Ổn áp là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của ổn áp

Có bao giờ bạn thấy điện trong nhà chập chờn, lúc thì quá yếu, lúc lại quá mạnh, khiến các thiết bị điện hoạt động không ổn định? Điều này không chỉ làm giảm hiệu suất, mà còn gây hư hỏng cho các thiết bị. Giải pháp đơn giản và hiệu quả là sử dụng ổn áp. Vậy ổn áp là gì và nó hoạt động như thế nào để bảo vệ thiết bị của bạn? Hãy cùng tìm hiểu ngay!

Tìm hiểu về ổn áp là gì?

Ổn áp (Voltage Stabilizer) là thiết bị có chức năng duy trì nguồn điện ổn định, cung cấp điện năng cho các thiết bị điện. Thường có hai loại chính: ổn áp 1 pha (dành cho gia đình và văn phòng) và ổn áp 3 pha (dành cho khu công nghiệp).

Ngoài chức năng chính là ổn định điện áp, thiết bị còn được trang bị các tính năng bổ sung như bảo vệ quá dòng, quá áp, mạch trễ và mạch Autoreset giúp bảo vệ thiết bị và kéo dài tuổi thọ của chúng.

Cấu tạo máy ổn áp là gì?

Cấu tạo của ổn áp bao gồm 3 bộ phận chính:

• Biến áp xuyến: Đây là thành phần quan trọng nhất trong ổn áp, đóng vai trò quyết định chất lượng của thiết bị. Lõi thép của biến áp xuyến có dạng hình tròn được làm từ thép tổng hợp chống oxy hóa với độ từ tính cao giúp truyền dẫn từ thông hiệu quả. Lõi thép này được chế tạo từ thép kỹ thuật điện định hướng, có độ dày từ 0,15 đến 0,50 mm được quấn thành hình xuyến rồi ủ ở nhiệt độ phù hợp để định hướng từ trường về một chiều cố định. Sau khi bọc các lớp cách điện, dây đồng sẽ được quấn quanh lõi thép tạo thành biến áp tự ngẫu có mức điện áp nhất định, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa lõi thép và số vòng dây quấn.
• Hệ thống điều khiển: Gồm bo mạch điều khiển và hệ thống truyền động với các bánh răng, động cơ DC 12V và chổi than quét trên mặt biến áp xuyến. Bo mạch điều khiển dạng so sánh, nhận nguồn vào từ biến áp xuyến hoặc nguồn cách ly quấn trên biến áp. Khi điện áp đầu vào thay đổi, bo mạch điều khiển sẽ điều chỉnh tín hiệu 12VDC để động cơ DC quay chổi than, điều chỉnh điện áp trên biến áp xuyến.
• Vỏ máy và các thành phần phụ trợ: Bao gồm vỏ máy, đồng hồ báo điện áp và dòng điện, aptomat đóng cắt cùng các cọc đấu nối.

Nguyên lý hoạt động của ổn áp như thế nào

Nguyên lý hoạt động của ổn áp có thể khác nhau tùy vào từng loại thiết bị. Dưới đây là 5 nguyên lý hoạt động phổ biến của ổn áp hiện nay:

• Sử dụng biến áp và tụ điện.
• Sử dụng biến áp xung kết hợp với mạch điện tử.
• Sử dụng biến áp phối hợp với chuyển mạch rơ-le.
• Sử dụng biến áp bù kết hợp với biến áp xuyến (có chổi than hoặc linh kiện bán dẫn IGBT).
• Sử dụng biến áp xuyến phối hợp với chổi than để lấy điện áp đầu ra trực tiếp.

Để dễ hiểu hơn, chúng ta sẽ tìm hiểu nguyên lý hoạt động của ổn áp 3 Pha Hansinco:

Ổn áp 3 pha Hansinco hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ và được điều khiển bằng mô-tơ một chiều. Thiết kế của ổn áp theo kiểu hình xuyến cho phép điện áp được lấy từ các vòng dây đồng quấn, với phần tiết diện bị mài mòn là 1/6. Chổi than có nhiệm vụ trượt trên các vòng dây để lấy điện áp chính xác từ từng vòng.

Ổn áp có tác dụng gì? Công dụng của ổn áp

Ổn áp có vai trò quan trọng trong việc duy trì điện áp ổn định cho các thiết bị điện trong gia đình hoặc công nghiệp. Công dụng chính của ổn áp bao gồm:

• Ổn định và cải thiện điện áp nguồn: Trong nhiều khu vực hiện nay, tình trạng lưới điện không ổn định, với điện áp thường xuyên thay đổi, là vấn đề phổ biến. Ổn áp giúp duy trì điện áp ổn định và đáp ứng các dải điện áp khác nhau như 90V – 250V, 140V – 250V, hay 60V – 250V. Điều này tạo ra một hệ thống điện an toàn cho gia đình, công ty và nhà xưởng.
• Bảo vệ quá dòng: Ổn áp có khả năng tự ngắt điện khi xảy ra tình trạng quá tải hoặc đoản mạch nhờ vào chức năng Circuit Breaker (CB) qua đó giúp ngăn ngừa hiện tượng chập cháy và nguy cơ hỏa hoạn.
• Bảo vệ quá áp: Ổn áp cũng tự động cắt điện khi điện áp đầu ra vượt quá mức cho phép, bảo vệ các thiết bị điện. Sau khi sự cố quá áp được khắc phục, ổn áp sẽ tự động cấp lại điện.
• Chống sốc điện: Chức năng Auto-reset (hệ thống Delay) giúp ổn áp tự động đưa chổi than về vị trí an toàn khi mất điện. Khi có điện trở lại, ổn áp sẽ chờ khoảng 5 giây để ổn định trước khi cung cấp điện áp cho thiết bị.
• Nâng cao tuổi thọ thiết bị điện:  Với khả năng ổn định điện áp đầu vào, ổn áp giúp các thiết bị điện hoạt động ổn định hơn, từ đó nâng cao tuổi thọ của các thiết bị trong quá trình sử dụng.

Các bước chọn mua ổn áp phù hợp với mục đích sử dụng

Để chọn mua ổn áp phù hợp, bạn nên thực hiện đầy đủ 4 bước sau:

Bước 1: Chọn số pha

• Ổn Áp 1 Pha (110V – 220V): Dùng cho các thiết bị gia dụng trong gia đình hoặc văn phòng.
• Ổn Áp 3 Pha (200V – 220V – 380V): Phù hợp với các nhà xưởng hoặc nơi sử dụng thiết bị điện công nghiệp.

Bước 2: Chọn dải điện áp đầu vào

Dải điện áp đầu vào là phạm vi điện áp mà ổn áp có thể tiếp nhận và chuyển đổi thành điện áp phù hợp ở đầu ra. Khi điện áp đầu vào dao động trong các dải như 60V – 250V, ổn áp sẽ đảm bảo điện áp đầu ra ổn định và phù hợp với thiết bị sử dụng.

Ví dụ: Nếu dòng điện đầu vào có điện áp 60V, 90V, 150V, 160V, hoặc 250V nằm trong dải điện áp 90V – 250V, thì ổn áp sẽ chuyển đổi chúng thành điện áp đầu ra là 110V – 220V, tùy theo nhu cầu sử dụng của ổn áp 1 pha.

Bước 3: Chọn công suất của ổn áp

Công suất của máy ổn áp được ghi trên mặt trước hoặc trên tem nhãn của máy, với ký hiệu KVA. Đây là công suất danh định của máy, trong khi công suất thực tế khi hoạt động được tính bằng đơn vị Watt (W). Công thức quy đổi giữa hai đơn vị này là 1KVA = 800W.

Khi chọn mua ổn áp, bạn cần xác định công suất của máy dựa trên tổng công suất của các thiết bị điện mà bạn dự định kết nối. Việc tính toán chính xác công suất cần thiết giúp tránh tình trạng quá tải và đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.

Bạn có thể tham khảo bảng công suất ước tính của các thiết bị điện trong gia đình như sau:

Lưu ý: Bảng này chỉ mang tính chất ước tính nhanh công suất của thiết bị điện trong gia đình. Để chọn ổn áp chính xác, bạn nên kiểm tra công suất thực tế của từng thiết bị. Sau khi tính tổng công suất của các thiết bị, bạn có thể chọn ổn áp theo tỷ lệ: 1 KVA ổn áp tương ứng với khoảng 800W công suất thiết bị.

Tham khảo bảng quy đổi công suất ổn áp:

Ví dụ:

• Công suất 1KVA ổn áp có thể đáp ứng cho các thiết bị điện hoạt động cùng lúc với tổng công suất dưới 540W. Ví dụ, nó có thể phù hợp với 1 máy tính xách tay 110W, 1 máy in Laser 250W và 1 quạt treo tường 55W, tổng công suất là 415W, nhỏ hơn mức công suất tối đa của ổn áp 1 KVA.
• Với công suất 2KVA, ổn áp có thể hỗ trợ tổng công suất 1100W, ví dụ như một nồi cơm 600W và một tủ lạnh 300W.
• Ổn áp 3KVA phù hợp với tổng công suất 1620W, chẳng hạn như một máy lạnh 1000W, hai quạt điều hòa 150W và một máy in laser 250W, tổng cộng 1550W.
• Ổn áp 5KVA có thể đáp ứng cho tổng công suất 2700W, ví dụ như một máy lạnh 1000W, hai quạt điều hòa 60W, một nồi lẩu điện 1300W và bốn đèn bàn học 5W, tổng cộng 2440W.

Bước 4: Lựa chọn dây dẫn điện

Để tránh sụt áp khi máy hoạt động, cần chọn dây dẫn có tiết diện phù hợp với công suất của máy. Bạn hãy tham khảo bảng dưới đây để chọn dây dẫn đúng kích thước:

Trước khi mua ổn áp, bạn cần xác định: số pha, dải điện áp đầu vào và công suất của máy. Ví dụ, nếu bạn cần ổn áp cho gia đình với tổng công suất 5400W và dải điện áp đầu vào dưới 170V, bạn nên chọn ổn áp 1 pha, dải điện áp 150V – 250V và công suất 10 KVA. Dây dẫn điện nên có tiết diện khoảng 11.5 mm² để đảm bảo máy hoạt động ổn định.

Giải đáp dùng ổn áp có tốn điện không?

Ổn áp giữ điện áp ổn định ở mức 220V để các thiết bị hoạt động hiệu quả và bền bỉ. Dù ổn áp có tổn thất điện năng do hoạt động của động cơ DC và các cuộn dây, nhưng lượng điện hao hụt không đáng kể.

Mức tiêu thụ điện của ổn áp phụ thuộc vào công suất. Ví dụ:

• Ổn áp 1 pha 0,5KVA – 1KVA: 1 – 2 số điện/tháng
• Ổn áp 1 pha 5KVA – 7,5KVA: 4 – 5 số điện/tháng
• Ổn áp 1 pha 10KVA: 7 – 9 số điện/tháng
• Ổn áp 3 pha được tính tổng công suất của 3 pha cộng lại sẽ bằng với ổn áp 1 pha, nên việc tiêu thụ điện tương đương với công suất máy hoặc chênh lệch cao hơn không đáng kể. Ví dụ 10KVA tiêu thụ khoảng 8-10 số điện/tháng..

Lưu ý khi sử dụng ổn áp là gì?

Để đảm bảo ổn áp hoạt động hiệu quả và an toàn, bạn cần lưu ý các điểm sau:

• Chọn dây dẫn phù hợp: Sử dụng dây dẫn có tiết diện đúng với công suất máy để tránh hiện tượng dây bị nóng và sụt áp.
• Đặt máy ở vị trí thoáng mát: Tránh đặt máy gần nước và chọn vị trí thông thoáng để máy tỏa nhiệt đều và đảm bảo an toàn.
• Nối dây tiếp đất: Kết nối dây tiếp đất để bảo vệ an toàn, giúp máy hoạt động ổn định và ngăn ngừa hiện tượng chập cháy hoặc điện giật.
• Bắt chặt các đầu dây: Đảm bảo các đầu dây được gắn chặt vào jack cắm để tránh hiện tượng dịch chuyển và sinh nhiệt.

Trên đây là những thông tin về ổn áp là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và hướng dẫn chọn mua thiết bị. Hansinco hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn có cái nhìn rõ ràng hơn về ổn áp và đưa ra lựa chọn chính xác khi mua sản phẩm. Để tham khảo giá và chọn mua các dòng sản phẩm ổn áp Hansinco chính hãng, chất lượng mời bạn truy cập vào danh mục: Ổn áp 1 pha, Ổn áp công nghiệp 3 pha.