Công nghệ 12 Bài 25: Máy điện xoay chiều ba pha - máy biến áp ba pha

a. Khái niệm

- Máy điện xoay chiều ba pha là máy điện làm việc với dòng điện xoay chiều 3 pha, làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từ và lực điện từ.

• Các loại máy điện.

b. Phân loại

- Các loại máy điện xoay chiều ba pha được chia làm hai loại:

+ Máy điện tĩnh: khi làm việc không có bộ phận nào chuyển động ,dùng để biến đổi các thông số: Điện áp, dòng điện… của hệ thống điện.

+ Máy điện quay: khi làm việc có bộ phận chuyển động tương đối với nhau và chia làm hai loại:

• Máy phát điện: Biến đổi cơ năng thành điện năng, dùng làm nguồn cấp điện cho các tải.
• Động cơ điện: Biến đổi điện năng thành cơ năng, dùng làm nguồn động lực cho các máy.

a. Khái niệm và công dụng

- Máy biến áp ba pha là máy điện tĩnh, dùng để biến đổi điện áp của hệ thống nguồn điện xoay chiều ba pha nhưng giữ nguyên tần số.

- Máy biến áp ba pha được sử dụng chủ yếu trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, trong mạng điện sản xuất và sinh hoạt. Máy biến áp tự ngẫu ba pha thường được dùng trong các phòng thí nghiệm.

b. Cấu tạo

- Lõi thép: có ba trụ để quấn dây và gông từ để khép kín mạch từ. Lõi thép được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 ÷ 0,5 mm, hai mặt phủ sơn cách điện và ghép lại thành hình trụ.

- Dây quấn: thường là dây đồng bọc cách điện được quấn quanh trụ từ của lõi thép.

• Có 6 dây quấn (bằng đồng) được bọc cách điện, quấn quanh trụ.
• Ba dây quấn nhận điện vào (AX, BY,CZ) gọi là dây quấn sơ cấp.
• Ba dây quấn đưa điện ra (ax, by, cz) gọi là dây quấn thứ cấp.
• Dây quấn sơ cấp và thứ cấp phải khác nhau (tiết diện dây hoặc số vòng dây quấn).
• Dây quấn sơ cấp và thứ cấp có thể đấu hình sao hoặc hình tam giác.

- Sơ đồ đấu dây, kí hiệu cách đấu dây.

+ Kí hiệu của máy biến áp 3 pha:

+ Sơ đồ đấu dây.

c. Nguyên lí làm việc

Dựa trên nguyên lí cảm ứng điện từ.

- Máy biến áp ba pha có các cách đấu dây khác nhau nên cần phân biệt hệ số biến áp pha (Kp) và hệ số biến áp dây (Kd).

+ Hệ số biến áp pha: \({K_p} = \frac{{{U_{p1}}}}{{{U_{p2}}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}\)

+ Hệ số biến áp dây: \({K_p} = \frac{{{U_{d1}}}}{{{U_{d2}}}}\)

Một máy biến áp ba pha, mỗi pha dây quấn sơ cấp có 11000 vòng và dây quấn thứ cấp 200 vòng. Dây quấn của máy biến áp được nối theo kiểu Y/Yo ,được cấp điện bởi nguồn điện ba pha  có Ud=22kv. Hãy:

a. Vẽ sơ đồ đấu dây

b. Tính hệ số biến áp pha và dây

c. Tính điện áp pha và dây của cuộn thứ cấp.

Hướng dẫn giải

a. Vẽ sơ đồ đấu dây

b. Tính \({K_p};{K_d}\)

Hệ số biến áp pha:

\(\begin{array}{l} {K_p} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}}\\ \Rightarrow {K_p} = \frac{{11000}}{{200}} = 55 \end{array}\)

Vì dây quấn của biến áp nối Y/Yo nên hệ số biến áp dây: \({K_d} = {K_p} = 55\)

c. Tính  \({U_{d2}}{\rm{ }};{U_{p2}}\)

Điện áp dây: \({K_d} = \frac{{{U_{d1}}}}{{{U_{d2}}}} \Rightarrow {U_{d2}} = \frac{{{U_{d1}}}}{{{K_d}}} \Rightarrow {U_{d2}} = \frac{{22}}{{55}} = 0.4KV\)

Điện áp pha: \({U_{p2}} = \frac{{{U_{d2}}}}{{\sqrt 3 }} = \frac{{0.4}}{{\sqrt 3 }}KV = 220V\)

Câu 1: Tại sao các MBA cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ , dây quấn thứ cấp thường nối hình sao có dây trung tính?

Câu 2: Trình bày khái niệm và phân loại máy điện xoay chiều ba pha.

Câu 3: Nêu nguyên lí làm việc của máy biến áp ba pha.

Câu 4: Một máy biến áp ba pha, mỗi pha dây quấn sơ cấp có 11000 vòng và dây quấn thứ cấp có 200 vòng. Dây quấn của máy biến áp được nối theo kiểu Δ/Yo, và được cấp điện bởi nguồn ba pha có U_d = 22 kV. Hãy

a) Vẽ sơ đồ đấu dây.

b) Tính hệ số biến áp pha và dây.

c) Tính điện áp pha và điện áp dây của cuộn thứ cấp.

Câu 1: Máy điện xoay chiều ba pha là:

A. Là máy điện làm việc với dòng điện xoay chiều ba pha

B. Là máy điện làm việc với dòng điện xoay chiều một pha

C. Là máy điện làm việc với dòng điện xoay chiều một pha và ba pha

D. Cả 3 đáp án trên đều đúng

Câu 2: Phát biểu nào sau đây sai?

A. Máy điện tĩnh: khi làm việc có bộ phận chuyển động tương đối với nhau

B. Máy điện tĩnh: khi làm việc không có bộ phận nào chuyển động

C. Máy điện quay: khi làm việc có bộ phận chuyển động tương đối với nhau.

D. Máy điện tĩnh và máy điện quay là máy điện xoay chiều ba pha

Câu 3: Phát biểu nào sau đây sai: máy biến áp ba pha:

A. Là máy điện tĩnh

B. Biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện xoay chiều ba pha

C. Không biến đổi tần số

D. Biến đổi điện áp và tần số của hệ thống dòng điện xoay chiều ba pha

Câu 4: Cấu tạo máy biến áp ba pha:

A. Chỉ có lõi thép

B. Chỉ có dây quấn

C. Có lõi thép và dây quấn

D. Có lõi thép hoặc dây quấn

Câu 5: Máy biến áp đấu dây kiểu:

A. Nối sao – sao có dây trung tính

B. Nối sao – tam giác

C. Nối tam giác – sao có dây trung tính

D. Cả 3 đáp án trên đều đúng

- Sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau:

• Phân biệt được máy điện tỉnh và máy điện quay.
• Biết được công dụng, cấu tạo, cách nối dây và nguyên lí làm việc của máy biến áp ba pha.
• Biết cách nối dây và tính toán thành thạo hệ số biến áp pha và biến áp dây.