Skirtumai tarp trifazių ir vienfazių transformatorių
Buitiniuose prietaisuose, suvirinimo aparatuose, bandymams ir matavimams dažniausiai naudojami santykinai mažos galios vienfaziai transformatoriai. Pramoninėms elektrinėms maitinti naudojami galingi vienfaziai transformatoriai.
Įprasto vienfazio transformatoriaus išvaizda parodyta paveikslėlyje. Čia galite pamatyti magnetinę sistemą uždaro rėmo pavidalu, kuriame yra du strypai, taip pat viršutinis ir apatinis jungas. Ant strypų yra ritės su žemiausia (LV) ir aukščiausia (HV) įtampa.
Racionaliausiam dviejų pakopų magnetinės sistemos panaudojimui apvijos su aukštesne ir žemesne įtampa dalijamos į dvi dalis, po kurių šios dalys jungiamos nuosekliai arba lygiagrečiai, priklausomai nuo projektuojamo transformatoriaus parametrų. Aukštos įtampos ir LV apvijų gnybtai yra priešingose šerdies pusėse.
Jei reikia transformuoti trifazę srovę naudojant vienfazius transformatorius, paimkite tris vienfazius transformatorius, prijunkite jų pirmines apvijas pagal žvaigždžių schemą, o antrines apvijas - pagal žvaigždės arba trikampio schemą. Taip gaunama trifazė transformatorių grupė, sujungta į bendrą elektros grandinę su atskira magnetine grandine.
Bet tokio sprendimo (trys atskiri vienfaziai transformatoriai trifazei srovei paversti) griebiamasi kraštutiniais atvejais, esant labai didelėms galioms, kai neįmanoma sumontuoti didžiulio trifazio transformatoriaus arba jį pagaminti nepraktiška. Be to, įvykus avarijai vienoje iš fazių, paprasčiau pakeisti vienfazį transformatorių, kurį (tik vieną, o ne tris) galima laikyti sandėlyje tokiam atvejui. Juk labai mažai tikėtina, kad vienu metu bus pažeista daugiau nei viena fazė.
Jei pažvelgsite į trifazį transformatorių, čia yra sujungtos ne tik elektrinės, bet ir magnetinės trijų vienfazių transformatorių sistemos. Praktiškai tokio transformatoriaus sistema sukonstruota taip. Paimkite tris vienodus dvifazius vienfazius transformatorius, kurių HV ir NV apvijos yra tik viename iš dviejų polių, o antrasis polius nėra užimtas apvijų.
Sujungkime trijų transformatorių laisvus strypus į vieną, o strypus su ritėmis perkelsime erdvėje 120 laipsnių vienas kito atžvilgiu. Jeigu ši trifazė sistema dabar prijungta prie trifazio kintamosios srovės tinklo, tai magnetinis srautas centriniame strype (pagal magnetinių laukų superpozicijos principą) visada bus lygus nuliui.
Todėl centrinę juostą galima nuimti, nes ji funkciškai nevaidina.Rezultatas yra trifazė magnetinė sistema, kurios darbinis magnetinio srauto kelias yra vienodas kiekvienos iš trijų fazių apvijų.
Simetriška erdvinė sistema su strypais, išdėstytais 120 laipsnių atstumu, yra praktiškai ideali, tačiau ją sunku pagaminti ir taisyti.
Kita trifazių erdvinių magnetų sistemos versija yra tokia, kurioje magnetinės grandinės yra sugrupuotos į taisyklingą trikampį. Tokia magnetinė šerdis suvyniota ištisine elektrine juosta. Tačiau šis sprendimas realiai taikomas tik išimtiniais atvejais.
Siekiant kuo labiau supaprastinti trifazio transformatoriaus konstrukciją, palengvinti jo gamybą ir remontą, praktiškai dažniausiai naudojama plokščia asimetrinė trijų lygių grandinė. Jame trys strypai yra vienoje plokštumoje ir yra perdengti dviem viršutiniais ir dviem apatiniais jungais.
Čia vidurinės juostos darbinio magnetinio srauto (AB) kelio ilgis yra šiek tiek mažesnis nei šoninių strypų magnetinių srautų kelio ilgis, o tai tam tikru mastu turi įtakos trijų fazių tuščiosios eigos srovių skirtumui. .
Trifazio transformatoriaus plokštumos asimetrinės sistemos fazinės apvijos yra ant strypų taip pat, kaip ir vienfazio transformatoriaus, po to jos sujungiamos į trifazę grandinę, kaip minėta anksčiau.
Tokio transformatoriaus gamybos ir surinkimo kaina yra daug mažesnė nei trijų vienfazių transformatorių pagaminimas ir surinkimas tokiai pačiai bendrai galiai. Medžiagos svorio taupymas yra apie 33%. O tokį transformatorių prižiūrėti pasirodo daug pigiau. Dėl šios priežasties beveik visi šiuolaikiniai trifaziai galios transformatoriai gaminami plokščioje trifazėje grandinėje.