Máy biến áp: cấu tạo & nguyên lý hoạt động (2022)

0
11

Sự xuất hiện của máy biến áp đã giúp ích rất nhiều trong sản xuất, các lĩnh vực điện, điện tử. Hiện nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, máy điện áp cũng được cải tiến ưu việt hơn. Vậy máy biến áp là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Mời anh em cùng tìm hiểu trong bài viết sau nhé.

Máy biến áp là gì?

Anh em còn được biết với tên gọi là máy biến thế, tên ngắn gọn là biến áp. Đây là thiết bị điện từ tĩnh. Nó làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ và có chức năng biến đổi điện áp ban đầu với tần số không đổi. Do đó, máy biến áp chỉ truyền tải và phân phối năng lượng chứ không biến đổi năng lượng.

khái niệm máy biến áp

Ở mức biến áp, việc biến đổi điện áp chỉ thực hiện khi dòng điện xoay chiều hoặc dòng điển biến đổi xung. Máy biến áp có hai hay nhiều dây quấn đặt chung trên một mạch từ. Các dây quấn này có thể nối điện hoặc không nối điện với nhau. Nếu chúng nối điện với nhau thì được gọi là máy biến áp tự ngẫu.

Cấu tạo chung của máy biến áp

Sau khi tìm hiểu máy biến áp là gì? Vấn đề tiếp theo cần tìm hiểu là cấu tạo của nó như thế nào. Máy biến áp có cấu tạo gồm 3 thành phần chính là: lõi thép, dây quấn và vỏ máy.

Cấu tạo máy biến áp

→ Lõi thép của máy biến áp

Lõi thép còn được gọi là mạch từ máy biến áp, nó gồm có Trụ và Gông. Trụ là phần để đặt dây quấn trong khi đó Gông là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín.

Lõi thép

Lõi thép có tác dụng dẫn từ thông. Nó được chế tạo từ chế tạo từ nhiều lá sắt mỏng mặt ngoài có sơn cách điện với bề mặt dày từ 0,3 -0,5mm, ghép cách điện với nhau và thường được làm bằng vật liệu dẫn từ tốt.

Lõi thép máy biến áp

→ Dây quấn (cuộn dây)

Dây quấn thường được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm, tiết diện tròn hay chữ nhật, bên ngoài được bọc cách điện.

Dây quấn gồm nhiều vòng dây quấn vào trụ thép, giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và giữa dây quấn với lõi ép đều có cách điện. Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn.

dây quấn máy biến áp

Nhiệm vụ của dây quấn là nhận năng lượng và và truyền năng lượng ra.

  • Phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào nối với mạch điện xoay chiều được gọi là cuộn dây sơ cấp.
  • Còn phần có nhiệm vụ truyền năng lượng ra nối với tải tiêu thụ được gọi là cuộn dây thứ cấp.

Số vòng dây của các cuộn khác nhau, tùy theo nhiệm vụ của máy. Nếu cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng dây cuộn thứ cấp thì là máy biến áp hạ thế. Ngược lại, nếu số vòng dây sơ cấp nhỏ hơn số vòng dây cuộn thứ cấp thì máy biến áp tăng thế.

số vòng dây quấn máy biến áp

Ngoài ra, người ta có thể phân loại dây quấn thành hai loại:

  • Dây quấn có điện áp cao là dây quấn cao áp
  • Dây quấn có điện áp thấp hơn gọi là dây quấn hạ áp.

Xét về cấu tạo, dây quấn được chia làm hai loại là dây quấn xen kẽ và dây quấn đồng tâm.

cấu tạo dây quấn máy biến áp

  • Dây quấn xen kẽ có các bánh dây cao áp và hạ áp xen kẽ với nhau dọc theo trụ thép.
  • Dây quấn đồng tâm có tiết diện là những vòng tròn đồng tâm. Những kiểu dây quấn đồng tâm chính gồm có:
    1. Dây quấn hình trụ được dùng cho cả dây quấn hạ áp và cao áp.
    2. Dây quấn hình xoắn dùng cho dây quấn hạ áp.
    3. Dây quấn xoắn ốc liên tục dùng cho dây quấn cao áp, tiết diện dây dẫn chữ nhật.

→ Vỏ máy

Vỏ máy biến áp là phần bảo vệ bên ngoài của máy biến áp, bao gồm nắp thùng và thùng. Tùy theo từng loại biến áp khác nhau mà vỏ máy được làm bằng các chất liệu khác nhau.

Chúng thường là thép, gỗ, gang, nhựa, hoặc tôn mỏng. Phần vỏ máy có tác dụng bảo vệ các phần tử của máy biến áp hoạt động tốt và bền lâu.

Vỏ máy biến áp

Phần nắp thùng dùng để đậy trên thùng. Bên trên có các bộ phận quan trọng như:

  • Bình dầu phụ (bình dãn dầu) có ống thủy tinh để xem mức dầu.
  • Sứ ra cách điện của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp.
  • Ống bảo hiểm được làm bằng thép, hình trụ nghiêng có một đầu nối với thùng, một đầu
  • được bịt bằng một đĩa thủy tinh. Nếu áp suất trong thùng tăng lên đột thì phần đĩa thủy tinh sẽ vỡ và dầu sẽ theo đó thoát ra ngoài giúp cho máy biến áp không bị hỏng.
  • Rơ le hơi được dùng để bảo vệ máy biến áp.
  • Bộ truyền động cầu dao nối các đầu điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp.

Nguyên lý hoạt động máy biến áp

Máy biến áp hoạt động dựa trên hai hiện tượng vật lý là dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường và hiện tượng cảm ứng điện từ.

Nguyên lý hoạt động máy biến áp

Khi đặt điện áp xoay chiều ở hai đầu cuộn dây sơ cấp sẽ tạo ra hiện tượng biến thiên từ thông ở bên trong 2 cuộn dây. Từ thông này đi qua cuộn dây sơ cấp và cuộn thứ cấp. Trong cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng và làm biến đổi điện áp ban đầu thông qua từ trường. Sự biến đổi này có thể được điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi thép.

Máy biến áp có công dụng gì?

Máy biến được ứng dụng phổ biến trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng. Tăng điện áp từ máy phát điện lên đường dây tải điện để đi xa. Giảm điện áp ở cuối đường dây truyền tải để cung cấp nguồn điện phù hợp cho việc tải điện năng.

công dụng máy biến áp

Ngoài ra máy biến áp cũng được dùng cho một số yêu như nối mạch chỉnh lưu, làm nguồn cấp điện cho máy thử nghiệm, máy hàn, lò điện,….

Có bao nhiêu loại biến áp?

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại biến áp, có thể phân loại dựa theo đặc điểm của mỗi loại:

  • Dựa theo cấu tạo gồm có máy biến áp 1 pha và máy biến áp 3 pha.
  • Phân loại theo công dụng gồm có: máy biến áp đo lường, máy biến áp tự ngẫu, máy biến áp thí nghiệm,…

các loại máy biến áp

  • Theo chức năng có máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp.
  • Phân loại theo cách thức cách điện: máy biến áp dầu và máy biến áp khô.
  • Ngoài ra, còn có thẻ phân loại máy biến áp theo thông số kỹ thuật.

⏭️ Mời anh em xem thêm nhé:

Trên là những thông tin về máy biến áp là gì cũng như cấu tạo và công dụng cơ bản của máy biến áp. Hy vọng bài viết đã mang đến những tin hữu ích giúp anh em ứng dụng vào cuộc sống và công việc.

Mecsu Kiến Thức Kỹ Thuật

Đam mê cơ khí trong máu rồi, biết gì chia sẻ đó, anh em cùng nhau chia sẻ nhé
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments