Máy biến áp được sử dụng hầu hết ở mọi lĩnh vực trong đời sống, Máy biến áp có thể là biến áp tăng áp, hoặc hạ áp. Tùytheo mục đích sử dụng mà có nhiều loại máy có thông số kỹ thuật khác nhau, Mong muốn tự làm để có được 1 máy biến áp nhiều người muốn học hỏi để tự quấn cho mình 1 máy biến áp ưng ý nhưng chưa biết bắt đầu từ đâu hoặc còn gặp nhiều khúc mắc tính toán cũng như kinh nghiệm quấn để có 1 biến áptốt và chất lượng đúng tiêu chuẩn và có thể sử dụng bình thường. Bài viết này Fushin.com.vn sẽ chia sẻ1 số kinh nghiệm quấn biến áp cơ bản và dễ hình dung nhấtđê có thể mọi người đều có thể làm theo và thực hành được. Ở đây Fushinsẽ hướng dẫn bạnquấn máy biến áp loại lói sắt vuông hình E -I.
Ví dụ:Tôi cần 1 máy biến áp 1 pha có công suất 240VAcách ly có điện áp vào 220V, điện áp ra 24V . Vậy cần lõi săt như thế nào, số vòng dâylà bao nhiêu, tiết diện dây là loại dây nào?
Xác định 3 thông số chính tạo ra 1 máy biến áp
- Thông số điệnvào sơ cấp[UVào]: Điệnvào biến áp là bao nhiều Vol
- Thông số điện ra thứ cấp[URa: Điện đầu ra biến áp là bao nhiều Vol
- Công suất máy biến áp [P]: Công suất máy thường được tính bằng KVA, Ampe [A] , KW.
Chuẩn bị:
- Tính Lõi thép vuông sắt [Fe]Silicloại E-I lớn nhỏ theo công suất máy: Để tính được lõi sắt ta cần tính được tiết được diện tích lõi sắt phải phù hợp với công suất của máy thì chọn lõi sắt có diện tích phù hợp nhất ta tính theo công thức thực nghiệmsau đây. Đây là công thức áp dụng với tần số điện 50Hz tại Việt Nam để xác định diện tích lõi sắt cần quấn theo công suất
P = [K x η x S2]/14000
Trong đó:
- P là công suất của máy biến áp [VA]
- η là hệ số hiệu suấtcốt lõi sắt
- K Hệ số hở từ thông giữa các lõi thép [ Các lá thép khi xếp lại với nhau luôn có 1 đường hở ]
- S diện tích lõi sắt cần quấn [mm2]
Dưới đây là bảng tra hệ số hiệu suất của lõi sắt silic và hệ số hở của từ thông
| Vật liệu tấm lõi | Hệ số hở [K] | Hệ số hiệu suất [η] |
| Lá thép E có bề dầy là 0.35mm | 0.93 | 0,84 |
| Lá thép E có bề dầy là 0.5mm | 0.9 | 0.82 |
| Lá thép bị han rỉ và lồi lõm | 0.8 | 0.8 |
Từ công thức trên ta có thể tính được diện tích được diện tích lõi sắt biến áp cách cần quấn như sau,
S2= [P x 14000]/[K xη]
=> S =S2
Với thị trường Việt Nam hiện nay thường có loại Fe tôn Silic có độ dầy là0,5mm là chínhnên ta sẽ chọn hệ số K = 0,9, hệ sốη = 0,82
Với ví dụ ở đầu bài ta đã có công suất máy P = 240VA có thể tính được diện tích cần tìm của lõi sắt là như sau
S2= [P x 14000]/[K xη] = [240 x 14000]/ [0.9 x 0,82]= 4,552,846 mm2
Lấy căn bậc 2 của S2ta tìm được S có diện tích S= 2133mm2 = 21,3Cm2
Như hình dưới đây ta có thể thấy được diện tích S được tính bằng chiều rộng acủa bản Fe và chiều Dầy b của lõi S = a x b. Với diện tích cần quấn21,3Cm2 từ đó có thể chọn bộ Fe có diện tích a= 4, b =5là phù hợp với công suất này
Chọn lõi sắt Fe phù hợp với công suất máy 240VAdiện tích là 21,3cm2, cóa =4cm, b= 5cm là phù hợp
Lưu ý: Khi tính ra được diện tích lõi sắt Scần quấn cho biến áp được bao nhiêu ta không nhất thiết phải chọn loại Fe có diện tích phải chính xác 100%, Do đó có thể chọn con số tương đối hoặc gàn đúng. Như ví dụ trên ta tính được diện tích lõi sắt cần quấn cho công suất 240VA là 21,3Cm2. Do ngoài thị trường có các bộ Fe có diện tính lõi cố định nên ta chọn loại có bản rộng a = 4cm, b = 5cm là phù hợp. Hoặc có bộ Fe nào có diện tích lõi tương đương thì ta chọn loại đó.Từ đó lấy a x b = S.
Tìm được S = a x b = 4 x 5 = 20cm2
- Lõi cách điện bằng nhựa hoặc giấy cách điện phải phù hợp với chiều dài và rộng của bộ Fe Silic đã chọn có diện tích lõi.
Lõi cách điện được làm bằng nhựa ép cách điện tốt, chịu nhiệt tốt , Hoặc có thể dùng bằng giấy cách điện
Sau khi tìm được 1 bộ Fe có công suất phù hợp bạn cần tính số vòng dây và tiết diện dây cần quấn.Để xác định được số vòng dây quấn ta phải biết được điện áp đầu vào và điện áp đầu ra cần lấy.
+ N/V là số vòng trên 1 vol
+ N1 là số vòng dây quấn của cuộn dây sơ cấp
+ N2 là số vòng dây quấn của con dây thứ cấp
Tính số vòng/ vol [ N/Vtheo công thức sau
+ Flà hệ số từ thẩmcủa Fe đước sử dụng mặc định từ 36 đế 50. Tùy loại Fe có độ từ tính cao hay thấpmà có thể chọn hệ số bất kỳ, Fe càng tốt chọn hệ sốcàng thấp, ở đây mình cũngsử dụng hệ số từ thẩm F=45 với loại Fe thông dụng trên thị trường Việt Nam.
+ S là diện tích Fe đã tính [Cm]
==> Số vòng trên 1 vol được tínhN/V =45/20= 2,2[ Vậylà cần 2,2vòng trên 1 vol]
- Số vòng dây quấn thứ cấp N1= 220V x 2,2= 495Vòng,
Ta cócông thức công suất điện 1 pha:
P = U x I = U1 x I1 = U2 x I2
+ P là công suất máy biến áp [240VA]
+ U1: Điện áp đầu vào sơ cấp[220V]
+ U2: Điện áp đầu ra thứ cấp [24V]
=> I1 = 240/220= 1.09A, I2 = 240/24= 10A
Vậy dòng tả đầu vàosơ cấp là 1.09A, dòng tảiđầu ra thứ cấp 10A
Ở Việt Nam và 1 số nước như Nhật, Đài Loan họ thường tính 3A/mm2 tiết diện dây quấn [ 3A/mm2 là tiêu chuẩn cao mới làm biến áp bạn nên chọn 5A/mm2 ]. Bạn có thể dựa vào bảng tính của Fushin.com.vn dưới đâyđã giúp bạn tính toánsẵn dòng tải trên mỗi loại dây đồng có đường kính khác nhau mà có thể chọn loại dây phù hợp.
Bảng tính dòng tải A [Ampe /milimevuông tiết diện dây]trên mỗi loại dâyđồng
Như ví dụ trên mình tramật độ chịu tải tốt của dây đồng tương đương3A/mm2 tiết diện dây [ 3Ampe trên 1 mili vuông tiết diện dây]với dòng tảiđầu vào [sơ cấp] 1.09A mình sẽ chọn dây cóđường kình 0,7mm. Dòng tảiđầu ra [ Thứ cấp] 10A mình sẽ chọn dây cóđường kính 2.0mm.
Từ các thông số đã tính toán được ta có các thông số kỹ thuật máy biến áp như sau.
- Lõi sắt Fe có bề rộng Fe 4Cm,độ dày 5Cm
- Số vòng Sơ cấp: 495Vòng,
- Số vòng dây thứcấp 52,8Vòng
- Tiết diện dây sơ cấp cóđường kính 0.7mm,
- Dây thứ cấp cóđường kính 2.0mm
Máy biến áp 1 pha Fushin khi hoàn thành
Có dầyđủ các thông số trên bạn dã có thể quấn 1 máy biếnápđúng tiêu chuẩn và đạt hiệu suất cao nhất. Các thông số trên mang tính chất tham khảo, tuỳ loại máy vàứng dụng có thể chọn loại Fe, và tiết diện dây phù hợp hơn, nhìn chung thì tát cả các loại máy biếnáp 1 phađều sử dụng công thức trên để quấn.
Ví dụ 2: Cần quấn biến áp 1 pha cách ly Vào 220Vac [U1] ra 48Vac [U2]công suất 30A [I2]. Vậy cần bộ Fe có tiết diện bao nhiêu? Số vòng dây quấn và tiết diện dâysơ cấp, thứ cấp?
Ở đề bài này trước tiên cần phải xác định được công suất của máy biến áp:
Ta có công thức công suất:
- P = U x I = U1 x I1 = U2 x I2
=> P = U2 x I2 = 48 x 30 = 1440VA
Ở đây chỉ biết được dòng tải đầu ra I2 của 48V là 30A nên cần xác định dòng tải sơ cấp I1:
=> I1 = P/U1 = 1440/220 = 6,54A
Xác định được dòng tải của sơ cấp và thứ cấpta tra bảng dòng tải ampe trên mỗi loại dây đồng theo bảng trên. Với mật độ chịu tải 3A/mm2là mức dây đồng chịu tải tốt nhất nên ở đây Fushin cũng sẽ chọn loại dây chịu tải ỏ mức này.
I1 = 6,54A => Chọn dây Ø =1,6
I2 = 30A => chọn dâyØ = 3,2 [ Hoặc dây Ø 3,4].
[Bấm VÀO ĐÂYnếu bạn chưa biết tính dòng tải chịu được trên mỗi loại dây đồng là bao nhiêu]
- Xác định diện tích lõi sắt cầnquấn
P = [K x η x S2]/14000
=> S2= [P x 14000]/[K xη]= [ 1440 x 14000]/[0.9 x 0,820] = 27317073 mm2
=> S =S2==> 27317073= 5226 mm2= 52,26cm2
Với diện tích này ta có thể chọn bộ Fe có diện tích lõi tương đương có chiều dầy a = 6cm, Chiều dầy b = 8,5 cm. Hoặc a = 5cm, b = 10,5cm.
Tùy vào lõi sắt có sẵn có thể chọn Fe có kích thước tương đương. Ở đây mình sẽ chọn a = 6cm, b = 8,5cm
=> S = 6 x 8,5 = 51cm2
- Xác định số vòng/ Vol [N/V]
N/V = F/S = 45/51 = 0,88 [Vòng/vol]
F: Hệ số từ thẩm của Fe [ 36-50]
S: Diện tích lõi săt
=> N1= U1 X 0.88 = 220 X 0.88 = 194 Vòng
=> N2= U2X 0.88 = 48X 0.88 = 42Vòng
Tổng hợp lại ta có các thông số sau đây:
- Lõi sắt Fe có bề rộng Fe 6Cm,độ dày 8,5Cm
- Số vòng Sơ cấp: 194Vòng,
- Số vòng dây thứcấp 42Vòng
- Tiết diện dây sơ cấp cóđường kính 1.6mm,
- Dây thứ cấp cóđường kính 3.2mm
Mọi thông tin chi tiết liên hệ số 0902.562.589đểđược hỗ trợ thêm, Ngoài ra nếu bạn không tự quấn được biến áp vì không đủ linh kiện, vật tư máy móc để sản xuất bạn có thể đặt hàng cty chúng tôi nhận chế tạo máy, sản xuất và quấn biếnáp theo yêu cầu.
Bài viết có bản quyền của Hoàng Tiến