Rozdíly mezi třífázovými a jednofázovými transformátory
V domácích spotřebičích, ve svařovacích strojích, pro účely testování a měření se obvykle používají jednofázové transformátory relativně nízkého výkonu. Výkonné jednofázové transformátory se používají k napájení průmyslových elektráren.
Vzhled běžného jednofázového transformátoru je znázorněn na obrázku. Zde můžete vidět magnetický systém v podobě uzavřeného rámu obsahujícího dvě tyče a také horní a spodní třmen. Na tyčích jsou umístěny cívky s nejnižším (NN) a nejvyšším (VN) napětím.
Pro co nejracionálnější využití dvoustupňového magnetického systému jsou vinutí s vyšším a nižším napětím rozdělena na dvě části, poté jsou tyto části zapojeny sériově nebo paralelně v závislosti na parametrech navrženého transformátoru. Vývody vinutí VN a NN jsou umístěny na opačných stranách jádra.
Pokud je nutné transformovat třífázový proud pomocí jednofázových transformátorů, vezměte tři jednofázové transformátory, připojte jejich primární vinutí podle schématu hvězdy a sekundární vinutí podle schématu hvězda nebo trojúhelník. Tak se získá třífázová skupina transformátorů, sjednocených ve společném elektrickém obvodu se samostatným magnetickým obvodem.
Ale k takovému řešení (tři samostatné jednofázové transformátory pro přeměnu třífázového proudu) se uchýlí v extrémních případech pro velmi vysoké výkony, kdy není možné instalovat obrovský třífázový transformátor nebo je jeho výroba nepraktická. V případě havárie v jedné z fází je navíc snazší vyměnit jednofázový transformátor, který (pouze jeden, nikoli tři) lze pro takový případ držet skladem. Poškození více fází najednou je totiž velmi nepravděpodobné.
Pokud se podíváte na třífázový transformátor, pak jsou zde kombinovány nejen elektrické, ale i magnetické systémy tří jednofázových transformátorů. V praxi je systém takového transformátoru konstruován následovně. Vezměte tři stejné dvoufázové jednofázové transformátory, jejichž vinutí VN a NV je umístěno pouze na jednom ze dvou pólů a druhý pól není obsazen vinutími.
Spojme volné tyče tří transformátorů do jedné a tyče s cívkami budeme pohybovat v prostoru o 120 stupňů vůči sobě. Pokud je nyní tento třífázový systém připojen na třífázovou střídavou síť, pak bude magnetický tok v centrální tyči (podle principu superpozice magnetických polí) vždy nulový.
Středovou lištu lze tedy vyjmout, protože funkčně nehraje žádnou roli.Výsledkem je třífázový magnetický systém se stejnými délkami dráhy pracovního magnetického toku pro vinutí každé ze tří fází.
Symetrický prostorový systém s tyčemi vzdálenými od sebe 120 stupňů je prakticky ideální, ale náročný na výrobu a opravu.
Další verze třífázového systému vesmírných magnetů je ta, ve které jsou magnetické obvody seskupeny do pravidelného trojúhelníku. Takové magnetické jádro je navinuté souvislou elektrickou páskou. Toto rozhodnutí se ale skutečně uplatňuje jen ve výjimečných případech.
Aby se co nejvíce zjednodušil návrh třífázového transformátoru, aby se usnadnila jeho výroba a opravy, v praxi se nejčastěji používá plochý asymetrický tříúrovňový obvod. V něm jsou tři tyče umístěny v jedné rovině a jsou překryty dvěma horními a dvěma spodními třmeny.
Zde je délka dráhy pracovního magnetického toku (AB) střední tyče o něco menší než délka dráhy magnetických toků bočních tyčí, což do jisté míry ovlivňuje rozdíl v proudech naprázdno tří fází. .
Fázová vinutí rovinného asymetrického systému třífázového transformátoru jsou umístěna na tyčích stejným způsobem jako u jednofázového transformátoru, poté jsou kombinována do třífázového obvodu, jak již bylo zmíněno dříve.
Náklady na výrobu a montáž takového transformátoru jsou mnohem nižší než výroba a montáž tří jednofázových transformátorů pro stejný celkový výkon. Úspora hmotnosti materiálu je cca 33%. A takový transformátor se ukazuje jako mnohem levnější na údržbu. Z tohoto důvodu jsou téměř všechny moderní třífázové výkonové transformátory vyráběny v plochém třífázovém obvodu.