Tổng Hợp Kiến Thức Về Máy Biến Áp (Transformer) CHI TIẾT NHẤT

BaoToanTech sẽ giới thiệu đến cá bạn kiến thức tổng hợp từ A – Z của Máy biến áp, và đi sâu phân tích sự khác biệt Máy biến áp cơ xuyến – 1 thành phần cấu tạo trong sản phẩm Bộ lưu điện của chúng tôi, và giải đáp thắc mắc mà nhiều người gặp phải – đó là vì sao đơn vị công suất của Máy biến áp (hoặc một vài thiết bị khác như Ổn áp, Bộ lưu điện dự phòng UPS) lại tính bằng đơn vị KVA hay VA (1KVA = 1000VA).

Chúng ta cùng bắt đầu tìm hiểu nhé:

Kiến Thức Về Máy Biến Áp
(TRANSFORMER) Tổng Quan Và Chi Tiết Nhất

Kiến thức tổng quan chung về máy biến áp

Kể từ khi phát minh ra máy biến áp có điện áp không đổi đầu tiên vào năm 1885, máy biến áp đã trở nên cần thiết cho việc truyền tải , phân phối và sử dụng năng lượng điện xoay chiều. Một loạt các thiết kế máy biến áp chúng ta thường gặp trong các ứng dụng điện và điện tử. Máy biến áp có đủ loại kích thước từ máy biến áp RF có khối lượng nhỏ hơn một centimet khối, đến các máy biến áp nặng hàng trăm tấn được sử dụng trong truyền tải điện, hoặc công nghiệp.

1.Định nghĩa

Là thiết bị được dùng để thay đổi biên độ năng lượng hay tín hiệu điện áp xoay chiềukhông làm thay đổi biên độ tần số của nó

2. Cấu tạo

Thành phần chính của Cấu tạo Máy Biến Áp
Cuộn dây và lõi thép – thành phần quan trọng nhất của Máy Biến Áp
  • Lõi thép gồm nhiều lá thép có sơn cách điện ghép lại với nhau
  • Dây quấn bằng đồng hoặc nhôm có bọc cách điện gồm cuộn dây sơ cấp (primary) và cuộn thứ cấp (secondary)

3. Nguyên lý hoạt động

Máy biến áp hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi đặt điện áp xoay chiều ở 2 đầu cuộn dây sơ cấp, sẽ gây ra sự biến thiên từ thông ở bên trong 2 cuộn dây. Từ thông này đi qua cuộn sơ cấp và thứ cấp, trong cuộn thứ cấp sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng và làm biến đổi điện áp ban đầu.

Cấu tạo bên trong của một Biến áp
Cấu tạo máy biến áp

Trong đó:

  • Hiện tượng cảm ứng điện từ là hiện tượng xuất hiện một suất điện động (điện áp) trên một vật dẫn khi nó được đặt trong một từ trường biến thiên.
  • Từ thông (thông lượng từ trường) là đại lượng đặc trưng cho thông lượng đường sức từ đi qua một tiết diện
Công thức tính toán các thông số của Máy Biến Áp
Công thức của máy biến áp

Trong đó:

  • E1 và E2 (Volt: V) lần lượt là điện áp của cuộn sơ cấp và thứ cấp.
  • N1 và N2 (vòng dây) lần lượt là số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp.
  • f là tần số (Hz)
  • Phi là từ thông cực đại qua cuộn dây
  • K là hệ số biến áp

4. Phân loại

Phân loại theo cấu tạo

  • Máy biến áp 1 pha, 3 pha
  • Máy biến áp tự ngẫu
  • Máy biến áp cơ xuyến

Phân loại theo chức năng

  • Máy biến áp hạ thế.
  • Máy biến áp tăng thế

Phân loại theo cách cách điện

  • Máy biến áp cách ly
  • Máy biến áp hàn
  • Máy biến áp quấn ngược
  • Máy biến áp dầu

Phân loại theo công suất

  • Máy biến áp công suất nhỏ
  • Máy biến áp công suất lớn

5. Các loại Máy biến áp thông dụng tại Việt Nam

Hình minh họa Cấu tạo  Biến áp từ ngẫu
Biến áp từ ngẫu

Máy biến áp dân dụng

  • Máy biến áp 1 pha
  • Máy biến áp cơ xuyến

Máy biến áp Công nghiệp

  • Máy biến áp 3 pha từ ngẫu
  • Máy biến áp 3 pha cách ly
  • Máy biến áp dầu

Máy biến áp Cung cấp điện

  • Máy biến áp dầu
  • Máy biến áp 3 pha

6. Ứng dụng

Máy biến thế có thể chuyển đổi hiệu điện thế (điện áp) đúng với giá trị mong muốn, ví dụ từ đường dây trung thế 10 kV sang mức hạ thế 220 V hay 400 V dùng trong sinh hoạt dân cư. Tại các nhà máy phát điện, máy biến áp thường chuyển hiệu điện thế mức trung thế từ máy phát điện (10 kV đến 50 kV) sang mức cao thế (110 kV đến 500 kV hay cao hơn) trước khi truyền tải lên đường dây điện cao thế. Trong truyền tải điện năng với khoảng cách xa, hiệu điện thế càng cao thì hao hụt tổn thất năng lượng càng ít.

Ngoài ra còn có các máy biến thế có công suất nhỏ hơn, máy biến thế (ổn áp) dùng để ổn định điện áp trong nhà, hay các cục biến thế, cục sạc,… dùng cho các thiết bị điện với hiệu điện thế nhỏ (230 V sang 24 V, 12 V, 3 V,…).

7. Máy biến áp cơ xuyến (Toroidal Transformer)

Biến áp cơ xuyến - minh họa
Biến áp cơ xuyến cho hiệu suất cao – nguồn: Sendo

Định nghĩa

Có lõi có dạng hình xuyến được làm từ nhiều lớp sắt, ferrite hay bột sắt.

Lõi của biến áp cơ xuyến được quấn dây để tạo thành cuộn sơ cấp (đầu vào), sau đó được phủ lên một lớp cách nhiệt. Dây thứ cấp (đầu ra) được cuộn trên lớp cách nhiệt.

Tham khảo bài viết chi tiết: TẠI ĐÂY

Cấu tạo biến áp cơ xuyến

Gồm:

  • Lõi hình xuyến
  • Cuộn dây sơ cấp và thứ cấp
  • Lớp cách nhiệt giữa 2 cuộn dây

Ưu nhược điểm của Biến áp cơ xuyến

Ưu điểm

  • Kích thước nhỏ
  • Chiều cao và đường kính có thể thay đổi linh hoạt
  • Lắp đặt dễ dàng
  • Hiệu suất cao: 90-95%
  • Từ trường nhỏ, vì số vòng dây quấn ít hơn.
  • Từ thông thường được giới hạn ở lõi hình xuyến, nên máy biến áp xuyến có thể tự che chắn khỏi nhiễu điện từ (EMI).
  • Giảm nhiễu, ít tiếng ồn

Nhược điểm

  • Giá thành cao
  • Quấn dây cần có máy chuyên dụng, vì mỗi cuộn dây quấn lên lõi phải đi qua tâm của lõi hình xuyến.
  • Không nên sử dụng trong các ứng dụng điện áp thấp, vì kích thước nhỏ.

Ứng dụng

Xuất phát từ những ưu nhược điểm bên trên, Biến áp cơ xuyến được sử dụng trong các mạch điện tử như: nguồn điện , bộ biến tần (Inverter) và bộ khuếch đại. Và các thiết bị điện quen thuộc như: TV, radio, máy tính và hệ thống âm thanh, các thiết bị và mạch điện có độ nhạy cảm với nhiễu điện từ cao.

8. Đơn vị KVA của Máy biến áp

Điểm qua các đơn vị công suất thường gặp:

  • KVA là đơn vị tính công suất biểu kiến hay còn được gọi là công suất toàn phần của máy, tính theo công thức S = U.I
  • KW là công suất thực tế, được tính bằng công thức P = U.I.cos phi
  • KVAR là công suất phản kháng, tính bằng công thức Q = U.I.sin phi

Thực tế, trong khi sử dụng chúng ta chỉ quan tâm nhiều nhất đến công suất thực tế KW, nhưng trong lĩnh vực điện năng, trên thiết bị vẫn thường thể hiện chủ yếu là công suất toàn phần KVA, Vậy chuyển đổi giữa 2 công suất KVA và KW bằng công thức sau:

P = S.cos phi

Trong đó:

  • S = U.I
  • P – đơn vị W hoặc KW
  • S – đơn vị VA hoặc KVA
  • U – hiệu điện thế đơn vị V (Vôn)
  • I – cường độ dòng điện đơn vị A (ampe)
  • phi là góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp qua thiết bị tiêu thụ điện
  • Cos phi  – gọi là hệ số công suất.

Bài viết của chúng tôi đến đây là kết thúc.

Sau bài viết này chắc hẳn các bạn đã thu về cho mình được nhiều kiến thức bổ ích phải không nào?

Nếu có câu hỏi/ thắc mắc bất kỳ về chủ đề bài viết các bạn hãy đặt câu hỏi cho Dakia Tech TẠI ĐÂY.

Chân thành cảm ơn!


DakiaTech là chuyên gia trong lĩnh vực Thiết bị Bộ lưu điện dự phòng UPS. Chúng tôi chuyên phân phối sỉ và lẻ Bộ lưu điện, Bộ lưu điện cửa cuốn, Acquy UPS.

Liên hệ ngay với chúng tôi để tư vấn và nhận báo giá: 034.3535.797

FANPAGE: DAKIA

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.