三相变压器为什么不用环形铁芯?
要回答您对三相环形的评论:
因为看起来,根据维基百科:环形电感器和变压器,设计应该是优越的。但我没有提到三相使用,只有单相。
图 1. 三相变压器磁通。资料来源:NPTEL。
在三相变压器中,每对初级和次级都缠绕在同一“分支”或“分支”上。由于每个分支上的 120° 相位差,一个分支上的磁通总是可以在其他两个上找到路径,因此始终存在磁通回路。例如,当红色相位(图 1)最大向上时,黄色和蓝色将向下 0.5。
这种布置在标准环形变压器上是不可能的。
图 2. 三相“环形”必须看起来像这样。(图片我的。)
三个线圈,按照您绘制的磁性串联,不会构成三相变压器。对于所有三个线圈来说,磁通量只有一个值,因为每个线圈都围绕整个磁芯横截面。
在真正的三相变压器中,每个线圈仅围绕铁芯的一部分,因此每个线圈可以在不同的磁通下运行。
与三个单相变压器相比,三腿三相变压器通过共享部分或全部的铁返回路径来节省铁。
您可以用环形线圈构建一个三相变压器。但是,您需要在每个磁通量中都具有独特的磁通量,而您可以做到这一点的唯一方法是将三个独立的环堆叠在顶部或彼此旁边。基本上你会在一个盒子里有三个单相变压器。
我敢打赌,历史上的三相变压器确实是作为三个独立的变压器建造的,直到有人发现,由于三相相距 120 度,其他两个线圈的磁效应基本上在有问题的初级线圈上抵消. 通过将它们组合在一个铁芯上,您可以显着降低整个变压器的重量和成本。
一般来说,环形变压器很昂贵。不仅铁芯本身更难生产,而且卷绕它的过程需要非常昂贵的针织机械或手动卷绕。与安装在叠片铁芯上的简单机绕线轴相比,成本要高出一个数量级。
然而,功率环形变压器是通过缠绕非常薄的金属制成的,几乎是通过快速淬火制成的箔片,因此它具有令人难以置信的高磁导率(我记得这是新的 - 我真的很老了)。我认为它最初被称为 Metglass?因此,在要运输的设备中,如果您关心重量,您可能会使用环形。我见过工业上功率更高的设备,它具有三个独立的环形线圈,用作三相降压。我不认为它可以扩展到公用事业配电的“极猪”的功率水平,并且可能不具有成本效益。