Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 4: Máy biến áp

Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị 
điện
Kỹ thuật điện 
Chương: Máy biến áp (MBA) 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị 
điện
Phân loại và tổng quan về MBA (1) 
 Biến đổi năng lượng điện từ mạch 
điện này sang mạch điện khác thông 
qua từ trường biến thiên. 
 Ứng dụng: trong cả lĩnh vực điện và 
thông tin. 
 Trong truyền tải, phân phối và ứng 
dụng năng lượng điện: tăng áp hay 
giảm áp với tần số không đổi 
(50/60Hz), từ vài trăm W tới hàng 
trăm MW 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Phân loại và tổng quan về MBA (2) 
• Phân loại theo nguồn điện cung cấp: loại 1 pha và loại 3 pha 
• Phân loại theo cấu trúc mạch từ: loại lõi (core type) và loại bọc 
(shell type) 
» Loại bọc 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Cấu tạo 
• Lõi thép (mạch từ) 
• Dây quấn (sơ cấp và 
thứ cấp) 
• Vỏ máy 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Các định luật điện từ (1) 
• Từ trường: Qui tắc bàn tay phải 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Các định luật điện từ (2) 
• Mạch từ: 
• Từ thông 
• Từ trở 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Các định luật điện từ (3) 
• Sức từ động – Định luật Ampere 
• Trường hợp mạch từ có cuộn dây 
• Sức từ động 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Các định luật điện từ (4) 
• Định luật Ohm trong mạch từ: 
• Ta có 
Hay 
=> Có sự tương đồng với trường hợp mạch điện 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Các định luật điện từ (5) 
• Quá trình điện từ hình thành trong mạch từ 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Các định luật điện từ (6) 
• Sự tương đồng giữa mạch điện và mạch từ 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Các định luật điện từ (7) 
• Định luật cảm ứng điện từ - Công thức Faraday – Định luật 
Lenz 
• Công thức Faraday: 
• Định luật Lenz: dòng cảm ứng có 
khuynh hướng chống lại từ thông sinh ra nó 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Nguyên tắc hoạt động của MBA (1) 
• Sơ đồ nguyên lý MBA 1 pha 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Nguyên tắc hoạt động của MBA (2) 
• Thông số định mức: 
 - Điện áp định mức (V1đm, V2đm): V1 = V1đm, V20 = V2đm 
 - Dòng điện định mức (I1đm, I2đm) 
 - Công suất biểu kiến định mức: 
 - Hệ số tải: 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Nguyên tắc hoạt động của MBA (3) 
• Chế độ không tải 
• Ta có 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Nguyên tắc hoạt động của MBA (4) 
• Chế độ không tải 
• Ta có quan hệ 
• Tỉ số MBA: 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Nguyên tắc hoạt động của MBA (5) 
• Chế độ không tải: Quá trình điện từ 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Nguyên tắc hoạt động của MBA (6) 
• Chế độ không tải: Mạch tương đương 
• Phương trình điện áp và giản đồ vector 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Nguyên tắc hoạt động của MBA (7) 
• Chế độ có tải 
Tồn tại dòng I2 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Nguyên tắc hoạt động của MBA (8) 
• Chế độ có tải: Quá trình điện từ 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Nguyên tắc hoạt động của MBA (9) 
• Chế độ có tải: Mạch tương đương và qui đổi mạch tương đương 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Nguyên tắc hoạt động của MBA (10) 
• Chế độ có tải: Mạch tương đương và qui đổi mạch tương đương 
• Các công thức qui đổi: 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Xác định thông số mạch tương đương (1) 
• Thí nghiệm không tải: V10 = V1đm; P0, I10 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Xác định thông số mạch tương đương (2) 
• Thí nghiệm ngắn mạch: I1n, V1n, Pn 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Giản đồ phân bố năng lượng – Hiệu suất 
• Hiệu suất 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Hiệu suất cực đại 
• Cực trị của hàm số hiệu suất theo hệ số tải 
• Hiệu suất cực đại khi tổn hao sắt bằng tổn hao đồng 
Kỹ thuật điện Bộ môn Thiết bị điện 
Độ thay đổi điện áp khi MBA mang tải 
• Độ thay đổi điện áp 
• Phần trăm độ thay đổi điện áp 
• Ví dụ về MBA