Rozdiely medzi trojfázovými a jednofázovými transformátormi
V domácich spotrebičoch, vo zváracích strojoch, na testovacie a meracie účely sa zvyčajne používajú jednofázové transformátory s relatívne nízkym výkonom. Výkonné jednofázové transformátory sa používajú na napájanie priemyselných elektrární.
Vzhľad bežného jednofázového transformátora je znázornený na obrázku. Tu môžete vidieť magnetický systém v podobe uzavretého rámu obsahujúceho dve tyče, ako aj horné a spodné strmeň. Na tyčiach sú umiestnené cievky s najnižším (NN) a najvyšším (VN) napätím.
Pre čo najracionálnejšie využitie dvojstupňového magnetického systému sú vinutia s vyšším a nižším napätím rozdelené na dve časti, po ktorých sú tieto časti zapojené do série alebo paralelne v závislosti od parametrov navrhnutého transformátora. Vývody vinutia VN a NN sú umiestnené na opačných stranách jadra.
Ak je potrebné transformovať trojfázový prúd pomocou jednofázových transformátorov, vezmite tri jednofázové transformátory, pripojte ich primárne vinutia podľa schémy hviezdy a sekundárne vinutia podľa schémy hviezdy alebo trojuholníka. Takto sa získa trojfázová skupina transformátorov zjednotená v spoločnom elektrickom obvode so samostatným magnetickým obvodom.
K takémuto riešeniu (tri samostatné jednofázové transformátory na premenu trojfázového prúdu) sa však pristupuje v extrémnych prípadoch pri veľmi vysokých výkonoch, keď nie je možné inštalovať obrovský trojfázový transformátor alebo je jeho výroba nepraktická. Navyše v prípade havárie v niektorej z fáz je jednoduchšia výmena jednofázového transformátora, ktorý (len jeden, nie tri) možno pre takýto prípad držať na sklade. Poškodenie viacerých fáz naraz je totiž veľmi nepravdepodobné.
Ak sa pozriete na trojfázový transformátor, sú tu kombinované nielen elektrické, ale aj magnetické systémy troch jednofázových transformátorov. V praxi je systém takéhoto transformátora konštruovaný nasledovne. Vezmite tri rovnaké dvojfázové jednofázové transformátory, ktorých vinutia VN a NV sú umiestnené iba na jednom z dvoch pólov a druhý pól nie je obsadený vinutiami.
Spojme voľné tyče troch transformátorov do jednej a tyče s cievkami budeme pohybovať v priestore o 120 stupňov voči sebe. Ak je teraz tento trojfázový systém pripojený k trojfázovej striedavej sieti, potom magnetický tok v centrálnej tyči (podľa princípu superpozície magnetických polí) bude vždy nulový.
Stredovú lištu je teda možné odstrániť, pretože funkčne nehrá žiadnu rolu.Výsledkom je trojfázový magnetický systém s rovnakými dĺžkami dráhy pracovného magnetického toku pre vinutia každej z troch fáz.
Symetrický priestorový systém s tyčami vzdialenými od seba 120 stupňov je prakticky ideálny, ale náročný na výrobu a opravu.
Iná verzia trojfázového vesmírneho magnetového systému je taká, v ktorej sú magnetické obvody zoskupené do pravidelného trojuholníka. Takéto magnetické jadro je navinuté súvislou elektrickou páskou. Toto rozhodnutie sa však v skutočnosti uplatňuje len vo výnimočných prípadoch.
Aby sa čo najviac zjednodušil návrh trojfázového transformátora, aby sa uľahčila jeho výroba a oprava, v praxi sa najčastejšie používa plochý asymetrický trojúrovňový obvod. V ňom sú tri tyče umiestnené v jednej rovine a sú prekryté dvoma hornými a dvoma spodnými strmeňmi.
Tu je dĺžka dráhy pracovného magnetického toku (AB) strednej tyče o niečo menšia ako dĺžka dráhy magnetických tokov bočných tyčí, čo do určitej miery ovplyvňuje rozdiel v prúdoch naprázdno troch fáz. .
Fázové vinutia rovinného asymetrického systému trojfázového transformátora sú umiestnené na tyčiach rovnakým spôsobom ako v jednofázovom transformátore, po ktorom sú kombinované v trojfázovom obvode, ako bolo uvedené vyššie.
Náklady na výrobu a montáž takéhoto transformátora sú oveľa nižšie ako na výrobu a montáž troch jednofázových transformátorov pre rovnaký celkový výkon. Úspora hmotnosti materiálu je cca 33%. A taký transformátor sa ukazuje ako oveľa lacnejší na údržbu. Z tohto dôvodu sa takmer všetky moderné trojfázové výkonové transformátory vyrábajú v plochom trojfázovom obvode.