Ngày nay khi nền công nghiệp càng phát triển thì nhu cầu sử dụng điện trong đời sống và sản xuất càng rộng rãi. Nguồn năng lượng điện với ưu thế là môt nguồn năng lượng dễ sử dụng, không gây ô nhiễm môi trường và con người có thể sản xuất được bởi vây điện năng dần thay thế các năng lượng khác như than, dầu mỏ, khí đốt.
Một vấn đề đặt ra cần được giải quyết đối với người vân hành điện cũng như hô sử dụng điện là có môt nguồn điện có chất lượng cao thể hiện ở các tính năng như là sự ổn định điện áp và sự cân băng pha về góc và môdul, thời gian cung cấp điện . .ổn định điện áp ảnh hưởng rất nhiều tới các thông số kỹ thuât các chỉ tiệu kinh tế của thiết bị điện cụ thể (7):
• Đối với động cơ không đồng bộ khi điện áp giảm xuống 10% thì mô men quay giảm 19 % hệ số trượt tăng 27.5 % dòng rôto tăng 14% dòng stato tăng 10%,nếu giảm tiếp 20% thì mômen giảm 36%. Ngược lại khi điện áp tăng lện 10% thì mômen quay tăng lện 21% hệ số trượt giảm xuống 20% dòng điện rôto giảm xuống 18% dòng điện stato giảm xuống còn 10%
• Đối với thiết bị chiếu sáng khi điện áp giảm xuống 10% thì quang thông giảm 30%, điện áp giảm xuống 20% thì một số đèn huỳnh quang không có khả năng phát sáng. Khi điện áp tăng 10% thì quang thông của đèn tăng lên 35% tuổi thọ của đèn giảm đi 3 lần.
Cho đến nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật cho phép thiết kế một bộ nguồn ổn áp công suất lớn theo nhiều phương pháp khác nha u như là:
Ổn áp sắt từ có tụ.
Ổn áp dùng khuyếch đại từ + bán dẫn
Ổn áp dùng bán dân.
Ổn áp dùng máy biến áp kết hợp với điều khiển tự đông.
Ở mỗi phương án có những ưu nhược điểm đặc trưng riêng về thông số kỹ thuật, chỉ tiêu kinh tế .Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp là thiết kế môt bô nguồn ổn định điện đáp dùng cho phụ tải chiếu sáng với các thông số cho trước:
Công suất định mức: Sđm= 2,5 KVA .
Điện áp vào : Uv = 220/380 V.
Điện áp ra : Ur= 36±v.
Tần số điện áp nguồn: f=50 Hz.
Nhiệm vụ tính toán đồ án gồm những phần sau:
Phân tích và chọn phương án.
Tính toán điện từ.
Tính toán phần điều khiển.
Thiết kế kết cấu.
Môt bản vẽ A1 tổng lắp ráp và 344 bản vẽ chi tiết.
Chuyên, đề: So sánh với các phương pháp ổn định điện áp khác.
Do thời gian hạn hẹp của môt đồ án, với sự cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Phạm Thị Hồng Hoa em đã hoàn thành nội dung của đồ án.
Nội dung của đồ án gồm ba phần chính:
Phần 1: Thiết kế và tính toán mạch lực.
Phần 2: Thiết kế và tính toán mạch điều khiển.
Phần 3: Thiết kế kết cấu và bản vẽ lắp giáp, bản vẽ chi tiết.
Do trình độ có hạn nên không tránh khỏi những sai sót, nhầm lẫn. Em mong nhận được những chỉ bảo thêm của các Thầy và các Cô cùng các bạn để em hoàn thiện hơn. Em xin trân thành cảm ơn.
Môt lần nữa em xin trân thành cảm ơn cô Phạm Thị Hồng Hoa đã giúp em hoàn thành nội dung của đồ án này.
103 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 2128 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế Bộ nguồn ổn áp công suất với thông số cho trước vói Uv=220-380,Ura=36v,f=50hz,P=2,5 mvA, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương 5. Tính toán nhiệt và kiểm nghiệm lực cơ dây quấn. 52
Tính nhiệt đô làm việc của dây quấn. 52
Kiểm tra độ bền cơ của dây quấn. 54
Chương 6. Khái quát chung về mạch điều khiển. 56
Giới thiệu chung vế mạch điều khiển. 56
Đặc điểm chung của tải cần điều chỉnh. 57
Chương 7. Thiết kế mạch điều khiển. 61
Thiết kế mach chuyển dịch. 61
Tính toán thông số mạch chuyển dịch. 63
Thiết kệ mạch điều khiển tự đông. 65
Thiết kế và lựa chọn mạch điều khiển trung gian. 77
Tính chọn một số thông số mạch trung gian. 86
Chương 8. Thuyết minh nguyện lý làm việc chung của mạch điều
khiển đã thiết kế.
Nguyện lý làm việc của mach chuyển dịch. 89
Nguyện lý làm việc của mạch điều khiển tự đông. 91
Chương 9. Thiết kế kết cấu máy biến áp đã thiết kế. 94
Chuyện, đề: So sánh các bộ ổn áp khác. 95
Lời nói đầu
Ngày nay khi nền công nghiệp càng phát triển thì nhu cầu sử dụng điện trong đời sống và sản xuất càng rộng rãi. Nguồn năng lượng điện với ưu thế là môt nguồn năng lượng dễ sử dụng, không gây ô nhiễm môi trường và con người có thể sản xuất được bởi vây điện năng dần thay thế các năng lượng khác như than, dầu mỏ, khí đốt..
Một vấn đề đặt ra cần được giải quyết đối với người vân hành điện cũng như hô sử dụng điện là có môt nguồn điện có chất lượng cao thể hiện ở các tính năng như là sự ổn định điện áp và sự cân băng pha về góc và môdul, thời gian cung cấp điện .. .ổn định điện áp ảnh hưởng rất nhiều tới các thông số kỹ thuât các chỉ tiệu kinh tế của thiết bị điện cụ thể (7):
Đối với động cơ không đồng bộ khi điện áp giảm xuống 10% thì mô men quay giảm 19 % hệ số trượt tăng 27.5 % dòng rôto tăng 14% dòng stato tăng 10%,nếu giảm tiếp 20% thì mômen giảm 36%. Ngược lại khi điện áp tăng lện 10% thì mômen quay tăng lện 21% hệ số trượt giảm xuống 20% dòng điện rôto giảm xuống 18% dòng điện stato giảm xuống còn 10%
Đối với thiết bị chiếu sáng khi điện áp giảm xuống 10% thì quang thông giảm 30%, điện áp giảm xuống 20% thì một số đèn huỳnh quang không có khả năng phát sáng. Khi điện áp tăng 10% thì quang thông của đèn tăng lên 35% tuổi thọ của đèn giảm đi 3 lần.
Cho đến nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật cho phép thiết kế một bộ nguồn ổn áp công suất lớn theo nhiều phương pháp khác nha u như là:
Ổn áp sắt từ có tụ.
Ổn áp dùng khuyếch đại từ + bán dẫn
Ổn áp dùng bán dân.
Ổn áp dùng máy biến áp kết hợp với điều khiển tự đông.
Ở mỗi phương án có những ưu nhược điểm đặc trưng riêng về thông số kỹ thuật, chỉ tiêu kinh tế .Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp là thiết kế môt bô nguồn ổn định điện đáp dùng cho phụ tải chiếu sáng với các thông số cho trước:
Công suất định mức: Sđm= 2,5 KVA .
Điện áp vào : Uv = 220/380 V.
Điện áp ra : Ur= 36±v.
Tần số điện áp nguồn: f=50 Hz.
Nhiệm vụ tính toán đồ án gồm những phần sau:
Phân tích và chọn phương án.
Tính toán điện từ.
Tính toán phần điều khiển.
Thiết kế kết cấu.
Môt bản vẽ A1 tổng lắp ráp và 344 bản vẽ chi tiết.
Chuyên, đề: So sánh với các phương pháp ổn định điện áp khác.
Do thời gian hạn hẹp của môt đồ án, với sự cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Phạm Thị Hồng Hoa em đã hoàn thành nội dung của đồ án.
Nội dung của đồ án gồm ba phần chính:
Phần 1: Thiết kế và tính toán mạch lực.
Phần 2: Thiết kế và tính toán mạch điều khiển.
Phần 3: Thiết kế kết cấu và bản vẽ lắp giáp, bản vẽ chi tiết.
Do trình độ có hạn nên không tránh khỏi những sai sót, nhầm lẫn. Em mong nhận được những chỉ bảo thêm của các Thầy và các Cô cùng các bạn để em hoàn thiện hơn. Em xin trân thành cảm ơn.
Môt lần nữa em xin trân thành cảm ơn cô Phạm Thị Hồng Hoa đã giúp em hoàn thành nội dung của đồ án này.
Đà nẵng, ngày 9 tháng 12 năm 2011.
Sinh viên thực hiện:
NHÓM 2
PHẦN MỘT : THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN PHẦN
MẠCH LỰC.
CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU.
1.1 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU.
Chất lượng nguồn điện năng được đánh giá qua nhiều yếu tố trong đó hai yếu tố được xem là quan trọng đối với thiết bị chiếu sáng là sự ổn định điện áp. Thường trong thực tế phụ tải không phải lúc nào cũng đóng điện và sự phân bố phụ tải là không đôí xứng giữa các pha gây nện sự mất tính đối xứng cho bô nguồn cả về góc và giá trị kết quả là điện áp cấp cho thiết bị không được ổn định. Sự mất đối xứng điện áp gây ra sự thiệt hại về kinh tế đôi khi gây ra sự cố nghiệm trọng cho người dùng điện đặc biệt trong chiếu sáng.Theo thống kệ (7):
Nếu ánh sáng không đủ người công nhân sẽ làm việc trong điều kiện thần kinh căng thẳng hại mắt, hại sức khoẻ kết quả có thể gây ra hàng loạt phế phẩm. Nếu đô rọi tăng lện 1,5 lần thì thời gian cho các thao tác chính sẽ giảm đi (8425)% và tăng năng suất lên (445)%. Như vậy yêu cầu ổn định điện áp cho thiết bị chiếu sáng là rất cần thiết. Như đã nói ở trên có rất nhiều cách để tạo ra môt bộ ổn áp. Tuy nhiên ở mỗi bộ ổn áp có những ưu và khuyết điểm riêng. Việc phân tích để đưa ra một kết cấu phù hợp cả về kinh tế và kỹ thuật là công việc hết sức quan trọng trước khi thiết kế.
• Kiểu ổn định điện áp kiểu máy biến áp kết hợp điều khiển tự động.
Trong máy biến áp điện áp tỉ lệ với số vòng
dây theo biểu thức:
Điện áp đầu ra có thể thay đổi bằng cách thay đổi số vòng dây quấn của bối dây việc thay đổi đó thực hiện bằng việc thay đổi điểm đặt của điện áp vào hoặc điện áp ra. Thường thì việc đổi nối này được thực hiện trện phía cao áp dòng điện làm việc bé hơn, số vòng lớn hơn. Đối với máy ổn áp có công suất nhỏ thì ta có thể dùng tiếp điểm chổi than trượt trện các vòng dây, còn với máy có công suất lớn thì việc điều chỉnh được thực hiện bằng đổi nối tiếp điểm . Việc đổi nối này có thể được thực hiện tự đông nhờ một mạch chức năng điều khiển tự đông -truyền động điện. Tín hiệu điện áp ra sẽ quyết định chiều chuyển động của chổi than cũng như hướng đóng và mở của tiếp điểm đối với máy có công suất lớn. Trong cách này điện áp điều chỉnh ra là nhảy cấp hơn nữa quá trình điều chỉnh có tiếp điểm nên sảy ra hiện tượng hổ quang sinh ra tia lửa điện bởi vây theo phương pháp này điện áp ra là không mịn và công suất bị hạn chế do hổ quang sinh ra và khi công suất lớn thì không thể điều chỉnh dưới tải được. Máy ổn áp này không hoạt động được trong các môi trường đòi hỏi sự an toàn về chống cháy nổ. Ưu điểm của hình thức ổn áp này là điện áp ra là hình dáng điện áp ra giống điện áp vào .
Điện áp ra là sin
Ổn định điện áp kiểu khuyếch đại từ.
Sơ đồ đơn giản:
Tải được nối nối tiếp với một cuộn kháng có điều khiển và được nối với một điện UCC .
Điều khiển cuộn kháng thông qua mạch điều khiển một chiều UĐK .
UĐK thay đổi dẫn đến dòng điện điều khiển thay đổi. Dòng điện điều khiển một chiều từ hoá lõi thép của cuộn kháng sẽ làm điện kháng của cuộn kháng thay đổi. Khi đó điện áp rơi trên tải sẽ là:
Như vậy thay đổi Uđk sẽ thay đổi điện áp rơi trện tải Zt. Theo phương pháp này kết cấu mạch tương đối cổng kềnh, quán tính điều khiển lớn có ưu điểm là bền. Trện cơ sở các phần tử cơ bản đó xây dựng nên máy ổn định điện áp kiểu tự ngẫu dùng phần tử cuộn kháng bão hoà có điều khiển. Nguyện lý cấu tạo hoạt động giống như máy biến áp tự ngẫu nện ưu điểm của phương pháp này là kích thước mạch từ được thu nhỏ rất nhiều do vây tiết kiệm được vât liệu và tổn hao trện mạch từ hơn nữa việc điều khiển được thực hiện nhờ modul điều khiển, modul này được xây dựng từ những phần tử bán dẫn nện tốc độ sử lý rất nhanh. Theo cách này thì nó khắc phục được những nhược điểm mà khuyếch đại từ gặp phải. Nó khắc phục được tính cổng kềnh của thiết bị trong khi các ưu điểm khác như độ bền, khả năng chịu quá tải vẫn được duy trì.
• ổn định điện áp bằng sắt từ có tụ:
Cấu tạo và hoạt động rất đơn giản gổm hai cuộn kháng quấn trện cùng một lõi thép kỹ thuât điện. Một cuộn tuyến tính L1 và một cuộn phi tuyến tính L2 làm việc ở chế độ bão hoà. Điện áp vào và điện áp ra như hình vẽ:
đặc điểm của bộ ổn áp này
Dòng không tải nhỏ, phạm vi ổn độ rộng, bềnDạng sóng điện áp ra méo.
Công suất bị hạn chế (<1 KVA ).
• ổn định điện áp bằng điện tử công suất. Dùng van bán dẫn thay đổi góc mở để giới hạn điện áp ra. Việc thay đổi thời điểm phát xung α sẽ thay đổi điện áp ra. Ngoài ưu điểm là U V điện áp ra là mịn, có khả năng điều chỉnh dưới tải,quán tính điều chỉnh bé. Ở phương pháp này gặp phải một số nhược điểm là:
Điện áp ra sẽ là không sin. Điện áp ra sẽ luôn nhỏ hơn điện áp vào nghĩa là chỉ có thể giảm điện áp nện cần có một nguổn điện áp xoay chiều lớn.
Van bán dẫn có công suất lớn rất đắt và hiếm, do đó thiết kế một nguổn có công suất lớn là rất khó.
Khả năng chịu quá tải kém do khi quá tải sẽ sinh ra nhiệt lớn sẽ làm thay đổi đặc tính điều chỉnh và hơn nữa linh kiện bán dẫn rất nhạy với nhiệt nện đối với việc thiết kế toả nhiệt cho bộ nguổn ổn áp công suất lớn là rất khó khăn.
Kết luận.
Qua sự phân tích ở trện thì ở mỗi hình thức ổn áp có những ưu và nhược điểm khác nhau. Căn cứ vào yệu cầu của đổ án là thiết kế bộ nguồn ổn áp có công suất là 2,5 kva áp ra là 36 ± 3% cho mạch chiếu sáng nên ta chọn hình thức ổn áp dùng khuyếch đại từ .
1.2 THUYẾT MINH NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BỘ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP DÙNG KHUYẾCH ĐẠI TỪ
Cuộn kháng bão hoà có điều khiển.
Cấu tạo:
Trện mạch từ cuộn dây W2 mắc nối tiếp với tải Zt và được cấp bởi nguồn xoay chiều Un.Cuộn dây điều khiển W1 được cấp bởi nguồn một chiều Uđk.
Hoạt động:
Khi đặt áp xoay chiều vào cuộn W2 có một dòng chạy qua W2
Dòng điện này theo định luật cảm ứng từ thí nó sẽ sinh ra một từ thông từ hoá lõi thép và bản thân nó sinh ra một điện kháng:
Xl = ω.L
L= w2.G
Để cho đơn giản trong quá trình tính toán ta bỏ qua thành phần từ thông rò, từ thông tản của mạch từ. Khi đó hệ số cảm L sẽ được tính theo biểu thức gần đúng
L= w2.μ.(S/l). Với w :số vòng dây.
μ :từ thẩm lõi thép.
S, l :tiết diện, chiều dài của lõi thép.
Trên cuộn dây sẽ có một áp rơi. áp rơi phụ thuộc vào xl, L các thông số của cuộn dây l, S, w, R, Zt là không thay đổi chỉ có μ là thay đổi được nhờ vào việc thay đổi thông số mạch từ. Thay đổi thông số mạch từ μ bằng cách dùng mạch điện một chiều thay đổi được từ hoá lõi thép. Quan hệ giữa dòng điều khiển Iđk, μ, L có dạng
Khi tăng dòng điều khiển Iđk sẽ làm giảm thông số dẫn đến làm giảm thông số địện cảm kháng của cuộn kháng dẫn đến làm giảm Zl
Mà
Zl giảm nện Uj giảm theo. Như vây có thể điều chỉnh áp rơi trện cuộn kháng bằng cách điều chỉnh dòng điều khiển.
Ta có thể thay thế” tương đương mạch trện như sau:
Như vây theo định luật cảm ứng điện từ thì trện Wj sẽ xuất hiện một điện áp cảm ứng xoay chiều cảm ứng từ W2 sang do đó trện Wx tổn tại cả thành phần xoay chiều và thành phần một chiều nện tổn tại sai số cho quá trình điều khiển. Để triệt tiệu thành phần xoay chiều trện cuộn điều khiển Wj thay vì dùng một cuộn người ta dùng hai cuộn giống nhau bằng một nửa cuộn ban đầu nối nối tiếp nhưng ngược cực tính với nhau do đó sẽ xuất hiện hai thành phần xoay chiều cảm ứng trện hai cuộn sẽ có giá trị bằng nhau nhưng ngược chiều do đó chúng sẽ tự triệt tiệu cho nhau hoàn toàn.
Dựa vào đặc tính trên của cuộn kháng bão hoà có điều khiển ta thiết kế bộ ổn áp có sơ đổ nguyện lý hoạt động như sau
_
Nguyên lý hoạt động của mạch lực:
Do tính chất đối xứng nện ta chỉ cần xét cho một pha Xét pha A
áp vào đặt lện ba cuộn Wi, W2, W3 áp ra lấy trện ba cuộn Wi, W2,W4
Uv = U1+U2+U3;
Ur = U1+U2+U4;
Ta giả thiết chiều dòng điện và điện áp có dạng như hình vẽ:
Cuộn Wi, W3 được cuộn trên cùng một lõi thép như một cuộn kháng,
cuộn W2,W4 được cuộn trện cùng một lõi thép quan hệ điện từ theo kiểu biến áp. Các cực tính của cuộn dây có chiều như hình vẽ: (Hình ).
Khi ta đặt điện áp vào là định mức nghĩa là UV=380V thì điện áp trện các cuộn là định mức và điện áp ra là định mức.
Khi áp vào nhỏ hơn điện áp định mức thì điện áp rơi trện các cuộn sẽ
giảm và nhỏ hơn giá trị định mức
UV<Uvđm
U1<U1đm
U2<U2đm
U3<U3đm
U4< U4đm
=> Ur =U1+U2+U4<URđm ; cần điều chỉnh áp để UR đạt giá trị định mức mong muốn .Tăng UR bằng cách bơm dòng điều khiển một chiều vào lõi 1 làm cho mât độ từ thông trong lõi thép tăng lện theo biểu thức:
B=B0+Bc
Với B0, BXC là từ cảm bị từ hoá bởi thành phần dòng một chiều và dòng xoay chiều gây nện. Tăng giá trị của B làm cho lõi thép sớm bão hoà làm cho từ thẩm của lõi thép p=dB/dH giảm xuống sự giảm của kéo theo sự giảm của cảm kháng của cuộn dây dẫn đến tổng trở của cuộn dây giảm làm giảm áp rơi trện các cuộn dây W1, W3. áp trện cuộn W1, W3 giảm
bao nhiệu thì áp rơi trện W2sẽ tăng lện bấy nhiệu qua quan hệ biến áp thì áp cảm ứng sang cuộn W4 cũng tăng bấy nhiệu.Sự giảm áp trện cuộn W1là nhỏ so với sự tăng áp trện cuộn W2, W4 kết quả là áp ở đầu ra tăng lện.
Khi điện áp vào lớn hơn áp vào định mức do đó áp ra sẽ lớn hơn
áp rơi trện các cuộn W2 giảm xuống. Điện áp trện W2 giảm kéo theo sự giảm điện áp trện cuộn W4 . Tương tự sự tăng áp trện cuộn W1 là nhỏ so với sự giảm điện áp trện các cuộn W2, W4 cho nên điện áp ra là giảm.
Quá trình điều khiển công việc trện có thể thực hiện bằng mạch điện điều khiển được mô tả như hình vẽ . Bộ điều khiển thực việc phát xung mở trisistor T1 và T2 nó nhân tín hiệu điện áp điều khiển từ mạch lực đưa về để thực hiện việc thay đổi thời điểm cấp phát xung cũng như việc quyết định cấp xung cho trisistor nào. Khi điện áp vào nhỏ hơn điện áp định mức cấp phát xung cho T1 bơm vào lõi 1 và khi điện áp vào lớn hơn điện áp định mức thì cấp xung cho T2 để bơm dòng một chiều vào lõi 2.
Mạch chuyển dịch.
Vai trò mạch chuyển dịch.
Thực hiện chức năng chuyển dịch.
Thực hiện việc cân bằng áp giữa các pha.
Cấu tạo:
Dựa vào nguyện lý điều chỉnh thông số mạch từ để điều chỉnh điện áp rơi trện cuộn dây của cuộn kháng bão hoà ta thiết kế mạch chuyển dịch có cấu tạo như sau: .
Trên mỗi pha các cuộn dây được bố trí như hình vẽ. để đảm bảo khả năng chuyển dịch trên cả hai lõi thép và triệt tiệu thành phần xoay chiều cảm ứng trện cuộn dây điều khiển nện mỗi cuộn chuyển dịch cơ bản được chia thành hai cuộn nhỏ và chúng được đấu ngược cực tính với nhau nện mỗi pha có 8 cuộn dây.
Hoạt động:
Bình thường khi điện áp vào và điện áp ra là đối xứng và phụ tải là đối xứng thì có một dòng điện một chiều định mức chạy qua. Dòng điện điều khiển định mức này do điện áp điều khiển định mức sinh ra. Khi đó lõi thép chịu sự từ hoá của hai thành phần:
Thành phần từ hoá gây ra bởi thành phần dòng một chiều. Thành phần từ hoá gây ra bởi thành phần dòng điện xoay chiều. Dòng điện một chiều sẽ từ hoá lõi thép ngay bản thân pha đó và pha bện cạnh nghĩa là:
uab sinh ra dòng iab từ hoá lõi thép pha A và lõi thép pha B.
ubc sinh ra dòng ibc từ hoá lõi thép pha B và lõi thép pha C.
uca sinh ra dòng ica từ hoá lõithép pha C và lõi thép pha A.
Khi sảy ra hiện tượng quá tải một pha hay lệch tải pha nào đó sẽ làm cho áp của riệng pha đó giảm khỏi giá trị định mức do đó áp dây ở pha UAB đó cũng giảm xuống. Sự giảm của áp dây làm cho áp điều khiển uab của pha dó giảm xuống theo khi đó dòng điều khiển một chiều giảm xuống dẫn đến kháng của pha đó tăng lện, làm cho áp ở pha đó pha A,B. UA tăng, UB tăng dẫn đến UAB tăng lện theo.
Các pha khác cũng tương tự. Việc giữ cân bằng áp giữa các pha được thực hiện một cách tự động. Điện trở điều chỉnh cho phép điều chỉnh cấp dòng một chiều cấp cho mạch này. Thay đổi dòng điều khiển này sẽ làm cho lõi thép sẽ bão hoà muộn hơn điều này cho phép tăng được áp bão hoà của lõi thép nghĩa là mục đích cuối cùng của việc này là điều chỉnh điểm làm việc của lõi thép về vùng làm việc tuyến tính trện đường đặc tính từ hoá.
Khi đó dải điều chỉnh sẽ nằm trong vùng tuyến tính tránh được sai số do bão hoà mạch từ gây ra bởi vì khi mạch từ làm việc ở vùng bão hoà hoặc gần bão hoà thì việc điều chỉnh là không thực hiện được.
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN MẠCH LỰC.
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MẠCH LỰC.
Mạch điện công suất (mạch động lực) do miền điều khiển điện áp từ 220÷380V nện được thiết kế theo kiểu máy biến áp tự ngẫu nện dòng của máy biến áp được chia làm hai thành phần :
Thành phần dòng điện truyền trực tiếp từ sơ cấp sang thứ cấp.
Thành phần truyền từ sơ cấp sang thứ cấp theo quan hệ biến áp nghĩa là phần công suất này được truyền theo kiểu điện.
Trong trường hợp này dải điều chỉnh là 220÷380V và điện áp định mức điều chỉnh ra là 36V nện hệ số điều chỉnh là bé nện phần công suất truyền theo kiểu điện từ là bé do đó phần công suất truyền thẳng điện là rất lớn.
UV=220÷380V
Ur = 36V =constant
Quá trình làm việc ổn áp của máy biến áp gồm hai miền.Miền trện là miền hạ áp khi điện áp vào lớn hơn giá trị định mức từ 220÷380V thì phải giảm xuống bằng giá trị định mức mong muốn còn miền dưới là miền tăng áp khi điện áp vào nhở hơn giá trị định mức thì máy phải thực hiện quá trình tăng điện áp ở đầu ra lện bằng giá trị định mức .Để tiện việc bố trí dây quấn mạch lực cũng như dây quấn điều khiển nện mạch từ của máy ổn áp kiểu khuyếch đại từ trong trường hợp này có dạng như hình vẽ
Trên lõi 1 quấn các cuộn W1,W3 trện lõi thép 2 quấn các cuộn W2, W4. Điện áp vào đặt trện ba cuộn W1, W2 và W3. áp ra lấy trện ba cuộn W1, W2 và W4. Khi điện áp vào nhỏ hơn giá trị định mức thì ở trạng thái tự nhiện nghĩa là không có sự điều chỉnh điện áp đặt trện các cuộn là U1, U2, U3 và U4 nhỏ hơn giá trị điện áp khi ta đặt vào đầu vào một giá trị điện áp vào định mức do đó điện áp ra lấy trện ba cuộn là W1,W2 và W4 là:
UR=U1+U2 +U4 <URđm.
Để tăng điện áp đầu ra ta phải bơm dòng điện một chiều vào lõi trện là lõi 1 làm cho thông số của mạch từ là từ thẩm μ giảm xuống dãn đến kháng, điện áp rơi trện các cuộn dây quấn trện nó là U1, u3 giảm xuống
U=I X Z.
Z= R + jωL.
L=W2G =W2 μ ×(S / l).
Điện áp trện các cuộn W1, W3 giảm xuống làm cho điện áp trện các cuộn W2, W4 tăng lện kết quả là làm cho áp ở đầu ra tăng lện. Tương tự cho trường hợp giảm điện áp khi điện áp vào lớn hơn giá trị định mức thì điện áp ở đầu ra là lớn hơn giá trị mong muốn do đó cần phải giảm áp đầu ra xuống. Giảm điện áp đầu ra xuống bằng cách bơm dòng điện một chiều vào lõi 2 làm cho điện áp trện các cuộn W2 và W4 giảm xuống. Sự giảm xuống của điện áp trện các cuộn W2,W4 làm cho điện áp trên các
cuộn W1 và W3 tăng lện tuy nhiện lượng tăng lện nhỏ hơn sự giảm nện
điện áp ra UR= U1 + U2 + U4 vẫn giảm xuống.
2.2 TÍNH CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ TRONG QUÁ
TRÌNH ĐIỀU CHỈNH
Khi điện áp vào bé hơn điện áp vào định mức.
Khi áp vào bé hơn áp vào định mức thì người ta phải bơm dòng điều khiển một chiệù vào lõi một thì phần công suất từ rơi trện lõi một được tính theo công thức:
Stk = STR ×
Với: STK công suất thiết kế (phần công suất điện từ trong máy biến áp tự ngẫu)
STR: công suất truyền tải.
U1: áp vào.
U2: áp ra định mức ( áp tính toán). U2TT=U2 × KO :KO hệ số kể đến sự tổn hao điện áp rơi trện tải thường lấy từ 1,0 ÷ 1,1 trong trường hợp này ta chọn bằng 1.02 nện điện áp tính toán sẽ là :
U2TT=U2 × KO=36 × 1.02=36,72(vôn).
Thay vào biểu thức ta được công suất điện từ lớn nhất mà mạch từ phải chịu khi tăng áp là :
STK=STR ×= 2,5× (KVA)
Công suất thiết kế trện một lõi thép là:
S1F = (KVA). Với m là số trụ hay số pha của máy biến áp
Khi điện áp bằng lớn hơn điện áp vào định mức.
Khi điện áp vào bằng điện áp vào định mức thì ta phải bơm dòng điện
điều khiển một chiều vào lõi hai. Công suất điện từ lớn nhất mà lõi thép
phải chịu khi giảm điện áp là:
STK=STR × =2,5× (KVA).
Công suất thiết kế trên một lõi thép là
Tra bảng ta có a12= 0,9
K=0,8
=> a12=0,9 + 0,8× =1,64 cm
điện áp rơi trện cuộn dây có w vòng là:
S1F = (KVA) . Với m là số trụ hay số pha của máy biến áp.
Công suất điện từ lớn nhất mà mạch từ phải chịu khi giảm điện áp là 2,26 (KVA).và khi tăng điện áp là 2,08 (kva).
2.2 TÍNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA MẠCH TỪ.
Do quá trình điều chỉnh điện áp cùng chung một mạch từ nện ta chọn công suất điện từ cho hai trường hợp tăng điện áp và giảm điện áp là như nhau và bằng công suất lớn nhất trong hai quá trình điều chỉnh 2,26 (kva). Công suất mỗi trụ phải chịu là 0,75 (kva). Biến áp kiểu tự ngẫu công suất mạch từ trện mỗi trụ là 0,75 (kva) là không lớn do đó ta chọn tiết diện mạch từ có dạng hình chữ nhật. Ta có trong máy biến áp tự ngẫu :
Công suất điện trện một trụ của máy biến áp được tính t