Cuộn Kháng Điện Là Gì? Cấu Tạo – Nguyên Lý Hoạt Động kiến thức mới năm 2023

Cuộn kháng là một thiết bị quan trọng được sử dụng để nâng cao chất lượng điện cho hệ thống. Nhờ đó cũng góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm các sự cố khi hệ thống điện hoạt động. Vậy cuộn kháng điện là gì? Cấu tạo ra sao? Hãy theo dõi bài viết dưới đây của Điện Châu Á để hiểu biết được câu trả lời nhé.

Cuộn kháng điện là gì?

Cuộn kháng điện (Reactor) là 1 cuộn dây bằng đồng có công suất lớn được dùng trong hệ thống điện. Cuộn kháng được quấn thành nhiều vòng nhỏ xung quanh một lõi sắt từ có điện kháng không thay đổi. Cuộn kháng sẽ tham gia vào quá trình tích trữ từ trường và có nhiệm vụ hạn chế dòng ngắn mạch. Ngoài ra, nó còn giúp duy trì điện áp định ở mức ổn định để tránh được các tình huống khi có sự thay đổi đột ngột của lưới điện.

Chức năng của cuộn kháng điện

Bảo vệ các thiết bị điện công nghiệp

Cuộn kháng là thiết bị được kết hợp với tụ bù trong quá trình sử dụng, thiết bị này có chức năng bảo vệ tụ bù và các thiết bị đóng cắt, relay bù. Sự kết hợp giữa nó và tụ bù giúp con người có thể gia tăng chất lượng điện của hệ thống. Đây thiết bị có vai trò rất quan trọng, đặc biệt trong trường hợp điện áp hay dòng điện của hệ thống đột ngột biến dạng.

Cuộn kháng thực hiện chức năng bảo vệ biến tần

Cuộn kháng cũng mang chức năng bảo vệ biến tần của từng đoạn mạch. Có 2 loại cuộn kháng được sử dụng cho biến tần là: Cuộn kháng sử dụng cho đầu ra biến tần (còn được gọi là DC) và cuộn kháng được dùng cho đầu vào biến tần (còn được gọi là AC)

Nhờ đặc tính của cuộn kháng mà tất cả dòng điện đi qua nó đều được điều chỉnh khiến chúng ổn định hơn. Vì vậy, khi tiến hành lắp đặt cuộn kháng gần với biến tần, chúng sẽ giúp cho dòng điện đi qua dần ổn định hơn. Nhờ đó, biến tần và động cơ đều có thể hoạt động một cách trơn tru dù bị thay đổi tần số hay tốc độ.

Cấu tạo cuộn kháng điện

Cuộn kháng có cấu tạo khá đơn giản, gồm: 1 cuộn dây điện được quấn thành nhiều vòng xung quanh 1 lõi sắt từ có điện áp cố định.

Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây này, từ trường sẽ được tạo ra. Tiếp theo, các áp cảm ứng sẽ được tạo thành để kìm hãm sự biến đổi dòng điện trong cuộn kháng.

Nguyên lý hoạt động của cuộn kháng điện

Trong mạch điện xoay chiều thì tần số của dòng điện và cảm kháng sẽ có tỉ lệ thuận với nhau. Do đó, tần số có giá trị càng lớn thì cảm kháng cũng sẽ càng lớn và điện áp dòng điện đi qua cuộn kháng sẽ càng bị nhỏ đi. Nhờ đó, việc ứng dụng cuộn kháng vào hệ thống điện của các máy móc có thể giúp làm biến mất những sóng hài bậc cao.

Những cuộn kháng này sẽ kết hợp cùng tụ bù công suất phản kháng để bảo vệ các tụ bù điện. Cuộn kháng là khí cụ điện đóng cắt, loại bỏ từ từ các thành phần sóng hài, từ đó nâng cao được chất lượng của điện năng cho toàn bộ hệ thống.

Thiết bị này hoạt động theo nguyên lý: Cảm kháng tỉ lệ thuận với tần số của dòng điện, ngược lại dung kháng tỉ lệ nghịch với tần số. Dòng điện chứa thành phần như: Sóng hài bậc 5, bậc 7 có nguy cơ phá hủy các tụ bù do dòng điện có điện áp quá lớn chạy qua. Cuộn kháng sẽ được mắc nối tiếp với một tụ bù để lọc ra những sóng hài này.

Trong các biến tần công nghiệp thường có các cuộn kháng. Nhờ vào tính chất không đổi của cuộn kháng mà nó giúp ổn định dòng điện đầu ra của biến tần. Từ đó, các động cơ điện có thể làm việc một cách trơn tru và đặc biệt là tăng độ bền của thiết bị khi cần đảo chiều hay thay đổi tốc độ.

Phân loại cuộn kháng điện

Cuộn kháng được phân loại dựa theo 2 yếu tố là điện áp và công dụng. 

Theo điện áp

• Cuộn kháng trung thế: Dùng cho dòng điện có điện áp từ 1000v trở lên
• Cuộn kháng hạ thế: Dùng cho dòng điện có điện áp từ 440v đến 1000v

Theo công dụng

• Cuộn kháng lọc sóng hài 

Cuộn kháng này được thiết kế để phù hợp với các dung lượng của tụ bù. Nó được lắp đặt nối tiếp với tụ bù và có nhiệm vụ bảo vệ tụ bù tránh khỏi các tác nhân gây hại của những sóng hài. 

Sự kết hợp giũa tụ bù và cuộn kháng sẽ tạo ra các thành mạch LC (còn gọi là lọc sóng hài). Tần số lúc này sẽ phụ thuộc vào độ tự cảm của cuộn kháng và điện dung của tụ bù.

Trên thị trường hiện nay, có nhiều cuộn kháng khác nhau như: 6%, 7%, 11%, 14%,… Đây chính là các mức tương đương với tần số lọc phổ biến khác nhau. Trong đó, phổ biến nhất là tụ bù 7% có công suất từ 10kvar- 100kvar

• Cuộn kháng cho biến tần

Dựa vào nguồn điện đang sử dụng mà có thể phân thành cuộn kháng đầu vào biến tần DC và cuộn kháng đầu vào biến tần AC (cuộn kháng AC). Các cuộn kháng này thể ổn định dòng điện để động cơ làm việc một cách trơn tru, đặc biệt là khi cần thay đổi tần số hay tốc độ.

Trên đây là bài viết của Điện Châu Á đã cung cấp các thông tin về cuộn kháng. Hy vọng các bạn đã có thêm những kiến thức cần thiết.