Diferències entre transformadors trifàsics i monofàsics

En els electrodomèstics, en les màquines de soldadura, amb finalitats de prova i mesura, s'utilitzen generalment transformadors monofàsics de potència relativament baixa. Potents transformadors monofàsics s'utilitzen per alimentar les centrals elèctriques industrials.

A la figura es mostra l'aspecte d'un transformador monofàsic convencional. Aquí es pot veure un sistema magnètic en forma de marc tancat que conté dues varetes, així com un jou superior i inferior. Les bobines amb la tensió més baixa (LV) i més alta (HV) es troben a les barres.

Per a l'ús més racional del sistema magnètic de dues etapes, els bobinatges amb una tensió més alta i més baixa es divideixen en dues parts, després de les quals aquestes parts es connecten en sèrie o en paral·lel, depenent dels paràmetres del transformador dissenyat. Els terminals dels bobinatges d'HT i BT es troben a costats oposats del nucli.

Si cal transformar el corrent trifàsic mitjançant transformadors monofàsics, agafeu tres transformadors monofàsics, connecteu els seus bobinatges primaris segons l'esquema en estrella i els secundaris segons l'esquema estrella o triangle. Així, s'obté un grup trifàsic de transformadors, units en un circuit elèctric comú amb un circuit magnètic separat.

Però aquesta solució (tres transformadors monofàsics separats per convertir el corrent trifàsic) es recorre en casos extrems, per a potències molt elevades, quan és impossible instal·lar un gran transformador trifàsic o la seva fabricació no és pràctica. A més, en cas d'accident en una de les fases, és més fàcil substituir un transformador monofàsic, que (només un, no tres) es pot mantenir en estoc per a aquest cas. Després de tot, el dany a més d'una fase alhora és molt poc probable.

Si ens fixem en un transformador trifàsic, aquí es combinen no només sistemes elèctrics, sinó també magnètics de tres transformadors monofàsics. A la pràctica, el sistema d'aquest transformador es construeix de la següent manera. Agafeu tres transformadors monofàsics bifàsics idèntics, els bobinats HV i NV es troben només en un dels dos pols, i el segon pol no està ocupat per bobinatges.

Combinem les barres lliures de tres transformadors en un, i mourem les barres amb bobines a l'espai 120 graus una respecte a l'altra. Si aquest sistema trifàsic està connectat a una xarxa de CA trifàsica, aleshores el flux magnètic a la barra central (segons el principi de superposició de camps magnètics) sempre serà zero.

Per tant, la barra central es pot treure, ja que no té cap funció funcional.El resultat és un sistema magnètic trifàsic amb les mateixes longituds del camí del flux magnètic de treball per als bobinatges de cadascuna de les tres fases.

Un sistema espacial simètric amb barres separades 120 graus és pràcticament ideal, però difícil de fabricar i reparar.

Una altra versió d'un sistema d'imants espacials trifàsics és aquella en què els circuits magnètics s'agrupen en un triangle regular. Aquest nucli magnètic s'enrotlla amb una cinta elèctrica contínua. Però aquesta decisió només s'aplica en casos excepcionals.

Per simplificar al màxim el disseny d'un transformador trifàsic, per facilitar-ne la fabricació i reparació, a la pràctica, s'utilitza més sovint un circuit asimètric pla de tres nivells. En ell, tres varetes estan situades en un pla i es superposen per dos jous superiors i dos inferiors.

Aquí, la longitud del camí del flux magnètic de treball (AB) de la barra mitjana és lleugerament més petita que la longitud del camí dels fluxos magnètics de les barres laterals, cosa que afecta fins a cert punt la diferència en els corrents sense càrrega de les tres fases. .

Els bobinatges de fase d'un sistema asimètric pla d'un transformador trifàsic es troben a les barres de la mateixa manera que en un transformador monofàsic, després de la qual cosa es combinen en un circuit trifàsic, com s'ha esmentat anteriorment.

El cost de fabricació i muntatge d'aquest transformador és molt inferior al de fabricar i muntar tres transformadors monofàsics per a la mateixa potència total. L'estalvi de pes del material és d'un 33%. I aquest transformador resulta ser molt més barat de mantenir. Per aquest motiu, gairebé tots els transformadors de potència trifàsics moderns es fabriquen en un circuit trifàsic pla.