Hiện nay, máy biến áp được dùng rất phổ biến trong các nhà máy điện. Vậy, máy biến áp là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến áp như thế nào. Bài viết dưới đây sẽ giúp các bạn biết thêm thông tin về thiết bị này, hãy cùng tìm hiểu nhé!

Máy biến áp là gì?

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Với mục đích là biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi.

Định nghĩa theo cách khác. Máy biến áp là thiết bị điện dùng cảm ứng điện từ để truyền, đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện theo một nguyên lý nhất định.

Hạo Phương hiện đang phân phối biến áp TOGI

Cấu tạo của máy biến áp

Một máy biến áp được cấu tạo bởi 3 phần chính: lõi thép, dây quấn và vỏ máy.

Lõi thép

Lõi thép gồm có Trụ và Gông. Trụ là phần để đặt dây quấn. Gông là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành một mạch từ kín. Lõi thép của máy biến áp được chế tạo từ nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau. Chúng thường được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt.

Dây quấn (Cuộn dây)

Phần dây quấn này thường được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm và bên ngoài được bọc cách điện. Nhiệm vụ của dây quấn là nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Cuộn dây có nhiệm vụ nhận năng lượng vào (nối với mạch điện xoay chiều) được gọi là cuộn dây sơ cấp (ký hiệu là N1), còn cuộn dây có nhiệm vụ truyền năng lượng ra (nối với nơi tiêu thụ) được gọi là cuộn dây thứ cấp (ký hiệu là N2).

Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà các số vòng của các cuộn dây khác nhau. Ví dụ như: N2> N1 thì gọi là máy tăng áp, nếu N2<N1 thì gọi là máy hạ áp.

Vỏ

Phần vỏ máy tùy theo từng loại máy biến áp mà thường được làm từ nhựa, gỗ, thép, gang hoặc tôn mỏng, có công dụng để bảo vệ các bộ phận bên trong của máy.

Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Nguyên lý làm việc của máy biến áp là dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ (là hiện tượng hình thành một suất điện động (điện áp) trên một vật dẫn khi vật dẫn đó được đặt trong một từ trường biến thiên.

Năm 1831, Michael Faraday đã chứng tỏ bằng thực nghiệm rằng từ trường có thể sinh ra dòng điện. Thực vậy, khi cho từ thông gửi qua một mạch kín thay đổi thì trong mạch xuất hiện một dòng điện.

Và khi đặt điện áp xoay chiều ở 2 đầu cuộn dây sơ cấp, sẽ gây ra sự biến thiên của từ thông ở bên trong 2 cuộn dây. Và từ thông (từ thông là thông lượng đường sức từ đi qua một diện tích; từ thông được tạo ra từ phép tích phân của phép nhân vô hướng giữa mật độ từ thông với véctơ thành phần diện tích, trên toàn bộ diện tích) này sẽ đi qua cuộn sơ cấp và thứ cấp, sau đó trong cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện suất điện động (tên khác là biến áp) cảm ứng và làm biến đổi điện áp ban đầu.

Các đại lượng định mức của máy biến áp

Các máy biến áp được tính toán, chế tạo với một chế độ làm việc lâu dài và liên tục nào đó gọi là chế độ định mức. Đây là chế độ làm việc của máy biến áp ứng với các thông số và điều kiện định mức: điện áp U = U_đm, tần số f = f_đm, công suất S = S_đm và điều kiện môi trường như tính toán thiết kế (tmt = ttk).

Công suất định mức: S_đm

Công suất định mức là công suất toàn phần (biểu kiến) được nhà máy chế tạo và quy định trong lý lịch máy biến áp. Máy biến áp có thể tải được liên tục công suất này (S = S_đm) khi điện áp là U_đm, tần số f_đm và điều kiện làm mát là định mức. Khi đó tuổi thọ của máy biến áp sẽ bằng định mức.

– Đối với máy biến áp hai cuộn dây công suất định mức là công suất của mỗi cuộn dây.

– Đối với máy biến áp ba cuộn dây người ta có thể chế tạo các loại sau:

• 100/100/100 là loại có công suất của mỗi cuộn dây đều bằng công suất định mức.
• 100/100/66,7 là loại có công suất của hai cuộn dây bằng công suất định mức và công suất của cuộn thứ ba bằng 66,7% công suất định mức.

– Đối với máy biến áp tự ngẫu thì công suất định mức là công suất của một trong hai đầu sơ cấp hoặc thứ cấp mà hai đầu này có liên hệ tự ngẫu với nhau, công suất này còn gọi là công suất xuyên.

Đơn vị tính: kVA hay VA.

Điện áp định mức: U_đm

Điện áp định mức: Điện áp định mức của máy biến áp là điện áp của các cuộn dây khi không tải được quy định trong máy biến áp.

Tỉ số biến đổi điện áp (tỉ số biến áp)

K = U_Sđm / U_Tđm

Đơn vị tính: kV hay V.

Điện áp ngắn mạch: U_n%

Điện áp ngắn mạch là điện áp giữa hai đầu cuộn sơ cấp khi ngắn mạch cuộn thứ cấp, thì dòng điện trong cuộn dây sơ cấp bằng dòng điện định mức.

Ý nghĩa: Điện áp ngắn mạch tượng trưng cho điện áp trên tổng trở cuộn dây máy biến áp khi dòng điện chạy trong cuộn dây bằng dòng điện định mức. Điện áp ngắn mạch dùng để xác định tổng trở cuộn dây máy biến áp.

Khi U_đm, S_đm tăng thì U_n cũng tăng.

Ví dụ:

Với U_c = 35 kV; S_đm = 630 kVA thì U_n = 6,5%.

Với U_c  = 35 kV; S_đm  = 80,000 kVA thì U_n = 9%.

Khi U_n  tăng thì giảm được dòng ngắn mạch nhưng sẽ gây tăng công suất, tổn thất điện áp trong máy biến áp và giá thành máy biến áp cũng tăng.

– U_N% là tỉ lệ phần trăm điện áp ngắn mạch so với điện áp định mức:

U_N% = ( U_N/U_đm ) x 100%

Dòng điện không tải: I₀%

Dòng điện không tải là đại lượng đặc trưng cho tổn hao không tải của máy biến áp, phụ thuộc tính chất từ, chất lượng cũng như cấu trúc lắp ghép của lõi thép.

Ngày nay người ta sử dụng thép tốt để chế tạo máy biến áp nên dòng I₀ giảm.

I₀ % biểu thị bằng phần trăm so với dòng điện định mức I_đm

Trị số của dòng không tải được xác định nhờ thí nghiệm không tải: Ta cho hở mạch cuộn thứ cấp và đưa vòa cuộn sơ cấp điện áp định mức thì giá trị dòng điện đo được ở mạch sơ cấp chính là giá trị dòng không tải.

Địa điểm phân phối biến áp uy tín ngay tại Việt Nam

Hạo Phương là đơn vị số 1 Việt Nam chuyên phân phối thiết bị điện công nghiệp đến từ các thương hiệu hàng đầu như Fuji Electric, Idec, Kansai, Circutor,… Đồng thời, cũng là nhà tích hợp hệ thống tự động công nghiệp hàng đầu Việt Nam.

Với hệ thống đại lý phân phối rộng khắp từ Bắc vào Nam, từ trong nước đến ngoài nước, Hạo Phương sẵn sàng cung cấp các sản phẩm chất lượng, nhanh chóng và kịp thời nhất. Đồng thời, hỗ trợ các dịch vụ, đội ngũ kỹ thuật dày dặn kinh nghiệm, đảm bảo đáp ứng tất tần tật các yêu cầu của doanh nghiệp, nhà máy tiên tiến hiện nay.

Nếu quý khách có nhu cầu mua hàng hoặc hợp tác bền vững với chúng tôi, xin hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua HOTLINE: 1800 6547 hoặc chat trực tuyến (góc phải màn hình).

Hạo Phương luôn luôn sẵn sàng hỗ trợ quý khách hàng một cách nhanh chóng!