Máy biến áp 1 pha là gì? Cấu tạo, chức năng, ứng dụng

Lê Hồng Phong

Máy biến áp một pha xuất hiện trong nhiều hệ thống phân phối điện hạ thế và hộ gia đình. Loại thiết bị này có kết cấu nhỏ gọn với nhiệm vụ ổn định dòng điện nguồn, giúp các thiết bị điện 1 pha hoạt động hiệu quả và hạn chế sự cố. Mời bạn tiếp tục tìm hiểu về loại máy biến áp này trong bài viết sau của KTH ELECTRIC.

Máy biến áp một pha là gì?

Máy biến áp một pha là đường dây biến áp dùng cho dòng điện xoay chiều một pha, có khả năng biến đổi điện áp của dòng điện khoảng 380V – 400V, dùng cho hệ thống điện dân dụng. Máy biến áp một pha có công suất và kết cấu nhỏ nên thường gọi là máy biến áp công suất nhỏ.

Chức năng của máy biến áp một pha

Chức năng chính của máy biến áp một pha là tăng (điện áp cao) hoặc hạ (điện áp thấp) từ nguồn điện đến các điểm tiêu thụ điện. Máy biến áp một pha giúp ổn định điện áp lưới, đảm bảo các gia đình sử dụng điện an toàn, hiệu quả, tiết kiệm điện.

Chức năng hạ áp của máy biến áp một pha được sử dụng khi nguồn điện có điện áp cao (từ 1kV) không phù hợp để sử dụng cho các thiết bị điện gia dụng. Nếu nhận được dòng điện này, các thiết bị sẽ phát nổ ngay lập tức, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ.

Chức năng điện áp cao của máy biến áp một pha được sử dụng khi đặt ở cuối đường dây truyền tải điện. Tại khu vực này, dòng điện thường xuyên bị sụt áp nên phải sử dụng ổn áp để đảm bảo gia đình sử dụng điện ổn định. Dòng điện có điện áp thấp khi sử dụng sẽ làm giảm công suất của các thiết bị điện, ảnh hưởng đến tuổi thọ của thiết bị.

Cấu tạo của máy biến áp một pha

Cấu tạo của máy biến áp một pha có ba phần chính: lõi cuộn dây, các cuộn dây và vỏ máy biến áp. Máy biến áp một pha có 1 cuộn sơ cấp và ít nhất 1 cuộn thứ cấp. Cấu trúc này là điển hình của tất cả các loại máy biến áp.

lõi cuộn

Lõi cuộn dây trong máy biến áp một pha thường được làm bằng thép, kết cấu là các tấm thép dày 0,3mm – 0,5mm, có lớp cách điện và nối với nhau tạo thành hình chữ I hoặc U thống nhất. Các tấm thép dẫn từ trường cho máy biến áp. Lõi thép ở cuộn sơ cấp sẽ nhận dòng điện và tạo ra một trường điện từ, truyền đến cuộn thứ cấp để tạo ra dòng điện cảm ứng.

Vòng dây

Vòng dây cuộn bao quanh lõi thép sơ cấp và thứ cấp. Dây quấn là dây điện từ có lớp cách điện. Dây cuộn sơ cấp nối với nguồn điện và dây cuộn thứ cấp nối với đầu ra.

Số vòng dây ở cuộn thứ cấp sẽ khác phần lớn so với cuộn sơ cấp và lý tưởng nhất là tỷ số này bằng nhau. Khi cuộn sơ cấp lớn hơn cuộn thứ cấp, máy biến áp một pha sẽ thực hiện chức năng hạ áp. Ngược lại, khi số vòng dây ở cuộn thứ cấp cao hơn thì máy biến áp sẽ thực hiện chức năng cao áp.

Vỏ máy biến áp

Vỏ máy biến áp một pha thường được làm từ tôn, nhựa hoặc gang tùy theo kết cấu và vị trí lắp đặt máy biến áp. Hộp gồm 2 phần: nắp và thân bảo vệ kín. Mặt trên của vỏ chứa một số thành phần như sứ, lỗ nhiệt kế,… Nhìn chung, vỏ máy biến áp một pha tương đối chắc chắn, có khả năng chịu nhiệt, cách nhiệt, chống va đập tốt, nhất là với máy biến áp ngoài trời.

Nguyên lý làm việc của máy biến áp một pha

Máy biến áp một pha có nguyên lý hoạt động cơ bản dựa trên định luật Faraday:

• Dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra một từ trường
• Từ trường biến thiên trong cuộn dây tạo ra dòng điện cảm ứng

Hai hiện tượng trong định luật này lần lượt xuất hiện ở cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Dòng điện ban đầu đặt vào cuộn sơ cấp sẽ tạo ra một từ trường. Từ trường thay đổi làm xuất hiện dòng điện chạy trong cuộn dây thứ cấp. Tỷ số điện áp giữa hai cuộn dây chính bằng tỷ số số vòng dây.

Lợi ích của việc sử dụng máy biến áp một pha

Máy biến áp một pha hay ổn áp là thiết bị điện cần thiết để duy trì dòng điện ổn định cho gia đình, cửa hàng, trường học, trang trại, văn phòng,… Máy biến áp một pha có kết cấu nhỏ gọn, nhẹ, có tính thẩm mỹ cao, có thể lắp đặt ở nhiều vị trí.

Máy biến áp giúp hạn chế các nguy cơ sụt áp, quá áp, cháy, nổ, hư hỏng các thiết bị điện do nguồn điện không ổn định. Bên cạnh đó, sử dụng thiết bị này giúp bạn nắm rõ lượng điện tiêu thụ, tăng khả năng tiết kiệm điện, giảm hóa đơn tiền điện hàng tháng. Sử dụng ổn áp một pha vừa mang lại hiệu quả kỹ thuật vừa mang lại giải pháp hữu ích về mặt kinh tế. Máy biến áp một pha có thể được lắp đặt trong nhà hoặc tại trạm biến áp, tùy thuộc vào quy mô phía phụ tải.

Xem thêm: Hướng dẫn tính toán lựa chọn máy biến áp theo công suất

Lưu ý khi lắp đặt máy biến áp một pha

Máy biến áp một pha thường được sử dụng cho đường dây phân phối điện áp thấp và trong gia đình. So với các loại máy biến áp khác, con người sẽ tiếp xúc với loại máy biến áp này thường xuyên hơn.

Vì vậy, khi lắp đặt và sử dụng máy biến áp 1 pha, các gia đình cần lưu ý:

• Chú ý đến chỉ số công suất, tần số, điện áp và các thông số khác của máy biến áp để phù hợp với điều kiện hệ thống.
• Điện áp nguồn vào máy biến áp một pha không lớn hơn điện áp định mức.
• Công suất máy biến áp thường bằng 1,2 – 1,5 lần tổng công suất của hệ thống điện.
• Tránh điều chỉnh thông số máy biến áp khi không có kiến ​​thức kỹ thuật.
• Với máy biến áp 1 pha trong nhà cần đặt ở khu vực kỹ thuật riêng, gần không gian bên ngoài, thoáng mát, không ẩm ướt và hạn chế ánh nắng chiếu trực tiếp.
• Định kỳ kiểm tra chất lượng máy biến áp và các thông số hiển thị; bảo trì và vệ sinh.

Xem thêm các loại máy biến áp 3 pha: Máy biến áp 3 pha: Cấu tạo, phân loại và ứng dụng

Một số câu hỏi về máy biến áp một pha

Câu 1: Điện áp vào – ra điển hình của máy biến áp một pha (ổn áp) dùng trong gia đình?

Ổn áp gia dụng thường có điện áp đầu vào là 380V và điện áp đầu ra là 220V.

Câu 2: Dấu hiệu máy biến áp bị lỗi là gì?

Máy biến áp phát ra những tiếng động bất thường như tiếng ồn lớn, tiếng rít, tiếng lạch cạch… là dấu hiệu của sự cố và cần phải tắt ngay. Ở trạng thái bình thường, máy biến áp một pha phát ra âm thanh ù ù đều đặn.

Câu 3: Có nên vượt công suất máy biến áp một pha không?

Có thể sử dụng máy biến áp 1 pha thừa công suất trong thời gian tức thời như khởi động động cơ, máy bơm… Tuy nhiên, không nên để máy biến áp hoạt động quá công suất liên tục để tránh hư hỏng, giảm tuổi thọ của máy.