›
›

Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ - Bài: Máy biến áp

Download
Biến đổi năng lượng  
điện cơ  
-Máy biến áp  
Bộ môn Thiết bị điện  
Biến đổi năng lượng điện cơ  
Giới thiệu  
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.  
Trong thông tin, MBA có thể được dùng để phối hợp trở kháng, cách  
ly DC, thay đổi mức điện áp tại công suất nhỏ với dải tần số rộng.  
Nội dung môn học chỉ đề cập đến máy biến áp (MBA) công suất.  
Bộ môn Thiết bị điện  
Biến đổi năng lượng điện cơ  
MBA lý tưởng  
i1  
i2  
Xét một lõi thép có quấn 2 cuộn dây như  
+
+
v2  
v1  
N1  
N2  
hình vẽ. Bỏ qua các tổn hao, và từ thông tản.  
–
–
Độ thẩm từ là vô cùng hay từ trở bằng 0.  
   
v1 t N1  
d  
dt  
d  
dt  
   
v2 t N2  
v1  
t  
N1  
  a  
N2  
v2  
t  
a được gọi là tỉ số dây quấn.  
mmf N1i1 N2i2 R0  
Tổng stđ mmf bằng  
   
i1 t  
N2  
     
N1  
1
i2  
t  
a
Bộ môn Thiết bị điện  
Biến đổi năng lượng điện cơ  
MBA lý tưởng (tt)  
v1 N1 i1 N2  
i1  
i2  
Ideal  
+
+
v2  
–
1
  a      
v2 N2 i2 N1  
v1  
–
a
N1:N2  
Ideal  
 
 
 
 
 
 
   
v1 t i1 t v2 t i2 t 0  
i1  
i2  
v1 N1 i1 N2  
  a    
v2 N2 i2 N1 a  
1
+
+
v2  
–
v1  
–
 
 
 
 
 
 
   
v1 t i1 t v2 t i2 t  
N1:N2  
Với MBA lý tưởng  
L2  
L1  
i1  
k 1    
i2  
v2  
     
v1  
1
L1 N22 L2 N12  
a
Bộ môn Thiết bị điện  
Biến đổi năng lượng điện cơ  
Đặc tính thay đổi trở kháng của MBA lý tưởng  
Xét một MBA lý tưởng với tải trở mắc ở cuộn dây 2  
Lý tưởng  
v2  
i2  
i1  
i2  
Theo định luật Ohm,  
RL  
+
+
RL  
v1  
–
v2  
–
Thay  
và  
v2 v1 a i2 ai1  
 2  
N1:N2  
v1  
i1  
N2  
2
   
a RL   
RL  
   
N1  
   
Mở rộng cho trường hợp tải tổng quát  
 2  
 2  
V1  
I1  
N2 V2  
   
N2  
   
N1  
ZL a2 ZL  
   
   
N1 I2  
   
   
Bộ môn Thiết bị điện  
Biến đổi năng lượng điện cơ  
Phối hợp trở kháng  
Tính chất thay đổi trở kháng có thể được dùng để tối ưu công suất  
truyền đi giữa các cuộn dây, hay gọi là phối hợp trở kháng.  
Một MBA lý tưởng được đặt giữa một nguồn điện (trở kháng Zo) và tải  
(trở kháng ZL). Tỉ số vòng dây được chọn sao cho  
2
Zo   
N1 N2  
ZL  
VD. 3.7: Hai MBA lý tưởng (mỗi MBA có tỉ số 2:1) và một điện trở R  
được dùng để tối ưu công suất truyền đi, Tìm R.  
Tải trở 4 kết hợp với R qui về phía đầu vào là (R + 4(2)2)(2)2. Để tối  
ưu công suất,  
100 4 R 16  
R 9   
Bộ môn Thiết bị điện  
Biến đổi năng lượng điện cơ