Разлики между трифазни и еднофазни трансформатори

В домакинските уреди, в заваръчните машини, за изпитателни и измервателни цели обикновено се използват еднофазни трансформатори с относително ниска мощност. Мощни еднофазни трансформатори се използват за захранване на промишлени електроцентрали.

Външният вид на конвенционален еднофазен трансформатор е показан на фигурата. Тук можете да видите магнитна система под формата на затворена рамка, съдържаща два пръта, както и горен и долен хомот. На прътите са разположени намотки с най -ниско (LV) и най -високо (HV) напрежение.

За най-рационалното използване на двустепенната магнитна система, намотките с по-високо и по-ниско напрежение се разделят на две части, след което тези части се свързват последователно или паралелно, в зависимост от параметрите на проектирания трансформатор. Изводите на HV и LV намотките са разположени от противоположните страни на сърцевината.

Ако е необходимо да се преобразува трифазният ток с помощта на еднофазни трансформатори, вземете три еднофазни трансформатора, свържете техните първични намотки според схемата звезда, а вторичните намотки според схемата звезда или триъгълник. Така се получава трифазна група трансформатори, обединени в обща електрическа верига с отделена магнитна верига.

Но до такова решение (три отделни еднофазни трансформатора за преобразуване на трифазен ток) се прибягва в крайни случаи, за много високи мощности, когато е невъзможно да се инсталира огромен трифазен трансформатор или неговото производство е непрактично. Освен това в случай на авария в една от фазите е по-лесно да се замени един еднофазен трансформатор, който (само един, а не три) може да се запази на склад за такъв случай. В крайна сметка увреждането на повече от една фаза наведнъж е много малко вероятно.

Ако погледнете трифазен трансформатор, тогава тук се комбинират не само електрически, но и магнитни системи от три еднофазни трансформатора. На практика системата на такъв трансформатор е конструирана по следния начин. Вземете три еднакви двуфазови еднофазни трансформатора, чиито HV и NV намотки са разположени само на един от двата пръта, а вторият прът не е зает от намотки.

Нека комбинираме свободните пръти на три трансформатора в едно и ще преместим пръчките с намотки в пространството на 120 градуса един спрямо друг. Ако сега тази трифазна система е свързана към трифазна AC мрежа, тогава магнитният поток в централната пръчка (в съответствие с принципа на суперпозиция на магнитни полета) винаги ще бъде нула.

Следователно централната лента може да бъде премахната, тъй като не играе никаква роля функционално. Резултатът е тристепенна магнитна система със същите дължини на пътя на работния магнитен поток за намотките на всяка от трите фази.

Симетрична пространствена система с пръти, разположени на 120 градуса един от друг, е практически идеална, но е трудна за производство и ремонт.

Друга версия на трифазна пространствена магнитна система е тази, при която магнитните вериги са групирани в правилен триъгълник. Такова магнитно ядро ​​се навива с непрекъсната електрическа лента. Но това решение всъщност се прилага само в изключителни случаи.

За да се опрости максимално проектирането на трифазен трансформатор, за да се улесни неговото производство и ремонт, на практика най-често се използва плоска асиметрична тристепенна верига. В него три пръта са разположени в една равнина и се припокриват от две горни и две долни игове.

Тук дължината на пътя на работния магнитен поток (AB) на средния прът е малко по-малка от дължината на пътя на магнитните потоци на страничните пръти, което до известна степен влияе на разликата в токовете на празен ход на трите фази .

Фазовите намотки на плоска асиметрична система от трифазен трансформатор са разположени върху прътите по същия начин, както в еднофазен трансформатор, след което те се комбинират в трифазна верига, както бе споменато по-рано.

Разходите за производство и сглобяване на такъв трансформатор са много по-ниски от производството и сглобяването на три еднофазни трансформатора за същата обща мощност. Спестяването на тегло на материала е около 33%. И такъв трансформатор се оказва много по -евтин в обслужване. Поради тази причина почти всички съвременни трифазни силови трансформатори се произвеждат в плоска тристепенна верига.