Máy biến áp

Điều chỉnh điện áp máy biến áp là gì

Điều chỉnh điện áp là gì?

Điều chỉnh điện áp máy biến áp là tỷ số giữa hiệu số giữa điện áp đầu ra không tải và đầy tải của máy biến áp với điện áp đầu ra đầy tải của nó được biểu thị bằng phần trăm (%). Vầy các bạn đã hình dung ra Điều chỉnh điện áp máy biến áp là gì chưa ?

Nói cách khác, điều chỉnh điện áp của máy biến áp là biện pháp cung cấp điện áp đầu ra không đổi với các dòng tải khác nhau.

Nói một cách đơn giản, sự thay đổi độ lớn của điện áp đầu vào và đầu ra của máy biến áp được gọi là sự điều chỉnh điện áp. tức là sự thay đổi điện áp đầu cuối thứ cấp của máy biến áp từ không tải sang đầy tải liên quan đến điện áp không tải được gọi là “điều chỉnh điện áp”. Đến đây có lẽ vấn đề Điều chỉnh điện áp máy biến áp là gì đã được rõ hơn.

Về mặt toán học, sự Điều chỉnh điện áp máy biến áp là gì được biểu thị bằng công thức sau.

Điều chỉnh điện áp máy biến áp

Điều chỉnh điện áp cho cuộn sơ cấp của máy biến áp

Ở đây:

  • 1 = Điện áp không tải sơ cấp
  • 1 = Điện áp sơ cấp  khi đầy tải
  • 2 = Điện áp đầu không tải cấp
  • 2 = Điện áp thứ cấp  khi đầy tải

Một máy biến áp thường sẽ cung cấp một điện áp đầu ra cao không tải so với khi đầy tải. Nói cách khác, dưới tải, điện áp đầu ra của máy biến áp giảm nhẹ.

Máy biến áp nguồn phải cung cấp điện áp đầu ra không đổi (lý tưởng là điều này không thể xảy ra trong thực tế). Vì vậy, nó là lựa chọn tốt hơn để có càng ít sự thay đổi trong điện áp đầu ra với các dòng tải khác nhau. Trong trường hợp này, điều chỉnh điện áp cho thấy máy biến áp có thể cung cấp điện áp thứ cấp không đổi bao nhiêu với các tải khác nhau được nối với đầu ra máy biến áp.

Mạch biến áp cơ bản và ví dụ sau đây sẽ làm rõ khái niệm về điều chỉnh điện áp của máy biến áp.

Trong trường hợp đầu tiên, Giả sử không có tải được kết nối với thứ cấp của máy biến áp, Trong trường hợp hở mạch này:

  • Dòng điện không tải chạy qua do hở mạch.
  • Khi dòng điện không tải chạy qua, không có sụt áp và sụt giảm phản kháng trên điện trở và cuộn cảm .
  • Điện áp giảm trên các đầu  sơ cấp là không đáng kể.

Trong trường hợp thứ hai, máy biến áp có tải tức là có một tải được kết nối với các đầu nối thứ cấp của máy biến áp. Trong trường hợp này:

  • Dòng tải đang chạy do mạch đã được kết nối và tải được kết nối với các đầu ra thứ cấp.
  • Dòng tải chạy qua tải, do đó phải có sụt áp trên điện trở và cuộn cảm.
  • Bằng cách này, giá trị trung bình của điều chỉnh điện áp nhiều hơn giá trị của máy biến áp khi không tải.

Để có hiệu suất tốt hơn, điều chỉnh điện áp phải ở mức thấp (không lý tưởng), nghĩa là điều chỉnh điện áp càng cao, hiệu suất và hiệu suất của máy biến áp sẽ kém nhất.

Từ giải thích trên ta rút ra được hai kết luận sau:

  • Trong máy biến áp, giá trị của điện áp sơ cấp luôn lớn hơn EMF(Sức điện động) cảm ứng trong cuộn sơ cấp.

1 > E 1

  • Trong máy biến áp, giá trị của điện áp đầu vào thứ cấp khi không tải luôn lớn hơn điện áp đầu ra thứ cấp khi đầy tải.

2 > V 2

Dựa vào thông tin trên từ sơ đồ mạch điện đã nêu, có thể lập hai phương trình sau:

  • 1 = 1 R 1 Cosθ 1 + 1 X 1 Sinθ 1 + E 1
  • 2 = 2 R 2 Cosθ 2 + 2 X 2 Sinθ 2 + V 2

Đối với các loại tải khác nhau, tức là tải cảm ứng và điện dung, v.v., biểu thức sau đây ở điện áp thứ cấp không tải.

Sau đây là biểu thức của điện áp thứ cấp không tải đối với các loại tải khác nhau, tức là tải cảm ứng và điện dung, v.v.

Điều chỉnh điện áp cho tải cảm ứng (Hệ số công suất trễ)

2 = 2 R 02 Cosθ 2 + 2 X 02 Sinθ 2 + V 2

2 – V 2 = 2 R 02 Cosθ 2 + 2 X 02 Sinθ 2

Điều chỉnh điện áp của máy biến áp ở hệ số công suất trễ (Tải cảm ứng):

Điều chỉnh điện áp cho tải điện dung (Hệ số công suất chính)

2 = 2 R 02 Cosθ 2 – 2 X 02 Sinθ 2 + V 2

2 – V 2 = 2 R 02 Cosθ 2 – 2 X 02 Sinθ 2

Điều chỉnh điện áp của máy biến áp ở hệ số công suất chính (Tải điện dung):

Ở đây:

  • 2 R 02 / E 2 ) x 100 là phần trăm điện trở giảm
  • 2 X 02 / E 2 ) x 100 là phần trăm điện trở giảm
Ví dụ về Quy định điện áp
Ví dụ 1:

Giả sử một máy biến áp có điện áp không tải là 240 vôn và điện áp đầy tải là 230 vôn. Điều chỉnh điện áp của máy biến áp được tính như sau.

% Điện áp điều chỉnh = [{(Điện áp không tải – Điện áp đầy tải) / Điện áp đầy tải} x 100]

% Điện áp điều chỉnh = [{(240V – 230V) / 230} x 100]

% Điện áp điều chỉnh = 4,347%

Ví dụ 2:

Một máy biến áp 50kVA có số vòng dây lần lượt ở cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 40 vòng. Cảm kháng trên sơ cấp và thứ cấp lần lượt là 0,15 Ω và 0,005 Ω. Giá trị của điện kháng rò trên cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp lần lượt là 0,55 và 0,0175 Ω. Nếu điện áp nguồn ở phía sơ cấp là 1100V, Hãy tính:

  1. Trở kháng tương đương chuyển sang cuộn dây sơ cấp
  2. Điện áp thứ cấp khi đầy tải có hệ số công suất trễ là 0,8.
  3. Điện áp điều chỉnh

Giải pháp:

Dữ liệu đã cho:

  • Điện áp sơ cấp: 1100V
  • Vòng sơ cấp : 200
  • Vòng thứ cấp: 40
  • 1 = 0,15 Ω
  • 2 = 0,005 Ω
  • 1 = 0,55 Ω
  • 2 = 0,0175 Ω
  • Hệ số công suất = Cos θ = 0,8 Độ trễ

(1)

Turns Ratio (tỷ lệ vòng dây) = K = N 2 / N 1 = 40/200 = 1/5

01 = R 1 + R 2 / K 2 = 0,15Ω + 0,005Ω / (1/5) 2 = 0,275 Ω

01 = X 1 + X 2 / K 2 = 0,55Ω + 0,0175Ω / (1/5) 2 = 0,987 Ω

01 = 0,275 + j 0,987 = 1,025 ∠74,43 o

02 = K 2 Z 01 = (1/5) 2 (0,275 + j 0,987) = (0,011 + j 0,039)

(2)

Điện áp thứ cấp không tải = KV 1 = (1/5) × 1100V = 220 V

Dòng thứ cấp: 2 = 50 x10 3 / 220V = 227,27 A… ( I = P / V = ​​50kVA / 220V) 

2 = 227,27 A

Sụt áp khi đầy tải thứ cấp

2 (R 02 Cos θ + X 02 Sin θ)

= 227,27 A (0,011 × 0,8 – 0,039 × 0,6) = – 3,32 V

Điện áp thứ cấp khi có tải = 220V – 3,32V = 216,68 V

Điện áp thứ cấp đầy tải: 216,68 V

(3)

% Quy định = 3,32V × 100/220 = 1,51

 hoặc là

Điện áp điều chỉnh :

% Điện áp điều chỉnh = (V Không tải – V Đầy tải / V Đầy tải ) x 100

= (220V – 216,68V / 216,68V) x 100 = 1,53

% Điện áp điều chỉnh = 1,53

Điều chỉnh điện áp của máy biến áp trung tính

Điều chỉnh điện áp trung tính có nghĩa là “điện áp không tải” và “điện áp đầy tải” của máy biến áp là bằng nhau, tức là không có sự khác biệt giữa chúng. Điều chỉnh điện áp trung tính cho biết hiệu suất cao nhất có thể có của máy biến áp mà chỉ có thể có ở máy biến áp lý tưởng và lý tưởng .

Ngoài lý thuyết, tỷ lệ phần trăm điều chỉnh điện áp càng thấp thì điện áp đầu cuối thứ cấp càng ổn định và không đổi đối với các tải có điều chỉnh tốt hơn.

Áp dụng điều chỉnh điện áp thô

Có một số ứng dụng mà chúng ta cần điều chỉnh điện áp của máy biến áp thô như “đèn phóng điện”. Trong trường hợp này, cần một máy biến áp tăng cấp để cung cấp điện áp cao ở giai đoạn đầu để đốt cháy đèn và sau đó giảm mức điện áp và dòng điện bắt đầu chạy trong mạch chiếu sáng phóng điện. Quá trình này có thể được thực hiện thông qua một bước nâng cấp máy biến áp có điều chỉnh thô (% điều chỉnh điện áp cao).

Tương tự, điều chỉnh điện áp thô là cần thiết trong máy hàn hồ quang thực chất là một máy biến áp hạ áp cấp cung cấp điện áp thấp và dòng điện cao cho quá trình hàn hồ quang.

Điều cần biết: % Điện áp điều chỉnh cao có nghĩa là quy định hoặc hiệu suất kém.

Làm thế nào để cải thiện điều chỉnh điện áp của máy biến áp?

Một thiết bị được gọi là máy biến áp cộng hưởng (kết hợp giữa máy biến áp và mạch cộng hưởng LC) được sử dụng để cải thiện việc điều chỉnh máy biến áp (tức là giảm phần trăm điều chỉnh điện áp của máy biến áp). Lõi sắt của máy biến áp ferroresonant chứa đầy từ thông (đường sức từ) đối với phần lớn chu kỳ xoay chiều. Bằng cách này, dòng điện sơ cấp của máy biến áp và sự thay đổi của điện áp cung cấp có ít ảnh hưởng đến mật độ từ thông lõi của máy biến áp. Nó có nghĩa là đầu ra của các đầu nối thứ cấp của máy biến áp là điện áp gần như không đổi mà không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi lớn của điện áp cung cấp cho cuộn sơ cấp của máy biến áp.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button