mà máy biến áp không bị phát nóng quá nhiệt độ cho phép, công suất máy
biến áp càng lớn thì mật độ dòng điện càng nhỏ vì khả năng tản nhiệt kém, ta
có thể chọn (J) theo bảng thực nghiệm sau.
Bảng 3.3.2 - Chọn (J) theo công suất thứ cấp với điều kiện làm mát tự nhiên vàmáy
làm việc liên tục.
S(VA) Mật độ dòng điện cho phép(A/mm
2
)
Giáo viên hướng dẫn