Forskjeller mellom trefase og enfase transformatorer
I husholdningsapparater, i sveisemaskiner, for test- og måleformål, brukes vanligvis enfasede transformatorer med relativt lav effekt. Kraftige enfasetransformatorer brukes til å drive industrielle kraftverk.
Utseendet til en konvensjonell enfasetransformator er vist på figuren. Her kan du se et magnetisk system i form av en lukket ramme som inneholder to stenger, samt et øvre og nedre åk. Spoler med lavest (LV) og høyeste (HV) spenning er plassert på stengene.
For den mest rasjonelle bruken av det to-trinns magnetiske systemet, er viklingene med høyere og lavere spenning delt inn i to deler, hvoretter disse delene kobles i serie eller parallelt, avhengig av parametrene til den konstruerte transformatoren. Terminalene til HV- og LV-viklingene er plassert på motsatte sider av kjernen.
Hvis det er nødvendig å transformere trefasestrømmen ved hjelp av enfasetransformatorer, ta tre enfasetransformatorer, koble primærviklingene deres i henhold til stjerneskjemaet og sekundærviklingene i henhold til stjerne- eller deltaskjemaet. Dermed oppnås en trefasegruppe av transformatorer, samlet i en felles elektrisk krets med en separat magnetisk krets.
Men en slik løsning (tre separate enfasede transformatorer for å konvertere trefasestrøm) brukes i ekstreme tilfeller, for svært høye krefter, når det er umulig å installere en enorm trefasetransformator eller produksjonen er upraktisk. I tillegg, i tilfelle en ulykke i en av fasene, er det lettere å erstatte en enfaset transformator, som (kun en, ikke tre) kan holdes på lager for et slikt tilfelle. Tross alt er skade på mer enn én fase om gangen svært usannsynlig.
Hvis du ser på en trefasetransformator, kombineres ikke bare elektriske, men også magnetiske systemer av tre enfasetransformatorer her. I praksis er systemet til en slik transformator konstruert som følger. Ta tre identiske tofasede enfasetransformatorer, hvis HV- og NV-viklinger er plassert på bare en av de to polene, og den andre polen er ikke okkupert av viklinger.
La oss kombinere de frie stengene til tre transformatorer til én, og vi vil flytte stengene med spoler i rommet 120 grader i forhold til hverandre. Hvis dette trefasesystemet nå er koblet til et trefaset AC-nettverk, vil den magnetiske fluksen i den sentrale stangen (i henhold til prinsippet om superposisjon av magnetiske felt) alltid være null.
Den sentrale stangen kan derfor fjernes da den ikke spiller noen rolle funksjonelt.Resultatet er et trefaset magnetisk system med samme lengde av den magnetiske fluksbanen for viklingene til hver av de tre fasene.
Et symmetrisk romlig system med stenger med 120 graders avstand fra hverandre er praktisk talt ideelt, men vanskelig å produsere og reparere.
En annen versjon av et trefaset rommagnetsystem er et der de magnetiske kretsene er gruppert i en vanlig trekant. En slik magnetisk kjerne er viklet med et kontinuerlig elektrisk tape. Men denne avgjørelsen brukes faktisk bare i unntakstilfeller.
For å forenkle utformingen av en trefasetransformator så mye som mulig, for å lette produksjonen og reparasjonen, brukes i praksis oftest en flat asymmetrisk tre-nivå krets. I den er tre stenger plassert i ett plan og overlappes av to øvre og to nedre åk.
Her er banelengden til den magnetiske arbeidsfluksen (AB) til midtstangen litt mindre enn banelengden til de magnetiske fluksene til sidestengene, noe som til en viss grad påvirker forskjellen i tomgangsstrømmene til de tre fasene .
Faseviklingene til et plan asymmetrisk system av en trefasetransformator er plassert på stengene på samme måte som i en enfasetransformator, hvoretter de kombineres i en trefasekrets, som nevnt tidligere.
Kostnaden for å produsere og montere en slik transformator er mye lavere enn å produsere og montere tre enfasede transformatorer for samme totale effekt. Materialvektbesparelsen er ca. 33 %. Og en slik transformator viser seg å være mye billigere å vedlikeholde. Av denne grunn er nesten alle moderne trefase krafttransformatorer produsert i en flat trefasekrets.