Bài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA II. Mục tiêu : - Hiểu được quy trình chung để tính toán, thiết kế máy biến áp một pha công suất nhỏ. - Hiểu được yêu cầu, cách tính của từng bước khi thiết kế máy biến áp một pha công suất nhỏ. II. Chuẩn bị : GV: giáo án HS: đọc trước bài ở nhà. IV. Tiến trình lên lớp 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ: Em hãy nêu nguyên lý làm việc của máy biến áp? Cấu tạo của máy biến áp? HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG Hoạt động 1: Tìm hiểu các bước khi thiết kế máy biến áp một pha công suất nhỏ. GV: Giới thiệu các bước khi thiết kế máy biến áp một pha công suất nhỏ. HS: Lắng nghe, ghi nhận. Tính toán máy biến áp gồm các bước sau: 1. Xác định công suất của MBA. 2. Tính toán mạch từ. 3. Tính số vòng dây của các vòng dây. 4. Tính tiết diện dây quấn. 5. Tính diện tích cửa sổ lõi thép. Hoạt động 2: Xác định công suất của MBA GV: Trình bày khái niệm. HS: Lắng nghe, ghi nhận. 1. Xác định công suất của MBA Thiết kế cần xác định công suất của MBA cần chế tạo. - Hiệu suất của MBA cao, nên : S 1  S 2 = U 2 .I 2 - Công suất MBA cần chế tạo là: S đm = U 2 .I 2 U 2 và I 2 là điện áp và dòng điện thứ cấp định mức của MBA. Hoạt động 3: Tính toán mạch từ GV: Trình bày khái niệm. HS: Lắng nghe, ghi nhận. GV: Vẽ hình mạch từ ghép lá thép chữ E& I. 2. Tính toán mạch từ a. Chọn mạch từ - Mạch từ của MBA nhỏ thường là mạch từ kiểu bọc, được ghép bằng thép chữ E và I có các thông số như sau: a : chiều rộng trụ quấn dây. HS: Quan sát, ghi nhận GV: hướng dẫn HS cách tính trụ quấn dây HS: lắng nghe và ghi nhận. GV: Hướng dẫn HS tra bảng HS: Lắng nghe, ghi nhận. b : chiều dài trụ quấn dây. c : độ rộng cửa số. h : chiều cao cửa sổ. a/2 : độ rộng lá thép chữ I. - Khi chọn mạch từ cần xét đến tiết diện của trụ lõi thép mà trên đó sẽ đặt cuộn dây. b. Tính diện tích trụ quấn dây của lõi thép - Diện tích trụ quấn dây phải phù hợp với công suất MBA. - Đối với mạch từ kiểu bọc, diện tích của trụ quấn dây được tính gần đúng bằng công thức: S hi = 1,2 đm S S hi = a.b diện tích hữu ích trụ (cm 2 ). S đm công suất MBA (VA). - Thực tế, lõi thép được ép chặt nhưng vẫn có độ hở giữa các lá thép do cong vênh, lớp cách điện của lá thép. Diện tích thực của trụ lõi thép. S t = S hi / k l k l :là hệ số lấp đầy trong bảng 8-1. - Để đơn giản trong khi tính toán, ta có thể tra bảng 8-2 khi tính toán mạch từ. - Bài tập Hoạt động 4: Tính số vòng dây của các cuộn dây GV: Trình bài khái niệm. HS: Lắng nghe, ghi nhận. -GV: Hướng dẫn tra bảng HS: Quan sát, tra bảng, đưa ra ý kiến, ghi nhận. 3. Tính số vòng dây của các cuộn dây - Số vòng dây của một cuộn dây phụ thuộc vào tiết diện trụ lõi thép. - Có nhiều cách tính nhưng ở đây ta chọn cách tính qua đại lượng trung gian là “số vòng/vôn”. Kí hiệu là n, là số vòng tương ứng cho mỗi vôn điện áp sơ cấp hay thứ cấp. - Giá trị số vòng/vôn tương ứng với tiết diện lõi thép. Để đơn giản ta có thể tra bảng 8-3 để xác định vòng/vôn. Số vòng dây cuộn sơ cấp: N 1 = U 1 .n Số vòng cuộn thứ cấp: N 2 = (U 2 +10%U 2 ).n 10%U 2 là lượng sụt áp khi có tải. - Bài tập Hoạt động 5: Tính tiết diện dây GV: Trình bài khái niệm. HS: Lắng nghe, ghi nhận. 4. Tính tiết diện dây: a. Tính tiết diện dây quấn: tiết diện dây dẫn của các cuộn sơ và thứ tỉ lệ thuận với dòng điện chạy trong dây dẫn và tỉ lệ nghịch với mật độ dòng điện cho -GV: Hướng dẫn tra bảng HS: Quan sát, tra bảng, đưa ra ý kiến, ghi nhận. GV: Trình bài khái niệm. HS: Lắng nghe, ghi nhận. -GV: Hướng dẫn tra bảng HS: Quan sát, tra bảng, đưa ra ý kiến, ghi nhận. phép. - Mật độ dòng điện cho phép là số ampe trên 1mm 2 khi dây dẫn khi vận hành. - Công suất MBA càng nhỏ mật độ dòng điện cho phép càng lớn. - Tiết diện dây được tính như sau:S dd = I/J S dd : ti ết diện dây I : cường độ dòng điện J : mật độ dòng điện cho phép tra bảng 8- 4. b. Tính đường kính dây quấn: - khi đã tính được tiết diện dây dẫn,tiến hành tra bảng 8-5 ta được giá trị đường kính dây dẫn. Hoạt động 6: Tính diện tích cửa sổ lõi thép GV: Trình bài khái niệm. 5. Tính diện tích cửa sổ lõi thép: HS: Lắng nghe, ghi nhận. -GV: Hướng dẫn tra bảng HS: Quan sát, tra bảng, đưa ra ý kiến, ghi nhận. - Hình chữ nhật bị bao bọc bởi mạch từ khép kín gọi là cửa sổ lõi thép. Khi tính số vòng và tiết điện dây dẫn, cần phải xem xét tòan bộ các cuộn dây có đặt được dễ dàng vào trong lõi thép hay không.Diện tích của cửa sổ đuợc tính như sau: S cs = h.c Thường thì h  3c. - Tính tiết diện cửa sổ lõi thép: Tiết diện 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp chiếm diện tích cửa sổ: S sc = N 1 .s dq1 S tc = N 2 .s dq2 N 1 , N 2 là số vòng dây quấn cuộn sơ cấp và thứ cấp. S dq1 và s dq2 là tiết diện dây quấn sơ cấp và thứ cấp. - Diện tích của cửa sổ: S CS = h.c  l tcsc K SS  K l : hệ số lấp đầy cửa sổ trang bảng 8-6. Hoạt động 7: Sắp xếp dây quấn trong cửa sổ GV: Trình bài khái niệm. HS: Lắng nghe, ghi nhận. 6. Tính số vòng dây mỗi lớp: Số vòng dây mỗi lớp = = h Đường kính dây có cách đi ện - 1 Tính số lớp dây quấn Số lớp dây quấn = = IV. TỔNG KẾT BÀI: + Đặt câu hỏi : có bao nhiêu bứơc tiến hành tính tóan MBA + Công thức nào tính diện tích hữu ích, diện tích thực tế của trụ. + Cách tìm số vòng dây quấn. + Cách tìm tiết diện dây quấn, đường kính dây. + Diện tích cửa sổ của lõi thép. V. BÀI TẬP VỀ NHÀ: Bài 1: hãy cho mạch từ để quấn một MBA có công suất là 50VA, có điện áp sơ cấp U 1 = 220V, U 2 = 36V. Hiệu suất MBA  = 0,7. Bài 2: hãy tính số vòng dây quấn cho MBA với các thông số sau: S = 50VA, U 1 = 220V, U 2 = 36V,  = 0,7. Số vòng dây Số vòng dây mỗi lớp . Bài 8: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA II. Mục tiêu : - Hiểu được quy trình chung để tính toán, thiết kế máy biến áp một pha công suất nhỏ. - Hiểu được yêu cầu,. nên : S 1  S 2 = U 2 .I 2 - Công suất MBA cần chế tạo là: S đm = U 2 .I 2 U 2 và I 2 là điện áp và dòng điện thứ cấp định mức của MBA. Hoạt động 3: Tính toán mạch từ GV:. máy biến áp? Cấu tạo của máy biến áp? HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG Hoạt động 1: Tìm hiểu các bước khi thiết kế máy biến áp một pha công suất nhỏ. GV: Giới thiệu các bước khi thiết kế máy biến áp một