Máy biến áp là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế

Điện và thiết bị điện được sử dụng phổ biến và đóng vai trò quan trong trong cuộc sống hiện đại. Quá trình sử dụng thiết bị điện, cần đảm bảo điện áp an toàn để máy móc hoạt động ổn định, hạn chế tối đa sự cố chập cháy nguy hiểm.

Máy biến áp là thiết bị quan trọng giúp bảo vệ an toàn lưới điện. Bạn đã nghe nhiều về máy biến áp nhưng không thực sự hiểu loại máy này là gì? Cùng Batiea tìm hiểu về máy biến áp, cấu tạo và nguyên lý hoạt động qua bài viết chia sẻ dưới đây.

Máy biến áp là gì?

Máy biến áp hay còn gọi là máy biến thế - thiết bị điện từ tĩnh hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, có tác dụng biến đổi điện áp và tần số dòng điện. Thiết bị biến áp chỉ hoạt động được khi đối tượng là dòng xoay chiều (AC) hoặc dòng điện biến đổi xung.

Hiểu đơn giản hơn, máy biến thế là thiết bị dùng cảm ứng điện từ để truyền và đưa năng lượng điện/ tín hiệu xoay chiều giữa các mạch điện theo nguyên lý nhất định.

Lưu ý: máy biến áp khác với máy biến tần.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của máy biến áp

Cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của máy biến thế được nhiều người quan tâm, khi tìm hiểu về sảm phẩm. Cùng phân tích sâu hơn về cấu tạo và nguyên lý vận hành của dòng máy này.

Cấu tạo máy biến thế gồm những gì?

Hiện nay, có nhiều dòng máy biến áp khác nhau, có sự cải tiến đôi chút về cấu tạo chi tiết. Tuy nhiên, nhìn chung, máy biến thế vẫn sẽ bao gồm 3 chi tiết quan trọng sau:

• Lõi thép hay mạch từ của máy biến thế: Lõi thép được sử dụng để dẫn từ thông, được chế tạo từ những vật liệu có khả năng dẫn từ tốt. Cấu tạo chi tiết lõi thép được ghép từ các lá thép, thành vòng mạch khép kín. Các lá thép này có độ dày từ 0.3-0.5mm được sơn tĩnh điện chống han gỉ bên ngoài. Ngoài ra, các lõi thép được cấu thành từ 2 phần: trụ và gông
• Dây quấn: Phần có nhiệm vụ nhận và truyền năng lượng ra. Chất liệu dây quấn thường là nhôm hoặc dây đồng, với tiết diện tròn/ chữ nhật được bọc nhựa cách điện. Dây quấn sẽ được quấn nhiều vòng quang lõi chia thành 2 loại dây: Dây thứ cấp và dây sơ cấp. Trong đó, dây quấn sơ cấp sẽ nhận năng lượng và dây thứ cấp sẽ đưa năng lượng ra. Số vòng cuộn thứ cấp và sơ cấp sẽ khác nhau.
• Vỏ máy: Tùy theo loại máy biến áp mà vỏ sẽ được sản xuất từ các chất liệu khác nhau (nhựa, tôn, thép, gỗ, gang…). Nhiệm vụ của vỏ máy là bảo vệ các cuộn dây thứ cấp, sơ cấp và chi tiết bên trong. Vỏ máy sẽ bao gồm nắp thùng và thùng. Phần nắp thùng sẽ tích hợp nhiều chi tiết để dẫn điện đầu vào và đầu ra (sứ ra, bình dẫn dầu, ống bảo hiểm, bộ truyền động cầu dao…)

▷ Xem thêm:Máy phát điện là gì? Các lưu ý khi sử dụng máy cho an toàn.

Nguyên lý hoạt động của máy biến thế như thế nào?

Cấu tạo của máy biến thế không quá phức tạp, vậy nguyên lý hoạt động của chúng diễn ra như thế nào? Cụ thể, máy biến áp sẽ hoạt động tuân theo 2 hiện tượng vậy lý:

• Dòng điện chạy qua cuộn dây sơ cấp sẽ tạo ra từ trường.
• Sự biến thiên từ thông trong cuộn dây sẽ tạo ra hiện điện thế cảm ứng, dòng điện ở cuộn dây thứ cấp.

Theo đó, cuộn dây N1 và N2 được quấn trên lõi thép kín. Lúc này, đặt 1 dòng có U1 vào cuộn N1, sẽ xuất hiện dòng điện I1. Đồng thời xuất hiện từ thông móc vòng cho cả 2 cuộn N1 và N2. Cuộn dây N2 xuất hiện dòng điện I2 với điện áp U2 nhờ hiệ tượng cảm ứng từ.

Phân loại máy biến thế hiện có trên thị trường

Máy biến thế hiện nay có nhiều loại, với đặc điểm và mục đích sử dụng khác nhau. Cụ thể, phân loại máy biến thế thành các loại sau:

• Theo cấu tạo máy: Máy biến thế 1 pha và 3 pha.
• Theo chức năng máy: Máy biến thế tăng áp và hạ áp.
• Theo công dụng của máy: Máy đo lường, thí nghiệm, tự ngẫu…
• Theo cách thức cách điện: Máy biến thế khô và dầu.

▷ Xem thêm: Một số sản phẩm máy biến tần phổ biến tại Batiea

Ứng dụng thực tế của máy biến thế trong những lĩnh vực nào?

Máy biến thế được sử dụng nhiều tròng đời sống, với tính ứng dụng cao. Cụ thể, các ứng dụng của máy biến áp được kể đến như:

• Máy biến thế được sử dụng ở các nhà máy, trạm phát điện để truyền tải điện năng đi xa và hệ thống lưới điện.
• Máy biến thế hoạt động như ổn áp, tăng hoặc giảm điện thế phù hợp với nhu cầu sử dụng của các thiết bị điện, tránh trường hợp cháy nổ gây nguy hiểm.
• Máy biến thế được sử dụng nhiều trong các lò hàn, lò nung, đo lường và sử dụng là nguồn cấp điện cho các thiết bị điện từ trong nhà máy, gia đình.

Điện áp là một yếu tố quan trọng quyết định hiệu năng làm việc của các thiết bị hay vận chuyển dòng. Máy biến áp đóng vai trò quan trọng, giúp kiểm soát điện áp theo yêu cầu kỹ thuật của hệ thống. Hy vọng những thông tin trên đây sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ bản chất, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị biết áp.