Hướng dẫn tính số vòng dây và quấn biến áp cách ly 1 pha

Máy biến áp là một thiết bị được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cuộc sống. Có nhiều loại máy biến áp với các thông số kỹ thuật khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng. Nếu bạn muốn tự làm một máy biến áp để đáp ứng nhu cầu riêng của mình, bài viết này sẽ cung cấp cho bạn một số kinh nghiệm quấn biến áp cơ bản và dễ hiểu nhất.

Xác định 3 thông số chính tạo ra một máy biến áp

Trước tiên, chúng ta cần xác định ba thông số chính để tạo ra một máy biến áp:

  • Thông số điện vào sơ cấp (UVào): Điện áp đầu vào của biến áp.
  • Thông số điện ra thứ cấp (URa): Điện áp đầu ra của biến áp.
  • Công suất máy biến áp (P): Công suất được tính bằng KVA, Ampe (A), KW.

Chuẩn bị

Ví dụ: Tôi cần một máy biến áp 1 pha có công suất 240VA, cách ly, điện áp vào là 220V, điện áp ra là 24V. Vậy cần lõi sắt như thế nào, số vòng dây là bao nhiêu, tiết diện dây là loại dây nào?

1. Công thức xác định diện tích lõi sắt cần quấn

Để tính diện tích lõi sắt cần quấn biến áp, chúng ta sử dụng công thức sau:

P = (K x η x S2)/14000

Trong đó:

  • P là công suất của máy biến áp (VA)
  • η là hệ số hiệu suất cốt lõi sắt
  • K là hệ số hở từ thông giữa các lõi thép
  • S là 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 0.35mm 0.93 0.84
Lá thép E 0.5mm 0.9 0.82
Lá thép bị han rỉ 0.8 0.8

Với công suất máy 240VA, ta tính được diện tích lõi sắt cần tìm như sau:

S2= (P x 14000)/(K x η) = (240 x 14000)/ (0.9 x 0.82) = 4,552,846 mm2

Lấy căn bậc 2 của S2 ta có S = √S2 = √4,552,846 = 2133mm2 = 21,3Cm2

Chọn bộ Fe có diện tích a= 4cm, b = 5cm là phù hợp với công suất này.

Chọn lõi sắt Fe phù hợp với công suất máy 240VA, diện tích là 21,3cm2

Lưu ý: Khi tính ra được diện tích lõi sắt S cần quấn cho biến áp, không nhất thiết phải chọn loại Fe có diện tích phù hợp chính xác 100%. Có thể chọn con số tương đối hoặc gần đúng. Ví dụ trên cho ta diện tích lõi sắt cần quấn là 21,3Cm2. Ngoài thị trường có các bộ Fe có diện tích lõi cố định, có thể chọn loại có diện tích tương đương hoặc gần đúng. 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 hoặc giấy cách điện

2. Tính số vòng dây quấn

Sau khi tìm được một bộ Fe có công suất phù hợp, chúng ta cần tính số vòng dây và tiết diện dây cần quấn. Để xác định số vòng dây quấn, ta phải biết điện áp đầu vào và điện áp đầu ra cần lấy.

Bảng tính dòng tải A trên mỗi loại dây đồng:

  • Lõi sắt Fe có bề rộng Fe 4Cm, độ dày 5Cm
  • Số vòng Sơ cấp: 495 Vòng
  • Số vòng dây thứ cấp: 52,8 Vòng
  • Tiết diện dây sơ cấp có đường kính 0.7mm
  • Dây thứ cấp có đường kính 2.0mm

Máy biến áp 1 pha Fushin khi hoàn thành sẽ có đầy đủ các thông số trên. Các thông số trên đây chỉ mang tính chất tham khảo, tuỳ thuộc vào loại máy và ứng dụng cụ thể có thể chọn loại Fe và tiết diện dây phù hợp hơn. Tuy nhiên, công thức trên vẫn được sử dụng để quấn máy biến áp 1 pha nói chung.

Ví dụ 2: Cần quấn biến áp 1 pha cách ly, điện áp vào 220Vac, điện áp ra 48Vac, công suất 30A. Vậy cần bộ Fe có tiết diện bao nhiêu? Số vòng dây quấn và tiết diện dây sơ cấp, thứ cấp?

Trước tiên, chúng ta cần xác định 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 cấp, ta tra bảng dòng tải ampe trên mỗi loại dây đồng theo bảng trên. Với mật độ chịu tải 3A/mm2 là mức dây đồng chịu tải tốt nhất, chọn loại dây chịu tải ở mức này.

I1 = 6.54A => Chọn dây Ø = 1.6
I2 = 30A => Chọn dây Ø = 3.2 (hoặc dây Ø 3.4)

  • Xác định diện tích lõi sắt cần quấn:

P = (K x η x S2)/14000
=> S2= (P x 14000)/(K x η)= ( 1440 x 14000)/(0.9 x 0.82) = 27317073 mm2
=> S = √S2 ==√27317073 = 5226 mm2 = 52,26cm2

Với diện tích này, có thể chọn bộ Fe có diện tích lõi tương đương có chiều dày a = 6cm, chiều dày b = 8.5cm hoặc a = 5cm, b = 10.5cm.

Tùy vào lõi sắt có sẵn có thể chọn Fe có kích thước tương đương. Ở đây tôi 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 sắt

=> N1= U1 X 0.88 = 220 X 0.88 = 194 Vòng
=> N2= U2 X 0.88 = 48 X 0.88 = 42 Vòng

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: 194 Vòng
  • Số vòng dây thứ cấp: 42 Vòng
  • Tiết diện dây sơ cấp có đường kính 1.6mm
  • Dây thứ cấp có đường kính 3.2mm

Mọi thông tin chi tiết liên hệ số 0902.562.589 để được hỗ trợ thêm. Ngoài ra, nếu bạn không tự quấn được biến áp do không đủ linh kiện hoặc vật tư máy móc, bạn có thể đặt hàng tại công ty chúng tôi để nhận chế tạo, sản xuất và quấn biến áp theo yêu cầu.

Bài viết có bản quyền của Hoàng Tiến