Трансформация трехфазного тока может осуществляться тремя однофазными трансформаторами или одним трехфазным. В первом случае на каждую фазу устанавливается отдельный однофазный трансформатор. Однако чаще применяются трансформаторы с одной магнитной системой, тремя стержнями, на каждом из которых расположены обмотки трансформатора (первичная и вторичная), соответствующие фазам А, В, С. В любом случае обмотки трансформатора на высшей и низшей стороне соединяются по схеме «звезда» или «треугольник».
Принцип работы трехфазного трансформатора аналогичен рассмотренному принципу работы однофазного трансформатора. Вместе с тем, имеются некоторые особенности.
1. Номинальная мощность трансформатора выражается как мощность симметричного приемника трехфазной цепи:
(39)
Так как КПД трансформатора очень большой, то мощности первичной и вторичной цепей можно принимать равными:
(40)
2. Под номинальными напряжениями понимают линейные напряжения обмоток, при этом
(41)
3. Под номинальными токами понимают линейные токи обмоток I 1л.ном, I 2л.ном, вычисленные по S ном.
4. Схема замещения изображается для одной обмотки трансформатора.
5. Все мощности (номинальная мощность трансформатора, мощность холостого хода (Р 0) и мощность короткого замыкания (Р кз) указывается в паспорте трансформатора для трех фаз.
6. Токи в обмотках трансформатора зависят от схем соединения обмоток и рассчитываются по правилам расчета трехфазных цепей.
7. В паспорте трансформатора указывается схема соединения обмоток на высшей и низшей стороне трансформатора. Например, Y/∆ или Y0/∆. В первом случае первичная обмотка соединена по схеме «звезда», а вторичная – по схеме «треугольник». Во втором случае первичная обмотка соединена по схеме «звезда с нейтральной точкой» (с глухозаземленной нейтралью), а вторичная – по схеме «треугольник».
Трансформаторы специального назначения
Автотрансформаторы
|
 |
Рис. 12. Схема автотрансформатора
На участке а Х протекает ток 
, или, переходя к действующим значениям и учитывая, что токи находятся в противофазе, можно записать 
. Таким образом, в общей части обмоток величина тока равна разности токов первичной и вторичной цепи.
Если коэффициент трансформации 
близок к единице, то токи 
и 
мало отличаются друг от друга и разность между ними будет небольшой. Это позволяет выполнить часть обмотки а Х проводом меньшего сечения.
Мощность, передаваемая из первичной обмотки во вторичную, будет равна
(42)
Преобразуем ее, подставив ток 
, и получим:
(43)
Здесь 
– мощность, поступающая во вторичную цепь электрическим путем, а 
– мощность, поступающая во вторичную цепь посредством магнитного потока. Следовательно, в автотрансформаторе посредством магнитного потока передается лишь часть мощности, что дает возможность уменьшить поперечное сечение магнитопровода. При меньшем поперечном сечении магнитопровода уменьшается средняя длина витка обмотки, что вновь приводит к уменьшению расхода меди на обмотку и уменьшению электрических потерь.
Таким образом, автотрансформатор имеет преимущества перед трансформаторами, заключающиеся в меньшем весе, меньших размерах, более высоком КПД, меньшей стоимости.
Однако эти достоинства имеют значение только при коэффициенте трансформации 
При больших коэффициентах сказываются недостатки автотрансформатора:
· большие токи короткого замыкания;
· наличие электрической связи между высокой и низкой стороной, что усложняет эксплуатацию и требует повышенной изоляции между обмоткой и корпусом;
· при более высоких коэффициентах трансформации выгода от использования автотрансформатора становится ничтожной и применять их нецелесообразно.
Автотрансформаторы бывают повышающими и понижающими, однофазными и трехфазными. Автотрансформаторы применяются в высоковольтных линиях электропередач при коэффициенте трансформации, близком к 2.
Широкое применение нашли автотрансформаторы при пуске асинхронного двигателя, в лабораторной практике и при испытаниях электроустановок, где они используются для регулирования вторичного напряжения. Современные регуляторы напряжения представляют собой однофазные или трехфазные автотрансформаторы. Наиболее распространенным устройством для регулирования напряжения является лабораторный регулировочный автотрансформатор ЛАТР.
ЛАТРы – трансформаторы тока с плавным регулированием мощности. По количеству фаз в цепи различают однофазный ЛАТР и соответственно трехфазный ЛАТР. Автотрансформатор 220 В позволяет регулировать напряжение от 0 до 250 В при питании в сети 220 В, а трехфазные от 0 до 430 В. Данный тип трансформаторов отличается компактными габаритами, небольшим весом, высоким КПД и безопасностью в работе. Лабораторный трансформатор имеет широкое применение, благодаря ручному регулированию напряжения, в таких областях как: проектирование и наладка ТВ приемников и бытовой техники; научные лаборатории; нефтяная и другие виды промышленности.