Nguyên Lý Hoạt Động Biến Áp Điện Lực: Lõi Thép, Dây Quấn

Bài viết giải thích nguyên lý hoạt động của biến áp điện lực theo hướng kỹ thuật: dòng điện xoay chiều ở cuộn sơ cấp tạo từ thông biến thiên trong lõi thép, từ thông đó cảm ứng ra điện áp ở cuộn thứ cấp theo tỷ số vòng dây.

Nội dung đi từ cơ chế hoạt động (các bước, cảm ứng điện từ, từ thông, chế độ có tải và không tải), tỷ số biến áp kèm ví dụ tính toán, đến cấu tạo và vật liệu của lõi thép, vai trò và cách bố trí dây quấn sơ cấp, thứ cấp. Phần bổ sung cuối bài so sánh tổn hao không tải với tổn hao có tải, lõi thép silic với lõi vô định hình, và ảnh hưởng của chúng đến hiệu suất máy.

Nguyên lý hoạt động biến áp điện lực dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn dây sơ cấp tạo ra từ thông biến thiên trong lõi thép, từ thông này móc vòng qua cuộn dây thứ cấp và sinh ra điện áp thứ cấp. Đặc biệt, quá trình này giữ nguyên tần số và chỉ thay đổi cấp điện áp theo tỷ số biến áp, đồng thời không cần bộ phận chuyển động nào.

Bên cạnh đó, lõi thép máy biến áp và dây quấn máy biến áp là hai bộ phận cốt lõi quyết định nguyên lý biến đổi điện áp. Lõi thép đóng vai trò mạch từ máy biến áp dẫn từ thông khép kín, còn dây quấn sơ cấp và thứ cấp là nơi nhận và truyền năng lượng điện. Hơn nữa, vật liệu và cách chế tạo hai bộ phận này ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và chất lượng vận hành của thiết bị.

Ngoài ra, tổn hao lõi thép, tổn hao dây quấn và hiệu suất máy biến áp điện lực là những chỉ tiêu kỹ thuật phản ánh chất lượng thiết kế và chế tạo. Quan trọng hơn, hiểu rõ các loại tổn hao giúp người vận hành lựa chọn đúng loại máy và tối ưu chi phí điện năng trong suốt vòng đời thiết bị.

Sau đây, bài viết lần lượt giải thích biến áp điện lực hoạt động như thế nào, cấu tạo biến áp điện lực gồm những bộ phận nào, vai trò của từng bộ phận và các yếu tố quyết định hiệu suất.

Nguyên lý hoạt động biến áp điện lực là gì?

Nguyên lý hoạt động biến áp điện lực là cơ chế biến đổi điện áp xoay chiều bằng cảm ứng điện từ giữa hai hay nhiều cuộn dây qua một mạch từ chung. Cơ chế này giữ nguyên tần số, thay đổi điện áp và dòng điện, đồng thời truyền công suất từ nguồn sang tải.

Cụ thể hơn, biến áp điện lực là thiết bị điện tĩnh, không có bộ phận chuyển động, được dùng để tăng hoặc giảm điện áp trong hệ thống phát điện, truyền tải và phân phối điện năng. Khi tìm hiểu về nguyên lý biến áp điện lực hay nguyên lý hoạt động máy biến áp, bạn thực chất đang tìm hiểu cùng một khái niệm: cách hai cuộn dây không nối trực tiếp với nhau về điện vẫn truyền được năng lượng thông qua từ trường.

Quan trọng hơn, biến áp điện lực chỉ làm việc với dòng điện xoay chiều. Dòng điện một chiều có giá trị không đổi nên không tạo ra từ thông biến thiên, và theo định luật cảm ứng điện từ, cuộn thứ cấp sẽ không xuất hiện điện áp cảm ứng. Vì vậy, nếu đấu cuộn sơ cấp vào nguồn một chiều, máy không biến đổi được điện áp, còn dòng điện sơ cấp chỉ bị giới hạn bởi điện trở thuần của cuộn dây, rất dễ gây quá nhiệt và cháy cuộn dây.

Bên cạnh đó, nguyên lý biến đổi điện áp của máy biến áp phụ thuộc vào tỷ lệ số vòng dây giữa hai cuộn. Số vòng dây thứ cấp lớn hơn sơ cấp thì máy tăng áp, số vòng dây thứ cấp nhỏ hơn sơ cấp thì máy giảm áp. Công suất ở hai phía gần như bằng nhau (chỉ chênh lệch phần tổn hao), nên điện áp tăng thì dòng điện giảm và ngược lại.

Biến áp điện lực hoạt động như thế nào qua từng bước?

Biến áp điện lực hoạt động qua 6 bước liên tiếp: cấp điện áp sơ cấp, dòng điện chạy trong cuộn sơ cấp, từ thông biến thiên trong lõi thép, từ thông móc vòng qua cuộn thứ cấp, sinh suất điện động cảm ứng và cấp điện áp thứ cấp cho tải.

Cụ thể, quy trình diễn ra theo thứ tự sau:

1. Cấp điện áp sơ cấp: nguồn xoay chiều được đưa vào hai đầu cuộn dây sơ cấp với giá trị điện áp sơ cấp U₁.
2. Dòng điện xuất hiện ở cuộn sơ cấp: dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn dây tạo ra sức từ động biến thiên theo thời gian.
3. Từ thông biến thiên trong lõi thép: sức từ động sinh ra từ thông trong lõi thép, từ thông này đổi chiều và đổi độ lớn theo tần số lưới điện.
4. Từ thông móc vòng qua cuộn thứ cấp: lõi thép dẫn từ thông khép kín qua các trụ và gông từ, đi xuyên qua cả hai cuộn dây.
5. Sinh suất điện động cảm ứng: từ thông biến thiên làm xuất hiện suất điện động trong cuộn thứ cấp.
6. Cấp điện áp thứ cấp cho tải: điện áp thứ cấp U₂ xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp và cấp điện cho phụ tải.

Để hiểu rõ hơn từng giai đoạn, các phần dưới đây phân tích cơ chế cảm ứng điện từ, sự hình thành từ thông và sự khác biệt giữa trạng thái có tải với không tải.

Cảm ứng điện từ trong máy biến áp diễn ra như thế nào?

Cảm ứng điện từ trong máy biến áp diễn ra khi từ thông móc vòng qua cuộn dây biến thiên theo thời gian, làm xuất hiện suất điện động cảm ứng trong cuộn dây đó. Độ lớn của suất điện động tỷ lệ với tốc độ biến thiên từ thông và số vòng dây.

Cụ thể hơn, theo định luật Faraday, suất điện động cảm ứng hiệu dụng trong một cuộn dây có thể biểu diễn bằng công thức E = 4,44 × f × N × Φmax. Trong đó f là tần số, N là số vòng dây và Φmax là giá trị cực đại của từ thông. Công thức này cho thấy với cùng một từ thông và tần số, cuộn dây có nhiều vòng hơn sẽ có suất điện động lớn hơn. Đây chính là cơ sở toán học của tỷ số biến áp.

Bên cạnh đó, vai trò của hai cuộn dây khác nhau rõ rệt. Cuộn dây sơ cấp nhận năng lượng từ nguồn và tạo ra từ trường biến thiên. Cuộn dây thứ cấp nhận cảm ứng từ trường đó và cấp năng lượng cho tải. Hiện tượng này gọi là cảm ứng tương hỗ giữa hai cuộn dây, khác với hiện tượng tự cảm xảy ra ngay trong từng cuộn dây do chính dòng điện của nó gây ra. Trong máy biến áp, cả hai hiện tượng cùng tồn tại, nhưng chính cảm ứng tương hỗ mới là cơ chế truyền năng lượng.

Từ thông trong lõi thép được hình thành và dẫn đi như thế nào?

Từ thông trong lõi thép được hình thành do sức từ động của dòng điện chạy trong cuộn sơ cấp, sau đó khép kín qua trụ và gông của mạch từ máy biến áp. Lõi thép có độ từ thẩm cao nên tập trung gần như toàn bộ từ thông vào mạch từ.

Cụ thể hơn, phần từ thông chính móc vòng qua cả hai cuộn dây và đảm nhiệm việc truyền năng lượng. Phần còn lại gọi là từ thông tản, chỉ móc vòng qua một cuộn dây và rất nhỏ so với từ thông chính. Do thép kỹ thuật điện có độ từ thẩm lớn hơn không khí hàng nghìn lần, từ trở của mạch từ rất thấp, nhờ vậy chỉ cần một dòng điện từ hóa nhỏ cũng đủ tạo từ thông cần thiết.

Quan trọng hơn, khi máy chạy không tải, trong cuộn sơ cấp chỉ có dòng điện không tải, hay còn gọi là dòng từ hóa. Dòng này thường chỉ chiếm vài phần trăm dòng định mức, và nhiệm vụ duy nhất của nó là duy trì từ thông trong lõi thép. Nếu lõi thép chất lượng kém hoặc mối ghép lá thép không khít, từ trở tăng lên, dòng từ hóa lớn hơn và tổn hao không tải cũng tăng theo.

Máy biến áp điện lực hoạt động khi có tải khác khi không tải ra sao?

Máy biến áp không tải chỉ có dòng từ hóa nhỏ chạy ở cuộn sơ cấp, còn máy biến áp có tải có thêm dòng điện thứ cấp, kéo theo dòng sơ cấp tăng để cân bằng sức từ động. Từ thông chính gần như không đổi ở cả hai trạng thái.

Cụ thể hơn, khi cuộn thứ cấp hở mạch, không có dòng thứ cấp nên sức từ động trong lõi thép chỉ do dòng từ hóa của cuộn sơ cấp tạo ra. Khi nối tải, dòng thứ cấp I₂ xuất hiện và tạo ra sức từ động ngược chiều, có xu hướng làm yếu từ thông. Để giữ từ thông chính gần như không đổi (vì từ thông được quyết định bởi điện áp nguồn), dòng sơ cấp tự động tăng thêm một thành phần bù đúng bằng phần sức từ động của cuộn thứ cấp.

Nhờ đó, công suất lấy từ nguồn tự điều chỉnh theo công suất tải mà không cần bất kỳ cơ cấu điều khiển nào. Đây là lý do máy biến áp điện lực có khả năng làm việc ổn định, liên tục nhiều năm với phụ tải thay đổi liên tục trong ngày.

Tỷ số biến áp và nguyên lý biến đổi điện áp được tính như thế nào?

Tỷ số biến áp được tính bằng tỷ lệ giữa điện áp sơ cấp và điện áp thứ cấp, và bằng tỷ lệ số vòng dây tương ứng: U₁/U₂ = N₁/N₂ = I₂/I₁ khi bỏ qua tổn hao. Công thức này cho biết máy tăng áp hay giảm áp và theo hệ số nào.

Cụ thể hơn, trong công thức, U₁ là điện áp sơ cấp, U₂ là điện áp thứ cấp, N₁ và N₂ là số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp, I₁ và I₂ là dòng điện tương ứng. Tỷ số giữa điện áp và dòng điện đảo nhau nên công suất S = U × I ở hai phía xấp xỉ bằng nhau.

Để minh họa, hãy xét một máy một pha đơn giản với điện áp sơ cấp 22.000 V và điện áp thứ cấp 400 V. Tỷ số biến áp là 22.000/400 = 55. Nếu cuộn thứ cấp có 100 vòng dây thì cuộn sơ cấp cần 5.500 vòng. Với công suất 400 kVA, dòng sơ cấp khoảng 18,2 A còn dòng thứ cấp khoảng 1.000 A. Thông số này giải thích vì sao dây quấn phía hạ áp thường có tiết diện lớn, còn dây quấn phía cao áp có tiết diện nhỏ nhưng số vòng rất nhiều.

Có mấy loại biến áp theo tỷ số biến đổi điện áp?

Có 2 loại biến áp chính theo tỷ số biến đổi điện áp: biến áp tăng áp và biến áp giảm áp. Tiêu chí phân loại là quan hệ giữa số vòng dây thứ cấp N₂ và số vòng dây sơ cấp N₁.

Cụ thể, hai loại này có đặc điểm như sau:

• Biến áp tăng áp (N₂ > N₁): nâng điện áp lên cao, thường đặt ngay sau nhà máy phát điện để đưa điện lên lưới truyền tải.
• Biến áp giảm áp (N₂ < N₁): hạ điện áp xuống cấp thấp hơn, thường đặt tại các trạm phân phối để cấp điện cho khu dân cư, nhà xưởng.

Lưu ý, cùng một máy có thể dùng theo cả hai chiều về mặt nguyên lý, nhưng trong thực tế mỗi máy được thiết kế cách điện và dòng điện theo chiều làm việc định sẵn nên không nên đảo chiều tùy ý.

Vì sao truyền tải điện cần nâng cao điện áp rồi hạ áp ở phía tiêu thụ?

Truyền tải điện cần nâng cao điện áp vì với cùng công suất, điện áp càng cao thì dòng điện càng nhỏ, và tổn hao I²R trên đường dây giảm theo bình phương dòng điện. Biến áp hạ áp ở cuối đường dây đưa điện về mức an toàn cho người sử dụng.

Cụ thể hơn, nếu điện áp tăng lên 10 lần thì dòng điện giảm 10 lần và tổn hao nhiệt trên dây dẫn giảm 100 lần. Nhờ đó dây truyền tải có thể dùng tiết diện nhỏ hơn, tiết kiệm vật liệu và giảm sụt áp. Chính vì vậy, biến áp điện lực là mắt xích không thể thiếu trong chuỗi phát điện, truyền tải và phân phối: biến áp tăng áp đầu nguồn, các biến áp trung gian chuyển cấp, biến áp phân phối hạ áp cuối cùng đưa điện đến tải.

Lõi thép máy biến áp có vai trò và cấu tạo như thế nào?

Lõi thép máy biến áp là bộ phận tạo thành mạch từ khép kín, có nhiệm vụ dẫn từ thông chính giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Lõi được ghép từ nhiều lá thép kỹ thuật điện mỏng, cách điện với nhau để giảm tổn hao.

Cụ thể hơn, vai trò của lõi thép gắn trực tiếp với nguyên lý hoạt động. Lõi thép giảm từ trở của mạch từ, tập trung từ thông vào đường đi mong muốn và giảm dòng từ hóa. Nếu không có lõi thép, từ thông tản rất lớn, độ ghép từ giữa hai cuộn dây kém và hiệu suất truyền năng lượng sẽ thấp đến mức không thể sử dụng trong thực tế.

Cấu tạo lõi thép máy biến áp gồm những bộ phận nào?

Cấu tạo lõi thép máy biến áp gồm 3 bộ phận chính: trụ lõi, gông từ và mối ghép, cùng hệ thống kẹp ép giữ chặt các lá thép. Phân loại này dựa trên chức năng của từng phần trong mạch từ.

Cụ thể:

• Trụ lõi: là phần để đặt dây quấn, từ thông đi dọc theo trụ.
• Gông từ: là phần nối các trụ với nhau để khép kín mạch từ, thường nằm ở phía trên và phía dưới cuộn dây.
• Mối ghép: là vị trí tiếp giáp giữa trụ và gông, nơi từ trở dễ tăng nếu ghép không chính xác.

Về cách ghép lá thép, có hai kiểu phổ biến: ghép xen kẽ (các lớp lá thép luân phiên đổi vị trí mối nối) và ghép nghiêng nhiều bậc (step-lap), trong đó mối ghép được cắt vát và xếp lệch bậc để giảm từ trở, giảm dòng không tải, giảm tiếng ồn. Về hình dạng, lõi thép chia thành kiểu lõi (core type), trong đó dây quấn bao quanh trụ, và kiểu bọc (shell type), trong đó lõi thép bao quanh dây quấn. Biến áp điện lực ba pha phổ biến hiện nay chủ yếu dùng kiểu lõi ba trụ. Bên cạnh đó, các chi tiết kẹp ép bằng xà ép, bu lông hoặc đai quấn giữ cho lõi thép chắc chắn, chống rung và giảm tiếng ồn khi vận hành. Giữa các lá thép là lớp cách điện mỏng để chặn dòng điện chạy từ lá này sang lá khác.

Vật liệu lõi thép máy biến áp là gì và vì sao dùng thép kỹ thuật điện?

Vật liệu lõi thép máy biến áp là thép kỹ thuật điện, còn gọi là thép silic, thường là loại cán nguội hạt định hướng. Loại thép này có độ từ thẩm cao, tổn hao thấp và điện trở suất lớn nhờ hàm lượng silic.

Cụ thể hơn, hàm lượng silic khoảng 3% làm tăng điện trở suất của thép, từ đó giảm tổn hao dòng điện xoáy. Quá trình cán nguội và xử lý nhiệt làm các hạt tinh thể định hướng theo một phương nhất định, giúp từ thông đi theo phương dễ từ hóa nhất, giảm tổn hao từ trễ. Độ dày lá thép thường dùng trong biến áp điện lực nằm trong khoảng 0,23 đến 0,35 mm; lá càng mỏng thì tổn hao dòng xoáy càng thấp nhưng chi phí chế tạo càng cao. Mỗi lá thép được phủ một lớp sơn hoặc lớp phủ cách điện mỏng để các lá cách ly nhau về điện, đảm bảo hiệu quả của việc ghép nhiều lá mỏng.

Vì sao lõi thép phải làm từ nhiều lá thép mỏng ghép lại mà không dùng khối thép đặc?

Có, lõi thép phải làm từ nhiều lá thép mỏng cách điện vì khối thép đặc sẽ sinh dòng điện xoáy rất lớn, gây nóng và tổn hao nghiêm trọng. Lá mỏng cắt đứt đường chạy của dòng xoáy, giảm nhiệt và tăng hiệu suất.

Cụ thể hơn, từ thông biến thiên trong lõi thép cũng cảm ứng ra các dòng điện khép kín ngay trong khối thép, gọi là dòng điện xoáy (dòng Foucault). Khối thép đặc có tiết diện lớn nên dòng xoáy mạnh, tỏa nhiệt nhiều. Khi chia lõi thành các lá mỏng cách điện, tiết diện mạch dòng xoáy bị thu nhỏ đáng kể, nên tổn hao giảm mạnh. Ngoài ra, lõi thép còn chịu tổn hao từ trễ, phát sinh do vật liệu từ bị từ hóa và khử từ liên tục theo chu kỳ dòng điện xoay chiều. Hai loại tổn hao này tạo nên tổn hao lõi thép, và sẽ được so sánh cụ thể ở phần nội dung bổ sung phía dưới.

Dây quấn máy biến áp gồm những loại nào và hoạt động ra sao?

Dây quấn máy biến áp là hệ thống cuộn dây dẫn điện quấn quanh trụ lõi thép, nơi dòng điện chạy qua để tạo ra từ trường hoặc nhận suất điện động cảm ứng. Dây quấn gồm cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, làm bằng đồng hoặc nhôm.

Cụ thể hơn, vật liệu dẫn điện phổ biến là đồng nhờ điện trở suất thấp, độ bền cơ học tốt, hoặc nhôm nhờ giá thành thấp và trọng lượng nhẹ. Dây dẫn có thể ở dạng dây tròn, dây dẹt (dây chữ nhật) hoặc dạng lá (foil) tùy cấp điện áp và dòng điện. Bên ngoài dây dẫn là lớp cách điện bằng giấy cách điện, sơn tráng hoặc nhựa; giữa các lớp và giữa các cuộn dây còn có ống cách điện, thanh chèn và các tấm ngăn để chịu được điện áp và lực điện động khi có sự cố ngắn mạch.

Cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp là gì?

Cuộn dây sơ cấp là cuộn nhận năng lượng điện từ nguồn, còn cuộn dây thứ cấp là cuộn cấp năng lượng cho tải. Tên gọi dựa trên chiều truyền năng lượng, không dựa vào việc điện áp của cuộn đó cao hay thấp.

Cụ thể hơn, trong máy tăng áp, cuộn sơ cấp là cuộn hạ áp và cuộn thứ cấp là cuộn cao áp; trong máy giảm áp thì ngược lại. Nói cách khác, cùng một cuộn dây có thể là sơ cấp hay thứ cấp tùy vào cách đấu máy vào hệ thống. Cách hiểu này giúp tránh nhầm lẫn khi đọc sơ đồ và thông số máy.

Dây quấn sơ cấp và thứ cấp khác nhau như thế nào?

Dây quấn sơ cấp và thứ cấp khác nhau chủ yếu ở số vòng dây, tiết diện dây, mức điện áp, dòng điện và vị trí bố trí. Phía điện áp cao có nhiều vòng, tiết diện nhỏ; phía điện áp thấp có ít vòng, tiết diện lớn.

Bảng dưới đây so sánh hai cuộn dây của một máy giảm áp thông dụng, với phía sơ cấp là cao áp và phía thứ cấp là hạ áp:

Dây quấn máy biến áp được bố trí và đấu nối theo những kiểu nào?

Dây quấn máy biến áp được bố trí theo 2 kiểu chính là đồng tâm và xen kẽ, trong đó kiểu đồng tâm phổ biến nhất ở biến áp điện lực. Tiêu chí phân loại là cách sắp xếp cuộn cao áp và hạ áp trên trụ lõi thép.

Cụ thể hơn, với kiểu đồng tâm, cuộn hạ áp thường quấn sát trụ lõi thép (dễ cách điện với lõi), cuộn cao áp quấn bên ngoài. Kiểu xen kẽ chia các cuộn thành nhiều phân đoạn đặt luân phiên dọc theo trụ, thường dùng cho các trường hợp đặc biệt. Về kết cấu cuộn dây, các kiểu thường gặp gồm dây quấn hình trụ, hình xoắn ốc và hình đĩa, được lựa chọn dựa vào dòng điện, điện áp và công suất máy.

Về cách đấu nối, ba pha thường được đấu sao (Y) hoặc tam giác (Δ). Tổ đấu dây quyết định độ lệch pha giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp, đồng thời ảnh hưởng đến khả năng chịu tải không đối xứng và các thành phần sóng hài. Chi tiết về từng tổ đấu dây là một chủ đề riêng, nên bài viết chỉ nêu tổng quan ở mức này.

Dây quấn và lõi thép phối hợp với nhau như thế nào khi biến áp làm việc?

Dây quấn và lõi thép phối hợp theo chuỗi: dây quấn sơ cấp tạo từ thông, lõi thép dẫn từ thông khép kín, dây quấn thứ cấp nhận cảm ứng và cấp điện áp ra tải. Ba bộ phận này liên kết thành một chu trình truyền năng lượng hoàn chỉnh.

Tóm lại, toàn bộ nguyên lý hoạt động biến áp điện lực có thể gói gọn trong ba ý: cuộn dây sơ cấp biến điện năng thành từ năng, lõi thép dẫn từ năng với tổn hao thấp nhất có thể, cuộn dây thứ cấp biến từ năng trở lại thành điện năng ở cấp điện áp mới. Tỷ số vòng dây quyết định cấp điện áp, chất lượng lõi thép và dây quấn quyết định hiệu suất.

Tổn hao lõi thép, tổn hao dây quấn ảnh hưởng thế nào đến hiệu suất máy biến áp điện lực?

Tổn hao lõi thép và tổn hao dây quấn làm giảm công suất đầu ra so với công suất đầu vào, qua đó quyết định hiệu suất máy biến áp điện lực. Dù vậy, máy biến áp công suất lớn thường đạt hiệu suất rất cao, phổ biến trên 98% và có thể vượt 99%.

Cụ thể hơn, hiệu suất tính theo công thức η = P₂ / (P₂ + P₀ + Pₖ), trong đó P₂ là công suất đầu ra, P₀ là tổn hao không tải (chủ yếu ở lõi thép) và Pₖ là tổn hao có tải (chủ yếu ở dây quấn). Hiệu suất đạt cực đại tại hệ số tải mà tổn hao thay đổi theo tải (tổn hao dây quấn) bằng tổn hao không đổi (tổn hao lõi thép). Do đó, máy thường được thiết kế để hiệu suất cao nhất ở khoảng 40% đến 70% tải định mức, phù hợp với chế độ vận hành thực tế.

Bên cạnh đó, các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất gồm chất lượng thép kỹ thuật điện, tiết diện và vật liệu dây quấn, nhiệt độ vận hành và hệ số tải. Khi cần đối chiếu yêu cầu kỹ thuật, các thông số định mức và phương pháp thử nghiệm máy biến áp điện lực có thể tham khảo tiêu chuẩn quốc tế IEC 60076-1:2011.

Tổn hao không tải (lõi thép) khác tổn hao có tải (dây quấn) như thế nào?

Tổn hao không tải (tổn hao lõi thép) gần như không đổi theo tải và xuất hiện ngay cả khi máy không mang tải, còn tổn hao có tải (tổn hao dây quấn) tăng theo bình phương dòng điện tải. Hai loại này khác nhau về nguyên nhân và cách giảm.

Bảng dưới đây so sánh hai loại tổn hao theo các tiêu chí kỹ thuật:

Lõi thép silic khác lõi thép vô định hình (amorphous) như thế nào về tổn hao?

Lõi thép vô định hình (amorphous) có tổn hao không tải thấp hơn rất nhiều so với lõi thép silic, thường được nhắc đến ở mức khoảng 60% đến 70%. Đổi lại, giá thành cao hơn, vật liệu giòn hơn và gia công khó hơn.

Cụ thể hơn, lõi vô định hình được chế tạo từ dải hợp kim cực mỏng, dày khoảng vài chục micromet, có cấu trúc nguyên tử không theo trật tự tinh thể nên dễ từ hóa và ít tổn hao. Loại lõi này phù hợp với biến áp phân phối vận hành liên tục, thường xuyên non tải, vì tổn hao không tải chiếm tỷ trọng lớn trong tổng điện năng thất thoát. Khi lựa chọn, nên so sánh theo chi phí vòng đời: khoản đầu tư ban đầu cao hơn của lõi vô định hình có thể được bù lại nhờ tiết kiệm điện năng trong nhiều năm vận hành.