MÁY ĐIỆN- MÁY BIẾN ÁP

1. Máy điện
Máy điện được dùng để sản xuất, truyền tài và sử dụng điện năng. Trong nhà máy điện người ta sử dụng máy phát điện để sản xuất điện năng từ cơ năng. Máy biến áp được dùng để truyền tải điện năng trong những mạng lưới có điện áp khác nhau. Động cơ điện sẽ chuyển đổi điện năng ở đầu vào thành cơ năng ở trục động cơ (Tổng quan).


2. Máy biến áp
Máy biến áp biến đổi điện năng thành điện năng nhưng thay đổi điện áp và cường độ dòng điện. Dựa vào công suất của biến áp người ta phân biệt: biến áp nhỏ và biến áp lớn (Bảng 1).


3. Máy biến áp một pha
Trên nguyên tắc, máy biến áp một pha (máy biến áp xoay chiều) gồm có hai cuộn dây quấn trên cùng một lõi bằng vật liệu có thể từ hóa. Lỗi thường được làm bằng các lá thép silic (Hình 1). Cuộn dây ở đầu vào nhận dòng điện xoay chiều và qua đó nhận năng lượng điện. Năng lượng này sẽ được chuyển vào trong lõi sắt qua từ thông xoay chiều. Vì từ thông thay đổi độ lớn và hướng cùng với tần số điện áp đầu vào nên nó cảm ứng một điện áp trong cuộn dây đầu ra.


Điện áp cảm ứng ở cuộn đầu ra có cùng tần số với điện áp đầu vào.
4. Điện áp không tải
Điện áp không tải là điện áp ờ đầu ra khi không kết nối tải tiêu thụ nào. ở những máy biến áp với công suất thiết kế trên 16 kVA người ta cho biết điện áp thiết kế (Hình 2). Điện áp cảm ứng được tính theo định luật cảm ứng . Với từ thông biến đổi theo dạng sin người ta tính được trị số đỉnh của điện áp.


Theo phương trình chính máy biến áp, ta nhận thấy điện áp không tải tỉ lệ thuận (tuyến tính) với số vòng dây.
Những lớp cách điện của lá thép làm cho phần tiết diện hữu ích của lỗi sắt nhỏ hơn tiết diện đo được của nó. Điều này được thể hiện bằng hệ số làm đầy của (lỗi) sắt fFe. Tùy theo loại cách điện của lá thép, hệ sổ fFe thay đổi từ 0,8 cho tới 0,95.


5. Tỉ số biến đổi 
Tỉ số biến đổi điện áp và tỉ số biến đổi dòng điện
Thí nghiệm: Quấn hai cuộn dây, cuộn 1 có số vòng gấp hai lần cuộn 2, thí dụ như 1200 vòng và 600 vòng vào chung một lỗi lá thép hình chữ u với thanh ngang. Gắn cuộn dây với số vòng n lớn hơn (1200 vòng) như cuộn dây đầu vào với một nguồn điện xoay chiều nhỏ thí dụ 40V. Hãy đo điện áp ở cuộn dây đầu ra (600 vòng).


Quan sát: Điện áp đầu ra chỉ bằng khoảng một nửa điện áp đầu vào.
Nếu cùng một từ thông đi qua cả cuộn đầu vào và cuộn đầu ra, ta nói hai cuộn được nối kết từ trường cố định với nhau (Hình 1). Trong công nghệ năng lượng chủ yếu dùng máy biến áp nối kết từ trường cố định (Hình 2).
Ở những máy biến áp lý tưởng (nối kết giữa cuộn đầu vào và cuộn đầu ra là 100%, tức không có tiêu hao), ta có:

Ở máy biến áp không tải, tỷ lệ điện áp ở hai đầu bằng tỷ lệ số vòng dây của hai cuộn.
Tỷ lệ của điện áp đầu vào so với điện áp đầu ra gọi là tỉ số biến đồi Ü.
Tỉ số biến đổi thiết kế của một máy biến áp là tỷ lệ của điện áp thiết kế cao so với điện áp thiết kế thấp của máy biến áp đó (tiêu chuẩn DIN VDE 0532).
ở một máy biến áp lý tưởng thì công suất đầu vào S-I lớn bằng công suất đầu ra s2


ở máy biến áp chịu tải, dòng điện trong các cuộn dày tỷ lệ nghịch với số vòng dây của mỗi cuộn.
Trong máy biến áp thực có tiêu hao, vì vậy dòng điện chỉ tỷ lệ nghịch gần đúng với số vòng dây của hai cuộn.
Tỉ số biến đổi điện trở


Trong kỹ thuật viễn thông, người ta dùng máy biến áp để thích nghi điện trở. Công suất tối đa được truyền tải khi điện trở trong của nguồn điện bằng với điện trở của tải tiêu thụ. Nếu điện trở của chúng khác nhau, người ta sẽ nối thêm một máy biến áp giữa chúng nhằm cho điện trở của chúng thích hợp với nhau.

Một máy biến áp truyền điện trờ theo bình phương tỉ số biến đổi.
 

Chia sẻ bài viết:

Bài viết liên quan