Máy điện 1 - Chương 2.1

VÍ DỤ 2-2

Một MBA một pha có công suất 25kVA, điện áp 6300/240V, tần số 50Hz vận

hành không tải ở điện áp sơ cấp định mức thì có tổn hao không tải 138W và hệ số

công suất không tải 0,21 (chậm sau). Sử dụng mạch điện thay thế hình 2-18b để xác

định (a) dòng điện không tải và các thành phần của nó; (b) điện kháng từ hoá và

điện trở đặc trưng cho tổn hao sắt từ; (c) tính lại các đại lượng trên nếu máy biến áp

làm nhiệm vụ tăng điện áp.

Bài giải

a. Dòng điện không tải và các thành phần của nó:

, A

,

, I

U I I

P

cos o

dm o

0 1043

6300 0 21

138 0 21

6300

138

1 0

0

0 =

×

= ⇒ =

×

ϕ = =

ϕo = cos-1 0,21 = 77,88o

Ife = Iocosϕo = 0,1043 . 0,21 = 0,0219 A

IM = Iosinϕo = 0,1043 . sin(cos-1 0,21) = 0,102 A

b. Điện trở đặc trưng cho tổn hao sắt từ và điện kháng từ hoá:

= = = 287.671,2 Ω

0,0219

6300

I

U

R

fe

1

fe

= = = 61764 Ω

0,102

6300

I

U

X

M

1

M

c. Tổn hao công suất và hệ số công suất không thay đổi khi máy biến áp làm

nhiệm vụ tăng áp. Lúc này, thành phần dòng điện Ife là:

0,575 A

240

138

U

P

I

1

fe = = =

2,74 A

0,21

0,575

cos

I

I

0

fe

0 = =

ϕ

=

và thành phần dòng điện từ hóa:

IM = Ife. tagϕo = 2,74.tag(cos-1 0,21) = 2,68 A

Điện kháng từ hóa:

= = = 89,7 Ω

2,68

240

I

U

X

M

1

M

Điện trở đặc trưng cho tổn hao sắt từ trong lõi thép Rfe:

= = = 317,4 Ω

0,575

240

I

U

R

fe

1

fe

2.7. MBA LÀM VIỆC VỚI TẢI

Theo định luật Lenz, sức điện động cảm ứng trong cuộn dây thứ cấp sẽ có

chiều chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó. Vì vậy khi tải được nối vào

cuộn thứ cấp, chiều của dòng điện thứ cấp i2 sẽ tạo ra một sức từ động chống lại sức

43

từ động sơ cấp. Điều này được thể hiện trên hình 2-22a. Do vậy, từ thông ΦM trong

lõi thép sẽ giảm xuống:

core

1 M 2 2

M

R

N i − N i

Φ = (2-27a)

Mà từ thông ΦM trong lõi thép giảm xuống làm cho sức phản điện động ES

giảm xuống, theo công thức (2-23), thì dòng điện sơ cấp I1 sẽ tăng lên. Dòng điện

tải sơ cấp I1tải tăng lên, gọi là thành phần tải của dòng điện sơ cấp, sức từ động từ

hoá của dòng điện tải N1I1,tải làm tăng thêm từ thông. Do vậy:

ℜµ

+ −

Φ =

1 M 1 1,tai 2 2

M

N i N i N i

(2-27b)

Dòng điện sơ cấp tăng cho đến khi N1I1,tải = N2I2, lúc đó cả ΦM và ES sẽ có

giá trị đúng như trước khi đóng khoá K (không tải). Như vậy, thành phần tải của

dòng điện sơ cấp I1tải chính là:

I1,tải = (N2/N1)I2 = I2/a = I’2, (2-28)

tức là dòng điện thứ cấp chia cho tỉ số biến áp a. Dòng điện I’2 trong (2-28) còn gọi

là dòng điện trong dây quấn thứ cấp qui đổi về dây quấn sơ cấp.

Sự khác nhau giữa ES lúc không tải và ES lúc có tải là do điện áp rơi trên điện

trở dây quấn sơ cấp. Do dó dòng điện sơ cấp khi có tải là :

1 fe M 1

I I I I

 = + +

,tải

'

fe M 2

I I I =  + +

1 0 1

I I I

 = +

,tải

'

0 2

I I = +

(2-29)

Ngược lại, khi giảm tải, dòng điện I2 giảm do đó dòng điện I1t giảm và I1 sẽ

giảm theo. Mở khoá K ở hình 2-22 làm giảm dòng điện I2, do đó stđ N2I2 giảm về

không. Kết quả là từ thông hỗ cảm giảm và sức phản điện động cũng giảm, làm cho

dòng điện sơ cấp trở về giá trị lúc không tải. Chú ý rằng, những vấn đề đã trình bày

trên cho là độ từ thẩm không đổi và không có từ thông tản. Việc xét ảnh hưởng của

từ thông tản ở phần sau.

2.8. MÁY BIẾN ÁP LÝ TƯỞNG, MÁY BIẾN ÁP THỰC

44

U

1

E

T

I

1

= I

0

+ I

1,tải

Z

t

Hình 2-22 MBA làm việc với tải

E

S

F

1

I

2

F

2

K

Φ

M