Diferențele dintre transformatoarele trifazate și monofazate

În aparatele de uz casnic, în aparatele de sudură, în scopuri de testare și măsurare, se folosesc de obicei transformatoare monofazate de putere relativ mică. Pentru alimentarea centralelor industriale se folosesc transformatoare monofazate puternice.

Aspectul unui transformator convențional monofazat este prezentat în figură. Aici puteți vedea un sistem magnetic sub forma unui cadru închis care conține două tije, precum și un jug superior și inferior. Bobinele cu tensiunea cea mai joasă (LV) și cea mai mare (HV) sunt situate pe bare.

Pentru utilizarea cât mai rațională a sistemului magnetic în două trepte, înfășurările cu tensiune mai mare și mai mică sunt împărțite în două părți, după care aceste părți sunt conectate în serie sau în paralel, în funcție de parametrii transformatorului proiectat. Terminalele înfășurărilor HV și LV sunt situate pe părțile opuse ale miezului.

Dacă este necesară transformarea curentului trifazat folosind transformatoare monofazate, luați trei transformatoare monofazate, conectați înfășurările lor primare conform schemei în stea și înfășurările secundare conform schemei în stea sau triunghi. Se obține astfel un grup trifazat de transformatoare, unite într-un circuit electric comun cu un circuit magnetic separat.

Dar la o astfel de soluție (trei transformatoare monofazate separate pentru a converti curentul trifazat) se recurge în cazuri extreme, pentru puteri foarte mari, când este imposibil să instalați un transformator trifazat uriaș sau fabricarea lui este impracticabilă. În plus, în cazul unui accident într-una dintre faze, este mai ușor să înlocuiți un transformator monofazat, care (doar unul, nu trei) poate fi păstrat în stoc pentru un astfel de caz. La urma urmei, deteriorarea mai multor faze la un moment dat este foarte puțin probabilă.

Dacă vă uitați la un transformator trifazat, atunci nu numai sistemele electrice, ci și magnetice ale trei transformatoare monofazate sunt combinate aici. În practică, sistemul unui astfel de transformator este construit după cum urmează. Luați trei transformatoare monofazate bifazate identice, ale căror înfășurări HV și NV sunt situate doar pe unul dintre cei doi poli, iar al doilea pol nu este ocupat de înfășurări.

Să combinăm tijele libere a trei transformatoare într-unul singur și vom muta tijele cu bobine în spațiu la 120 de grade una față de alta. Dacă acest sistem trifazat este acum conectat la o rețea de curent alternativ trifazat, atunci fluxul magnetic în tija centrală (conform principiului suprapunerii câmpurilor magnetice) va fi întotdeauna zero.

Prin urmare, bara centrală poate fi îndepărtată, deoarece nu joacă niciun rol funcțional.Rezultatul este un sistem magnetic trifazat cu aceleași lungimi ale traseului fluxului magnetic de lucru pentru înfășurările fiecăreia dintre cele trei faze.

Un sistem spațial simetric cu bare distanțate la 120 de grade este practic ideal, dar dificil de fabricat și reparat.

O altă versiune a unui sistem de magnet spațial trifazat este una în care circuitele magnetice sunt grupate într-un triunghi regulat. Un astfel de miez magnetic este înfășurat cu o bandă electrică continuă. Dar această decizie se aplică de fapt doar în cazuri excepționale.

Pentru a simplifica cât mai mult proiectarea unui transformator trifazat, pentru a facilita fabricarea și repararea acestuia, în practică, cel mai des se utilizează un circuit plat asimetric cu trei niveluri. În ea, trei tije sunt situate într-un singur plan și sunt suprapuse de două juguri superioare și inferioare.

Aici, lungimea traiectoriei fluxului magnetic de lucru (AB) al barei din mijloc este puțin mai mică decât lungimea traiectoriei fluxurilor magnetice ale barelor laterale, ceea ce afectează într-o oarecare măsură diferența dintre curenții fără sarcină a celor trei faze. .

Înfășurările de fază ale unui sistem asimetric plan al unui transformator trifazat sunt situate pe tije în același mod ca într-un transformator monofazat, după care sunt combinate într-un circuit trifazat, așa cum sa menționat mai devreme.

Costul de fabricație și asamblare a unui astfel de transformator este mult mai mic decât cel de fabricație și asamblare a trei transformatoare monofazate pentru aceeași putere totală. Reducerea greutății materialelor este de aproximativ 33%. Și un astfel de transformator se dovedește a fi mult mai ieftin de întreținut. Din acest motiv, aproape toate transformatoarele moderne de putere trifazate sunt fabricate într-un circuit trifazat plat.