Трехфазные трансформаторы: устройство, принцип действия.

Л Е К Ц И Я 10 в

8.4. Трехфазные трансформаторы: устройство, принцип действия, основные параметры и схемы соединения обмоток.

8.5. Сварочные трансформаторы: общие сведения.

Трехфазные трансформаторы: устройство, принцип действия.

Впервые трехфазный трансформатор был предложен в 1889 г. М.О. Доливо-Добровольским. В настоящее время такие трансформаторы широко используются в трехфазных системах для преобразования напряжения. При большой мощности (порядка 10 кВА) для этой цели используют три одинаковых однофазных трансформатора. При небольшой мощности трехфазные трансформаторы имеют общий сердечник, на котором располагаются обмотки всех трех фаз, по две обмотки (первичная и вторичная) на каждом стержне. Такие трансформаторы меньше по габаритам и стоимости, чем три однофазных.

Векторы магнитных потоков в стержнях образуют симметричную звезду, их сумма равна нулю. Фазные

напряжения и ЭДС первичной стороны сдвинуты друг относительно друга по фазе на 120. Электромагнитные процессы, протекающие в каждой фазе, аналогичны процессам, протекающим в однофазном трансформаторе.

Первичные и вторичные обмотки по аналогии с фазными обмотками трехфазного генератора могут соединяться в звезду или треугольник. При этом векторы линейных напряжений первичной и вторичной сторон могут и не совпадать по фазе. Для указания этого несоответствия вводится так называемый номер группы соединения трехфазного трансформатора.

Группы соединения обмоток трансформатора.

В трехфазных трансформаторах начала обмоток высшего напряжения обозначаются А, В, С, а концы X, Y, Z. Начала обмоток низшего напряжения - a, b, c, а концы - x, y, z. Если на одном стержне магнитопровода намотать правовинтовую и левовинтовую обмотки, а начала и концы принимать у них одинаково, то ЭДС катушек будут сдвинуты на 180. Чтобы соединить катушки с правой и левой намотками параллельно, надо соединить начало одной обмотки с концом другой, т.е. a₁ и x₂, a₂ и x₁. При условии равенства витков, когда

, токи в катушках будут равны нулю. Если соединить начала и концы обмоток, то в этом случае в обмотках будет протекать ток, определяемый ЭДС, равной , и суммой сопротивлений обмоток. Чтобы не было ошибок при эксплуатации трансформаторов, введено понятие сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток.

Принято сдвиг фаз между линейными напряжениями обмоток характеризовать положением стрелок на циферблате часов. Электродвижущую силу обмотки высшего напряжения совмещают с минутной стрелкой и устанавливают на цифре 12. Часовая (малая) стрелка совмещается с напряжением обмотки низшего напряжения. Для однофазных трансформаторов возможны две группы соединений: нулевая и шестая.

В трехфазных трансформаторах возможны большие комбинации обмоток, и поэтому рассматриваются схемы соединений обмоток. Наибольшее применение имеют схемы соединения в звезду и треугольник.

В трехфазной системе схемы соединений Y и образуют 12 групп соединений со сдвигом фаз линейных напряжений на 30⁰, что соответствует

12 цифрам циферблата часов.

В нашей стране стандартизованы две группы соединений Y / Y - 0 и Y / - 11 со сдвигом фаз 0⁰ и 330⁰, что вполне достаточно для нужд эксплуатации. Из группы 0 переменой начал и концов обмоток легко получить 6

группу, а из 11 - пятую. Остальные группы получаются аналогично.