Máy biến áp là gì? Phân loại và cấu tạo máy biến áp:
Máy biến áp là thiết bị quan trọng được sử dụng là thiết bị điện được sử dụng phổ biến trong các công trình như nhà xưởng sản xuất, nhà máy, khu công nghiệp…
1. Khái niệm máy biến áp là gì?
Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, hoạt động dựa theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Nó 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.
Máy biến áp là thiết bị có chức năng là biến đổi điện áp xoay chiều. Nó có khả năng tăng hoặc giảm mức điện áp ban đầu tùy thuộc vào cấu tạo của máy.
Vì vậy máy không làm biến đổi năng lượng điện mà chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng.
2. Cấu tạo của máy biến áp:
Một máy biến áp bao gồm 3 phần: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy.
Cấu tạo của máy biến áp
2.1. Phần lõi thép máy biến áp
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 được chế tạo từ nhiều lá thép kỹ thuật điện (tole silic) mỏng ghép cách điện với nhau. Chúng thường được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt.
2.2. Phần dây quấn
Phần dây quấn này thường được làm bằng chất liệu đồng hoặc nhôm bên ngoài bọc cách điện. Nó có nhiệm vụ nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra.
Cuộn sơ cấp (N1) là phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào (nối với mạch điện xoay chiều). Còn cuộn thứ cấp (N2) thì có nhiệm vụ truyền năng lượng ra (nối với tải tiêu thụ).
Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại.
2.3. Phần vỏ máy
Phần vỏ máy tùy theo từng loại máy mà thường được làm từ nhựa, gỗ, thép, gang hoặc tôn. Có công dụng để bảo vệ các bộ phân bên trong của máy.
Hình ảnh máy biến áp 3 pha kiểu hở
3. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp
Nguyên lý làm việc của máy dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Tức 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.
Mô phỏng nguyên lý của máy biến áp
Từ trường có thể sinh ra dòng điện, khi cho từ thông gửi qua một mạch kín thay đổi thì trong mạch xuất hiện một dòng điện.
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. 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 cảm ứng và làm biến đổi điện áp ban đầu.
4. Công dụng của Máy biến áp:
Máy biến áp có thể được dùng để tăng điện áp từ máy phát điện lên đường dây tải điện để đi xa, và giảm điện áp ở cuối đường dây để cung cấp nguồn điện áp phù hợp cho tải.
Ngoài ra, chúng còn được dùng trong các lò nung, hàn điện, đo lường hoặc làm nguồn điện cho các thiết bị điện, điện tử.
Công dụng của máy biến áp trong hệ thống điện lưới
5. Phân loại máy biến áp:
- Phân loại theo cấu tạo: máy biến áp 1 pha và máy biến áp 3 pha
- Phân loại theo chức năng: máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp
- Phân loại theo công dụng: máy biến áp thí nghiệm, máy biến áp đo lường, máy biến áp tự ngẫu,…
- Phân loại theo thông số kỹ thuật
- Phân loại theo cách thức cách điện: máy biến áp khô và máy biến áp dầu
6. Tiêu chuẩn chất lượng máy biến áp
Có nhiều tiêu chuẩn chất lượng khác nhau dưới đây là một số tiêu chuẩn phổ biến được áp dụng trên hệ thống lưới điện quốc gia
- Tiêu chuẩn máy biến áp 1011
- Tiêu chuẩn IEC 60076
- TCVN 6306-1:2006
- Tiêu chuẩn máy biến áp 8525
- Tiêu chuẩn máy biến áp 2608
- Tiêu chuẩn máy biến áp 62/QĐ EVN
7. Một số câu hỏi thường gặp về máy biến áp:
Cấu tạo gồm những bộ phận nào?
Một máy biến áp bao gồm 3 phần: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy.
Nguyên lý hoạt động ra sao?
Nguyên lý làm việc của máy dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Tức 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.
Tại sao phải dùng máy biến áp?
Máy biến áp có thể được dùng để tăng điện áp từ máy phát điện lên đường dây tải điện để đi xa, và giảm điện áp ở cuối đường dây để cung cấp nguồn điện áp phù hợp cho tải.
Link một số kiểu máy biến áp nổi bật:
Máy biến áp Amorphous
