Tính toán thiết kê MBA 1pha

Tính toán máy biến áp như thế nào? Gồm những nội dung gì ?
1. Tính công suất ( S
đm
)
2. Tính toán mạch từ ( Tiết diện lõi thép, lá thép…)
3. Tính số vòng dây của các cuộn dây. ( N
1
, N
2
)
4. Tiết diện dây quấn ( S
d
), chọn đường kính dây ( D
dq
).
5. Tính diện tích cửa sổ lõi thép ( S
cs
)

1. Xác định công suất MBA:
- Xác định công suất MBA cần chế tạo.
Vì hiệu suất MBA rất cao, nên:
S
1
= S
2
= U
2
x I

2
( V.A.)
- Công suất MBA cần chế tạo sẽ là:
S
đm
= U
2
x I
2
( V.A.)
Trong đó:
U
2
và I
2
là điện áp và dòng điện thứ cấp định mức của
MBA theo yêu cầu của người thiết kế (dựa vào phụ tải)

2. Tính toán mạch từ của MBA:

a. Chọn mạch từ: kiểu bọc có kích thước như sau:
a: Chiều rộng trụ quấn dây.
b: Chiều dày trụ quấn.
c: Chiều rộng cửa sổ.
h: Chiều cao cửa sổ.
a/2: Độ rộng lá thép chữ I.
Như vậy, tiết diện trụ thép chính:
S
hi
= a x b ( cm)

a
h
b
c
S
hi
a/2
b

2. Tính toán mạch từ của MBA:

b. Tính tiết diện trụ quấn dây của lõi thép:
- Diện tích của trụ quấn dây phải phù hợp với
công suất MBA.
- Tính gần đúng theo CT thực nghiệm:
đmhi
SS 2,1=
a/2
a
h
b
c
S
hi
a/2
Trong đó:
S
hi
= axb (cm
2

): diện tích hữu ích của trụ.
S
đm
: công suất MBA ( V.A)

2. Tính toán mạch từ của MBA:

b. Tính tiết diện trụ quấn dây của lõi thép:
- Trong thực tế giữa các lá thép có độ hở do độ cong vênh và
lớp sơn cách điện. Diện tích thực của trụ lõi thép:

S
t
=

l
hi
k
S
Trong đó:
k
l
= 0,9 hệ số lấp đầy ( MBA dùng trong gia đình)

2. Tính toán mạch từ của MBA:

b. Tính tiết diện trụ quấn dây của lõi thép:
Bài tập 1:
Tính toán mạch từ cho 1 MBA: điện áp vào 220V.
điện áp ra 12V, dòng điện 3A?

Giải:
- Tính toán công suất MBA:
Vì hiệu suất cao nên: S
đm
= S
1
= S
2
= U
2
.I
2
= 12x3 = 36 VA

- Tính diện tích lõi thép:
đmhi
SS 2,1=
362,1=
hi
S

S
hi
= 1,2 x 6 = 7,2 cm
2


3. Tính số vòng dây của các cuộn dây MBA:
- Xác định số vòng/1 vôn (n) là đại lượng trung gian để tính số vòng sơ cấp N
1

và thứ cấp N
2
:
hi
S
Ktn
n =
Trong đó: K
tn
= 40 – 60 chọn K
tn
= 40 (sắt tốt)
-
Số vòng cuộn sơ cấp: N
1
= nxU
1
.
10%U
2
: lượng sụt áp khi có tải của dây quấn thứ cấp
- Số vòng cuộn thứ cấp: N
2
= nx(U
2
+ 10%U
2
) .

3. Tính số vòng dây của các cuộn dây MBA:
- Tính số vòng sơ cấp, thứ cấp cho 1 MBA dự kiến điện
áp vào 220V, điện áp ra 12V, 3A?
Bài tập 2:
Giải:
- Tính số vòng/vôn: (Sắt tốt)
hi
S
Ktn
n =
K
tn
= 42 ( sắt tốt )
đmhi
SS 2,1=
3122,1 xS
hi
=

S
hi
= 1,2 x 6 = 7,2 cm
2

68,5
2,7
42
≈==
-
Số vòng cuộn sơ cấp: N

1
= nxU
1
= 6x220 = 1320 vòng
-
Số vòng cuộn thứ cấp: N
2
= nx(U
2
+ 10%U
2
)
= 6(12+10%.12)= 79,2 vòng


4. Tính tiết diện dây dẫn (hoặc đường kính dây dẫn):
a. Tiết diện dây dẫn:


J
I
S
d
=
Trong đó:
* Sd: tiết diện dây (mm
2
)
* I: Cường độ dòng điện (A)
*J: Mật độ dòng điện A/mm

2
S
đm
(VA) >500 >200 >100 >50 ≤ 50
J(A/mm
2
) 2 2.5 3 3,5 4
Bảng chọn mật độ dòng điện


S
d

4. Tính tiết diện dây dẫn (hoặc đường kính dây dẫn):
b. Tính đường kính dây dẫn:


14,3
4
d
d
S
D =
S
d
D
d
Trong đó:
S
d

là tiết diện dây ( mm
2
)
D
d
: Đường kính ( cuộn sơ hoặc thứ) :mm
Π: Chọn 3,14

5. Tính diện tích cửa sổ lõi thép MBA :
- Diện tích cửa sổ lõi thép có kích thước như sau:
S
cs
= h x c (Chiều cao cửa sổ: h = 3c)
- Tổng tiết diện 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp:
S
sc
=N
1
.S
dq1
và S
tc
=N
2
.S
dq2

l
tcsc
cs

K
SS
chS
+
≥= .
K
l
: hệ số lấp đầy.
K
l
= 0,2

0,3

0,4: theo công suất
S
đm
tăng từ 100– 500 VA
a
h
c
a/2
a/2
S
sc
c
S
tc
S
cs