Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Máy Biến Áp

Máy biến áp được sử dụng để thay đổi về hiệu điện thế có từ trạm cung cấp tới trạm tiêu thụ. Tại các trạm tiêu thụ hiệu điện thế sẽ được cho làm giảm đến một mức phù hợp đúng với nhu cầu cần dùng điện tại nơi đấy, tránh gây ra nguy hiểm đến cho người sử dụng. Có thể hiểu ngắn gọn đây là thiết bị để bảo vệ cho hoạt động từ thiết bị điện được hiệu quả và an toàn. Máy biến áp là thành phần thiết yếu không thể thiếu trong mỗi hệ thống truyền tải điện và có giá trị nhất trong các trạm biến áp.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy biến áp

Máy biến áp là một kiểu thiết bị điện từ loại tĩnh, làm việc dựa theo nguyên lý cảm ứng điện từ, làm chuyển đổi một hệ thống từ dòng điện xoay chiều điện áp này chuyển thành một hệ thống dòng điện xoay chiều tại điện áp khác, mà không làm thay đổi về tần số.

Máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ về truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ không thể làm biến đổi về năng lượng.

Nếu có một cuộn dây được đặt vào tại một nguồn điện áp xoay chiều (cuộn dây sơ cấp), sẽ có một từ thông được sinh ra, với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp, cùng với số vòng dây quấn sơ cấp.

Cùng tỷ số tương ứng với giữa số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp, sẽ có tỷ lệ liên quan tương ứng giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp.

Cấu tạo máy biến áp

Máy biến áp bao gồm có các bộ phận chính là: Lõi thép (mạch từ), dây cuốn và vỏ máy.

Lõi thép (mạch từ) thường được làm từ các lá thép kỹ thuật điện (tole silic), có chức năng chính trong việc dẫn từ thông, đồng thời làm khung để đặt làm dây cuốn. Với một số loại biến áp được dùng trong lĩnh vực thông tin, có tần số cao thường sẽ được cấu tạo từ các lá thép permalloy được ghép lại.

Dây quấn có nhiệm vụ truyền dẫn về năng lượng và thường sẽ được làm bằng đồng hoặc làm bằng nhôm. Đối với biến áp được cho quấn bằng dây đồng thì khả năng khi dẫn điện sẽ tốt hơn, tránh xảy ra ôxi hoá, làm tăng tuổi thọ biến áp.

Thông thường vỏ máy được làm bằng nhựa hoặc sắt, thép tuỳ thuộc vào từng thiết kế của từng loại biến áp.

Nguyên lý hoạt động máy biến áp

Nguyên lý hoạt động máy biến áp 1 pha

Máy biến áp có hai cuộn dây được quấn quanh tại một lõi kim loại, trong đó dây sẽ được cho nối với nguồn điện để giúp thu năng lượng được gọi là dây quấn sơ cấp, còn dây mà được nối cùng với tải tiêu thụ để giúp đưa điện năng ra sẽ được gọi là dây quấn thứ cấp. Điện áp, công suất hay dòng điện thu được ở tại mỗi đầu của cuộn dây trên sẽ tương ứng với nhau là điện áp sơ cấp – điện áp thứ cấp, công suất sơ cấp – công suất thứ cấp, dòng điện sơ cấp – dòng điện thứ cấp.

Nguyên lý hoạt động của máy là điện áp sơ cấp đặt là U1, điện áp thứ cấp đặt là U2, nếu như U2 lớn hơn U1 máy được gọi là máy tăng áp. Ngược lại, khi U2 nhỏ hơn U1 sẽ được gọi là máy giảm áp. Tùy theo từng điện áp sẽ sử dụng và với mục đích truyền tải mà sẽ dùng mỗi loại máy biến áp khác nhau.

Công dụng máy biến áp trong thực tế

Máy biến áp được sử dụng để lắp đặt tại hộ gia đình hoặc lắp cho các công trình dân dụng lớn như tại bệnh viện, tòa nhà, hay trung tâm thương mại. Máy biến áp được dùng để lắp tại các trạm biến áp, đây là thiết bị điện có giá trị nhất trong một trạm biến áp.

Trên thị trường hiện có rất nhiều dòng máy biến áp khác nhau, đối với mỗi loại máy biến áp khác nhau đều sẽ có công dụng khác nhau. Các loại máy biến áp mà mang công suất lớn, thường được ứng dụng vào trong một số lĩnh vực như: nghành điện lực, công nghệ luyện kim. Các loại máy biến áp mà sử dụng trong các nhà máy, luyện gang thép, lò luyện kim, dùng đo lường hay trong các thí nghiệm sẽ mang công suất nhỏ hơn.

Ngoài ra, với các loại máy biến áp mang công suất nhỏ được sử dụng trong việc điều chỉnh về điện áp dùng trong gia đình, bảo vệ đồ dùng thiết bị điện sẽ an toàn hơn cho con người khi sử dụng thiết bị điện. Bên cạnh đó, máy biến áp có công suất nhỏ được dùng trong việc chế tạo ra các cục sạc, cục biến thế dùng phổ biến với các món đồ dùng điện chỉ có công suất nhỏ từ 3V, 8V, 12V, 24V…