Лекція 7. Трансформатори

Трифазний трансформатор можна уявляти як систему з трьох відповідним чином конструктивно об’єднаних однофазних трансформаторів. Отже, під час аналізу та розрахунку трифазних трансформаторів можна для кожної з фаз використовувати всі співвідношення, які характеризують відповідний однофазний трансформатор.

Конструктивно можна так об’єднати три однофазних трансформатора у трифазну структуру, щоб отримати економію матеріалу.

На рис. 7.11 наведені деякі схеми конструктивного виконання трифазних трансформаторів.

Рис. 7.11. Варіанти конструктивного виконання трифазного трансформатора

Як видно з рис. 7.11, три однофазних трансформатора (рис. 7.6, а) з’єднуємо в один трифазний трансформатор так, що в осерді залишаються без зміни частини, де намотана котушка, тоді як вільні частини осердь всіх трьох одно фазних трансформаторів об’єднані в одну.

Легко бачити з наведених конструкцій, що в середній частині осердя трифазного трансформатора магнітне поле дорівнює нулю, а отже в остаточному варіанті ця частина не потрібна.

Симетричні осердя (наприклад, як на рис. 7.11,в) незручні у виготовленні та застосуванні, тому їх замінюють варіантом, показаним на рис. 7.11(г).

Симетричною трифазною системою первинних напруг трансформатора збуджується в магнітопроводі симетрична система магнітних потоків. Внаслідок неоднаковості величин магнітних опорів струми намагнічування в окремих фазах виявляються нерівними. Однак така асиметрія не впливає на адекватність основних співвідношень, якими описується функціонування трансформатора. З фізичної точки зору в кожний момент магнітний потік одного стрижня замикається через два інших стрижня магнітопроводу. Для фазних напруг і струмів всі співвідношення залишаються тими самим, що і для однофазного трансформатора. Це порушується виключно за умови несиметричного навантаження трифазного трансформатора.

Трифазні трансформатори у порівнянні з однофазними трансформаторами тої самої потужності характеризуються більшою експлуатаційною надійністю та меншими габаритами.

Обмотки трифазного трансформатора можна з’єднувати як зіркою, так і трикутником. Простіше й дешевше з’єднувати обмотки трансформатора зіркою. Адже за такого варіанту з’єднання обмотки і їх ізоляція при глухому заземленні нульової точки мають розраховуватися лише на фазну напругу та лінійний струм. Це пояснюється тим, що число витків обмотки трансформатора пропорційне напрузі, а при з’єднанні зіркою необхідна менша кількість витків, але більший переріз провідників обмотки.

Варіант з’єднання обмоток трансформатора зіркою застосовується для устаткування малої та середньої потужності. При великих потужностях застосовується з’єднання трикутником.