CẤU TẠO CỦA BIẾN ÁP VÀ CÁCH LỰA CHỌN

1. Định nghĩa biến áp

Biến áp là thiết bị gồm hai hay nhiều cuộn dây ghép hỗ cảm với nhau để biến đổi điện áp. Cuộn dây đấu vào nguồn điện gọi là cuộn sơ cấp, các cuộn dây khác đấu vào tải gọi là cuộn thứ cấp.

Nguyên lý hoạt động của biến áp

  • Hoạt động dựa theo nguyên lý cảm ứng điện tử.
  • Hệ số tự cảm của cuộn sơ cấp, thứ cấp

Khi dòng điện I1. biến thiên tạo ra từ thông biến thiên, từ thông này liên kết sang cuộn so cấp và tạo ra điện áp cảm ứng eL trên cuộn thứ cấp theo hệ số tỉ lệ gọi là hệ số hỗ cảm M. Luọng từ thông hên kết giữa cuộn so cấp sang cuộn thứ cấp đuọc đánh giá bằng hệ số ghép biến áp

2. Các tham số kỹ thuật của biến áp

  • Hệ số ghép biến áp K
  • Điện áp cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp
  • Dòng điện sơ cấp và dòng điện thứ cấp
  • Hiệu suất của biến áp

a. hệ số ghép biến áp K

  • M – hệ số hỗ cảm của biến áp
  • L, và L2 – hệ số tự cảm của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp tuơng ứng.
  • Khi K = 1 là truờng hợp ghép lý tuởng, khi đó toàn bộ số từ thông sinh ra do cuộn sơ cấp đuợc đi qua cuộn thứ cấp và nguợc lại.
  • Trên thực tế sử dụng, khi K ≈ 1 gọi là hai cuộn ghép chặt
  • khi K << 1 gọi là hai cuộn ghép lỏng

b.Điện áp cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp

Điện áp cảm ứng ở cuộn sơ cấp và thứ cấp quan hệ với nhau theo tỉ số:

  • N1 = N2 thì        U1 = U2 ta có biến áp   1 : 1
  • N2 > N1 thì        U2 > U1 ta có biến áp   tăng áp
  • N2 < N1 thì        U2 < U1 ta có biến áp   hạ áp

c.Dòng điện sơ cấp và dòng điện thứ cấp

Quan hệ giữa dòng điện ở cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp theo tỉ số:

d.Hiệu suất của biến áp

Các biến áp thực tế đều có tổn thất, do đó để đánh giá chất luợng dùng thông số hiệu suất của biến áp. Hiệu suất của biến áp là tỉ số giữa công suât ra và công suât vào tính theo %:

Trong đó

  • P1 – công suất đua vào cuộn sơ cấp
  • P2 – công suất thu đuợc ở cuộn thứ cấp
  • Ptổn thất – công suất điện mất mát do tổn thất của lõi và tổn thất của dây cuốn.

Muốn giảm tổn hao năng luợng trong lõi sắt từ, dây đồng và từ thông rò nguời ta dùng loại lõi làm từ các lá sắt từ mỏng, có quét sơn cách điện, dùng dây đông có tiêt diện lớn và ghép chặt.

3. Ký hiệu biến áp

4.  Phân loại và ứng dụng

  • ứng dụng để biến đổi điện áp xoay chiều.
  • Dùng để cách ly giữa mạch các mạch điện, dùng loại biến áp có hai cuộn dây so cấp và thứ cấp cách điện với nhau.
  • Biến đổi biến đổi tổng trở, dùng biến áp ghép chặt
  • Biến áp cao tần dùng để truyền tín hiệu có chọn lọc, dùng loại ghép lỏng.

-Tuỳ theo ứng dụng cụ thể mà biến áp có những yêu cầu khác nhau và thường được phân loại theo ứng dụng:

+ Biến áp cộng hưởng : Đây là biến áp trung tần hoặc cao tần có lõi không khí hoặc sắt bụi hoặc ferit, ghép lỏng và có một tụ điện mắc ở cuộn so cấp hoặc cuộn thứ cấp để tạo cộng huởng đon. Thông thuờng tần số cộng huởng đuọc thay đổi bằng cách điều chỉnh vị trí của lõi…

Biến áp cấp điện (biến áp nguồn) : Là biến áp làm việc với tần số 50 Hz, 60 Hz. Biên áp nguôn có nhiệm vụ là biên đôi điện áp vào thành điện áp và dòng điện ra theo yêu cầu và ngăn cách thiết bị khỏi khỏi nguôn điện. Các yêu câu chính:

  • Điện cảm cuộn so cấp cao để giảm dòng điện không tải xuống giá trị nhỏ nhất.
  • Hệ số ghép K cao để điện áp thứ cấp ít sụt khi có tải.
  • Tổn thất trong lõi càng thấp càng tốt (chọn vật liệu lõi và bề dày lá thép thích họp).
  • Kích thuớc biến áp càng nhỏ càng tốt.
  • Kết cấu bên ngoài có thể dùng: Loại hở có tẩm (giá thành thấp), Loại bọc kín có tẩm (bảo vệ co học tốt), Loại hàn kín, đổ dầu (thích họp với khí hậu nhiệt đới, dễ sửa chữa) Loại đổ khuôn nhựa (thích họp với khí hậu nhiệt đới, không sửa chữa được)

+ Biến áp âm tần : là biến áp đuọc thiết kế đế làm việc ở dải tần số âm thanh khoảng từ 20 Hz đến 20000 Hz, yêu cầu biến đổi điện áp không đuọc gây méo dạng sóng trong cả dải tần số âm thanh, dùng để ngăn cách điện một chiêu trong mạch này với mạch khác, đê biên đôi tông trở, để đảo pha, V.V..

  • Biến áp âm tần phải làm việc trên dải tần số âm thanh khá rộng và phải đáp ứng nhiều mục đích khác nhau nên yêu cầu cao hơn biến áp cấp điện.

+ Biến áp xung : Biến áp xung có hai loại: loại tín hiệu và loại công suất.

  • Biến áp xung có yêu cầu về dải thông tần khắt khe hon so với biến áp âm tần. Để hoạt động tốt ở cả tần số thấp và ở tần số cao (suờn xung), biến áp xung cần phải có điện cảm so cấp lớn, đồng thời điện cảm rò nhỏ và điện dung giữa các cuộn dây nhỏ.

– Để khắc phục các yêu cầu đối kháng này vật liệu lõi cần có độ từ thẩm cao và kết cấu hình học của cuộn dây thích họp. Vật liệu lõi của biến áp xung được chọn tùy thuộc vào dải tân hoạt động có thê là săt từ hoặc ferit.

5. Hình ảnh một số loại biến áp

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *