Máy biến áp một pha là thiết bị điện tĩnh dùng để biến đổi điện áp của dòng xoay chiều một pha từ cấp này sang cấp khác mà vẫn giữ nguyên tần số
Cấu tạo của máy biến áp một pha
Máy biến áp một pha gồm hai bộ phận chính:
Lõi thép và dây quấn.Bạn đang xem: Nguyên lý làm việc của máy biến áp 1 pha
Hình 46.1: Máy biến áp 1 pha dùng trong gia đình
1. Hai ổ lấy điện ra, 2 vôn kế, 3 ampe kế, 4 nút điều chỉnh, 5 aptomat
Hình 46.2: Cấu tạo máy biến áp một pha:
1. Lõi thép, 2. Dây quấn
a. Lõi thép.
Bạn đang xem: Nguyên lý làm việc của máy biến áp 1 pha
Lõi thép được làm bằng các lá thép kĩ thuật điện ghép lại thành một khối.
Lõi thép dùng để dẫn từ cho máy biến áp.
b. Dây quấn
Làm bằng dây điện từ được quấn quanh lõi thép.
Máy biến áp một pha thường có hai cuộn dây quấn.
Dây quấn sơ cấp: Nối với nguồn điện, có điện áp là U1 và số vòng dây là N1
Dây quấn thứ cấp: Lấy điện ra, có điện áp là U2 và số vòng dây là N2
1. Dây quấn sơ cấp
3. Lõi thép
Đưa điện áp U1 vào dây quấn sơ cấp, trong dây quấn sơ cấp có dòng điện, nhờ cảm ứng điện từ giữa dây quấn sơ cấp và thứ cấp, điện áp lấy ra ở 2 đầu dây thứ cấp là U2
Tỉ số điện áp của hai quấn bằng tỉ số vòng dây của chúng:\[\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = k\]
Điện áp lấy ra ở thứ cấp U2:\[{U_2} = {U_1}\frac{{{N_2}}}{{{N_1}}}\]
k: Hệ số của MBA
U2> U1 biến áp tăng N2 > N1
U21 biến áp giảm N2 1
Ví dụ:
Một máy biến áp giảm áp có U1= 220 v, U2= 110 v, số vòng dây N1 = 460 vòng, N2=230 vòng. khi điện áp sơ cấp giảm, U1=160 v, để giữ U2=110 v không đổi, nếu số vòng dây N2 không đổi thì phải điều chỉnh cho N1 bằng bao nhiêu?
Giả thiết:
U1 =220 [V], U2 =110 [V]= u2’
N1 = 460 [vòng], N2 = 230 [vòng],
U1’ = 160 [V]
Kết luận:
N1’ ?[ N2 không đổi]
Lời giải
Theo công thức:
\[\begin{array}{l}\frac{{{u_{1'}}}}{{{u_{_{_2}}}}} = \frac{{{N_{1'}}}}{{{N_2}}} = > {N_{1'}} = {u_{1'}}\frac{{{N_2}}}{{{u_2}}}\\= > {N_{1'}} = 160\frac{{230}}{{110}} = 334\end{array}\]
Vậy số vòng của cuộn sơ cấp là 334 vòng.
Xem thêm: "Sự Phân Quyền Tiếng Anh Là Gì ? Phân Biệt “Authentication” Và “Authorization”
3. Các số liệu kĩ thuật.
Công suất đinh mức: Pđm [VA, KVA]
Điện áp định mức: Uđm [ V, KV]
Dòng điện áp định mức:Iđm [ A, KA ]
4. Sử dụng
Điện áp đưa vào không được lớn hơn điện áp định mức.
Không để máy biến áp làm việc quá công suất định mức.
Đặt máy biến áp nơi khô ráo, sạch sẽ, thoáng gió, ít bụi.
Thường xuyên vệ sinh và kiểm tra cách điện
Một số máy biến áp
Bài 1:
Mô tả cấu tạo của máy biến áp một pha?
Hướng dẫn giảiCấu tạo máy biến áp một pha:
Bài 2:
Hãy nêu công dụng của máy biến áp?
Hướng dẫn giảiMáy biếnáp một pha có cấu tạođơn giản sử dụng dễ dàngít hỏng dùngđể tăng hoặc giảmđiệnáp ,được sử dụng trong giađình và trong cácđồ dùngđiện vàđiện tử . Máy biến áp một pha là thiết bị điện dùng để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều một pha.
Bài 3:
Một máy biến áp một pha có N1= 1650 vòng,N2= 90 vòng .Dây cuốn sơ cấp đấu với nguồn điện áp 220V. Xác định điện áp đầu ra của dây cuốn thứ cấp U2. Muốn điện áp U2 =36V thì số vòng dây của dây cuốn thứ cấp phải là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giảiSơ cấp đấu với \[{N_1} \Rightarrow {U_2} = {U_1}.\frac{{{N_2}}}{{{N_1}}} = 220.\frac{{90}}{{1650}} = 12V\]
Máy biến áp có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính là:
– Lõi thép của máy biến áp [Transformer Core].
– Dây quấn máy biến áp [Transformer Winding], dây quấn máy biến áp bao gồm 2 phần:
- Cuộn dây quấn sơ cấp [Primary Winding].
- Cuộn dây quấn thứ cấp [Secondary Winding].
Ngoài ra còn có các phần khác như vỏ máy, cách điện, sứ đỡ, các thiết bị làm mát, thùng giãn dầu,…
1.1. Lõi thép máy biến áp
Lõi thép MBA dùng để dẫn từ thông chính của máy, được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,35 ÷ 1mm. Mặt ngoài các lá thép có sơn cách điện rồi ghép lại với nhau tạo thành lõi thép nhằm làm giảm dòng điện xoáy.
Lõi thép gồm hai phần: Trụ và Gông. Trụ [T] là phần để đặt dây quấn còn gông [G] là phần nối liền giữa các trụ để tạo thành mạch từ kín.
1.2. Dây quấn máy biến áp
Nhiệm vụ của dây quấn máy biến áp là nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Dây quấn máy biến áp thường làm bằng dây đồng hoặc dây nhôm, tiết diện tròn hay chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện [vecni].
Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép. Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và giữa dây quấn với lõi thép đều có cách điện.
Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn. Khi các dây quấn đặt trên cùng một trụ thì dây quấn điện áp thấp đặt sát trụ thép còn dây quấn điện áp cao đặt bên ngoài. Làm như vậy sẽ giảm được vật liệu cách điện.
Dây quấn MBA có hai loại chính:
– 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;
- Dây quấn hình xoắn, dùng cho dây quấn hạ áp có nhiều sợi chập;
- Dây quấn hình xoáy ốc liên tục, dùng cho dây quấn cao áp, tiết diện dây dẫn chữ nhật.
– Dây quấn xen kẽ: Các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép.
1.3. Vỏ máy biến áp
Trong thùng MBA đặt lõi thép, dây quấn và dầu biến áp. Dầu biến áp làm nhiệm vụ tăng cường cách điện và tản nhiệt. Lúc MBA làm việc, một phần năng lượng tiêu hao thoát ra dưới dạng nhiệt làm dây quấn, lõi thép và các bộ phận khác nóng lên. Nhờ sự đối lưu trong dầu và truyền nhiệt từ các bộ phận bên trong MBA sang dầu và từ dầu qua vách thùng ra môi trường xung quanh.
Nắp thùng MBA : Dùng để đậy trên thùng và trên đó có các bộ phận quan trọng như:
- Sứ ra [cách điện] của dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp.
- Bình giãn dầu [bình dầu phụ] có ống thủy tinh để xem mức dầu.
- Ống bảo hiểm : làm bằng thép, hình trụ nghiêng, một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằng một đĩa thuỷ tinh. Nếu áp suất trong thùng tăng lên đột ngột, đĩa thuỷ tinh sẽ vỡ, dầu theo đó thoát ra ngoài để MBA không bị hỏng.
- Lỗ nhỏ đặt nhiệt kế.
- Rơle hơi dùng để bảo vệ MBA.
- Bộ truyền động cầu dao đổi nối các đầu điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp.
2. Nguyên lý làm việc của máy biến áp
Máy biến áp làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Đặt điện áp xoay chiều u1 vào dây quấn sơ cấp, trong dây quấn sơ sẽ có dòng i1. Trong lõi thép hình thành nên từ thông Φ móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp, cảm ứng ra các sđđ e1 và e2.
Nếu máy biến áp được nối với tải, trong dây quấn sẽ xuất hiện dòng điện i2.
Nếu máy biến áp không mang tải [thứ cấp hở mạch], thì điện áp thứ cấp bằng sức điện động U2o = e2.
Từ thông Φ móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp gọi là từ thông chính.
Ta thấy rằng, tỷ số điện áp sơ cấp và thứ cấp gần đúng bằng tỷ số vòng dây.
- Nếu N2 > N1 thì U2 > U1⇒ Máy tăng áp.
- Nếu N2