Máy biến áp là gì ? Transformer là gì ? Máy biến thế là gì ?
Máy biến áp là gì
Các dòng máy biến áp có tên tiếng anh là transformer hay còn có tên gọi là máy biến thế, là một thiết bị rất quan trọng trong dây chuyền sản xuất tự động hóa.
Hôm nay ; mình sẽ dành thời hạn đi sâu cụ thể nhất về dòng biến áp này. Vậy câu hỏi đặt ra : Máy biến áp dùng để làm gì ? Và phương pháp tự chế máy biến áp của riêng mình trải qua công thức tính số vòng dây quấn
Máy biến áp dùng để làm gì
Đây là một loại máy biến dòng điện áp giúp làm tăng hoặc hạ thế tín hiệu điện áp xoay chiều AC để phù hợp với nguồn cấp vào cho một thiết bị khác. Đồng thời; có một số loại biến áp có khả năng cách ly tín hiệu điện áp di chuyển trên đường chuyền trên cùng một tần số.
Đây chính là hiệu quả của những loại máy biến áp ( máy biến thế ) trên thị trường lúc bấy giờ .
Ví dụ bài tập ứng dụng của máy biến áp
Giả sử tất cả chúng ta có một nguồn điện áp xoay chiều AC 220V. Vậy muốn chuyển về 12V ta phải làm thế nào. Một là ta trải qua một bộ quy đổi tín hiệu đưa dòng 220V to 12V hoặc sử dụng máy biến áp chuyển dòng điện AC 220V về dòng 12V đây gọi là hiện tượng kỳ lạ hạ áp
Hoặc đang có nguồn 110V nhưng thiết bị tất cả chúng ta đang sử dụng cần nguồn 380V. Lúc này ta chỉ việc sử dụng biến áp tăng thế trung gian cấp nguồn 110V vào để output ra nguồn 380V mới
Ký hiệu máy biến áp
Trong ngành công nghiệp hoặc tại những giảng đường người ta thường ký hiệu máy biến là ( MBA )
Ví dụ : Người ta ký hiệu trên máy MBA cách ly 380 / 220. Điều này có nghĩa là may bien ap cách ly đầu vào 380V và đầu ra 220V
Các loại máy biến áp
Về phân loại máy biến áp chuẩn thông dụng thì ta có 2 loại biến áp chính :
- Máy biến áp 1 pha
- Máy biến áp 3 pha ( Bao gồm 3 pha 2 cuộn dây và 3 pha 3 cuộn dây)
Còn thông thường biến áp 3 pha có nhiều dạng như theo nguồn output ta có biến áp 3 pha 30 kva, 50 kva, 75 kva, 100 kva, 200 kva, 250 kva … .
Tùy vào hiệu suất của mỗi máy biến thếdùng cho những ứng dụng nhỏ ; như sử dụng cho những thiết bị điện trong nhà ; thì sử dụng loại hiệu suất nhỏ hoặc lớn như dùng trong môi trường tự nhiên máy phát điện ; thì sử dụng hiệu suất lớn
Theo cấu trúc ; ưu điểm yếu kém hay tính năng khác nhau người ta sẽ bán dòng máy biến áp cao thế, hạ thế hay những loại máy biến áp tự ngẫu, biến thế xung, cách ly tín hiệu chống giật hoặc biến áp dầu, biến áp khô … .. Và chúng đều hoạt động giải trí dựa trên một nguyên tắc nhất định
Cấu tạo máy biến áp 1 pha
Máy biến thế một pha nó được tạo nên từ 2 thành phần chính
- Lõi thép
- Cuộn dây quấn
- + 1 phần phụ là lớp vỏ bọc bên ngoài
Lõi thép máy biến áp
Phần lõi thép máy biến áp ( dân kỹ thuật thường gọi là fe biến áp ) được tập kết từ các lá thép mỏng dạng kim loại có phủ một lớp cách điện trên từng lá thép và tạo thành một khổi lớn như hình. Mục đích chính của phần lõi thép dùng để chắn từ trường cho máy
Dây cuốn máy biến áp
Dây cuốn được phong cách thiết kế bằng đồng phủ lớp cách điện mỏng mảnh. Trên một máy biến áp ta có 2 loại dây cuốn sơ cấp và thứ cấp. Mục đích tích hợp dây quấn nhằm mục đích tăng thế hoặc hạ thế dòng điện áp
Cách xác định cuộn sơ cấp và thứ cấp máy biến áp
Việc xác lập 2 cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp khá đơn thuần. Ta chỉ cần chú ý thường thì cuộn dây thứ cấp sẽ được nối sẵn với phụ tải
Dây còn lại là dây thứ cấp. Đây là nơi đảm nhiệm dòng điện áp input nguồn vào .
Lưu ý : Khi tất cả chúng ta muốn tạo một máy biến áp dạng tự chế thì khi cuốn 2 cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. Chúng ta không được cho 2 dây này nối tiếp thành một mạch với nhau
Nguyên lý làm việc của maáy biến áp 1 pha
Một điều tất yếu ! Chính tổng thể những loại máy biến áp có trên thị trường lúc bấy giờ đều hoạt động giải trí dựa trên nguyên tắc của định luật faraday về cảm ứng điện từ trường
Như hình khi ta cấp vào một dòng điện áp xoay chiều Vp ( Đây là ký hiệu riêng mình thường dùng ; những bạn hoàn toàn có thể sử dụng ký hiệu khác tùy ý ) vào cuộn dây sơ cấp. Thì lập tức sẽ Open dòng điện Ip chạy tuần hoàn trên cuộn dây này. Trong quy trình vận động và di chuyển thì Ip sẽ vô tình tạo ra một từ thông Φ
Và thằng từ thông Φ ( Phần gạch từng đoạn tạo thành ô vuông trên hình ) sẽ sẽ là điểm nối giữa 2 cuộn dây sơ và thứ cấp ; biến thiên tạo ra dòng điện Vs chạy trên dây thứ cấp ; và output ra 1 điện áp mới Is. Tất nhiên ; trong trường hợp này dây thứ cấp vẫn nối cố định và thắt chặt với phụ tải
Kết luận: Mặc dù nguyên lý khá vòng vong. Nhưng chúng ta hiểu ngắn gọn như thế này: Khi cấp dòng xoay chiều AC vào cuộn sơ cấp sẽ sản sinh ra một dòng điện áp mới tại cuộn thứ cấp
Và dòng từ thông Φ chạy qua một mạch điện phụ thuộc vào dòng điện của mạch điện đó
Cấu tạo của máy biến áp 3 pha
Dòng máy biến áp 3 pha có 2 loại : 3 pha 2 cuộn dây hoặc 3 pha 3 cuộn dây
Đối với máy biến áp 3 pha thì cấu trúc cũng là lõi thép ; và cuộn dây như những dòng biến áp 1 pha. Hấn chỉ khác máy biến áp 3 pha sẽ có tới 3 cuộn dây. Trong khi 1 pha chỉ có 1 cuộn dây
Phần lõi thép thì được cấu trúc gồm 3 lõi như hình. Và phần dây cuốn thay vì ở biến áp 3 pha chỉ có 1 trụ dây. Ở biến áp 3 pha sẽ có 3 trụ dây cuốn
Quy trình cuốn dây như sau :
Đầu tiên bọc 1 lớp cách điện quanh 3 trụ cuốn sau đó cuốn lớp cuộn dây sơ cấp vào .
Tiếp theo ; bọc 1 một lớp cách điện thứ 2 và cuốn cuộn dây thứ cấp .
Cuối cùng tạo lớp cách điện thứ 3 + Lớp vỏ bằng inox hoặc nhôm bọc lớp cách điện bảo vệ bên ngoài
Nguyên lý làm việc của biến áp 3 pha
sơ đồ nguyên tắc hoạt động giải trí của dòng máy biến thế 3 pha cũng gần giống như dòng 1 pha. Cũng dựa trên tư tưởng hạ áp hoặc tăng áp 3 pha
Ví dụ như hình trên ta thấy máy biến áp 3 pha với input đầu vào 380V. Và output đầu ra được những dòng 200 v – 220 v. Tùy vào người sử dụng hiệu chuẩn muốn nó ra bao nhiêu
Cách nhìn máy biến áp biết CB tổng bao nhiêu
Công thức những bạn học khá ok. Nhưng để mà nhìn một máy biến áp mà đoán ra ngay dòng CB tổng là bao nhiêu nếu theo công thức tính máy móc là không hề
Với kinh nghiệm tay nghề phong cách thiết kế máy biến áp và một vài năm thao tác tại những trạm điện. Tôi rút ra cho bạn đọc một công thức riêng giúp bạn đọc thống kê giám sát nhanh CB tổng
Và tôi đã so sánh kết quá với công thức nhiều lần. Kết quả nó ra đúng mực đến 99,9 % vận dụng cho cả máy biến áp 3 pha hoặc 1 pha
Công thức tính CB tổng máy biến áp
S = I / 1,5 => I = S * 1,5
Và tôi chắc chắn ! -> ” Không một công thức nào chuẩn và nhanh như công thức trên “
Tại những trạm truyền tải điện năng trải qua máy biến áp ; hoặc tại những tòa nhà khi nhìn vào ta hoàn toàn có thể biết ngay CB tổng của nó là bao nhiêu ?
Ví dụ :
Máy biến áp 3 KVA => CB tổng = 3000 VA * 1,5 = 4500
Hoặc máy biến áp cách ly 1 kva => CB tổng = 1500
Cách tính công suất máy biến áp 3 pha
Dưới đây là công thức tính công xuất máy biến áp 3 pha :
P. = √ 3 u1. i1. cosφ
Trong đó theo chuẩn nhà nước thì đường dây điện 3 pha sẽ có cosφ mặc định = 0,8
- u1 là điện áp dây
- P. là hiệu suất máy biến áp
- i1 là dòng điện
Phía trên chỉ là công thức tính máy biến áp tất cả chúng ta học ở vật lý 12
Và theo kinh nghiệm tay nghề sẵn có tôi hoàn toàn có thể mặc định dòng điện I tải = 2 A trong trường hợp tải lớn nhất
Nếu trong trường hợp I tải lớn nhất ta có:
Công thức I CB tổng = P * I tải ( Công thức tính dùng cho máy biến áp 1 pha hoặc 3 pha đều được )
Nếu trường hợp không phải là động cơ và công suất giả sử 100 Kw thì => I CB tổng = 100 *2 = 200 A
Và từ đó ta cũng tính được máy biến áp bao nhiêu KVA bằng cách : S = I / 1,5 = 200 / 1,5 = 0,133 KVA
” Đây là công thức nhanh thể hiện cách làm việc chuyên nghiệp + Khôn ngoan nếu bạn là một người bán hàng “
Công thức tính số vòng dây máy biến áp
Khi ta bàn về những công thức tính vòng dây để quấn vào máy biến áp giúp hạ thế hoặc tăng thế hoặc xung, cách lý thì có khá nhiều cách tính. Tuy nhiên ; tất cả chúng ta nên quan tâm đến 2 loại công thức thường dùng chuẩn nhất
Diện tích phần lõi thép máy biến áp
Ta lôi cục lõi thép ra và đo size xem nó rộng hoặc dài bao nhiêu. Cứ chỗ nào cuốn dây thì những bạn tính chiều dài và rộng chỗ đó
Sau khi tính được diện tích quy hoạnh của phần lõi dây quấn. Ta đi đến tính hiệu suất P. xem thử với diện tích quy hoạnh lõi thép đó đạt tối đa hiệu suất bao nhiêu W sau khi biến dòng điện ( Dòng điện biến thiên )
Công thức tính như sau :
P. = ( S / K ) 2 ( Bình phương )
Trong đó :
- P. là hiệu suất W cần tính
- S là diện tích quy hoạnh lõi thép
- Và K là một thông số mặc định 1,2
Ví dụ :
Lõi thép quấn dây có chiều dài 5 cm và rộng 3 cm ví dụ điển hình. ta sẽ > S = 3 * 5 = 12 cm2
Khi đó P = ( 12 / 1,2 ) 2 = 100 ( W )
Tính số vòng dây sơ cấp và thứ cấp quấn vào biến áp
Bước này khá đơn thuần. Bạn chỉ cần xác lập được mình phải quấn bao nhiêu vòng dây cho 1V là ok
Công thức được bộc lộ như sau :
N = K / S
Trong đó :
- N bộc lộ cho số vòng dây cuốn máy biến áp
- K là thông số thẩm thấu hay còn gọi là độ từ thẩm ( Tùy từng loại dây quấn mà ta có thông số thẩm thấu xê dịch từ 30-50 ). Trong đó ; lõi được xem là chuẩn và tốt nhất ta nên chọn độ thẩm thấu K tầm 30-35
- S là diện tích quy hoạnh lõi
-> Cũng ví dụ trên. Trong trường hợp này ta giả sử thông số thẩm thấu K = 36 => N = 36 / 12 = 3
Vậy trong ví dụ trên cứ quấn 3 vòng dây trên lõi thép thì ta sẽ được 1V
Ví dụ cách tính số vòng dây quấn máy biến áp
Máy biến áp bạn cần input đầu vào 110V và output 24V thì trong ví dụ trên bạn sẽ lấy 110V * 3 = 330 vòng dây Và lấy 24V * 3 = 72 Vòng .
Kết luận : Số vòng dây sơ cấp cần quấn là 330 vòng và số vòng dây thứ cấp cần quấn cho máy biến áp là 72 vòng
Hoặc hướng dẫn quấn máy biến áp đầu ra 12V cũng vậy. Với ví dụ trên : lấy 12 * 3 = 36 vòng quấn dây thứ cấp
Tỷ số vòng tổ nối dây dây quấn vào máy biến áp ta hoàn toàn có thể đổi khác tùy ý chỉ cấn xác lập input nguồn vào và output đầu ra của dòng máy này
Tính cường độ dòng điện I chạy qua cuộn dây
Công thức tính như sau :
I = P. / U
Trong đó :
- I là cường độ dòng điện
- P. là hiệu suất W
- U là điện áp input hoặc output
Cũng ví dụ trên ta có : P = 100 W và U nguồn vào 110V / U đầu ra 24V
=> I nguồn vào = 100 / 110 = 0,91 A
=> I đầu ra = 4,2 A
Tính đường kính dây đồng quấn máy biến áp Φ bao nhiêu ?
Ta có công thức :
Φ = 0,72 √ I ( Căn bậc 2 của I )
Trong đó :
Φ là đường kính dây dẫn
I là cường độ dòng điện đầu vào input và đầu ra output
Theo công thức và ví dụ trên ta có :
Φ đầu vào = 0,72 √ 0,91
Φ đầu ra = 0,72 √ 4,2
Từ ví dụ trên ta thấy điểm mấu chốt quyết định hành động chính là diện tích quy hoạnh lõi thép tất cả chúng ta quấn dây vào ; vì nó tương quan đến đường kính và số vòng dây cần quấn. Chính thế cho nên ta phải đo chuẩn chiều dài và chiều rộng của lõi thép. Đây cũng chính là cách quấn dây máy biến áp tăng áp hoặc hạ áp chuẩn xác nhất
ở bài san sẻ tiếp theo mình sẽ hướng dẫn những bạn cách truyền tải điện từ một trạm điện điện năng được truyền tải đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha hoặc 3 pha ; và sơ đồ cách đấu dây cho máy biến áp 3 pha
Tiếp bài máy biến áp là gì ? Mời bạn đọc tham khảo thêm:
