Điện áp hiện tại 220 volt trong mạng điện ở dạng mà nó đi vào căn hộ là không phù hợp với hoạt động của hầu hết các thiết bị điện tử. Để chuyển đổi nó thành một loại thuận tiện để cung cấp năng lượng cho các thiết bị gia dụng, cần có các bộ chuyển đổi đặc biệt gọi là máy biến áp. Với sự giúp đỡ của họ, có thể hạ giá trị của điện áp cung cấp xuống giá trị mong muốn, và sau đó làm thẳng nó.
Tổng quan về máy biến áp
Là bộ chuyển đổi, các thiết bị này theo truyền thống được sử dụng để mang đến một dạng năng lượng chấp nhận được gửi qua đường dây cao thế. Để "chuyển" đến khoảng cách lớn, chỉ có điện áp cực cao là phù hợp mà tại đó dòng điện có thể có giá trị chấp nhận được.
Nếu bạn cố gắng truyền năng lượng ít nhất một trăm km dưới dạng điện áp thông thường là 380 volt, một dòng điện hàng triệu ampe sẽ được yêu cầu để cung cấp năng lượng cần thiết cho người tiêu dùng.
Đối với sự tiêu tan của nó, một dây về độ dày của cơ thể con người là cần thiết, điều này thực tế là không thể thực hiện được. Do đó, về phía bên phát điện, với sự trợ giúp của một máy biến áp (bước lên) khác, giá trị của nó tăng lên 110 kV. Trong hình thức này, không thể sử dụng phân phối điện trong các tòa nhà dân cư và cơ sở sản xuất. Do đó, sau khi giao hàng qua chất nổ trong các trạm phân phối, 110 kV được giảm xuống còn 10 (6) kV.
Từ đây, họ đi đến các trạm biến áp của huyện, nơi trong máy biến áp bước xuống địa phương, họ nhận được mẫu cuối cùng 380 (220) Volts. Với các giá trị tiềm năng như vậy, năng lượng có thể dễ dàng được vận chuyển qua cáp ngầm hoặc dây trên không SIP đến người tiêu dùng cuối cùng. Do đó, máy biến áp một pha đóng vai trò lớn trong cuộc sống của con người.
Mục đích và thiết bị
Bất kỳ máy biến áp một pha 220 Volt là một thiết bị điện chỉ hoạt động trong các mạch điện xoay chiều. Với sự giúp đỡ của nó, điện áp đầu vào được chuyển đổi thành giá trị mong muốn (thường xuyên nhất là giảm). Trong trường hợp này, dòng điện rút ra từ cuộn dây thứ cấp tăng lên, vì năng lượng được truyền gần như không mất. Theo đó, mục đích chính của thiết bị này là để có được điện áp cần thiết để giải quyết các vấn đề, và sau đó sử dụng nó cho các mục đích cụ thể.
Làm quen với thiết kế của máy biến áp, bao gồm các yếu tố chính sau đây, sẽ giúp tạo nên một bức tranh hoàn chỉnh hơn:
- lõi làm bằng vật liệu sắt từ;
- cuộn sơ cấp và thứ cấp đặt trên khung cách điện;
- vỏ bảo vệ (yếu tố này không có trong một số mô hình).
Trong một số mẫu, thay vì ferromagnets, thép điện hoặc permalloy được sử dụng. Việc lựa chọn một loại vật liệu cốt lõi cụ thể phụ thuộc vào khu vực sử dụng của chính sản phẩm.
Nguyên tắc hoạt động
Nguyên lý hoạt động của máy biến áp một pha dựa trên định luật, theo đó điện trường xoay chiều tác động trong cuộn dây tạo ra EMF trong một dây dẫn đặt gần đó. Hiện tượng này được gọi là định luật cảm ứng điện từ của Faraday, người đầu tiên phát hiện ra hiệu ứng thú vị này. Để chứng minh điều đó, nhà khoa học đã phát triển toàn bộ lý thuyết hình thành nên cơ sở hoạt động của hầu hết các thiết bị điện và lắp ráp hiện đại.
Quy định chính của nó:
- khi một dòng điện chạy qua một cuộn dây, một từ thông được hình thành xung quanh nó, thu giữ tất cả các vòng quay tương tự nằm gần đó;
- dưới ảnh hưởng của dòng chảy này, EMF được tạo ra trong chúng, trùng khớp dưới dạng thay đổi với trường ban đầu;
- với sự hiện diện của ferromagnet trong đó, hiệu ứng của hiệu ứng này được tăng cường.
Tất cả những nguyên tắc này là cơ sở cho hoạt động của một sản phẩm máy biến áp hiện đại. Khi được kết nối với cuộn dây thứ cấp của tải, mạch làm việc sẽ đóng lại và năng lượng được truyền gần như không mất cho người tiêu dùng.
Chế độ hoạt động
Giống như bất kỳ thiết bị chuyển đổi nào, máy biến áp có hai chế độ hoạt động:
- cái gọi là "tốc độ không tải";
- chế độ tải.
Khi chạy không tải, thiết bị hoạt động không tải và tiêu thụ tối thiểu năng lượng tiêu tán chỉ trong cuộn dây sơ cấp. Dòng điện trong nó cũng rất nhỏ và thường không vượt quá 3-10% giá trị quan sát được với tải được kết nối. Trong trường hợp thứ hai, một dòng điện bắt đầu chạy trong các vòng của cuộn thứ cấp, giá trị của nó tỷ lệ nghịch với số vòng trong cuộn dây.
Trong một máy biến áp bước xuống, điện áp trong nó thấp hơn, và dòng điện là nhiều hơn. Trong chế độ này, năng lượng được chuyển đến tải có tính đến sự tản nhiệt trong lõi máy biến áp.
thông số chính
Khi xem xét các tham số của bộ biến đổi điện áp và dòng điện, điều quan trọng cần lưu ý là hệ số biến đổi k, được xác định là I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Ở đây w2 và w1 lần lượt là số vòng trong cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp. Ngoài ra, các đặc điểm của nó, chẳng hạn như kích thước của cửa sổ lõi trong đó các cuộn dây được đặt, được tính đến.
Một tham số khác đặc trưng cho tính chất truyền của máy biến áp cuộn dây một pha trong điện áp là cùng hệ số biến đổi k, giá trị của thiết bị bước xuống nhỏ hơn 1. Và ngược lại, nếu k> 1, sản phẩm này là máy biến áp tăng cường. Trong trường hợp không có tổn thất trong các dây của cuộn dây và phân tán dòng chảy, chỉ số này rất đơn giản để tính toán. Đối với điều này, thuận tiện nhất là sử dụng thuật toán tính toán đơn giản: k = U2 / U1. Nếu có một vài cuộn dây thứ cấp, tham số được chỉ định phải được xác định riêng cho từng cuộn dây.
Các loại máy biến áp và ứng dụng của chúng
Theo các tính năng thiết kế của lõi, các mẫu máy biến áp một pha nổi tiếng được chia thành các sản phẩm que, vòng và áo giáp. Theo hình dạng của mạch từ được sử dụng trong chúng, chúng có thể là:
- Hình chữ W;
- Hình xuyến;
- Hình chữ U.
Mỗi hình thức này phù hợp cho các mục đích nhất định liên quan đến nhu cầu có được các đặc tính truyền dẫn cụ thể.
Các máy biến áp ghép từ (MS) lớn nhất có thể đạt được được chia thành các sản phẩm có tương tác mạnh, trung bình và yếu. Những đặc điểm này phần lớn phụ thuộc vào thiết kế của chính sản phẩm và loại lõi của nó.
Một máy biến áp một pha đang có nhu cầu ở những khu vực cần phối hợp hai mạch điện với sự cách ly điện của từng mạch.
Vận hành sản phẩm
Khi vận hành các thiết bị chuyển đổi một pha, người ta đặc biệt chú ý đến việc xử lý an toàn cho chúng, điều này được giải thích bằng điện áp cao có trên cuộn dây sơ cấp. Điều quan trọng là phải xem xét các điểm sau đây liên quan đến việc lắp đặt và đưa máy biến áp vào các mạch điện:
- để tránh sự cố cuộn dây (kiệt sức), các mạch thứ cấp cần được bảo vệ khỏi ngắn mạch;
- Điều quan trọng là phải theo dõi các điều kiện nhiệt của lõi và cuộn dây và, nếu cần, cung cấp cho việc làm mát của chúng.
Chăm sóc cho một máy biến áp một pha được giảm xuống theo quy trình tiêu chuẩn, được quy định bởi các quy định của tiêu chuẩn hiện hành.
