Trong các khu công nghiệp hiện nay, thì nó sử dụng rất nhiều các thiết bị. Trong đó có máy biến áp. Đây là một thiết bị điện rất quan trọng và nó được bắt gặp rất nhiều trong sản xuất và trong đời sống hàng ngày. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ được máy biến áp được dùng để làm gì? Công dụng của nó ra sao? Chúng ta sẽ tìm hiểu ở bài viết dưới đây nha.
Máy biến áp là gì?
Máy biến áp còn được viết tắt là một thiết bị điện từ loại tĩnh. Là loại máy được hoạt động dựa theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Nó được biến đổi một hệ thống dòng xoay chiều ở điện áp thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp. Và nó khác với tần số không thay đổi.
Hoặc ta có thể hiểu một cách đơn giản hơn là, máy biến áp là thiết bị dùng cảm ứng điện từ để truyền hoặc là đưa năng lượng, tín hiệu xoay chiều giữa các điện mạch theo một nguyên lý nhất định. Và trong quá trình này thì ta thường nhầm lẫn về chức năng của máy biến áp. Tuy nhiên, trên thực tế thì loại máy này có nhiệm vụ là truyền tài hoặc phân phối năng lượng chứ không làm biến đổi đi năng lượng.
Nếu một cuộn dây được đặt vào một nguồn điện áp xoay chiều ( hay nó còn được gọi là cuộn dây sơ cấp). Nghĩa là nó sẽ có một từ thông sinh ra với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp và vòng dây quấn sơ cấp. Tỷ lệ số nó sẽ tương ứng với số vòng dây quấn và thứ cấp. Chúng ta sẽ có tỷ lệ tương ứng giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp.
Hiện nay, thiết bị được sử dụng với nhiều loại như: máy 3 pha. Và nó được lắp đặt ở những địa điểm cần phải có nguồn năng lượng như: chung cư, nhà cao tầng, hệ thống trạm biến áp…
Tính năng của máy biến áp
Trong máy biến áp nó sẽ gồm có một cuộn dây sơ cấp hay nhiều cuộn dây thứ cấp, nó liên kết với nhau qua trường điện từ. Dòng điện được xác định vào cuộn sơ cấp, nó sinh ra từ trường điện từ.
Theo định luật cảm ứng Faraday, từ trường được tạo ra dòng điện cảm ứng ở các cuộn thứ cấp. Nó đảm bảo cho sự truyền này đưa năng lượng được bố trí mạch dẫn từ qua lõi cuộn dây. Nó phụ thuộc vào tần số làm việc.
Khi sử dụng thiết bị, nó có chức năng là thay đổi hiệu điện thế từ trạm cung cấp đến trạm tiêu thụ. Điều này nhằm mục đích là làm giảm đi hiệu điện thế đến một mức phù hợp nhất với nhu cầu dùng điện. Nó sẽ làm tránh gây nguy hiểm cho người sử dụng, cũng như là nó bảo vệ cho các thiết bị điện được hoạt động an toàn và hiệu quả.
Ngoài ra, nó còn có thể tác dụng bảo vệ động cơ, mạch điện và các thiết bị điện khỏi bị quá tải.
Cấu tạo của máy biến áp
Để có thể biết rõ được hơn về thiết bị, ta sẽ đi tìm hiểu xem máy biến áp có cấu tạo như thế nào nhé. Có thể thấy, MBA được cấu tạo từ nhiều bộ phận và mỗi bộ phận sẽ có những chức năng khác nhau.
Lõi thép
Lõi thép là bộ phận được chế tạo từ các lá thép. Nó có kỹ thuật điện, khả năng dẫn từ tốt. Lõi thép được chế tạo có bề dày từ 0.35 ÷ 1mm. Bên mặt ngoài các lá thép còn được sơn thêm một lớp cách điện và được ghép lại với nhau để tạo thành lõi thép.
Bộ phận này có chức năng là dẫn từ thông và làm khung để đặt dây cuốn. Và ở các máy biến áp dùng trong lĩnh vực thông tin hay tần số cao thì lõi thép của nó sẽ có cấu tạo; được làm bởi vật liệu mềm và có độ từ thẩm cao. Tất cả được ghép lại, được ví như là lá thép permalloy.
Ngoài ra, trong phần lõi thép này thì còn được phân ra làm 2 phần là:
- Trụ: là phần để đặt được dây quấn
- Gong: là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín.
Dây quấn
Dây quấn là bộ phận không thể thiếu trong MBA. Nó có chức năng là nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Vì vậy mà nó cần phải làm từ những chất liệu tốt như: đồng hoặc nhôm. Có hình dạng tròn hoặc là chữ nhật. Bên ngoài thì được sơn thêm một lớp cách điện.
Tuy nhiên, khi sử dụng ta cần phải lưu ý một điểm. Chính là dây quấn bằng đồng thì khả năng dẫn điện của nó sẽ tốt hơn. Và khả năng tránh được những tình trạng oxi hóa cao hơn.
Dây quấn nó bao gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép. Và giữa các vòng dây, thì các dây quấn hay giữa dây quấn với lõi thép đều được cách điện và bảo vệ nó an toàn.
Và một MBA được cấu tạo bởi hai hoặc nhiều dây quấn. Khi các dây quấn đặt trên cùng một trụ thì dây quấn điện áp thấp. Nó được đặt sát trụ thép, còn dây quấn điện áp cao thì được đặt bên ngoài với mục đích là cắt giảm vật liệu cách điện.
Và quấn dây này thì nó có 2 loại chính:
- Dây quấn đồng tâm: Nó có tiến diện ngang là những vòng tròn đồng tâm. Và kiểu dây này nó gồm có:
- Dây quấn hình trụ: dùng cho cả dây quấn hạ áp và cao áp
- Dây quấn hình xoắn: được dùng cho dây quấn hạ áp có nhiều sợi chập.
- Dây quấn hình xoáy ốc liên tục: dùng cho dây quấn cao cấp, tiết diện dây dẫn hình chữ nhật.
- Dây quấn xen kẽ: là kiểu dây quấn mà các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt được xen kẽ nhau, dọc theo trụ thép.
Vỏ máy biến áp
Bộ phận này thì nó được làm từ gỗ, nhựa, thép hoặc tôn… Cái này nó thuộc vào từng loại máy. Vỏ máy này nó có công dụng là bảo vệ các bộ phận bên trong của máy biến áp, bộ phận vỏ máy bên ngoài được chia ra làm thành nắp thùng và thùng.
- Thùng MBA:
- Là nơi đặt lõi thép, dây quấn và dầu biến áp
- Dầu biến áp này mang nhiệm vụ là tăng cường cách điện và tản nhiệt. Và trong quá trình làm việc, thì một phần năng lượng sẽ bị tiêu hao và thoát ra dưới dạng nhiệt làm dây quấn, lõi thép và các bộ phận khác nóng lên.
- Dầu biến áp với đặc điểm tạo ra sự đối lưu và truyền nhiệt từ các bộ phận bên trong thiết bị. Sang dầu và từ dầu qua vách thùng ra môi trường xung quanh.
- Nắp thùng MBA:
Là bộ phận dùng để đậy kín thùng thiết bị. Trên nắp thùng có các bộ phận như:
- Sứ ra của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp
- Bình dãn dầu ( hay còn được gọi là bình dầu phụ). Có ống thủy tinh để xem được mức dầu
- Ống bảo hiểm: Có hình trụ nghiêng, được làm bằng thép. Một đầu thì được nối với thùng, còn một đầu thì bịt bằng một đĩa thủy tin. Có trường hợp áp suất trong tùng tăng lên đột ngột, đĩa thủy tính có thể bị cỡ. Dẫn đến việc dầu bị tràn ra bên ngoài để bảo vệ máy biến áp.
- Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế
- Rơ le hơi dùng để bảo vệ thiết bị
- Bộ truyền động cầu dao đổi, nối các đẩu điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp.
Nguyên lý làm việ của máy biến áp
Máy biến áp cũng có nguyên lý hoạt động khá là đơn giản. Nó được hoạt động tuân theo hiện tượng vật lý là: Dòng điện đi qua dây dẫn sẽ tạo ra từ trường và sự biến thiên từ thông trong cuộn dây tạo ra được hiện điện thế cảm ứng hay nó còn được gọi là cảm ứng điện.
Và dưới đây là nguyên lý hoạt động của MBA như sau:
Trước dây quấn sẽ có N1 vòng dây và dây quấn thứ 2 cũng sẽ có N2 vòng dây được quấn trên lõi thép. Khi đặt một điện áp xoay chiều U1 vào dây quấn 1 ta có dòng điện i1 chạy trong dây quấn 1. Lúc đó, trong lõi sinh ra từ thông φ, được móc với vòng cả dây quấn 1 và 2. Như đã nói, thì nó được hoạt động dựa theo định luật cảm ứng điện từ, các suất điện động cảm ứng e1 và e2.
Sau đó, dây quấn 2 có suất điện là e2, sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp xoay chiều U2. Từ đó, ta có thể thấy được năng lượng của dòng điện xoay chiều đã truyền từ dây quấn 1 sang dây quấn 2. Và nó có thể xảy ra 2 trường hợp:
- Nếu N2>N1 thì U2>U1 và i2<i1 → máy tăng áp
- Nếu N2<N1 thì U2<U1 và i2<i1 → máy giảm áp
Công dụng của máy biến áp
Máy biến áp có rất nhiều công dụng, nhưng công dụng chính của nó chính là dùng để tăng điện áp từ máy phát điện ở nguồn chính đi lên đường dây tải điện. Khi mà dòng điện này đến với các khu vực hộ gia đình, điện áp cũng sẽ được giảm xuống. Để nó có thể phù hợp được với mục đích tiêu thụ hàng ngày.
MBA có thể được dùng trong các lò nung, hàn điện, đo lường hoặc là làm nguồn điện cho các thiết bị điện, điện tử.
Hiện nay, những loại biến áp nhỏ thì ta dễ nhìn thấy ở những phụ kiện nhỏ gọn, mà ta sử dụng hằng ngày như: sạc điện thoại…. Với sạc điện thoại có hạ áp từ 220V xuống 5V và được chỉnh lưu sang nguồn một chiều để sạc pin.
Xã hội ngày càng phát triển, nên công nghệ cũng ngày càng phát triển. Các thiết bị điện dần chuyển sang nguồn điện thấp hơn nguồn 220V cho an toàn. Vì vậy mà nó được sử dụng an toàn. Nó giúp bảo vệ được đồ dùng điện. Là thiết bị truyền tải điện và nó tài sản có vai trò quan trọng.
Trong lĩnh vực công nghiệp thì nó có một vai trò quan trọng. Nó đảm bảo được độ an toàn tuyệt đối, tránh được những trường hợp rủi ro.
Cách phân loại máy biến áp
Để phân loại được máy biến áp thì ta cần dựa trên những tiêu chí trên:
- Phân loại theo cấu tạo: MBA một pha và ba pha
- Phân loại theo chức năng: MBA hạ thế và tăng thế
- Phân loại theo cách thức điện: MBA lõi dầu, lõi không khí…
- Phân loại theo nhiệm vụ: MBA điện lực, MBA xung, MBA hàn…
Ưu điểm của máy biến áp
- Tính đơn giản: Có cấu trúc và nguyên lý hoạt động đơn giản, dễ dàng tiếp cận
- Tính an toàn: Như đã nói thì MBA là thiết bị vô cùng an toàn cho hệ thống đường dây điện trong hộ gia đình. Nên nó có khả năng làm ổn định điện.
- Tính linh hoạt: Quá trình sản xuất máy biến thế một pha tuân thủ. Nó dựa theo tiêu chuẩn ISO/IEC 17025. Và nó có tính linh hoạt bền bỉ cho máy.
- Không tạo tiếng ồn: Đối với những MBA một pha được hàn lỗi thì độ tạo ra tiếng ồn của nó không quá cao. Nó được khắc phục khá nhiều.
- Độ bền cao: Vì được làm từ đồng hoặc nhôm và được tráng men. Nên nó làm cho điện áp thứ cấp ổn định hơn, nên nó làm tăng độ bền.
Ứng dụng của máy biến áp trong đời sống
- MBA được dùng để tăng điện áp từ máy phát điện lên các đường dây tải điện đi xa. Nó sẽ không gây ra hao phí điện năng hoặc là nó làm giảm điện ở cuối đường đây, để cung cấp cho tải.
- Tuy nhiên, trên thực tế thì MBA được lắp đặt trong hộ gia đình hoặc các công trình dân dụng như: trung tâm thương mại, bệnh viện… Nó sẽ được lắp đặt các trạm biến áp.
- Với mỗi loại biến áp khác nhau nó cũng có những chức năng khác nhau. MBA có những công suất lớn thì thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp luyện kim, điện lực. Còn đối với những MBA có công suất nhỏ thì nó thường được dùng trong các nhà máy, xí nghiệp. Được dùng với mục đích đo lường hoặc thí nghiệm.
- Còn trong những hộ gia đình, những loại có những công suất nhỏ nó được điều chỉnh điện áp. Giúp bảo vệ được những đồ dùng điện được hoạt động bình thường. Và mang đến độ an toàn nhất định.
Trên đây là những kiến thức về Máy biến áp dùng để làm gì? Công dụng của máy biến áp như thế nào? Và ta có thể thấy được rằng: MBA là một thiết bị quan trọng, không thể thiếu. Mong qua bài viết có thể giúp bạn được hiểu thêm kiến thức. Ngoài ra, nếu còn thắc mắc gì về máy biến áp, thì bạn có thể liên hệ trực tiếp với chúng ta qua hotline. Để được nhân viên tư vấn và hỗ trợ.
Cảm ơn bạn đã quan tâm và theo dõi bài viết. Chúc bạn có một ngày vui vẻ!
