Hiểu về máy biến áp đa cuộn dây

Máy biến áp đa cuộn dây là máy biến áp có nhiều hơn một cuộn dây sơ cấp hoặc thứ cấp, cho phép kết hợp nhiều điện áp và dòng điện khác nhau. Các máy biến áp này thường có một cuộn dây sơ cấp và hai hoặc nhiều cuộn dây thứ cấp. Tính linh hoạt của máy biến áp cho phép nhiều cuộn dây ở phía sơ cấp hoặc thứ cấp. Chúng thường được gọi là máy biến áp đa cuộn dây.

Nguyên lý hoạt động

Hoạt động của máy biến áp đa cuộn dây tương tự như hoạt động của máy biến áp tiêu chuẩn. Tỷ lệ điện áp, dòng điện và vòng dây sơ cấp và thứ cấp được tính theo cùng một cách. Tuy nhiên, cần chú ý đến cực điện áp của từng cuộn dây, đặc biệt là khi kết nối chúng với nhau. Điều này rất quan trọng vì kết nối không đúng cách có thể dẫn đến trục trặc hoặc hư hỏng.

Máy biến áp đa cuộn dây có thể là một pha hoặc ba pha, với cùng một nguyên lý áp dụng trong cả hai trường hợp. Chúng có thể được sử dụng để cung cấp điện áp tăng, điện áp giảm hoặc kết hợp cả hai giữa các cuộn dây khác nhau. Một máy biến áp có thể có một số cuộn dây thứ cấp trên cùng một lõi, mỗi cuộn dây cung cấp điện áp hoặc dòng điện đầu ra khác nhau. Điều này làm cho máy biến áp đa cuộn dây trở nên linh hoạt trong các ứng dụng cần các mức điện áp khác nhau.

Ứng dụng trong mạch điện tử

Trong mạch điện tử, một máy biến áp thường cung cấp nhiều mức điện áp thấp hơn cho các thành phần khác nhau. Một ứng dụng phổ biến của máy biến áp nhiều cuộn dây là trong nguồn điện và bộ chuyển mạch triac. Trong các thiết lập này, một máy biến áp có thể có một số cuộn dây thứ cấp, mỗi cuộn được cách ly với các cuộn dây khác đồng thời cách li với cuộn dây sơ cấp. Mỗi cuộn dây thứ cấp tạo ra điện áp tỷ lệ thuận với số vòng dây của nó.

Cấu hình và kết nối

Một máy biến áp đa cuộn dây thông thường có nhiều cuộn dây thứ cấp có thể được kết nối theo các cấu hình khác nhau để tạo ra các mức điện áp hoặc dòng điện khác nhau. Các cuộn dây sơ cấp có thể được sử dụng riêng lẻ hoặc kết nối với nhau để có điện áp cung cấp cao hơn. Khi kết nối các cuộn dây máy biến áp song song, điều cần thiết là các cuộn dây phải giống hệt nhau về mặt điện, nghĩa là định mức dòng điện và điện áp của chúng phải giống nhau.

Máy biến áp điện áp kép

Máy biến áp điện áp kép là loại máy biến áp có hai cuộn dây sơ cấp và hai cuộn dây thứ cấp, mỗi cuộn dây có định mức điện áp và dòng điện giống hệt nhau. Các máy biến áp này có thể được kết nối nối tiếp hoặc song song để phù hợp với các mức điện áp hoặc đầu ra dòng điện khác nhau. Việc kết nối đúng các cuộn dây là rất quan trọng, kết nối không đúng cách có thể dẫn đến đoản mạch và hỏng máy biến áp.

Ví dụ, máy biến áp điện áp kép có thể có cuộn dây sơ cấp định mức 240/120V và cuộn dây thứ cấp định mức 12/24V. Mỗi cuộn dây sơ cấp được định mức 120V và mỗi cuộn dây thứ cấp được định mức 12V. Máy biến áp phải được kết nối sao cho mỗi cuộn dây sơ cấp nhận được điện áp chính xác.

Cấu hình nối tiếp và song song

Trong máy biến áp được kết nối nối tiếp, các cuộn dây sơ cấp được kết nối nối tiếp qua nguồn cung cấp 240V. Nếu các cuộn dây giống hệt nhau, một nửa điện áp cung cấp (120V) sẽ được truyền xuống mỗi cuộn dây và cùng một dòng điện sơ cấp chạy qua cả hai cuộn dây. Các cuộn dây thứ cấp, được định mức 12V, mỗi cuộn 2,5A, được kết nối nối tiếp, tạo ra đầu ra 24V, 2,5A. Dòng điện vẫn giữ nguyên, nhưng điện áp tăng gấp đôi.

Trong máy biến áp được kết nối song song, các cuộn dây thứ cấp được kết nối song song, duy trì cùng một điện áp (12V) nhưng tăng gấp đôi dòng điện lên 5,0A. Các cuộn dây sơ cấp vẫn giữ nguyên, nhưng kết nối song song của các cuộn dây thứ cấp tạo ra dòng điện đầu ra cao hơn.

Tầm quan trọng của định hướng chấm

Định hướng chấm rất quan trọng trong các cuộn dây máy biến áp vì nó chỉ ra các đầu cuối có cùng mối quan hệ pha. Kết nối các cuộn dây thứ cấp với định hướng chấm ngược nhau có thể khiến từ thông triệt tiêu, dẫn đến đầu ra bằng không hoặc làm hỏng máy biến áp.

Máy biến áp trung tâm

Máy biến áp trung tâm được thiết kế để cung cấp hai điện áp thứ cấp riêng biệt với một kết nối chung, tạo ra nguồn cung cấp hai pha, ba dây. Điện áp thứ cấp tỷ lệ thuận với điện áp sơ cấp và công suất trong mỗi cuộn dây là như nhau. Máy biến áp trung tâm có điểm khai thác ở chính giữa cuộn dây thứ cấp, cung cấp điện áp thứ cấp bằng nhau nhưng ngược nhau. Khi được nối đất, điểm khai thác trung tâm tạo ra một điện áp thứ cấp dương và điện áp thứ cấp còn lại âm, lệch pha 180 độ với nhau.

Một nhược điểm của máy biến áp trung tâm không nối đất là khả năng điện áp không cân bằng trong các cuộn dây thứ cấp do dòng điện không đối xứng trong kết nối thứ ba chung. Máy biến áp trung tâm cũng có thể được tạo ra bằng cách sử dụng máy biến áp điện áp kép, kết nối các cuộn dây thứ cấp theo chuỗi và sử dụng liên kết trung tâm làm kết nối.

Tính linh hoạt của máy biến áp nhiều cuộn dây

Máy biến áp đa cuộn dây rất linh hoạt và có nhiều ứng dụng trong mạch điện và điện tử. Chúng có thể cung cấp các điện áp thứ cấp khác nhau cho nhiều tải khác nhau, có các cuộn dây được kết nối nối tiếp hoặc song song để cung cấp điện áp hoặc dòng điện cao hơn . Cũng có thể tạo ra máy biến áp có đầu nối trung tâm bằng cách kết nối các cuộn dây thứ cấp nối tiếp. Các máy biến áp này rất cần thiết trong các ứng dụng yêu cầu nhiều mức điện áp hoặc cấu hình cụ thể để đáp ứng các nhu cầu điện năng khác nhau.