Công dụng của máy biến áp

Hiện nay trong đời sống của con người, hầu hết mọi thiết bị đều được áp dụng với các công nghệ hiện đại tiên tiến nhất. Các thiết bị điện được coi là sự hiện diện tiêu biểu nhất cho nền khoa học kỹ thuật. Tuy nhiên để được hoạt động tối ưu nhất, người ta thường sử dụng thêm các máy biến áp. Chúng giúp cho các thiết bị điện được hoạt động một cách an toàn nhất. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu được nguyên lý hoạt động của chúng.

Trong bài viết dưới đây, hãy cùng Long Phú tìm hiểu chi tiết về cấu tạo cũng như phương thức hoạt động của máy biến áp.

Khái niệm về máy biến thế

Hầu hết mọi người thường hay hiểu đơn giản hơn về cấu tạo của máy biến áp. Thường sẽ nghĩ nó được sử dụng để biến đổi điện áp xoay chiều theo hướng tăng hay giảm mức điện áp ban đầu .

Nhưng hiểu một cách chính xác nhất, thì máy biến áp hay còn được gọi là máy biến thế. Đây là một thiết bị điện từ loại tĩnh. Chúng hoạt động nguyên lý cảm ứng điện từ. Để có thể biến đổi một dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một dòng điện xoay chiều ở điện áp khác. Nhưng tần số sẽ không thay đổi.

Hay nói cách khác máy biến thế có chức năng chính là thay đổi hiệu điện thế. Từ trạm cung cấp đến các trạm tiêu thụ. Nhằm mục đích giảm hiệu điện thế đến một mức nhất định phù hợp với các thiết bị điện.

Cấu tạo máy biến áp

 

 

Máy biến áp có nhiều chủng loại khác nhau, công dụng cũng tương đối khác nhau. Nhưng nhìn chung cấu tạo của chúng vẫn bao gồm các bộ phận:

Lõi thép

Lõi thép của chúng được cấu thành từ các lá thép kỹ thuật điện với khả năng dẫn tốt và có bề dày từ 0.35 ÷ 1mm. Các lá thép này được ghép lại với nhau và ngăn cách giữa chúng là một lớp vật liệu cách điện

Với chức năng chính là dẫn từ thông và làm khung để đặt dây cuốn. Đối với các máy biến thế sử dụng trong lĩnh vực thông tin hay tần số cao thì vật liệu mềm và có độ từ thẩm cao được ưu tiên để làm nguyên liệu sản xuất lõi thép.

Dây cuốn:

 

Bộ phận thứ hai của máy biến thế phải kể đến là dây cuốn. Chúng có chức năng nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra cho máy biến áp.

Dây quấn đồng hoặc nhôm thường được sử dụng phổ biến hơn trên thị trường. Chúng có tiết diện tròn hoặc chữ nhật và bọc cách điện bên ngoài.

Lưu ý: Với chất liệu bằng đồng thì dây quấn có khả năng dẫn điện tốt hơn và khả năng tránh được tình trạng oxi hóa cao hơn.

Dây quấn được tạo thành từ nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép. Giữa các vòng dây, các dây quấn hay giữa dây quấn với lõi thép đều có một lớp cách điện bảo vệ.

Một máy biến áp thường sẽ có cấu tạo bởi ít nhất hai dây quấn. Trên cùng một trụ quấn thì dây quấn điện áp thấp sẽ được đặt sát trụ còn phía bên ngoài sẽ quấn các dây điện áp cao với mục đích là để cắt giảm vật liệu cách điện.

Có hai loại dây quấn là:

• Dây quấn đồng tâm: là kiểu quấn dây đồng tâm với tiết diện ngang là những vòng tròn nhỏ đồng tâm. Kiểu dây quấn đồng tâm có:

Dây quấn hình trụ: sử dụng cho tất cả dây quấn hạ áp và cao áp.

Dây quấn hình xoắn: dùng cho dây quấn hạ áp có nhiều sợi chập.

Dây quấn hình xoắn ốc liên tục: dùng cho dâu quấn cap áp. Tiết diện dây dẫn chữ nhật.

• Dây quấn xen kẽ: là phương thức quấn dây sao cho các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép

Vỏ máy biến áp

Tùy thuộc vào từng loại máy biến thế mà vỏ máy biến áp sẽ được làm bằng các chất liệu khác nhau. Có thể bằng nhựa, sắt hoặc bằng thép. Vỏ máy biến áp bao gồm hai bộ phận chính:

Thùng máy biến áp:

Đây là nơi đặt lõi thép dây quấn và dầu biến áp.

Nhiệm vụ chính của dầu biến áp là tăng cường cách điện và tản nhiệt. Khi máy biến áp hoạt động có một lượng nhỏ năng lượng tiêu hao thoát ra dưới dạng nhiệt. Phần nhiệt này làm cho dây quấn, lõi thép và các bộ phận khác nóng dần lên. Lúc này dầu biến áp sẽ có vai trò tạo ra sự đối lưu và truyền nhiệt từ các bộ phận bên trong máy biến áp sang dầu và từ dầu qua vách thùng ra ra môi trường xung quang.

Nắp thùng máy

 

 

Là bộ phận dùng để đậy kín thùng máy biến áp. Trên đó còn cấu tạo thêm các bộ phận như:

Sứ ra của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp.

Bình dãn dầu (bình dầu phụ) trong đó có ống thủy tinh để xem mức dầu.

Ống bảo hiển: có hình trụ riêng, được làm bằng thép, một đầu được nối với thùng, một đầu bịt bằng một đĩa thủy tinh. Nếu xảy ra trường hợp áp suất trong thùng tăng lên đột ngột, đĩa thủy tin sẽ bị vỡ, dầu trên đó sẽ theo và tràn ra ngoài để bảo vệ máy biến thế.

Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế

Rơ le hơi dùng để bảo vệ máy biến áp

Bộ truyền động cầu dao đổi sẽ nối các đầu điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp.

Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Trên cơ bản máy biến thế hoạt động theo hai hiện tượng vật lý là: từ trường và cảm ứng điện từ. Khi có dòng điện đi qua dây dẫn sẽ tạo ra từ trường. Và cảm ứng điện từ hay còn gọi là điện thế cảm ứng được tạo ra từ sự biến thiên từ thông bên trong cuộn dây.

 

 

 

Nguyên lý hoạt động

Từ đây ta có thể giải thích về nguyên lý hoạt động của máy biến thế:

Dây quấn 1 có N1 vòng dây và dây quấn 2 có N2 vòng dây được quấn trên lõi thép của máy biến áp

Khi một điện áp xoay chiều U1 được đặt vào đầu dây quấn 1 ta có dòng điện i1 chạy trong dây quấn 1.

Trong lõi sẽ sinh ra từ thông ϕ móc vòng với cả hai dây quấn 1 và 2. Theo định luật cảm ứng điện từ, các dòng điện động cảm ứng e1 và e2.

Dây quấn 2 có suất điện động e2, sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp xoay chiều U2.

Ta có thể thấy, năng lượng của dòng điện xoay chiều đã truyền từ dây quấn 1 sang dây quấn 2.

+ Nếu N2>N1 thì U1>U1 và i2< i1 => máy tăng áp

+ Nếu N2i1 => máy giảm áp.

Các cách phân biệt máy biến áp

Các loại máy biến thế mặc dù có cấu tạo khá tương tự nhau nhưng chúng có nhiều công dụng khác nhau tùy từng loại.

Phân loại dựa theo cấu tạo: máy biến thế một pha và máy biến thế ba pha

– Phân loại theo chức năng: máy biến áp hạ thế và máy biến áp tăng thế

– Phân loại theo cách thức cách điện: máy biến áp lõi dầu, máy biến áp lõi không khí,…

– Phân loại theo nhiệm vụ thực hiện: máy biến áp điện lực, máy biến áp dân dụng, máy biến áp hàn, máy biến áp xung,..

– Phân loại dựa vào công suất hoặc điện thế.

Ứng dụng vào đời sống

Máy biến áp được sử dụng để tăng điện áp từ máy phát điện lên các đường dây tải điện đi xa. Mà có gây ra hao phí điện năng. Hoặc làm giảm điện áp ở cuối đường dây để cung cấp cho tải.

Trên thực tế, máy biến thế hay được sử dụng trong hộ gia đình. Hoặc trong các công trình dân dụng lớn như trung tâm thương mại, bệnh viên, các khu nhà cao tầng,… hay lắp đặt trong các trạm biến áp.

Với mỗi loại máy khác nhau sẽ đảm nhận những công việc khác nhau. Nhưng thông thường với các máy biến thế có công suất lớn sẽ thường được sử dụng trong một số ngành như công nghiệp luyện kim, điện lực. Còn các máy có công suất nhỏ hơn dùng để đo lường hoặc thí nghiệm thì sẽ được dùng trong các nhà máy xí nghiệp.

Trong gia đình, các loại máy biến áp có công suất nhỏ được dùng để điều chỉnh điện áp. Giúp bảo vệ các đồ dùng điện hoạt động bình thường và bảo vệ cho người sử dụng điện.

Hiện nay có khá nhiều thiết bị điện được nhập khẩu nguyên chiếc hoặc linh kiện từ nước ngoài. Và vì ở các nước khác không sử dụng mức điện áp 220V như ở Việt Nam. Chính vì thế cần sử dụng để điều chỉnh điện áp về mức thích hợp. Thì đồ dùng điện đó mới có thể hoạt động an toàn và bình thường.

Ta có thể thấy được một ví dụ điển hình của máy biến áp trong đời sống thực đó cục sạc pin điện thoại. Với nguyên lý hạ áp từ 220V xuống mức điện áp nhỏ hơn 3V, 5V, 12V,…. Và chỉnh lưu sang nguồn một chiều để sạc pin.

Ngày nay đời sống xã hội ngày càng tăng cao. Nhu cầu sử dụng các thiết bị điện có mức điện thấp hơn 220V càng nhiều. Các loại máy móc thiết bị hay nhập khẩu từ nước khác thường có mức điện áp chênh lệch. Chính vì thế các hộ gia đình ngày nay thường trang bị thêm máy biến áp đổi nguồn để có thể sử dụng thiết bị điện an toàn nhất.

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI KỸ THUẬT LONG PHÚ

VPGD: 90/14/56 Trần văn Ơn, P. Tân Sơn Nhì, Q. Tân Phú, Tp.HCM

Xưởng Sản Xuất: 149/114 Tân Thới Nhất 17, Phường Tân Thới Nhất, Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh

Hotline: 090 826 9768

Email: infolp@longphutec.com

Website: https://longphutec.com/