Máy biến thế là thiết bị không còn quá xa lạ với mọi người hiện nay vì đây được xem là một thiết bị khá phổ biến xuất hiện trong hệ thống điện. Máy biến thế là một loại máy đa dụng vì nó có thể làm tăng hiệu điện thế cũng như làm giảm hiệu điện thế. Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về thiết bị máy biến thế là gì cũng như công dụng của thiết bị điện này như thế nào.
Máy biến thế là gì ?
Máy biến thế hay biến thế là một thiết bị điện gồm hai hoặc nhiều cuộn dây, hay một cuộn dây có đầu vào và đầu ra trong cùng một từ trường. Máy biến thế dùng để thay đổi hiệu điện thế từ trạm cung cấp đến các trạm tiêu thụ, qua các trạm tiêu thụ hiệu điện thế sẽ được giảm đến một mức nhất định phù hợp với nhu cầu dùng điện tại nơi đó và tránh gây nguy hiểm cho người sử dụng.
Máy biến thế là thiết bị điện thành phần thiết yếu của hệ thống truyền tải điện và thường là tài sản giá trị nhất trong trạm biến áp.
Cấu tạo máy biến thế
Các bộ phận chính của một máy biến thế, gồm có:
- Hai cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau, đặt cách điện với nhau.
- Một lõi sắt (hay thép) có pha Silic gồm nhiều lá mỏng ghép cách điện với nhau.
Nguyên vật liệu chế tạo máy biến thế:
Máy biến thế hiện nay được chế tạo từ các loại vật liệu nhập khẩu từ các nước tiên tiến như: Đức, Nga, Nhật, Thụy Điển, Thụy Sỹ, Hàn Quốc…Mạch từ của các máy biến áp khô được thiết kế chế tạo bằng thép kỹ thuật điện cán nguội, dẫn từ có hướng, có suốt tổn hao thấp.
Các loại máy biến thế
Dựa vào cấu tạo cũng như tính năng hoạt động, người ta chia máy biến thế ra làm một số loại sau:
- Máy biến thế 1 pha
- Máy biến thế 3 pha
- Máy biến thế tự động
- Các loại máy biến thế đặc biệt.
Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế
Máy biến thế bao gồm hai bộ cuộn dây. Mỗi cuộn dây được coi là một cuộn cảm. Dòng xoay chiều sẽ đi vào một cuộn cuộn này gọi là cuộn sơ cấp. Cuộn dây còn lại được gọi là cuộn thứ cấp và nó đặt gần cạnh cuộn sơ cấp , nhưng dòng điện không đi qua đó.
Dòng xoay chiều đi qua cuộn sơ cấp tạo ra một từ thông biến thiên và một vài trong số chúng liên kết với cuộn thứ cấp và và tạo ra một hiệu điện thế đi qua đó. Độ lớn của hiệu điện thế là tỉ lệ giữa số vòng của cuộn sơ cấp với số vòng của cuộn thứ cấp.
Để tối đa hóa dòng từ thông đối với mạch thứ cấp, người ta sử dụng một lõi sắt để tạo ra đường đi có từ trở thấp cho từ thông đi qua. Cực của cuộn dây mô tả hướng đi trong đó cuộn dây quấn quanh lõi. Cực sẽ xác định liệu từ thông được sản xuất ra bởi một cuộn dây là cực âm hay dương tương ứng với từ thông được tạo ra từ cuộn còn lại.
Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế
- Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn
- Gọi N1 là số vòng dây và hiệu điện thế đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp.
- N2 Là số vòng dây và hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp.
k = \(U_1\over U_2\) = \(N_1 \over N_2\)
- Ta có : \(N_1 \over N_2\) (gọi là hệ số máy biến thế)
- Nếu k > 1 (tức U1>U2 hay N1>N2) là máy hạ thế.
- Nếu k < 1 (tức U12 hay N12 ) là máy tăng thế.
Nhược điểm của thiết bị này có thể thấy đó là máy biến thế chỉ có thể hoạt động được với dòng điện xoay chiều và không hoạt động được với dòng điện một chiều.
