Máy biến áp tự ngẫu là một thiết bị quan trọng và được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực điện năng. Tuy nhiên không phải ai cũng nắm rõ về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị này. Cùng Hansinco tìm hiểu chi tiết về biến áp tự ngẫu là gì cũng như ưu nhược điểm của nó qua bài viết sau.
Máy biến áp tự ngẫu là gì?
Máy biến áp tự ngẫu (Automatic transformer) là thiết bị điện chỉ có một cuộn dây, thực hiện nhiệm vụ biến đổi điện áp dòng điện xoay chiều bằng cách tăng thế hoặc hạ thế. Đầu vào của máy biến áp tự ngẫu là nguồn điện lưới (hoặc nguồn điện cần tăng áp, hạ áp) và đầu ra cho 1 hiệu điện thế tương ứng với nhu cầu sử dụng mà vẫn giữ nguyên tần số của nó.
Ký hiệu máy biến áp tự ngẫu: Nguồn chung 0V.
Cấu tạo của biến áp tự ngẫu
Máy biến áp tự ngẫu có cấu tạo khá đơn giản gồm cuộn dây, lõi thép và vỏ máy.
- Cuộn dây: Được chế tạo bằng đồng hoặc nhôm bên ngoài có bọc cách điện.
- Lõi thép: Lõi của máy biến áp tự ngẫu được chế tạo từ nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau. Thường được chế tạo bằng vật liệu dẫn từ tốt.
- Vỏ máy: Được làm từ nhựa, gỗ, thép, gang hoặc tôn mỏng với mục đích bảo vệ các phần tử của máy biến áp ở bên trong.
Sơ đồ máy biến áp tự ngẫu
Dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường và khi từ trường biến thiên từ thông trong cuộn dây sẽ sinh ra một hiệu điện thế cảm ứng. Trong nhiều trường hợp, sự chênh lệch điện áp giữa các lưới điện sơ cấp và thứ cấp là không quá lớn, khiến việc dùng máy biến áp hai dây quấn trở nên kém hiệu quả về chi phí sản xuất và vận hành. Để tối ưu, người ta thường sử dụng loại máy biến áp tự ngẫu thay thế.
Nguyên lý làm việc của máy biến áp tự ngẫu
Máy biến áp tự ngẫu hoạt động dựa trên định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi dòng điện sơ cấp chạy qua cuộn dây quấn quanh lõi thép, nó tạo ra từ trường (từ thông). Từ trường này sẽ biến thiên trong lõi sắt, sau đó sinh ra một hiệu điện thế trong cuộn dây thứ cấp. Nói cách khác, sự thay đổi của từ thông trong cuộn dây sẽ tạo ra một hiệu điện thế cảm ứng trong mạch thứ cấp.
Máy biến áp chính là một ứng dụng điển hình của hiện tượng cảm ứng điện từ. Bằng cách điều chỉnh số vòng dây giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp, chúng ta có thể thay đổi hiệu điện thế của dòng điện thứ cấp. Tỷ lệ số vòng dây giữa 2 cuộn sẽ quyết định chức năng của máy biến áp làm tăng hay hạ điện áp tùy vào nhu cầu sử dụng.
Ưu nhược điểm của máy biến áp tự ngẫu
Máy biến áp tự ngẫu được sử dụng rộng rãi trong đời sống bởi sở hữu những điểm nổi bật sau đây.
Ưu điểm
Một số ưu điểm của máy biến áp tự ngẫu:
- Máy biến áp tự ngẫu hoạt động thường ít bị tụt áp hơn.
- Nhờ tỷ số biến áp thấp, máy biến áp tự ngẫu có kích thước nhỏ gọn hơn so với máy biến áp cách ly và thường chỉ bằng 1 nửa.
- Giá thành của các loại biến áp tự ngẫu khá rẻ, phù hợp với nhu cầu sử dụng của đại đa số hộ gia đình ở Việt Nam.
- Dễ dàng chuyển đổi hiệu điện thế đúng theo giá trị người dùng mong muốn.
- Mức tiêu hao thuần trở và tổn thất lõi rất thấp. Biến áp tự ngẫu có hiệu năng hoạt động tối ưu nhằm đảm bảo sự ổn định cho mạng lưới điện nội bộ.
- Tính chất của điện không thay đổi là biến áp tăng áp hay hạ áp.
- Biến áp tự ngẫu có thể dùng được cho tất cả các thiết bị điện dân dụng và công nghiệp.
Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm nổi bật thì biến áp tự ngẫu còn tồn tại một số nhược điểm như:
- Chỉ có thể thay đổi điện áp đầu ra như tăng hay giảm.
- Không có khả năng chống giật.
- Nguồn điện sơ cấp bị nhiễu thì thứ cấp cũng sẽ bị nhiễu theo.
- Không triệt tiêu được nguồn sóng hài, sóng xung, nhiễu sóng Radio do thiết bị khác gây ra trong cùng lưới điện.
So sánh biến áp cách ly và biến áp tự ngẫu
Cả máy biến áp cách ly và biến áp tự ngẫu đều thực hiện chức năng chuyển đổi điện áp từ mức này qua mức khác. Tuy nhiên, chúng có những đặc điểm khác biệt rõ ràng mà chúng ta có thể nhận biết như sau:
| Tiêu chí | Biến áp tự ngẫu | Biến áp cách ly |
| Ký hiệu | Nguồn chung 0V | Ioslating/ Isolation |
| Số lượng cuộn dây | Chỉ có 1 cuộn dây chung duy nhất cho cả sơ cấp và thứ cấp | 2 cuộn dây riêng biệt hoàn toàn (sơ cấp và thứ cấp) |
| Đồng hồ đo | 2 điện áp đầu ra, vào thông mạch | 2 điện áp đầu ra, vào không thông mạch |
| Kích thước | Nhỏ gọn hơn vì chỉ có 1 cuộn dây | Lớn hơn do có 2 cuộn dây riêng biệt |
Ứng dụng của biến áp tự ngẫu
Một số ứng dụng phổ biến của máy biến áp tự ngẫu có thể kể đến như:
- Máy biến áp tự ngẫu loại nhỏ được sử dụng chủ yếu làm nguồn điện cho các thiết bị gia dụng.
- Máy biến áp tự ngẫu 1 pha dùng trong phòng thí nghiệm.
- Máy biến áp tự ngẫu 3 pha cỡ lớn và vừa được sử dụng làm máy biến áp liên lạc giữa các cấp điện áp liền kề.
- Trong một số trường hợp, máy biến áp tự ngẫu thích hợp để thay thế cho máy biến áp 3 pha cuộn dây.
- Có thể dùng biến áp tự ngẫu để tăng điện áp phân phối.
- Sử dụng động cơ đồng bộ và cảm ứng
- Có thể sử dụng để chỉnh điện áp trong phòng thí nghiệm và nhiều nơi khác.
Một số máy biến áp tự ngẫu phổ biến
Biến áp tự ngẫu có nhiều loại và mỗi loại đều có công dụng, mục đích riêng. Để lựa chọn đúng máy biến áp phù hợp, bạn hãy tham khảo các dòng sau:
Biến áp khô tự ngẫu – 15KVA
Ngoài ra, sở hữu hệ thống hiển thị thông minh bằng đồng hồ giúp người dùng dễ dàng quan sát, theo dõi và điều chỉnh khi cần thiết.
Thông số kỹ thuật
- Mã SP: TRANFORMER3P
- D x W x H (cm): 38 X 37 X 46
- Điện áp vào: 3 FA 4 dây 380V (hoặc vào 220V ra 380V)
- Điện áp ra: 3 FA 4 dây 220V, 200V
- Tần số: 50Hz / 60Hz
- Hiệu suất: >98%
- Trọng lượng: 52kg ± 5%
- Vận chuyển: Toàn quốc
- Bảo hành: Bảo hành 3 năm
Biến áp khô tự ngẫu – 25KVA
Thiết bị này dùng để chuyển đổi điện áp từ 380V 3 pha sang 200V/220V 3 pha, phục vụ cho các thiết bị công nghiệp hoạt động với điện áp tiêu chuẩn của Nhật Bản, Đài Loan, Mỹ và một số yêu cầu đặc biệt khác.
Biến áp khô tự ngẫu – 25KVA hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, giúp làm ổn điện áp và mang lại hiệu suất làm việc cao.
Thông số kỹ thuật
- Mã SP: TRANFORMER3P
- D x W x H (cm): 51 X 51 X 59
- Điện áp vào: 3 FA 4 dây 380V (hoặc vào 220V ra 380V)
- Điện áp ra: 3 FA 4 dây 220V, 200V
- Tần số: 50/60Hz và có hệ thống bảo vệ dòng
- Vận chuyển: Toàn quốc
- Bảo hành: Bảo hành 3 năm
Biến áp tự ngẫu 3 pha 50KVA
Biến áp tự ngẫu 50KVA của Hansinco được thiết kế với nhiều tính năng nhằm đáp ứng cho cả các hệ thống điện công nghiệp và dân dụng.
Các tính năng gồm:
- Điều chỉnh điện áp linh hoạt: Máy có khả năng điều chỉnh điện áp từ 380V xuống 220V/200V, đáp ứng nhu cầu sử dụng thiết bị điện của doanh nghiệp, đồng thời phù hợp với những doanh nghiệp sử dụng máy móc nhập khẩu từ Nhật Bản và Mỹ.
- Hiệu suất cao, tiết kiệm điện năng: Máy biến áp Hansinco 50kVA trang bị cuộn dây quấn bằng đồng 100% cho hiệu suất hoạt động cao lên tới 98%, từ đó giúp người sử dụng tiết kiệm điện năng hơn so với các dòng sản phẩm cùng loại.
Thông số kỹ thuật
- Mã sản phẩm: TRANFORMER3P
- Điện áp vào: 3 pha 380V
- Điện áp ra: 3 pha 200V – 220V ± 2% ~ 3%
- Kích thước : 56cm x 56cm x 68cm
- Trọng lượng: 146 kg
- Tần số hoạt động: 50Hz – 60Hz
- Bảo vệ quá tải, chập tải, ngắn mạch: Sử dụng aptomat
- Dòng điện đầu vào: 60A
- Màu sắc: Sơn màu ghi sáng
- Nhiệt độ môi trường: -5°C đến + 50°C
Biến áp tự ngẫu LiOA 1500VA DN015 1P
Biến áp tự ngẫu 1500VA HA DN015 1P là sản phẩm được sản xuất tại Việt Nam, được thiết kế theo các tiêu chuẩn khắt khe của Nhật, Đài Loan và Hoa Kỳ. Ưu điểm nổi bật của loại máy biến áp tự ngẫu này là có độ bền cao, an toàn và độ chính xác cao, phù hợp để sử dụng cho các thiết bị có công suất tối đa 1500W. Sản phẩm này không chỉ đảm bảo hiệu suất ổn định mà còn mang lại sự yên tâm cho người dùng khi vận hành.
Thông số kỹ thuật
- Loại biến áp: Máy biến áp 1 pha
- Công suất: 1500VA
- Dải điện áp vào: 220V
- Điện áp ra: 110V, 120V
- Tần số: 49 – 62Hz
- Kích thước sản phẩm: Cao 12cm và đường kính 18cm
- Trọng lượng của sản phẩm: 4.6kg
- Bảo hành: 36 tháng.
Biến áp tự ngẫu LiOA 2000VA DN020 1P
Biến áp tự ngẫu 2000VA LiOA DN020 1P được thiết kế với kích thước gọn, tiết kiệm diện tích sử dụng và có trọng lượng thấp. Vì vậy, sản phẩm này rất phù hợp với hộ gia đình có dòng điện tương đối ổn định, sử dụng cho thiết bị có công suất tối đa 2000W, đồng thời có đèn LED để báo động trạng thái hoạt động bất ổn.
Thông số kỹ thuật
- Loại biến áp: Máy biến áp 1 pha
- Công suất: 2000VA
- Dải điện áp vào: 220V
- Điện áp ra: 110V, 120V
- Tần số: 49 – 62Hz
- Kích thước của sản phẩm: Cao 14.7cm và đường kính 18cm
- Trọng lượng sản phẩm: 5.4kg
- Bảo hành: 36 tháng.
Biến áp tự ngẫu 1500VA Robot AP15 RT1P1500
Loại biến áp tự ngẫu này có 2 cổng ra bao gồm:
- 1 cổng dùng trên sản phẩm điện tử của Nhật Bản và Đài Loan có dòng điện 100V.
- 1 cổng dành cho đồ điện của Hoa Kỳ sử dụng điện áp 120V.
Loại máy này có khả năng chống tải và liền mạch để các thiết bị hoạt động bền bỉ và tuổi thọ lâu dài hơn.
Thông số kỹ thuật
- Loại biến áp: Biến áp 1 pha
- Công suất: 1500VA
- Dải điện áp vào: 220V
- Điện áp ra: 110V, 120V
- Tần số: 50 – 60Hz
- Kích thước của sản phẩm: 18cm x 18cm x 12cm
- Bảo hành: 12 tháng
Biến áp tự ngẫu 2000VA Robot AP15 RT1P2000
Máy biến áp tự ngẫu 1 pha Robot AP15 RT1P2000 với công suất 2kVA phù hợp cho thiết bị điện có công suất trên 2000VA. Thiết kế của máy khá nhỏ gọn và đơn giản, gồm dây nguồn cắm vào dòng điện 220V và 2 ổ cắm điện áp 100V và 120V. Máy sử dụng lõi và dây nhôm nhằm đảm bảo điện áp luôn ổn định, từ đó bảo vệ an toàn cho các thiết bị điện khi sử dụng.
Thông số kỹ thuật
- Loại biến áp: Máy biến áp 1 pha
- Công suất: 2000VA
- Dải điện áp vào: 220V
- Điện áp ra: 110V, 120V
- Tần số: 50 – 60Hz
- Kích thước của sản phẩm: 18cm x 18cm x 12cm
- Bảo hành: 12 tháng.
Biến áp tự ngẫu 3000VA Robot AP15 UT1P3000
Máy biến áp tự ngẫu Robot AP15 UT1P3000 với công suất 3000VA được trang bị lõi mô tơ và cuộn dây nhôm nhằm đảm bảo hoạt động an toàn và bền bỉ. Khi kết nối với nguồn điện 220V, máy sẽ chuyển đổi nguồn điện áp 1 pha sang điện áp 100V – 120V để phù hợp hơn với các thiết bị nhập khẩu từ Nhật Bản và Đài Loan.
Máy còn được trang bị hệ thống chống quá tải nằm ở phía sau máy, nó sẽ tự động ngắt nguồn khi sử dụng vượt quá công suất. Để khắc phục, bạn chỉ cần ngắt hoặc tháo những thiết bị có công suất lớn hơn khả năng của máy, rồi tiếp tục sử dụng một cách an toàn.
Thông số kỹ thuật:
- Loại biến áp: Máy biến áp 1 pha
- Công suất: 3000VA
- Dải điện áp vào: 220V
- Điện áp ra: 100V, 120V
- Tần số: 50 – 60Hz
- Kích thước của sản phẩm: 27cm x 20cm x 18cm
- Bảo hành: 12 tháng.
Máy biến áp tự ngẫu dùng để làm gì?
Máy biến áp tự ngẫu dùng để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều bằng cách tăng thế hoặc hạ thế để phù hợp với yêu cầu của thiết bị điện.
Chúng thường được sử dụng trong một số trường hợp như:
- Chuyển đổi điện áp: Máy biến áp tự ngẫu giúp chuyển đổi điện áp từ mức cao xuống thấp và ngược lại như chuyển từ 220V sang 110V hay 120V để phù hợp sử dụng cho các thiết bị điện nhập khẩu từ Nhật Bản, Mỹ và Đài Loan.
- Ổn định điện áp: Máy biến áp tự ngẫu giúp duy trì điện áp ổn định cho các thiết bị điện, giảm thiểu hư hại do dao động điện áp.
- Ứng dụng trong hệ thống điện gia đình và công nghiệp nhỏ: Được sử dụng để phục vụ cho các thiết bị gia dụng, hệ thống điện gia đình và một số ứng dụng công nghiệp nhỏ.
Những thông tin về biến áp tự ngẫu là gì, ứng dụng và các mẫu biến áp phổ biến được giới thiệu trên đây đã giúp bạn có thêm sự lựa chọn cho mục đích sử dụng của mình. Có thể thấy, biến áp tự ngẫu là giải pháp vô cùng hiệu quả và tiết kiệm trong việc chuyển đổi và ổn định điện áp, đặc biệt phù hợp cho thiết bị điện gia dụng và công nghiệp nhỏ.
