Wie funktioniert ein Dreiphasentransformator mit Phasen, die einen gemeinsamen Kern haben?

Die Google-Suche zeigt viele Bilder von Dreiphasentransformatoren. Es sieht so aus, als ob ein übliches Setup darin besteht, drei Wicklungspaare und einen gemeinsamen Kern zu haben. Der Kern besteht typischerweise aus drei parallelen "Stäben", und jedes Wicklungspaar ist auf einen eigenen "Stab" gewickelt, und die "Stäbe" sind an beiden Enden miteinander verbunden, so dass der Kern geschlossen ist und effektiv ein einzelner Kern von komplexer Form ist Jedes Wicklungspaar nimmt seinen eigenen Platz im Kern ein.

-----------  << the two horizontal bars are free
|    |    |  
|    |    |  << windings are wrapped onto this vertical bars
|    |    |  << each pair occupies a separate bar
|    |    |
|    |    |
-----------

Jetzt, wie ich es sehe, wird jede Phase ihren eigenen magnetischen Fluss induzieren und da jede Phase um 120 Grad versetzt ist, wird auch ihr Fluss versetzt und diese drei Flüsse sollten sich mischen und mehr oder weniger gegenseitig vernichten (vollständige Vernichtung sollte stattfinden, wenn alle Phasen vorhanden sind gleichmäßig belastet) und daher sollte der Transformator keine Leistung an den Sekundärwicklungen abgeben. Dreiphasentransformatoren funktionieren jedoch einwandfrei.

Wie arbeitet ein Dreiphasentransformator mit dem Magnetfluss jeder Phase, die durch den gemeinsamen Kern fließt?

Sie haben Recht, dass in jeder Wicklung das Magnetfeld in Phase mit dem Strom in den Wicklungen variiert. Was Sie mit einem Problem zu tun haben, ist das Konzept, dass Flussmittel dort, wo die Kerne verbunden sind, "vernichtet" werden.

Hier ist es hilfreich, über 'Magnetkreise' nachzudenken. Denken Sie einen Moment an einen einphasigen Transformator. Der Kern schließt eine Schleife ab, die durch die Wicklungen verläuft, sodass das Feld von den Wicklungen einen geschlossenen Pfad hat. Denken Sie jetzt an einen Dreiphasentransformator. Schauen Sie sich die Wicklung der Phase A an. Es hat eine bestimmte Menge an Feld, die von einem Ende der Wicklung zum anderen zurückgeführt werden muss. Du könntestSchließen Sie es einfach selbst und machen Sie dasselbe mit den Phasen B und C und haben Sie drei separate einphasige Transformatoren, und es würde die Arbeit erledigen, aber es wäre Materialverschwendung. Bedenken Sie, dass die Phasenbeziehung der Ströme bedeutet, dass die Felder aus den Phasen B und C zu jedem Zeitpunkt gleich und entgegengesetzt zu denen der Phase A sind. Es spielt keine Rolle, welche Phase Sie betrachten, die Felder aus der andere zwei hinzufügen, um abzubrechen. Sie sehen, wo Sie vermutet haben, dass sich die Felder gegenseitig vernichtet haben, passiert tatsächlich, dass sie sich ergänzen und den richtigen magnetischen Rückweg bieten. Auf diese Weise können Sie weniger Kernmaterial verwenden, und die Wirtschaft schreibt vor, dass dies der richtige Weg ist.

Es ist ein bisschen wie das, was mit den Strömen in einer dreiphasigen Last mit Y-Verbindung passiert. Die Ströme summieren sich zu Null, aber es ist nicht so, dass sie sich gegenseitig vernichten, sondern dass sie ausgeglichene Rückwege für einander bilden.

Der Schlüssel hier ist, dass jeder einzelne Kern die primären und sekundären Paare für diese Phase enthält. Während Sie richtig sind, dass für den Transformator als Ganzes die Flüsse Null ergeben sollten, sehen Sie in jedem einzelnen Kern effektiv nur den Fluss für diese bestimmte Phase - der gesamte Fluss fließt nicht durch jeden dieser Kerne.

Wenn die folgenden Befehle in MATLAB kopiert und eingefügt werden, haben Sie eine dreifache Phase in einem Zeitraum mit einer Häufigkeit von 1.

t = 0: 0,000001: (2 · pi); y1 = 220 · sin (t- (pi / 6)); y2 = 220 · sin ((t- (pi / 6)) + (2 · pi / 3)); y3 = 220 · sin ((t- () pi / 6)) + (4 · pi / 3)); Diagramm (t, y1, t, y2, t, y3); Gitter an

Der Magnetfluss, der in jedem Zweig des Dreiphasentransformators fließt, entspricht den Dreiphasenstromwellenformen. Es gibt 6 wichtige Bereiche in einer Periode, da es 3 Phasen gibt, die eine Periode in drei Bereiche mit 120 Grad unterteilen, und in jedem Bereich gibt es 2 Phasen, von denen eine zunimmt und eine andere abnimmt und ihre Kurven die andere schneiden . Jedes Drittel ist also in zwei Teile geteilt und wir haben 6 wichtige Bereiche. In jedem Sechstel; Ein Phasenkern injiziert Fluss in den Kern anderer zwei Phasen oder Zweiphasenkern injiziert Fluss in einen anderen Phasenkern.

Blau Rot Grün

0 bis pi / 3 ↑ ↓ ↓ 1 Phase wird injiziert

Pi / 3 bis 2pi / 3 ↑ ↑ ↓ 2 Phasen injizieren

2pi / 3 bis pi ↓ ↑ ↓ 1 Phase wird injiziert

Pi bis 4pi / 3 ↓ ↑ ↑ 2 Phasen werden injiziert

4pi / 3 bis 5pi / 3 ↓ ↓ ↑ 1 Phase wird injiziert

5pi / 3 bis 2pi ↑ ↓ ↑ 2 Phasen werden injiziert

Aber das Wichtigste, was nicht ignoriert werden sollte, ist: Einige Flussmittel fließen in das Öl des Transformators und werden aus finanziellen Gründen ignoriert. Aber in Kraftwerkstransformatoren habe ich folgende Lösungen gesehen: 1- Verwenden eines 5-Bein-Transformatorkerns. In diesen Transformatoren befinden sich zwei Beine neben den nächsten Phasen und ihr Volumen beträgt die Hälfte der Hauptschenkel. 2- Die Verwendung von Schalentransformatoren, deren Spulen mit Kern und Dispersionsfluss bedeckt sind, ist sehr gering. 3- Verwenden von Kernteilen an Transformatorbehältern, die keine Verbindung zum Hauptkern haben und weniger Verlust für den Ausbreitungsfluss verursachen.