Báo cáo Tính toán máy biến áp 1 pha công suất nhỏ bằng phần mềm matlab (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Tính toán máy biến áp 1 pha công suất nhỏ bằng phần mềm matlab (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TÍNH TỐN MÁY BIẾN ÁP 1 PHA CƠNG SUẤT NHỎ BẰNG PHẦN MỀM MATLAB S K C 0 0 0 2 8 1 MÃ SỐ: T2011 - 20 S K C 0 0 3 3 8 0 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP 1 PHA CÔNG SUẤT NHỎ BẰNG PHẦN MỀM MATLAB MÃ SỐ: T2011-20 THUỘC NHÓM NGÀNH: KHOA HỌC KỸ THUẬT CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: GVC-ThS.NGUYỄN TRỌNG THẮNG TP.HỒ CHÍ MINH - 11/2011
3. MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I: DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Giới hạn đề tài 1 1.3 Mục đích nghiên cứu 1 1.4 Cơ sở tính tốn 1 1.5 Ý nghĩa của việc tính tốn 1 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN MÁY BIẾN ÁP CÁCH LY 1 PHA 2.1 Phương pháp tính gần đúng 2 2.2 Phương pháp tính chính xác 2 2.3 Ví dụ tính tốn mẫu 8 2.3.1 Cách tính gần đúng .8 2.3.2 Cách tính chính xác 11 CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MATLAB 4.1 Sơ lược về Matlab 15 4.1.1 Matlab là gì 15 4.1.2 Cài đặt phần mềm Matlab 15 4.1.3 Khởi động và thốt khỏi Matlab 24 4.2 Các phép tốn trong Matlab 29 4.3 Tạo giao diện trong Guide/Matlab 32
4. CHƯƠNG IV: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH TRÊN MATLAB 4.1 Giao diện tính tốn, viết chương và kết quả tính tốn máy biến áp cách ly một pha theo cách tính gần đúng .38 4.1.1 Giao diện tính tốn 38 4.1.2 Viết chương trình tính tốn 39 4.1.3 Kết quả tính tốn 44 4.2 Giao diện tính tốn, viết chương và kết qủa tính tốn máy biến áp cách ly một pha theo cách tính chính xác .45 4.2.1 Giao diện tính tốn .45 4.2.2 Viết chương trình tính tốn 46 4.2.3 Kết quả tính tốn 52 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận 53 5.2 Hướng phát triển 53 Tài liệu tham khảo 54
5. CHƯƠNG I: DẪN NHẬP 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ: Máy điện nói chung, máy biến áp một pha nói riêng luôn giữ một vai trò hết sức quan trọng, là một thiết bị điện không thể thiếu trong đời sống, trong công nghiệp hoặc thiết bị điện tử dân dụng. Vì vậy, yêu cầu khi thiết kế máy biến áp phải đđảm bảo tính chính xác, đđộ tin cậy cao. Khi áp dụng cách tính toán bằng tay sẽ mất nhiều thời gian và không đáp ứng được yêu cầu tính toán tự động áp dụng cho các lõi thép kỹ thuật trong thị trường hiện nay. Ngoài ra, nhằm giúp SV và các cán bộ kỹ thuật áp dụng công nghệ thông tin trong việc tính toán thiết kế các thiết bị điện nói chung và máy biến áp nói riêng. Nội dung đề tài trình bày phương pháp tính toán dây quấn máy biến áp cách ly một pha bằng phần mềm Matlab nhằm xây dựng chương trình máy tính có khả năng tính toán tự động các thông số cơ bản của dây quấn và lõi thép của máy biến áp: số vòng dây, cỡ dây, khối lượng dây và các thông số về điện cuả máy biến áp cách ly 1 pha. 1.2 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI: Nội dung của đề tài được giới hạn: Tính toán máy biến áp cách ly 1 pha công suất nhỏ bằng phương pháp gần đúng và phương pháp chính xác. 1.3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Đề tài này được thực hiện nhằm: Cung cấp tài liệu, cho SV và cán bộ kỹ thuật các cơ sở chế tạo, sửa chữa máy biến áp và các độc giả quan tâm đến việc tính toán tự động máy biến áp một pha công suất nhỏ bằng phần mềm Matlab. 1.4 CƠ SỞ TÍNH TOÁN Dựa trên những kiến thức về lý thuyết tính toán máy điện cùng với phần mềm Matlab nhóm nghiên cứu tiến hành viết chương trình tính toán cho máy biến áp cách ly 1 pha. 1.5 Ý NGHĨA CỦA VIỆC TÍNH TOÁN Việc tính toán sẽ cho ta biết được nhanh chóng và chính xác những thông số cơ bản cho việc chế tạo một máy biến áp theo yêu cầu. Ngoài ra còn có ý nghĩa về học thuật giúp SV áp dụng được phần mềm Matlab trong tính toán máy điện nói chung và máy biến áp nói riêng. Trang 1
6. CHƯƠNG II TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP CÁCH LY MỘT PHA 2.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH GẦN ĐÚNG  Cơng suất đầu ra máy biến áp 푛 S2 = 푖=1 푈2i I2i U , I  Tính tiết diện lõi thép 21 21 U11 푆2 A = 1,432.k (cm2) U , I t hd 22 22 U12 Với khd là hệ số hình dáng lõi thép. U23 , I23 + Lõi chữ E và I : khd = 1÷1,2 +Lõi thép kiểu trụ (chữ U và I) : khd=0,75÷0,85 a/2 At 3a/2 b a/2 a/2 a/2 a a/2 a/2 Lõi thép kiểu bọc ( chữ E và I) Trang 2
7. At a a b Lõi thép kiểu trụ (chữ U và I ) - Thép kỹ thuật (tơn silic): 1% Si: B=(1÷1,2) (T). (2÷4)% Si: B=(1÷1,2) (T). - Chọn trước giá trị a theo tiêu chuẩn, suy ra giá trị b củ lõi thép: b = 푡 (cm); Thường chọn b = (1÷1,5)a - Số lá thép cần thiết: n = b/bề dày 1 lá thép - Số vịng / volt : nv 1 nV = 4,44. . . 푡 - Số vịng dây cuộn sơ cấp: N11 = nv.U11 N12 = nv.U12 Trang 3
8. - Điện áp khi khơng tải của các cuộn thứ cấp : U210 = U21.Ch U220 = U22.Ch U230 = U23.Ch Với Ch = (1,05†1,15): hệ số giảm áp - Số vịng dây của dây quấn thứ cấp: N21 = U210.nv N22 = U220.nv N23= U230.nv - Tiết diện của dây quấn thứ cấp: + Cuộn dây thứ 1: S = 21 (mm2) 21 푗 Trong đĩ I21 dịng điện định mức cuộn thứ cấp thứ 1. J = ( 3÷4) A/mm2: mật độ dịng điện trong dây quấn => d21→d21cđ→S21cđ +Cuộn dây thứ 2:  S = 22 (mm2) => d →d →S 22 푗 22 22cđ 22cđ + Cuộn dây thứ 3:  S = 23 (mm2) => d →d →S 23 푗 23 23cđ 23cđ Trang 4
9. - Tiết diện của dây quấn sơ cấp: + Cuộn dây thứ 1 và thứ 2: 푆2 I11 = I12 = ; 픶 : Hiệu suất máy biến áp 픶 2.푈11  S = S = 11 = 12 (mm2) 11 12 푗 푗  d11→d11cđ→S11cđ  d12→d12cđ→S12cđ - Kiểm tra hệ số lấp đầy klđ của lõi thép : â klđ = = 0,36÷0,46 ứ 푠ổ Trong đĩ : Adây : Tổng tiết diện của dây quấn. 3 2 A : Tiết diện của cửa sổ lõi thép : A = cửa sổ cửa sổ 4 Nếu klđ khơng thuộc phạm vi: 0,36†0,46 thì cần phải hiệu chỉnh các tham số đã chọn. 2 - Khối lượng thép : Wthép = 46,8a b (kg) Trong đĩ đơn vị của a,b là (dm) 2.2 PHƢƠNG PHÁP TÍNH CHÍNH XÁC - Cơng suất biểu kiến ở thứ cấp : 푛 S2 = 푖=1 푈2iI2i (VA) 푆2  I11 = I12 = 픶 (2푈11) Trang 5