Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp

Máy biến áp hay còn gọi là máy biến thế là một thiết bị điện từ loại tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này (U1, I1, f) thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác (U2, I2, f) với tần số f không thay đổi. Hiểu ngắn gọn, máy biến thế 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 lí nhất định. Vì vậy, máy biến thế chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ không biến đổi năng lượng. Máy biến áp có cấu tạo như thế vào và nguyên lý làm việc của chúng, cùng tìm hiểu qua bài viết sau:

Cấu tạo của máy biến áp

Cấu tạo chung của máy biến áp gồm các thành phần chính:

• Lõi thép (Mạch từ của máy biến áp)
• Dây quấn máy biến áp
• Vỏ của máy biến áp

Lõi thép (Mạch từ của máy biến thế)

• Được chế tạo từ những vật liệu có độ dẫn từ cao, thường là các lá thép kỹ thuật điện (tole silic) có chức năng dẫn từ thông chính trong máy biến áp đồng thời làm khung để đặt dây cuốn. Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy trong lõi (dòng Fuco), người ta không làm thành khối liền mà dùng các lá thép có chiều dày từ 0,3mm – 0,5mm, có phủ cách điện ghép với các hình dạng khác nhau như hình chữu nhật, hình xuyến…

Lõi thép được chia làm hai phần:

• Trụ từ: Là nơi để đặt dây quấn
• Gông từ: Là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín

Dây quấn máy biến thế

• Nhiệm vụ chính là nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra.
• Thường được chế tạo bằng dây đồng (hoặc nhôm) có tiết diện tròn hay chữ nhạt, bên ngoài có vỏ bọc cách điện.
• Dây quấn gồm nhiều vòng dây quấn quanh trụ từ. Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn được cách điện với nhau và cách điện với lõi thép.
• máy biến áp thường có hai hay nhiều dây quấn và số vòng dây của các cuộn đều khác nhau và tuỳ thuộc vào nhiệm vụ của máy biến áp.

Có hai loại dây quấn: Dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp

• Dây quấn sơ cấp: Là dây quấn nhận điện áp vào (nối với mạch điện xoay chiều)
• Dây quấn thứ cấp: Là dây đưa điện áp ra (nối với tải tiêu thụ)

Số vòng dây ở cuộn sơ cấp và thứ cấp luôn khác nhau:

• Số vòng dây ở cuộn sơ cấp lớn hơn số vòng dây ở cuộn thứ cấp thì đó là máy biến áp hạ áp (máy biến áp hạ thế).
• Sô vòng dây ở cuộn sơ cấp nhỏ hơn số vòng dây ở cuộn thứ cấp thì là máy biến áp tăng áp (máy biến áp tăng thế).

Có hai loại dây quấn:

• Dây quấn cao áp: Là dây quấn có điện áp cao
• Dây quấn hạ áp: Là dây quấn có điện áp thấp

Phân loại dây quấn theo cấu tạo:

Dựa theo cấu tạo, dây quấn được chia làm 2 loại: dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ.

• Dây quấn đồng tâm: Là những vòng tròn đồng tâm có tiết diện ngang. Có 3 kiểu dây quấn đồng tâm chính:
  – Dây quấn hình trụ, dùng cho cả dây quấn hạ áp và cao áp (Hình 4a)
  – Dây quấn hình xoắn, dùng cho dây quấn hạ áp có nhiều sợi chập (Hình 4b)
  – Dây quấn hình xoắn ốc liên tục, dùng cho dây quấn cao áp có tiết diện dây dẫn hình chữ nhật (Hình 4c)
• Dây quấn xen kẽ: Là những vòng dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép (Hình 4d)

Ký hiệu dây quấn sơ cấp, thứ cấp:

• Các đại lượng ứng với dây quấn sơ cấp trong ký hiệu có ghi chỉ số 1: số vòng dây sơ cấp W1, điện áp sơ cấp U1, dòng điện sơ cấp I1, công suất vào P1…
• Các đại lượng ứng với dây quấn thứ cấp trong ký hiệu có ghi chỉ số 2: số vòng dây thứ cấp W2, điện áp thứ cấp U2, dòng điện thứ cấp I2, công suất đưa ra P2 .
• Thường trong các máy biến áp có một cuộn sơ cấp, nhưng có thể có một hay nhiều cuộn thứ cấp. Lúc này trong ký hiệu còn ghi thêm số cuộn. Ví dụ W21, W22; U21, U22.. ; I21, I22…

Vỏ của máy biến thế

• Thùng máy biến thế: Thường cấu tạo bằng thép, có hình dạng tròn/trụ hoặc chữ nhật.
• Nắp thùng : dùng để đậy trên thùng., phía trên có các bộ phận như:
  -Sứ ra (cách điện) của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp
  – Bình dãn dầu (bình dầu phụ) có ống thuỷ tinh để kiểm tra mức dầu
  – Ống bảo hiểm: thường được làm bằng thép, hình trụ nghiêng, một đầu của ống bảo hiểm nối với thùng, đầu còn lại được bịt bằng một đĩa thuỷ tinh. Khi áp suất trung thùng tăng lên đột ngột, đĩa thuỷ tinh này sẽ vỡ, lúc này dầu sẽ theo đó thoát ra ngoài giúp máy biến áp không bị hư 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

Nguyên lý làm việc của máy biến áp

• Dây quấn 1 có N1 vòng dây và dây quấn 2 có N2 vòng dây được quấn trên lõi thép.
• Khi đặt một điện áp xoay chiều U1 vào dây quấn 1 (dây quấn sơ cấp), sẽ có dòng điện I1 chạy trong dây quấn 1.
• Trong lõi sinh ra từ thông Φ móc vòng với cả hai dây quấn 1 và 2, cảm ứng ra các sức điện động e1 và e2.
• Dây quấn 2 (dây quấn thứ cấp) có sức điện động e2, sẽ sinh ra dòng điện I2 đưa ra tải với điện áp xoay chiều U2.
• Như vậy năng lượng của dòng điện xoay chiều đã được truyền từ dây quấn 1 sang dây quấn 2.
• Nếu N2> N1 thì U2 > U1, I2< I1: máy tăng áp.
• Nếu N2< N1 thì U2 < U1, I2> I1: máy giảm áp.

Các loại dầu máy biến áp tốt nhất trên thị trường hiện nay

Cùng điểm qua các loại dầu máy biến thế được người tiêu dùng lựa chọn nhất trên thi trường:

Dầu máy biến áp Petrolimex PLC Supertrans

Dầu máy biến thế Petrolimex PLC Supertrans là dầu cách điện  có chất lượng cao được tinh chế theo một quy trình đặc biệt. Được sử dụng cho máy biến áp, bộ ngắt điện, tụ điện, các thiết bị yêu cầu làm mát và cách điện. Petrolimex PLC Supertrans có các ưu điểm sau:

• Có tính điện cao thể hiện: điện áp đánh thủng cao, tổn thất điện môi thấp và có điện trở các điện cao
• Có độ bền hoá, lý cao: độ bền ôxi hoá tuyệt vời, không gây ăn mòn trong thời gian sử dụng dài .
• Có tính làm mát tốt: có tính giải nhiệt và hấp thụ nhiệt cao
• Có điểm bắt cháy cao và bốc hơi thấp

Dầu máy biến áp Total Isovoline IIA-TP

Dầu máy biến thế Total Isovoline IIA-TP là loại dầu gốc khoáng hỗn hợp chứa chất ức chế dùng cho máy biến thế, biến trở và các bộ ngắt dòng. là dầu gốc khoáng paraffinic dùng cho máy biến thế, các biến trở và các máy cắt điện sử dụng dầu gốc khoáng. Total Isovoltine IIA-TP là loại dầu gốc khoáng hỗn hợp chứa chất ức chế dùng cho máy biến thế, biến trở và các bộ ngắt dòng. Với các ưu điểm vượt trội: tính năng cách điện cao, độ nhớt thấp giúp giải nhiệt tốt, khả năng chống oxy hóa rất tốt kéo dài tuổi thọ dầu, điểm chớp cháy cao nên tránh được nguy cơ cháy nổ và khả năng tách nhũ tốt, đảm bảo tách nước hoàn toàn trong truờng hợp dầu bị nhiễm nước.

Dầu máy biến áp Shell Diala BX

Dầu máy biến thế Shell Diala BX là loại dầu cách điện sản xuất từ dầu khoáng naphtenic tinh chế. Dầu có độ cách điện cao, khả năng truyền nhiệt và độ ổn định oxy hoá tốt. Ngoài ra dầu biến thế còn có tính chất nhiệt độ thấp rất tốt mà không cần sử dụng phụ gia hạ điểm đông. Với ưu điểm là độ ổn định ôxi hoá cao, khả năng truyền nhiệt nhanh, tính năng nhiệt độ thấp siêu hạng, Shell Diala BX được sử dụng trong các máy biến áp và các thiết bị điện.

Thông tin liên hệ:

Bạn đang đọc: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp

Xem thêm: Những thực phẩm nào có thể bảo quản lâu trong tủ lạnh dịp tết

Xem thêm: Dòng tủ lạnh side by side đáng mua nhất của Mitsubishi