Định nghĩa về máy biến áp
Hiểu nôm na, loại thiết bị điện nhận nhiệm vụ truyền tải năng lượng hoặc dòng điện xoay chiều giữa các mạch điện nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ chính là máy biến áp.
Phân loại máy biến áp
Máy biến áp được chia thành các loại khác nhau tùy thuộc vào cách phân loại.
Dựa theo cấu tạo máy, máy biến áp được phân thành các loại sau:
- Máy biến áp 1 pha: Thiết bị gồm có 2 bộ phận quan trọng nhất là lõi thép và dây quấn, ngoài ra còn có 2 ổ lấy điện ra, vôn kế, ampe kế, núm điều chỉnh, aptomat.
- Máy biến áp tự ngẫu 2 pha: Máy được cấu tạo từ cuộn dây sơ cấp và các cuộn dây thứ cấp ghép rời nhau, thông qua từ, cách biệt và độc lập nhau về điện.
- Máy biến áp 3 pha: Lõi thép của máy có 3 trụ tù, được phủ sơn cách điện, tạo thành từ các lá thép kỹ thuật điện thành hình trụ. Bên ngoài lõi thép là 6 dây quấn đồng được bọc cách điện.
Dựa theo chức năng hoạt động của thiết bị, có 2 loại máy đó là:
- Máy biến áp hạ thế: Điện áp từ nơi này đến nơi khác bị giảm về hiệu điện thế.
- Máy biến áp tăng thế: Điện áp tăng lên từ nơi này đến nơi khác.
Dựa theo nhiệm vụ của máy người ta chia thành các loại sau:
- Máy biến áp điện lực: thực hiện nhiệm vụ là cầu nối và chuyển tiếp điện năng ở các mức điện áp khác nhau. Thường được dùng trong các nhà máy nhiệt điện và nhà máy điện nguyên tử.
- Máy biến áp dân dụng: thực hiện việc truyền tải điện năng với công suất tương đối thấp, và dùng chủ yếu trong các hộ gia đình.
- Máy biến áp hàn: Được dùng phổ biến trong ngành công nghiệp cơ khí chế tạo máy hàn điện, nhờ khả năng xoay chiều từ thông bằng bộ tự cảm riêng của máy.
- Máy biến áp đo lường: Khi muốn giảm các điện áp và dòng điện lớn để đo lường, bạn cần dùng loại máy chuyên để đo lường này.
- Máy biến áp thí nghiệm: Loại máy được dùng trong các phòng thí nghiệm cao câp.
Dựa theo công suất của máy thì có đa dạng các loại thiết bị như: Máy biến áp 50kVA - 100kVA - 110kVA- 320kVA - 1000kVA – 1800kVA, …
Bạn có thể xem thêm các sản phẩm về máy biến áp tại đây //maybienapmbt.com/
Nguyên lý làm việc của máy biến áp
Dựa theo nhiều cách phân chia khác nhau, ta sẽ có tên gọi máy biến áp khác nhau, nhưng thực chất, các thiết bị sẽ có cùng một nguyên lý hoạt động.
Máy hoạt động được là nhờ cấu tạo của thiết bị. Mỗi máy biến áp sẽ có 2 thành phần quan trọng không thể thiếu đó là lõi thép và dây quấn. Lõi thép được tạo thành từ các lá thép kỹ thuật điện nhưng được sơn cách điện. Lõi thép có chức năng dẫn từ và là nơi để quấn cuộn dây. Hai cuộn dây được ghép cách biệt nhau và cách biệt với lõi thép. Nhà sản xuất sẽ chế tạo 2 cuộn dây cách điện và ghép xung quanh lõi thép. Dây quấn có nhiệm vụ dẫn điện, một đầu thu năng lượng vào và một đầu truyền năng lượng ra.
Nguyên tắc vật lý được áp dụng trong chế độ hoạt động của máy là:
- Từ trường được sinh ra khi có dòng điện chạy qua dây dẫn
- Suất điện động cảm ứng xảy ra do biến thiên từ trường mang lại
Ta xét trong một máy biến áp thì nguyên tắc được áp dụng như sau:
Dây quấn sơ cấp có N1 vòng dây
Dây quấn thứ cấp có N2 vòng dây. Biết rằng N1 khác N2.
Hai cuộn dây được quấn trên lõi thép.
Ở dây sơ cấp: Đặt điện áp xoay chiều U1 vào 2 đầu dây. Xuất hiện dòng điện I1 và sức từ động F
Trong lõi thép: Sức từ động F trong cuộn dây sơ cấp sinh ra từ trường biến thiên.
Ở cuộn thứ cấp: Từ trường biến thiên trong lõi thép sinh ra dòng điện I2 với điện áp U2. Cuộn sơ cấp được nối với tải sẽ dẫn dòng điện I2 chạy qua cuộn thứ cấp sang bên bộ phận tải.
Ta thấy dòng điện xoay chiều được truyền từ cuộn dây sơ cấp sang cuộn dây thứ cấp với tần số không đổi. Để thay đổi hệ số biến áp giữa 2 cuộn dây, người ta sẽ điều chỉnh số vòng dây của 2 cuộn.
Công dụng của máy biến áp
Nói một cách dễ hiểu, thiết bị này dùng để dẫn điện từ nhà máy phát điện đến nơi cần tiêu thụ, điều chỉnh điện áp sao cho phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Khoảng cách đường điện cao thế là rất dài, lên tới hàng trăm hàng nghìn km, vì vậy không tránh khỏi sự thất thoát điện năng. Nhưng nhờ máy điện áp đã giảm tối đa sự hao tổn công suất trên đường dây. Ví dụ ở tạ nơi phát điện nên dùng máy điện áp tăng thế và đến nơi tiêu thụ, khu dân cư sẽ dùng máy điện áp hạ thế.
Thông qua bài viết trên, chúng ta đã biết thêm về các loại khác nhau của máy biến áp và nguyên tắc làm việc của thiết bị. Chúc bạn có thêm nhiều kiến thức thú vị. Mọi ý kiến đóng góp và thắc mắc xin vui lòng liên hệ //vi-vn.facebook.com/maybienthembt/ để được giải đáp
Trong bài viết này, chúng ta sẽ nghiên cứu sâu hơn mạch điện xoay chiều 3 pha, cộng với việc làm bài tập sẽ giúp chúng ta càng nắm vững kiến thức phần này.
Điện xoay chiều 3 pha là dòng điện xoay chiều được tạo ra bằng máy phát điện xoay chiều 3 pha dựa vào nguyên lý biến thiên của từ trường trong cuộn dây.
Hệ thống điện 3 pha gồm 1 dây lạnh và 3 dây nóng.
Điện năng sử dụng trong công nghiệp dưới dạng dòng điện 3 pha vì những lí do sau:
- Máy phát điện xoay chiều 3 pha có cấu tạo đơn giản và đặc tính tốt hơn máy 1 pha.
- Truyền tải điện năng bằng mạch điện 3 pha tiết kiệm được dây dẫn hơn so với việc truyền tải điện năng bằng dòng điện 1 pha.
Mạch điện xoay chiều 3 pha gồm: Nguồn điện 3 pha; dây dẫn; các tải 3 pha
Để tạo ra nguồn điện 3 pha, ta dùng máy phát điện đồng bộ 3 pha có cấu tạo gồm:
Phần Roto: 1 nam châm điện dao động 1 chiều, xoay quanh trục cố định. Việc xoay quanh trục như vậy nhằm tạo ra được một lượng từ trường biến thiên phù hợp.
Phần STATO: Gồm 3 cuộn dây được thiết kế giống hết nhau từ kích thước đến số vòng. Chúng được đặt ngay trên vòng tròn lệch với nhau từng đôi một một góc 120 độ.
Dây quấn pha A kí hiệu là AX.
Dây quấn pha B kí hiệu là BY.
Dây quấn pha C kí hiệu là CZ
X,Y,Z: Điểm cuối pha
A,B,C điểm đầu pha
Khi nam châm quay đều, trong giây cuốn mỗi pha xuất hiện suất điện động xoay chiều một pha
Vì 3 cuộn dây giống nhau đặt lệch nhau 120 độ nên suất điện động các pha bằng nhau và lệch pha nhau một góc 2π/3
Khi quay rôto, từ trường sẽ lần lượt quét các dây cuốn stato, và cảm ứng vào trong dây cuốn stato các sức điện động sin cùng biên độ, tần số và lệch nhau một góc 120 độ.Khi nam châm bắt đầu quay trong cuộn dây, thì điện áp sẽ sinh ra ở giữa 2 đầu cuộn dây. Điện áp này đồng thời sẽ sinh ra một dòng điện xoay chiều.
Mối liên hệ giữa dòng điện được sinh ra trong cuộn dây và vị trí của các nam châm được chỉ ra trong hình vẽ. Dòng điện lớn nhất sẽ được sinh ra khi 2 cực N và cực S của nam châm gần với cuộn dây nhất. Tuy nhiên, chiều dòng điện ở mỗi nửa vòng quay, của nam châm lại ngược nhau.
Thường là động cơ điện 3 pha
Có 2 cách nối phổ biến:
Nối tam giác: Điểm đầu pha này nối với điểm cuối pha kia. Ví dụ: A nối với Z; B nối với X; C nối với Y
Nối hình sao: Nối chung 3 điểm cuối X, Y, Z thành điểm trung tính.
Đối với nguồn, 3 điểm cuối X, Y, Z nối với nhau thành điểm trung tính O của nguồn
Đối với tải, 3 điểm cuối X’, Y’, Z’ nối với nhau tạo thành trung tính của tải O’
Nối sao có 2 loại: Nối sao có dây trung tính và nối sao không có dây trung tính
- Dây pha: Nối điểm đầu của nguồn [A, B,C] đến các tải
- Dây trung tính: Nối từ điểm trung tính của nguồn đến điểm trung tính của tải
- Điện áp dây: Điện áp giữa 2 dây pha [Ud]
- Điện áp pha: Điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối một pha [Up]
- Dòng điện dây: Dòng điện trên dây pha [Id]
- Dòng điện pha: Dòng điện trong mỗi pha [Ip]
- Dòng điện trung tính: [Io]
Xét với tải 3 pha đối xứng
Khi nối hình sao:
Khi nối hình tam giác:
Bài 1: Máy phát điện 3 pha có điện áp pha là 220V. Nếu nối hình sao hoặc tam giác thì ta sẽ có những giá trị điện áp dây, pha khác nhau. Tính các giá trị đó.
Giải:
Bài 2: Tải 3 pha gồm 3 điện trở R=10Ω, nối tam giác, đấu vào nguồn 3 pha có Ud=380V. Tính dòng điện pha, dòng điện dây?
Giải:
Xem thêm:
Lý thuyết cần biết về Động Cơ Không đồng bộ 3 pha