Razlike između trofaznih i jednofaznih transformatora
U kućanskim aparatima, u strojevima za zavarivanje, za potrebe ispitivanja i mjerenja obično se koriste jednofazni transformatori relativno male snage. Snažni jednofazni transformatori koriste se za napajanje industrijskih elektrana.
Izgled konvencionalnog jednofaznog transformatora prikazan je na slici. Ovdje možete vidjeti magnetski sustav u obliku zatvorenog okvira koji sadrži dvije šipke, kao i gornji i donji jaram. Zavojnice s najnižim (NN) i najvišim (VN) naponom nalaze se na šipkama.
Za što racionalniju upotrebu dvostupanjskog magnetskog sustava namoti višeg i nižeg napona dijele se na dva dijela, nakon čega se ti dijelovi spajaju serijski ili paralelno, ovisno o parametrima projektiranog transformatora. Stezaljke VN i NN namota nalaze se na suprotnim stranama jezgre.
Ako je potrebno transformirati trofaznu struju pomoću jednofaznih transformatora, uzmite tri jednofazna transformatora, spojite njihove primarne namote prema shemi zvijezda, a sekundarne namote prema shemi zvijezda ili trokut. Tako se dobiva trofazna skupina transformatora ujedinjenih u zajednički električni krug s zasebnim magnetskim krugom.
Ali takvo rješenje (tri odvojena jednofazna transformatora za pretvaranje trofazne struje) pribjegava se u ekstremnim slučajevima, za vrlo velike snage, kada je nemoguće instalirati veliki trofazni transformator ili je njegova proizvodnja nepraktična. Osim toga, u slučaju nesreće u jednoj od faza, lakše je zamijeniti jednofazni transformator, koji se (samo jedan, ne tri) može držati na skladištu za takav slučaj. Uostalom, oštećenje više od jedne faze u isto vrijeme vrlo je malo vjerojatno.
Ako pogledate trofazni transformator, onda se ovdje kombiniraju ne samo električni, već i magnetski sustavi triju jednofaznih transformatora. U praksi se sustav takvog transformatora konstruira na sljedeći način. Uzmimo tri ista dvofazna jednofazna transformatora, čiji se VN i NV namoti nalaze samo na jednom od dva pola, a drugi pol nije zauzet namotima.
Spojimo slobodne šipke tri transformatora u jednu, a šipke sa zavojnicama ćemo pomaknuti u prostoru za 120 stupnjeva jednu u odnosu na drugu. Ako se sada ovaj trofazni sustav spoji na trofaznu izmjeničnu mrežu, tada će magnetski tok u središnjoj šipki (prema principu superpozicije magnetskih polja) uvijek biti jednak nuli.
Središnja šipka se stoga može ukloniti jer nema funkcionalnu ulogu.Rezultat je trofazni magnetski sustav s istim duljinama radnog puta magnetskog toka za namote svake od tri faze.
Simetrični prostorni sustav s šipkama razmaknutim pod kutom od 120 stupnjeva praktički je idealan, ali ga je teško proizvesti i popraviti.
Druga verzija trofaznog svemirskog magnetskog sustava je ona u kojoj su magnetski krugovi grupirani u pravilan trokut. Takva magnetska jezgra namotana je kontinuiranom električnom trakom. Ali ta se odluka zapravo primjenjuje samo u iznimnim slučajevima.
Kako bi se što više pojednostavio dizajn trofaznog transformatora, kako bi se olakšala njegova izrada i popravak, u praksi se najčešće koristi ravni asimetrični krug na tri razine. U njemu se tri šipke nalaze u jednoj ravnini i preklapaju se s dva gornja i dva donja jarma.
Ovdje je duljina puta radnog magnetskog toka (AB) srednje šipke nešto manja od duljine puta magnetskih tokova bočnih šipki, što u određenoj mjeri utječe na razliku u strujama praznog hoda triju faza. .
Fazni namoti planarnog asimetričnog sustava trofaznog transformatora smješteni su na šipkama na isti način kao u jednofaznom transformatoru, nakon čega se kombiniraju u trofaznom krugu, kao što je ranije spomenuto.
Trošak izrade i montaže takvog transformatora znatno je niži od proizvodnje i montaže tri jednofazna transformatora za istu ukupnu snagu. Ušteda težine materijala je oko 33%. A takav transformator ispada mnogo jeftiniji za održavanje. Zbog toga se gotovo svi moderni trofazni energetski transformatori proizvode u ravnom trofaznom krugu.