Forskelle mellem trefasede og enfasede transformere

I husholdningsapparater, i svejsemaskiner, til test- og måleformål, bruges normalt enfasede transformatorer med relativt lav effekt. Kraftige enfasede transformere bruges til at drive industrielle kraftværker.

Udseendet af en konventionel enfaset transformer er vist på figuren. Her kan du se et magnetisk system i form af en lukket ramme indeholdende to stænger, samt et øvre og nedre åg. Spoler med den laveste (LV) og højeste (HV) spænding er placeret på stængerne.

For den mest rationelle brug af det to-trins magnetiske system er viklingerne med højere og lavere spænding opdelt i to dele, hvorefter disse dele er forbundet i serie eller parallelt, afhængigt af parametrene for den designede transformer. Terminalerne på HV- og LV-viklingerne er placeret på modsatte sider af kernen.

Hvis det er nødvendigt at transformere den trefasede strøm ved hjælp af enkeltfasede transformere, skal du tage tre enfasede transformere, forbinde deres primære viklinger i henhold til stjerneskemaet og sekundære viklinger i henhold til stjerne- eller deltaskemaet. Således opnås en trefaset gruppe af transformere, forenet i et fælles elektrisk kredsløb med et separat magnetisk kredsløb.

Men en sådan løsning (tre separate enkeltfasede transformere til at konvertere trefaset strøm) ty til i ekstreme tilfælde, for meget høje kræfter, når det er umuligt at installere en enorm trefaset transformer, eller dens fremstilling er upraktisk. I tilfælde af et uheld i en af ​​faserne er det desuden nemmere at udskifte en enfaset transformer, som (kun én, ikke tre) kan opbevares i sådan en sag. Det er trods alt meget usandsynligt at beskadige mere end én fase ad gangen.

Hvis du ser på en trefaset transformer, så kombineres ikke kun elektriske, men også magnetiske systemer af tre enfasede transformere her. I praksis er systemet af en sådan transformer konstrueret som følger. Tag tre identiske tofasede enfasede transformere, hvis HV- og NV-viklinger kun er placeret på en af ​​de to poler, og den anden pol er ikke optaget af viklinger.

Lad os kombinere de frie stænger fra tre transformatorer til én, og vi vil flytte stængerne med spoler i rummet 120 grader i forhold til hinanden. Hvis dette trefasede system nu er forbundet til et trefaset AC-netværk, vil den magnetiske flux i den centrale stang (ifølge princippet om superposition af magnetiske felter) altid være nul.

Den centrale stang kan derfor fjernes, da den funktionelt ikke spiller nogen rolle.Resultatet er et trefaset magnetisk system med samme længder af den arbejdende magnetiske fluxvej for viklingerne af hver af de tre faser.

Et symmetrisk rumligt system med stænger med en afstand på 120 grader fra hinanden er praktisk talt ideelt, men vanskeligt at fremstille og reparere.

En anden version af et trefaset rummagnetsystem er et, hvor de magnetiske kredsløb er grupperet i en regulær trekant. En sådan magnetisk kerne er viklet med et kontinuerligt elektrisk bånd. Men denne beslutning anvendes faktisk kun i undtagelsestilfælde.

For at forenkle designet af en trefaset transformer så meget som muligt, for at lette dens fremstilling og reparation, anvendes i praksis oftest et fladt asymmetrisk tre-niveau kredsløb. I den er tre stænger placeret i et plan og overlappes af to øvre og to nedre åg.

Her er vejlængden af ​​den midterste stangs arbejdsmagnetiske flux (AB) lidt mindre end vejlængden af ​​sidestængernes magnetiske flux, hvilket til en vis grad påvirker forskellen i de tre fasers tomgangsstrømme .

Faseviklingerne i et plan asymmetrisk system af en trefaset transformer er placeret på stængerne på samme måde som i en enfaset transformer, hvorefter de kombineres i et trefaset kredsløb, som tidligere nævnt.

Omkostningerne ved fremstilling og montering af en sådan transformer er meget lavere end ved fremstilling og samling af tre enfasede transformere til samme samlede effekt. Materialevægtbesparelsen er omkring 33%. Og sådan en transformer viser sig at være meget billigere at vedligeholde. Af denne grund er næsten alle moderne trefasede transformatorer fremstillet i et fladt trefaset kredsløb.