Sự xuất hiện của máy biến áp đã giúp ích rất nhiều trong sản xuất, các lĩnh vực điện, điện tử. Hiện nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, máy điện áp cũng được cải tiến ưu việt hơn. Vậy máy biến áp là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy biến áp như thế nào?

1. Máy biến áp là gì?

Máy biến áp có tên ngắn gọn là biến áp hay còn gọi máy biến thế, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ.

Loại máy này được chế tạo để truyền tải năng lượng và giúp các tính hiệu điện xoay chiều giữa các mạch vẫn được giữ nguyên tần số thông qua hiện tượng cảm ứng từ.

Ở máy biến áp, việc biến đổi điện áp chỉ thực hiện được khi dòng điện là xoay chiều hoặc dòng điện biến đổi xung. Máy biến áp được dùng trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, ngoài ra máy biến áp cũng được dùng cho một số yêu cầu khác như nối mạch chỉnh lưu, làm nguồn cấp điện cho lò điện, máy hàn, máy thử nghiệm… Máy biến áp có hai hay nhiều dây quấn đặt chung trên một mạch từ, các dây quấn có thể nối điện hoặc không nối điện với nhau, khi chúng nối điện với nhau ta gọi là máy biến áp tự ngẫu.

2. Cấu tạo máy biến áp

Cấu tạo chung của mọi máy biến áp gồm 3 thành phần chính: Lõi thép, dây quấn và vỏ máy.

2.1- Bộ phận lõi thép (Mạch từ máy biến áp)

Ở lõi thép của máy biến áp này có tổng cộng 3 trụ để quấn dây. Mặt khác, trụ này cũng dùng gông từ và khép kín mạch từ. Thành phần chính tạo nên chúng chính là những lá thép kỹ thuật điện, 2 mặt phủ sơn cách điện và được ghép lại thành hình trụ.

Máy biến áp được sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn bởi tính ứng dụng cao của nó. 

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

Lõi thép của máy biến thế được chế tạo từ nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau và thường được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt.

2.2- Dây quấn máy biến áp

Phần dây quấn may bien ap thường được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm bên ngoài bọc cách điện. Nó có nhiệm vụ nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra.

Có 2 loại dây quấn: dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp

• Dây quấn nhận năng lượng từ lưới gọi là dây quấn sơ cấp

• Dây quấn cung cấp năng lượng cho phụ tải gọi là dây quấn thứ cấp

Phần có nhiệm vụ nhận năng lượng vào ( nối với mạch điện xoay chiều ) được gọi là cuộn dây sơ cấp, còn phần có nhiệm vụ truyền năng lượng ra ( nối với tải tiêu thụ ) được gọi là cuộn dây thứ cấp.

Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại.

Ngoài ra người ta cũng có thể phân biệt dây quấn máy biến áp thành dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp.

• Dây quấn có điện áp cao gọi là dây quấn cao áp

• Dây quấn có điện áp thấp hơn gọi là dây quấn hạ áp

Xét về cấu tạo, dây quấn được chia thành 2 loại: dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ.

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

• 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, tiết diện dây dẫn chữ nhật (hình 4c).

• Dây quấn xen kẽ: Các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép (hình 4d).

2.3- Vỏ máy biến áp

Đây là bộ phận cũng khá quan trọng, giúp bảo quản máy và duy trì tuổi thọ cho máy. Thông thường, vỏ máy biến áp 3 pha được làm từ nguyên liệu nhựa, sắt, thép,..tùy theo kết cấu của máy và từng hãng máy biến áp mà chúng sẽ được cấu tạo khác nhau.

3. Nguyên lý hoạt động máy biến áp

Nguyên lý hoạt động của máy biến áp: Dây quấn 1 có số vòng dây N1, dây quấn 2 có số vòng dây N2 đều được quấn trên lõi thép. Đặt điện áp xoay chiều U1 vào dây quấn 1 sẽ có dòng điện i1 chạy qua.

Khi này 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 thứ cấp) có sức điện động e2 tạo ra dòng điện i2, điện áp xoay chiều u2.

⇒ Khi đó năng lượng của dòng điện xoay chiều được đưa từ dây quấn 1 sang dây quấn 2. Khi đó, ta có

• N2> N1 thì U2> U1, I2< I1: Đây là máy tăng áp
• N2< N1 thì U2 < U1, I2> I1: Đây là máy giảm áp.

4. Các loại máy biến áp

Có rất nhiều loại máy biến thế. Một số cách phân loại:

• Phân loại theo cấu tạo: máy biến áp 1 pha và máy biến áp 3 pha

• Phân loại theo chức năng: máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp

• Phân loại theo công dụng: máy biến áp thí nghiệm, máy biến áp đo lường, máy biến áp tự ngẫu,...

• Phân loại theo thông số kỹ thuật

• Phân loại theo cách thức cách điện: máy biến áp khô và máy biến áp dầu

5. Ứng dụng của máy biến thế trong đời sống

Máy biến áp là thiết bị được sử dụng đa dạng trong cuộc sống, mang đến lại nhiều ích lợi khác nhau như giảm tải hao hụt điện năng, đảm bảo mức hiệu điện thế phù hợp sử dụng với các mục đích. Cụ thể:

• Máy biến thế được ứng dụng để biến đổi điện áp phù hợp, cụ thể chuyển từ đường dây trung thế 10kV xuống hạ thế 220V hay 400V để đáp ứng nhu cầu sử dụng trong sinh hoạt.
• Ứng dụng trong nhà máy phát điện để nâng điện áp từ 10kV -50kV lên đến mức cao thế 110kV – 500kV trước khi truyền tải lên đường dây cao thế. Đặc biệt trong truyền tải điện năng thì khoảng cách xa, hiệu điện thế càng cao thì giảm hao hụt càng lớn.
• Máy biến áp ứng dụng trong các thiết bị sinh hoạt hằng ngày, sử dụng trong các lò nung với điện áp cao, sử dụng trong các thiết bị điện tử hay lắp đặt với đèn LED bể bơi để chuyển dòng điện từ 220V về 12V đảm bảo an toàn.
• Dạng biến áp phổ biến thường gặp đó là sử dụng trong sạc điện thoại giúp giảm hiệu điện thế từ 220V xuống còn 5V giúp bảo vệ vfa phù hợp với thiết bị điện.

6. Mua máy biến áp ở đâu uy tín?

Máy biến áp là sản phẩm chủ lực của Công ty CP sản xuất biến thế HBT Việt Nam. HBT tự hào là đơn vị sản xuất và cung cấp máy biến áp uy tín chất lượng hàng đầu Việt Nam với bề dày kinh nghiệm hơn 14 năm trong lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất máy biến áp cùng với đội ngũ cán bộ, công nhân viên có trình độ cao, trang thiết bị máy móc công nghệ hiện đại, các sản phẩm và dịch vụ của công ty từ lâu đã được thị trường đánh giá cao. 

Với phương châm xuyên suốt là “Giữ vững niềm tin chất lượng”, HBT Việt Nam đang là nhà sản xuất máy biến áp tin cậy của các Tập đoàn Điện lực Việt Nam, cũng như tại quốc gia Đông Nam Á, Nam Á,...

Nguồn: Tài liệu tham khảo trên mạng