Làm thế nào để một Hoạt động của máy biến áp tự động 3 pha? Thiết bị này áp dụng ba điện áp xoay chiều, cách nhau 120 độ điện, vào ba cuộn dây có các điểm lấy điện, cùng chia sẻ các phần đầu vào và đầu ra chung. Dòng điện thay đổi tạo ra từ thông trong lõi, từ đó cảm ứng ra điện áp dọc theo mỗi cuộn dây. Bằng cách kết nối tải với các điểm lấy điện đã chọn, máy biến áp cung cấp điện áp ba pha cao hơn hoặc thấp hơn trong khi vẫn duy trì tần số nguồn và thứ tự pha.
Các tìm kiếm với từ khóa “cách hoạt động của máy biến áp tự động ba pha” thường dẫn đến các sơ đồ một pha, vốn không giải thích được những thay đổi xảy ra trong một thiết bị ba pha. Điểm khác biệt cốt lõi nằm ở sự phối hợp: cả ba cuộn dây pha đều phải có tỷ số, cực tính và cách nối phù hợp với nhau để đầu ra vẫn là một hệ thống ba pha cân bằng.
Một máy biến áp hai cuộn dây thông thường truyền năng lượng theo cơ chế từ tính giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp được cách ly với nhau. Máy biến áp tự động sử dụng một cuộn dây liên tục có các điểm lấy điện cho mỗi pha. Do phần đầu vào và đầu ra cùng sử dụng một phần của dây dẫn đó, nên công suất được truyền đến tải theo hai cách: một phần được truyền qua hiện tượng cảm ứng điện từ và một phần được dẫn trực tiếp qua cuộn dây chung.
Chính nhờ đường dẫn chung đó mà một máy biến áp tự động có thể có kích thước nhỏ hơn và sử dụng ít vật liệu cuộn dây hơn để đạt được tỷ số điện áp phù hợp. Đó cũng chính là lý do tại sao đầu vào và đầu ra là không được cách ly điện. Một máy biến áp tự động ba pha có chức năng điều chỉnh điện áp; nó không tạo ra điện ba pha từ nguồn điện một pha, và cũng không chuyển đổi tần số 50 Hz thành 60 Hz.
Nguồn điện cung cấp các pha L1, L2 và L3. Các điện áp hình sin của chúng có cùng tần số và giá trị danh định, nhưng lệch pha nhau 120 độ. Tùy thuộc vào cách nối cuộn dây, điện áp tương ứng trên mỗi cuộn dây pha có thể là điện áp giữa các pha hoặc điện áp giữa pha và trung tính.
Dòng điện trong mỗi cuộn dây được cấp điện tạo ra từ thông xoay chiều trong nhánh lõi tương ứng. Trong lõi ba nhánh tích hợp, ba từ thông này tương tác với nhau thông qua một cấu trúc từ chung. Trong cấu hình ghép nhóm, ba đơn vị một pha tương thích thực hiện cùng một chức năng ba pha. Cấu trúc và cách nối cân bằng giúp duy trì tính đối xứng của các điện áp đầu ra.
Định luật Faraday liên hệ giữa từ thông biến đổi và điện áp cảm ứng. Đối với một cuộn dây lý tưởng, điện áp tỷ lệ thuận với số vòng dây hoạt động:
Vra / Vtrong = Nra / Ntrong
Nếu tải được nối vào số vòng dây ít hơn so với nguồn cấp, điện áp đầu ra sẽ thấp hơn. Nếu tải được nối vào số vòng dây nhiều hơn, điện áp đầu ra sẽ cao hơn. Cả ba pha đều sử dụng cùng một tỷ số vòng dây.
Cuộn dây chung về mặt điện thuộc về cả mạch đầu vào lẫn mạch đầu ra. Dòng điện của nó là sự chênh lệch vectơ giữa các dòng điện liên quan đến phần nguồn và phần tải, chứ không chỉ đơn thuần là dòng điện tải đầy đủ tại mọi phần của cuộn dây. Sự chia sẻ này làm giảm công suất kVA được biến đổi bên trong máy biến áp khi hai mức điện áp gần nhau.
Khi tải được kết nối, dòng điện sẽ chạy từ các cực đầu ra tùy theo trở kháng tải và hệ số công suất. Đối với một hệ thống ba pha cân bằng lý tưởng:
S = √3 × VL × IL
Thiết bị thực tế cũng có tổn hao đồng, tổn hao lõi, trở kháng rò rỉ, dòng điện từ hóa và sự tăng nhiệt độ. Những yếu tố này ảnh hưởng đến khả năng điều chỉnh, hiệu suất, dòng điện sự cố và công suất định mức kVA cuối cùng.
Bảo vệ quá dòng, nối đất, giám sát nhiệt độ, bảo vệ chống sét lan truyền và việc lựa chọn vỏ bảo vệ phù hợp giúp kiểm soát các sự cố và ứng suất vận hành. Do phía sơ cấp và thứ cấp được kết nối điện với nhau, nên một sự cố xảy ra ở phía thượng lưu có thể lan sang phía tải. Hệ thống bảo vệ phải được thiết kế dựa trên dòng sự cố thực tế có thể xảy ra và hệ thống nối đất.
A Biến áp tăng áp và giảm áp thay đổi chế độ hoạt động thông qua mối quan hệ giữa các cực cấp nguồn và các điểm lấy điện ra. Cấu trúc vật lý cốt lõi và nguyên lý cuộn dây vẫn giữ nguyên; số vòng dây được kết nối với nguồn so với tải sẽ quyết định hướng chuyển đổi.
| Chế độ | Các ứng dụng trong lĩnh vực cung ứng | Các trường hợp sử dụng Load | Kết quả về điện |
|---|---|---|---|
| Biến áp hạ áp | Nhiều khúc cua uốn lượn hơn | Ít khúc cua hơn | Điện áp giảm và dòng điện khả dụng tăng đối với cùng một giá trị kVA |
| Tăng áp | Ít khúc cua hơn | Nhiều khúc cua uốn lượn hơn | Điện áp tăng và dòng điện khả dụng giảm đối với cùng một giá trị kVA |
Không nên cho rằng một thiết bị cụ thể nào đó có thể được cấp điện ngược. Các thông số về dòng điện cuộn dây định mức, các điểm lấy điện, các đầu nối, khả năng điều chỉnh, hệ thống bảo vệ và hướng dẫn của nhà sản xuất phải cho phép hướng cấp điện dự kiến.
Hãy xem xét một thiết bị lý tưởng nhận điện áp giữa hai pha là 400V và cấp ra điện áp giữa hai pha là 230V. Tỷ số vòng dây danh định của thiết bị này là:
Nra / Ntrong = 230 / 400 = 0.575
Nếu thiết bị này cung cấp điện cho một tải cân bằng 50 kVA ở điện áp 230 V, thì dòng điện đầu ra lý tưởng trên đường dây sẽ xấp xỉ:
Ira = 50.000 / (√3 × 230) ≈ 125,5 A
Dòng điện đầu vào lý tưởng ở mức 400V là khoảng 72,2A. Dòng điện và điện áp đầu ra thực tế ghi trên nhãn mác sẽ phụ thuộc vào hiệu suất, trở kháng, nhiệt độ, lựa chọn bậc biến áp và hệ số công suất tải. Phép tính này chỉ nhằm minh họa mối quan hệ; nó không thể thay thế cho bản vẽ thiết kế hoặc bản vẽ lắp đặt của nhà sản xuất.
Việc chế tạo một máy biến áp tự động ba pha có thể sử dụng lõi ba nhánh ghép lớp tích hợp hoặc ba đơn vị một pha được phối hợp với nhau. Mỗi pha có một phần cuộn dây chung và một phần nối tiếp, với các điểm lấy điện được bố trí sao cho phù hợp với tỷ số điện áp quy định. Diện tích dây dẫn được lựa chọn dựa trên cường độ dòng điện mà mỗi phần cuộn dây phải chịu.
Một bộ phận lắp ráp thực tế cũng có thể bao gồm:
Điện áp, công suất, tần số, vỏ bảo vệ, bố trí đầu nối, nhãn mác và thương hiệu có thể được đánh giá thông qua phần mềm của JOHSUN Dịch vụ tùy chỉnh ODM/OEM. Cần phải có bản quy cách tải trọng và lắp đặt đầy đủ trước khi hoàn tất công trình.
Sơ đồ đấu dây của máy biến áp tự động 3 pha cho thấy mối quan hệ giữa ba cuộn dây có các điểm lấy điện, các dây dẫn đường dây, các cực đầu ra, dây trung tính, dây nối đất bảo vệ và các điểm lấy điện tùy chọn. Cách bố trí phổ biến là hình sao (wye): một đầu của mỗi cuộn dây nối với nhau tại một điểm chung, còn L1, L2 và L3 nối với các đầu còn lại hoặc các điểm lấy điện được chỉ định.
Hãy đọc sơ đồ theo thứ tự sau:
Lưu ý quan trọng: Trong một máy biến áp tự động, việc có tính liên tục giữa các cực đầu vào và đầu ra là điều bình thường do chúng dùng chung một cuộn dây. Chỉ nhân viên điện có trình độ chuyên môn mới được phép lắp đặt hoặc kiểm tra thiết bị ba pha dựa trên sơ đồ trên nhãn hiệu kèm theo, các quy trình đã được phê duyệt và các quy định điện áp dụng.
Biểu tượng của máy biến áp tự động ba pha thường thể hiện ba cuộn dây có các điểm lấy dòng hoặc một thiết bị ba pha được đơn giản hóa với các kết nối cuộn dây chung. Cuộn dây chung này giúp phân biệt nó với biểu tượng của máy biến áp cách ly, vốn thể hiện các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp riêng biệt. Các bản vẽ có thể sử dụng Y cho ngôi sao và D đối với các kết nối delta.
Biểu tượng này chỉ thể hiện chức năng, chứ không bao gồm mọi chi tiết lắp đặt. Số đầu cuối, vị trí các điểm lấy dòng, mối quan hệ vectơ, cách xử lý dây trung tính và nối đất phải được lấy từ bản vẽ dự án và tài liệu kỹ thuật của thiết bị.
| Yếu tố lựa chọn | Biến áp tự động | Máy biến áp cách ly |
|---|---|---|
| Tách điện | Không có cách ly điện hóa | Tách riêng cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp |
| Kích thước và vật liệu quấn | Thường có giá trị thấp hơn đối với các tỷ số điện áp gần nhau | Thường cao hơn đối với các công suất kVA tương đương |
| Hiệu quả và quy định | Thường là thuận lợi | Phụ thuộc vào việc truyền toàn bộ năng lượng từ tính |
| Lý do phổ biến để lựa chọn | Điều chỉnh điện áp hiệu quả | Các yêu cầu về cách ly, nối đất hoặc kiểm soát nhiễu |
Cung cấp các thông số sau: điện áp đầu vào và dung sai, điện áp đầu ra và dung sai, tần số, kVA, hệ số công suất tải, dòng khởi động, chu kỳ làm việc, cách bố trí pha và trung tính, nhiệt độ môi trường, độ cao, cấp bảo vệ vỏ máy, phương thức làm mát, đầu nối, thiết bị bảo vệ và các tiêu chuẩn áp dụng. Đối với động cơ, bộ chỉnh lưu, máy hàn và các tải có dòng khởi động cao hoặc tải phi tuyến tính khác, cần cung cấp thêm thông tin chi tiết.
Bạn có thể tham khảo danh mục sản phẩm đa dạng hơn Các sản phẩm điện của JOHSUN, tìm hiểu về năng lực sản xuất tại JOHSUN Giới thiệu, hoặc gửi bản mô tả chi tiết dự án qua Liên hệ với chúng tôi.
Các sản phẩm liên quan sau đây là bộ chuyển đổi một pha 110/220V, chứ không phải các mẫu ba pha. Chúng là những ví dụ hữu ích về các công suất và kiểu dáng bộ chuyển đổi tăng áp và giảm áp hiện có:
Không. Cuộn dây chung tạo ra một kết nối dẫn điện giữa đầu vào và đầu ra. Hãy sử dụng một máy biến áp cách ly phù hợp khi cần tách điện.
Không. Thiết bị này điều chỉnh điện áp của nguồn điện ba pha hiện có. Để tạo ra đầu ra ba pha từ nguồn điện một pha, cần phải sử dụng thiết bị chuyển đổi khác.
Không. Tần số đầu ra phụ thuộc vào tần số đầu vào. Để chuyển đổi tần số, cần phải sử dụng bộ chuyển đổi tần số hoặc bộ biến tần phù hợp với tải.
Kết nối sao tạo ra một điểm chung thuận tiện và làm giảm điện áp cuộn dây pha so với điện áp đường dây. Việc nối đất, sóng hài, sự cân bằng và các yêu cầu của hệ thống vẫn là những yếu tố quyết định liệu phương án này có phù hợp hay không.
Giá trị điện áp có thể trông đúng, nhưng các động cơ được kết nối có thể quay ngược chiều. Phải kiểm tra thứ tự pha trong quá trình chạy thử.
Hãy chọn một trong các phương án này khi ứng dụng yêu cầu cách ly điện hóa, hệ thống cấp điện độc lập, phương thức nối đất cụ thể hoặc cách ly các nhiễu nhất định.
Một máy biến áp tự động ba pha hoạt động bằng cách áp dụng ba điện áp xoay chiều lệch pha vào các cuộn dây có các điểm lấy điện được phối hợp. Sự cảm ứng từ xác định điện áp trên mỗi vòng dây, trong khi cuộn dây chung dẫn trực tiếp một phần công suất. Các điểm nối được chọn sẽ quyết định điện áp tăng hay giảm. Cấu trúc này có thể nhỏ gọn và hiệu quả, nhưng không cung cấp sự cách ly giữa đầu vào và đầu ra, do đó việc lựa chọn thông số kỹ thuật chính xác, bảo vệ, nối đất và lắp đặt chuyên nghiệp là điều cần thiết.
