Atšķirības starp trīsfāzes un vienfāzes transformatoriem
Sadzīves ierīcēs, metināšanas iekārtās, testēšanas un mērīšanas nolūkos parasti izmanto salīdzinoši mazas jaudas vienfāzes transformatorus. Rūpniecisko elektrostaciju darbināšanai tiek izmantoti jaudīgi vienfāzes transformatori.
Parastā vienfāzes transformatora izskats ir parādīts attēlā. Šeit jūs varat redzēt magnētisko sistēmu slēgta rāmja veidā, kas satur divus stieņus, kā arī augšējo un apakšējo jūgu. Uz stieņiem atrodas spoles ar zemāko (LV) un augstāko (HV) spriegumu.
Divpakāpju magnētiskās sistēmas racionālākai izmantošanai tinumi ar augstāku un zemāku spriegumu tiek sadalīti divās daļās, pēc tam šīs daļas tiek savienotas virknē vai paralēli atkarībā no projektētā transformatora parametriem. Augstsprieguma un zemsprieguma tinumu spailes atrodas serdeņa pretējās pusēs.
Ja nepieciešams pārveidot trīsfāzu strāvu, izmantojot vienfāzes transformatorus, ņemiet trīs vienfāzes transformatorus, savienojiet to primāros tinumus saskaņā ar zvaigžņu shēmu, bet sekundāros - pēc zvaigznes vai trīsstūra shēmas. Tādējādi tiek iegūta trīsfāzu transformatoru grupa, kas apvienota kopējā elektriskā ķēdē ar atsevišķu magnētisko ķēdi.
Bet šāds risinājums (trīs atsevišķi vienfāzes transformatori trīsfāžu strāvas pārveidošanai) tiek izmantots ārkārtējos gadījumos, ļoti lielām jaudām, kad nav iespējams uzstādīt milzīgu trīsfāzu transformatoru vai tā izgatavošana ir nepraktiska. Turklāt avārijas gadījumā kādā no fāzēm vienkāršāk nomainīt vienfāzes transformatoru, kuru (tikai vienu, nevis trīs) var glabāt noliktavā šādam gadījumam. Galu galā vairāk nekā vienas fāzes bojājums vienlaikus ir maz ticams.
Ja paskatās uz trīsfāzu transformatoru, tad šeit ir apvienotas ne tikai elektriskās, bet arī magnētiskās trīs vienfāzes transformatoru sistēmas. Praksē šāda transformatora sistēma tiek konstruēta šādi. Paņemiet trīs identiskus divfāžu vienfāzes transformatorus, kuru HV un NV tinumi atrodas tikai vienā no diviem poliem, un otro polu neaizņem tinumi.
Apvienosim trīs transformatoru brīvos stieņus vienā, un stieņus ar spolēm pārvietosim telpā par 120 grādiem vienu pret otru. Ja šī trīsfāzu sistēma tagad ir savienota ar trīsfāzu maiņstrāvas tīklu, tad magnētiskā plūsma centrālajā stieņā (pēc magnētisko lauku superpozīcijas principa) vienmēr būs nulle.
Tāpēc centrālo stieni var noņemt, jo tam nav funkcionālas nozīmes.Rezultāts ir trīsfāzu magnētiskā sistēma ar vienādu darba magnētiskās plūsmas ceļa garumu katras no trim fāzēm tinumiem.
Simetriska telpiskā sistēma ar stieņiem, kas izvietoti 120 grādu attālumā viens no otra, ir praktiski ideāla, taču to ir grūti izgatavot un salabot.
Vēl viena trīsfāzu kosmosa magnētu sistēmas versija ir tāda, kurā magnētiskās ķēdes ir sagrupētas regulārā trīsstūrī. Šāds magnētiskais kodols ir uztīts ar nepārtrauktu elektrisko lenti. Bet šis lēmums faktiski tiek piemērots tikai izņēmuma gadījumos.
Lai pēc iespējas vienkāršotu trīsfāzu transformatora konstrukciju, atvieglotu tā izgatavošanu un remontu, praksē visbiežāk izmanto plakanu asimetrisku trīslīmeņu ķēdi. Tajā trīs stieņi atrodas vienā plaknē un pārklājas ar diviem augšējiem un diviem apakšējiem jūgiem.
Šeit vidējā stieņa darba magnētiskās plūsmas (AB) ceļa garums ir nedaudz mazāks par sānu stieņu magnētisko plūsmu ceļa garumu, kas zināmā mērā ietekmē trīs fāžu tukšgaitas strāvu atšķirību. .
Trīsfāzu transformatora plakanās asimetriskas sistēmas fāzes tinumi atrodas uz stieņiem tāpat kā vienfāzes transformatorā, pēc tam tie tiek apvienoti trīsfāžu ķēdē, kā minēts iepriekš.
Šāda transformatora ražošanas un montāžas izmaksas ir daudz zemākas nekā trīs vienfāzes transformatoru izgatavošana un montāža ar tādu pašu kopējo jaudu. Materiāla svara ietaupījums ir aptuveni 33%. Un šāda transformatora uzturēšana izrādās daudz lētāka. Šī iemesla dēļ gandrīz visi mūsdienu trīsfāzu jaudas transformatori tiek ražoti plakanā trīsfāzu ķēdē.