Skillnader mellan trefas och enfas transformatorer
I hushållsapparater, i svetsmaskiner, för test- och mätändamål, används vanligtvis enfastransformatorer med relativt låg effekt. Kraftfulla enfastransformatorer används för att driva industriella kraftverk.
Utseendet på en konventionell enfastransformator visas i figuren. Här kan du se ett magnetiskt system i form av en sluten ram innehållande två stavar, samt ett övre och nedre ok. Spolar med lägsta (LV) och högsta (HV) spänning är placerade på stängerna.
För den mest rationella användningen av tvåstegsmagnetsystemet är lindningarna med högre och lägre spänning uppdelade i två delar, varefter dessa delar ansluts i serie eller parallellt, beroende på parametrarna för den designade transformatorn. Terminalerna på HV- och LV-lindningarna är placerade på motsatta sidor av kärnan.
Om det är nödvändigt att transformera trefasströmmen med enfastransformatorer, ta tre enfastransformatorer, anslut deras primärlindningar enligt stjärnschemat och sekundärlindningarna enligt stjärn- eller deltaschemat. Således erhålls en trefasgrupp av transformatorer, förenade i en gemensam elektrisk krets med en separat magnetisk krets.
Men en sådan lösning (tre separata enfastransformatorer för att konvertera trefasström) tillgrips i extrema fall, för mycket höga effekter, när det är omöjligt att installera en enorm trefastransformator eller dess tillverkning är opraktisk. Dessutom, vid en olycka i en av faserna, är det lättare att byta ut en enfas transformator, som (endast en, inte tre) kan hållas i lager för ett sådant fall. Skador på mer än en fas åt gången är trots allt mycket osannolik.
Om du tittar på en trefastransformator kombineras inte bara elektriska utan även magnetiska system av tre enfastransformatorer här. I praktiken är systemet för en sådan transformator konstruerat enligt följande. Ta tre identiska tvåfas enfas transformatorer, vars HV- och NV-lindningar är belägna på endast en av de två polerna, och den andra polen är inte upptagen av lindningar.
Låt oss kombinera de fria stavarna från tre transformatorer till en, så flyttar vi stavarna med spolar i rymden 120 grader i förhållande till varandra. Om detta trefasiga system nu är anslutet till ett trefas växelströmsnät, kommer det magnetiska flödet i den centrala staven (enligt principen om överlagring av magnetiska fält) alltid att vara noll.
Den centrala stången kan därför tas bort eftersom den inte spelar någon funktion funktionellt.Resultatet är ett trefasmagnetiskt system med samma längder av den arbetande magnetiska flödesbanan för lindningarna i var och en av de tre faserna.
Ett symmetriskt rumssystem med stänger åtskilda 120 grader från varandra är praktiskt taget idealiskt, men svårt att tillverka och reparera.
En annan version av ett trefasigt rymdmagnetsystem är ett där de magnetiska kretsarna är grupperade i en vanlig triangel. En sådan magnetisk kärna lindas med ett kontinuerligt elektriskt band. Men detta beslut tillämpas faktiskt endast i undantagsfall.
För att förenkla designen av en trefastransformator så mycket som möjligt, för att underlätta dess tillverkning och reparation, används i praktiken oftast en platt asymmetrisk trenivåkrets. I den är tre stavar placerade i ett plan och överlappas av två övre och två nedre ok.
Här är väglängden för det magnetiska arbetsflödet (AB) för mittstaven något mindre än väglängden för sidostavarnas magnetiska flöden, vilket i viss mån påverkar skillnaden i tomgångsströmmarna för de tre faserna .
Faslindningarna i ett plan asymmetriskt system av en trefastransformator är placerade på stängerna på samma sätt som i en enfastransformator, varefter de kombineras i en trefaskrets, som nämnts tidigare.
Kostnaden för att tillverka och montera en sådan transformator är mycket lägre än att tillverka och montera tre enfastransformatorer för samma totala effekt. Materialviktsbesparingen är cirka 33%. Och en sådan transformator visar sig vara mycket billigare att underhålla. Av denna anledning tillverkas nästan alla moderna trefasiga krafttransformatorer i en platt trefaskrets.