Biến áp tự ngẫu là gì , ưu điểm và nhược điểm của máy

Biến áp tự ngẫu là gì?

Biến áp tự ngẫu, hay còn có tên gọi khác là biến thế tự ngẫu, tên tiếng Anh là Autotransformer là máy dùng để tăng áp hoặc giảm áp trong dải điện áp 110 – 115 – 120V và điện áp trong dải 220 – 230 – 240V. So sánh máy biến áp tự ngẫu và máy biến áp thường có thể thấy điểm khác biệt lớn nhất của chiếc máy này là cấu tạo chỉ có 1 cuộn dây duy nhất đảm nhiệm chức năng của cả cuộn sơ cấp và thứ cấp. Điều này khiến cho nguyên lý hoạt động của máy biến áp tự ngẫu khác biệt so với các loại máy biến áp khác. Để hiểu sự khác biệt đó là gì, bạn hãy theo dõi tiếp bài viết này nhé! 

Cấu tạo máy biến áp tự ngẫu

Cấu tạo máy biến áp tự ngẫu không khác nhiều so với các loại máy biến thế khác, cũng gồm 3 phần chính là lõi thép, cuộn dây, vỏ máy . Tuy nhiên, điểm làm nên khác biệt của máy là việc chỉ sử dụng một cuộn dây duy nhất thay vì dùng cuộn sơ cấp và thứ cấp riêng biệt.

Trong biến áp tự ngẫu, các phần của cùng một cuộn dây hoạt động như hai phía sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp. Giữa hai phần sơ cấp và thứ cấp của biến áp tự ngẫu ghép với nhau cả về mặt từ lẫn mặt điện, nên không có sự cách ly điện giữa mạch chính và mạch thứ cấp. Bất cứ điểm nào trên các vòng dây đều có điện áp của lưới (220V so với đất). 

Các phần sơ cấp và thứ cấp chỉ là các đoạn trích số vòng dây theo tỷ lệ . Tỷ số điện áp chính là tỷ lệ các vòng dây, ví dụ 220 vòng/10 vòng cho ta 220V/10V. Vì chỉ có một cuộn dây thực hiện  “nhiệm vụ kép”, các biến áp tự ngẫu có ưu điểm thường nhỏ hơn, nhẹ hơn và rẻ hơn so với các máy biến áp cuộn kép điển hình.

Nguyên lý hoạt động của máy biến áp tự ngẫu

Máy hoạt động theo nguyên lý từ trường biến thiên trên cùng 1 cuộn dây dẫn. Khi dòng điện xoay chiều có điện áp nhất định được đưa vào cuộn sơ cấp tạo ra từ trường biến thiên nằm giữa các lõi dây. Từ trường tạo ra một sức điện động làm biến thiên hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp thành hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp. Điện áp của dòng điện xoay chiều dao động dựa vào sự chênh lệch giữa số vòng dây cuốn các cuộn sơ cấp và thứ cấp. Do đó, biến áp tự ngẫu có thể hoạt động tăng áp hoặc hạ áp tùy theo số vòng dây được cuốn.

Biến áp tự ngẫu chỉ có chức năng thay đổi hiệu điện thế mà không thay đổi tần số và cường độ dòng điện. Do đó, sản xuất trong công nghiệp và dân dụng biến áp tự ngẫu được sử dụng phổ biến và rộng rãi hơn nhiều so với biến áp cách ly vì công dụng và chức năng tương tự nhau nhưng tiết kiệm được một nửa chi phí.

Ưu nhược điểm của máy biến áp tự ngẫu

Ưu điểm

• Máy biến áp tự ngẫu có kích thước và trọng lượng nhỏ bằng một nửa so với máy biến áp 2 cuộn dây có cùng thông số nên loại máy này không chỉ tiết kiệm nguyên vật liệu mà còn tiết kiệm nhiều chi phí cho người mua.

• Biến áp tự ngẫu có hiệu năng cao hơn máy biến áp 2 cuộn dây. Lý do là vì tổn thất thuần trở và tổn thất lõi từ ít hơn, xuất phát từ việc giảm thiểu nguyên liệu chế tạo máy.

• Máy biến áp tự ngẫu có khả năng điều chỉnh điện áp tốt hơn do tổn thất điện áp trong điện trở và điện kháng của một cuộn dây là ít hơn.

• Biến áp tự ngẫu có thể sử dụng được cho tất cả các thiết bị điện dân dụng và công nghiệp.

Nhược điểm

• Không có khả năng chống giật: Biến áp tự ngẫu có chức năng duy nhất là thay đổi hiệu điện thế từ mức này sang mức hiệu điện thế khác nên bất kỳ điểm nào trên biến áp tự ngẫu so với mặt đất đều có hiệu điện thế nên nó không có khả năng chống giật.

• Không có khả năng chống nhiễu, chống xung: Khi  nguồn điện bị nhiễu sẽ đi vào cuộn dây sơ cấp sẽ được truyền ngay sang cuộn dây thứ cấp. Vì nguyên lý cuộn sơ cấp và thứ cấp được nối tiếp với nhau thành 1 cuộn dây dẫn.

• Khả năng lọc sóng hài kém: Với các máy cần tiêu chuẩn về điện cao các nguồn sóng hài từ các máy Inverter sẽ gây ngược trở lại cho các thiết bị khác thì biến áp tự ngẫu không có khả năng chặn lại.

Các loại biến áp tự ngẫu

Hiện nay trên thị trường, 2 loại máy biến áp tự ngẫu phổ biến và được sử dụng nhiều nhất là máy biến áp tự ngẫu 3 pha và máy biến áp tự ngẫu 1 pha.

• Máy biến áp tự ngẫu 3 pha: Dùng để đổi điện cho các thiết bị công nghiệp có điện áp sử dụng theo tiêu chuẩn của Nhật, Đài Loan, Mỹ… và các nhu cầu đặc biệt khác.

• Máy biến áp tự ngẫu 1 pha: Dùng cho các thiết bị điện như nồi cơm điện, máy hâm bình sữa, bàn ủi nhập khẩu từ Mỹ có tiêu chuẩn điện áp đầu vào là 120V, thiết bị điện nhập khẩu từ Nhật có điện đầu vào là 100V. Nguồn điện 1 pha sử dụng cho hộ gia đình tại Việt Nam có điện áp là 220V, vì vậy cần phải có thiết bị máy biến áp tự ngẫu 1 pha hạ áp nguồn điện để sử dụng cho các thiết bị điện nhập khẩu này.

Mời các bạn xem video về biến áp Litanda :