Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at ang aparato ng tatlong-phase na mga transformer

Ang kasalukuyang three-phase ay maaaring mabago ng tatlong ganap na magkahiwalay na single-phase na mga transformer. Sa kasong ito, ang windings ng lahat ng tatlong phase ay hindi magnetically konektado sa isa't isa: bawat phase ay may sariling magnetic circuit. Ngunit ang parehong three-phase current ay maaaring mabago sa isang three-phase transpormer, kung saan ang mga windings ng lahat ng tatlong phase ay magnetically konektado sa bawat isa, dahil mayroon silang isang karaniwang magnetic circuit.

Upang linawin ang prinsipyo ng pagpapatakbo at aparato ng isang three-phase transpormer, isipin ang tatlo single phase transpormer, na nakakabit sa isa't isa upang ang kanilang tatlong rod ay bumuo ng isang karaniwang gitnang baras (Larawan 1). Sa bawat isa sa iba pang tatlong bar, ang pangunahin at pangalawang windings ay pinatong (sa Fig. 1, ang pangalawang windings ay hindi ipinapakita).

Ipagpalagay na ang pangunahing windings sa lahat ng mga binti ng transpormer ay eksaktong pareho at sugat sa parehong direksyon (sa Fig. 1, ang mga pangunahing windings ay sugat clockwise kapag tiningnan mula sa itaas).Ikinonekta namin ang lahat ng itaas na dulo ng mga coils sa neutral O at dinadala ang mga mas mababang dulo ng mga coils sa tatlong mga terminal ng three-phase network.

Larawan 1.

Ang mga alon sa mga windings ng transpormer ay lilikha ng mga magnetic flux na nagbabago sa oras, na ang bawat isa ay magsasara sa sarili nitong magnetic circuit. Sa gitnang composite rod, ang mga magnetic flux ay magdadagdag ng hanggang zero sa kabuuan dahil ang mga flux na ito ay nilikha ng simetriko na three-phase na alon, kung saan alam natin na ang kabuuan ng kanilang mga agarang halaga ay zero sa lahat ng oras.

Halimbawa, kung ang kasalukuyang sa coil AX I, ay ang pinakamalaking at naganap sa ipinahiwatig sa fig. 1 direksyon, kung gayon ang magnetic flux ay magiging katumbas ng pinakamalaking halaga nito Ф at ididirekta sa gitnang composite rod mula sa itaas hanggang sa ibaba. Sa iba pang dalawang coils BY at CZ, ang mga alon I2 at Az3 sa parehong sandali sa oras ay katumbas ng kalahati ng pinakamataas na kasalukuyang at may kabaligtaran na direksyon na may paggalang sa kasalukuyang sa coil AX (ito ang pag-aari ng tatlong- mga alon ng phase). Para sa kadahilanang ito, sa mga rod ng BY at CZ coils, ang magnetic fluxes ay magiging katumbas ng kalahati ng maximum flux, at sa central composite rod magkakaroon sila ng kabaligtaran na direksyon na may paggalang sa flux ng AX coil. Ang kabuuan ng mga daloy sa kasalukuyang pinag-uusapan ay zero. Ganoon din sa anumang sandali.

Walang daloy sa gitnang bar ay hindi nangangahulugan na walang daloy sa iba pang mga bar. Kung sisirain natin ang gitnang baras at ikinonekta ang itaas at mas mababang mga pamatok sa mga karaniwang pamatok (tingnan ang Fig. 2), kung gayon ang flux ng coil AX ay makakahanap ng paraan sa pamamagitan ng mga core ng coils BY at CZ, at ang mga magnetomotive na puwersa ng mga ito. Ang mga coils ay magdaragdag kasama ang magnetomotive force ng coil AX. Sa kasong ito, makakakuha tayo ng tatlong-phase na transpormer na may karaniwang magnetic circuit para sa lahat ng tatlong phase.

Figure 2.

Dahil ang mga alon sa mga coils ay phase-shifted ng 1/3 ng panahon, ang magnetic fluxes na ginawa ng mga ito ay din time-shifted ng 1/3 ng panahon, i.e. ang pinakamalaking halaga ng mga magnetic flux sa mga rod at coils ay sumusunod sa isa't isa pagkatapos ng 1/3 ng panahon...

Ang kinahinatnan ng phase shift ng magnetic fluxes sa mga core sa pamamagitan ng 1/3 ng panahon ay ang parehong phase shift at ang mga electromotive forces na sapilitan sa parehong pangunahin at pangalawang windings na ipinataw sa mga bar. Ang electromotive forces ng primary windings ay halos balanse ang inilapat na tatlong-phase na boltahe.

Tulad ng para sa pagtatayo ng magnetic circuit, ang mga three-phase transformer, tulad ng mga single-phase, ay nahahati sa mga rod fig. 2. at nakabaluti.

Ang mga transformer ng three-phase rod ay inuri sa:

a) mga transformer na may simetriko magnetic circuit at

b) mga transformer na may asymmetric magnetic circuit.

Sa fig. 3 schematically ay nagpapakita ng isang slide transpormer na may simetriko magnetic circuit, at sa fig. Ang 4 ay nagpapakita ng isang rod transpormer na may hindi balanseng magnetic circuit. Gaya ng nakikita ng tatlong rehas na bakal 1, 2 at 3, na naka-clamp sa itaas at sa ibaba ng mga plate na bakal na pamatok. Mayroong pangunahing I at pangalawang II coils ng isang yugto ng transpormer sa bawat binti.

Larawan 3.

Sa unang transpormer, ang mga rod ay matatagpuan sa mga vertices ng mga anggulo ng isang equilateral triangle; ang pangalawang transpormer ay may mga bar sa parehong eroplano.

Ang pag-aayos ng mga rod sa mga vertices ng mga sulok ng isang equilateral triangle ay nagbibigay ng pantay na magnetic resistance para sa magnetic fluxes ng lahat ng tatlong phase, dahil ang mga landas ng mga flux na ito ay pareho. Sa katunayan, ang mga magnetic flux ng tatlong phase ay dumaan nang hiwalay sa isang patayong baras nang buo at sa iba pang dalawang rod sa kalahati.

Sa fig. 3 ipinapakita ng may tuldok na linya ang mga paraan ng pagsasara ng magnetic flux ng rod phase 2. Madaling makita na para sa mga flux ng phase ng rods 1 at 3, ang mga paraan ng pagsasara ng kanilang magnetic fluxes ay eksaktong pareho. Nangangahulugan ito na ang transpormer na isinasaalang-alang ay may parehong magnetic resistances para sa mga flux.

Ang pag-aayos ng mga rod sa isang eroplano ay humahantong sa katotohanan na ang magnetic resistance para sa flux ng gitnang yugto (sa Fig. 4 para sa phase ng rod 2) ay mas mababa kaysa sa mga flux ng mga dulo ng phase (sa Fig. 4 - para sa mga yugto ng mga rod 1 at 3).

Larawan 4.

Sa katunayan, ang mga magnetic flux ng mga end phase ay gumagalaw sa kahabaan ng bahagyang mas mahabang landas kaysa sa flux ng gitnang bahagi. Bukod dito, ang daloy ng mga yugto ng terminal na umaalis sa kanilang mga tungkod ay ganap na pumasa sa isang kalahati ng pamatok at sa kabilang kalahati lamang (pagkatapos sumanga sa gitnang baras) kalahati nito ay pumasa. Ang mid-phase flow sa labasan ng vertical rod ay agad na nahahati sa dalawang halves, at samakatuwid kalahati lamang ng mid-phase flow ang pumasa sa dalawang bahagi ng yoke.

Kaya, ang mga flux ng mga yugto ng pagtatapos ay nagbabad sa pamatok sa isang mas malaking lawak kaysa sa pagkilos ng bagay ng gitnang bahagi, at samakatuwid ang magnetic resistance para sa mga flux ng mga yugto ng pagtatapos ay mas malaki kaysa sa flux ng gitnang yugto.

Ang kinahinatnan ng hindi pagkakapantay-pantay ng mga magnetic resistance para sa mga flux ng iba't ibang mga phase ng isang three-phase transpormer ay ang hindi pagkakapantay-pantay ng mga walang-load na alon sa mga indibidwal na phase sa parehong boltahe ng phase.

Gayunpaman, na may mababang yoke iron saturation at magandang rod iron assembly, ang kasalukuyang hindi pagkakapantay-pantay na ito ay bale-wala. Dahil Dahil ang pagtatayo ng mga transformer na may asymmetric magnetic circuit ay mas simple kaysa sa isang transpormer na may simetriko magnetic circuit, ang mga unang transformer ay naging kadalasang ginagamit. Ang simetriko magnetic circuit transformer ay bihira.

Isinasaalang-alang ang fig. 3 at 4 at ipagpalagay na ang mga alon ay dumadaloy sa lahat ng tatlong mga yugto, madaling makita na ang lahat ng mga yugto ay magnetically coupled sa bawat isa. Nangangahulugan ito na ang mga magnetomotive na pwersa ng mga indibidwal na phase ay nakakaimpluwensya sa isa't isa, na wala tayo kapag ang tatlong-phase na kasalukuyang ay binago ng tatlong single-phase na mga transformer.

Ang pangalawang pangkat ng mga three-phase transformer ay mga armored transformer. Ang isang armored transformer ay maaaring ituring na parang binubuo ito ng tatlong single-phase armored transformer na nakakabit sa isa't isa na may pamatok.

Sa fig. 5 schematically inilalarawan ang isang armored three-phase transformer na may patayong matatagpuan na panloob na core. Mula sa figure ay madaling makita na sa pamamagitan ng mga eroplano AB at CD maaari itong nahahati sa tatlong single-phase armored transformer, ang magnetic flux na kung saan ay maaaring sarado ang bawat isa sa sarili nitong magnetic circuit. Ang magnetic flux path sa fig. 5 ay ipinahiwatig ng mga putol-putol na linya.

Larawan 5.

Tulad ng makikita mula sa figure, sa gitnang vertical rods a, kung saan ang pangunahing I at pangalawang II windings ng parehong phase ay superimposed, ang buong pagkilos ng bagay ay pumasa, habang sa mga yokes b-b at ang mga gilid na pader kalahati ng flux ay pumasa. . Sa parehong induction, ang mga cross-section ng yoke at ang sidewalls ay dapat na kalahati ng cross-section ng middle rod a.

Tulad ng para sa magnetic flux sa mga intermediate na bahagi c - c, ang halaga nito, tulad ng makikita natin sa ibaba, ay depende sa paraan ng pagsasama ng gitnang yugto.

Ang pangunahing bentahe ng mga transformer ng armature sa mga transformer ng baras ay ang mga maikling pagsasara ng mga landas ng magnetic flux at samakatuwid ay ang mababang walang-load na mga alon.

Ang mga disadvantages ng mga nakabaluti na mga transformer ay kinabibilangan, una, ang mababang availability ng windings para sa pagkumpuni, dahil sa ang katunayan na sila ay napapalibutan ng bakal, at pangalawa, ang pinakamasamang kondisyon para sa paglamig ng winding - para sa parehong dahilan.

Sa rod-type na mga transformer, ang windings ay halos ganap na bukas at samakatuwid ay mas madaling ma-access para sa inspeksyon at pagkumpuni, pati na rin para sa cooling medium.

Three-phase oil-filled transformer na may tubular tank: 1 — pulleys, 2 — oil drain valve, 3 — insulating cylinder, 4 — high voltage winding, 5 — low voltage winding, 6 — core, 7 — thermometer, 8 — mga terminal para sa mababang boltahe, 9 — mataas na boltahe na mga terminal, 10 — lalagyan ng langis, 11 — gas relay, 12 — tagapagpahiwatig ng antas ng langis, 13 — radiator.

Higit pang mga detalye tungkol sa device ng mga three-phase transformer: Mga transformer ng kapangyarihan - aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo