Máy biến áp là gì? Cấu tạo và công dụ cụ thể của máy biến áp

Hiện nay máy biến áp đang được ứng dụng khá rộng rãi trong công nghiệp và một số lĩnh vực khác. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo máy biến áp hãy cùng theo dõi những thông tin mà Mitu sắp chia sẻ dưới đây nhé.

Máy biến áp là gì?

Nhắc đến máy biến áp người ta sẽ nghĩ ngay đến một loại máy có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều, nó có thể tăng hoặc giảm mức điện áp bạn đầu tùy thuộc theo cấu tạo của nó. Hiểu một cách chính xác thì máy biến áp là thiết bị điện từ loại tĩnh, hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không đổi.

Cấu tạo máy biến áp, nguyên lý làm việc máy biến áp chi tiết nhất

Cấu tạo của máy biến áp

Máy biến áp có các bộ phận chính là:

+ Lõi thép của máy biến áp.

+ Dây quấn máy biến áp: dây quấn máy biến áp gồm hai phần là cuộn dây cuốn sơ cấp và cuộn dây cuốn thứ cấp.

Ngoài ra còn có các bộ phận khác như vỏ máy, cách điện, sứ đỡ, các thiết bị làm mát, thùng giãn dầu,…

Lõi thép máy biến áp

Lõi thép máy biến áp được sử dụng để dẫn từ thông chính của máy. Lõi thép được chế tạo từ các vật liệu dẫn từ tốt, thường là ghép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,35-1mm. Mặt ngoài các lá thép có sơn cách điện rồi ghép lại với nhau tạo thành lõi thép để giảm dòng điện xoáy.

Lõi thép bao gồm hai phần là Trụ và Gông. Trụ là phần để đặt dây quấn còn gông là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín.

Dây quấn máy biến áp

Chức năng của dây quấn máy biến áp là nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Dây quấn máy biến áp thường được làm bằng dây đồng hoặc nhôm, tiết diện tròn hay chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện.

Dây dẫn bao gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép. Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và giữa dây quấn với lõi thép đều có cách điện.

Cấu tạo của máy biến áp

Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn. Khi các dây quấn đặt trên cùng một trụ thì dây quấn điện áp thấp đặt sát trụ thép còn dây quấn điện áp cao đặt bên ngoài. Như vậy sẽ giảm được vật liệu cách điện.

Dây quấn MBA có hai loại chính:

– Dây quấn đồng tâm: có tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm. Những kiểu dây quấn đồng tâm bao gồm:

+ Dây quấn hình trụ, dùng cho 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 xoáy ốc liên tục, dùng cho dây quấn cao áp, tiết diện dây hình chữ nhật.

– Dây quấn xen kẽ: các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép.

Vỏ máy biến áp

Trong thùng máy biến áp đặt lõi thép, dây quấn và dầu biến áp làm nhiệm vụ tăng cường cách điện và tản nhiệt. Lúc máy biến áp làm việc, một phần năng lượng tiêu hao thoát ra dưới dạng nhiệt làm dây quấn, lõi thép và các bộ phận khác nóng lên. Nhờ sự đối lưu trong dầu và truyền nhiệt từ các bộ phận bên trong máy biến áp sang dầu và từ dầu qua vách thùng ra môi trường xung quanh.

Nắp thùng máy biến áp được dùng để đạy thùng, bao gồm các bộ phận:

+ Sứ ra cách điện của dây quấn hạ áp và dây quấn cao áp.

+ Bình giãn dầu có ống thủy tinh để xem mức dầu.

+ Ống bảo hiểm được làm bằng thép, hình trụ nghiêng, một đầu bịt bằng đĩa thủy tính, một đầu nối với thùng. Nếu áp suất trong thùng tăng lên đột ngột, đĩa thủy tinh sẽ vỡ, dầu sẽ theo đó thoát ra ngoài để máy biến áp không bị hỏng.

+ Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế.

+ Rơ le hơi dùng để bảo vệ máy biến áp.

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

Công ty cổ phần công nghệ Elco – nhà phân phối bộ lưu điện UPS toàn quốc

Nguyên lý hoạt động của máy biến áp

Máy biến áp hoạt động dựa trên định luật cảm ứng trường điện từ của Faraday, gồm 2 hiện tượng vật lý là: dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường và sự biến thiên của từ thông trong cuộn dây tạo ra 1 hiệu điện thế cảm ứng ( gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ).

Cảm ứng điện từ được thể hiện qua công thức sau:

K=U1/U2=N1/N2

Trong đó:

U1 và N1 là điện áp và số vòng dây cuộn sơ cấp.

U2 và N2 là điện áp và số vòng dây cuộn thứ cấp.

Thông qua công thức, chúng ta thấy giữa số vòng dây và điện áp của từng cuộn có tỉ lệ thuận. Từ đó chúng ta có thể nhận xét được mối quan hệ của chúng như sau:

Nếu hệ số k > 1 (tức là U1 > U2 hoặc N1 > N2) thì chúng ta có máy tăng áp.

Nếu hệ số k < 1 (tức là U1 < U2 hoặc N1 < N2) thì chúng ta có máy hạ áp.

Ứng dụng cụ thể của máy biến áp trong đời sống hiện nay

Tăng và hạ áp cho quá trình phân phối điện: sử dụng máy tăng áp khi muốn truyền tải điện và hạn chế thất thoát tại các nhà máy sản xuất điện. Lúc này máy tăng áp có nhiệm vụ đưa điện trở thành dây cao thế và truyền đi. Trong quá trình này, tại từng trạm nhỏ cần một máy tăng áp để kích áp lên đến giá trị ổn định nhất. Điều này giúp tránh sụt áp khi đến sử dụng. Và khi đến nơi sử dụng ta cần sử dụng máy hạ áp để đưa chúng về dạng trung thế.

Ứng dụng trong bộ nguồn-bộ sạc: các thiết bị này có nguồn nuôi rất thấp, chỉ khoảng 5V, 12V nên không thể dùng nguồn điện dân dụng 220V. Vì vậy mà các thiết bị sạc, dây sạc đều có các adapter chuyển đổi nguồn điện sao cho phù hợp, và đó chính là các máy biến áp cỡ nhỏ.

Ứng dụng cho việc cấp nguồn cho nhà máy: các nhà máy xí nghiệp luôn muốn khởi động và vận hành các máy móc thiết bị công suất cao cần dùng đến điện trung thế hay dòng điện 3 pha. Nên bạn cần kéo dây trung thế từ mạng điện cao thế thông qua máy biến áp. Chỉ như vậy bạn mới điều khiển được các thiết bị máy móc.

Như vậy, Mitu Power vừa chia sẻ tới quý bạn đọc các thông tin liên quan đến cấu tạo máy biến áp, hy vọng sẽ giúp ích cho bạn rất nhiều trong cuộc sống.