三相变压器如何与共享一个公共核心的相位一起工作?

电器工程 力量 变压器 三相
2022-01-10 06:53:29

谷歌搜索显示了很多三相变压器的图片。看起来一个常见的设置是有三对绕组和一个共享磁芯。铁芯通常由三个平行的“条”组成,每对绕组缠绕在自己的“条”上,“条”在两端连接,因此铁芯是封闭的,实际上它是一个复杂形状的单芯,每对绕组占据其在铁芯上的专用位置。

-----------  << the two horizontal bars are free
|    |    |  
|    |    |  << windings are wrapped onto this vertical bars
|    |    |  << each pair occupies a separate bar
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现在,正如我所看到的,每个相都会感应出自己的磁通量,并且由于每个相偏移 120 度,因此它的通量也将被偏移,这三个通量应该混合并或多或少地相互湮灭(当所有相都被完全湮灭时,应该会发生完全湮灭)负载相等),因此变压器不应在次级绕组上输出任何功率。然而,三相变压器工作得很好。

三相变压器如何工作,每相的磁通量通过公共铁芯?

3个回答

您是正确的,在每个绕组中,磁场与绕组中的电流同相变化。您遇到的问题是通量在核心连接处被“消灭”的概念。

在这里考虑“磁路”会很有帮助。考虑一下单相变压器;铁芯完成了一个穿过绕组的环路,因此来自绕组的磁场具有闭合路径。现在考虑一个三相变压器。看A相绕组。它具有一定量的磁场,需要从绕组的一端返回到另一端。可以把它自己合上,对B相和C相做同样的事情,并有三个独立的单相变压器,就可以完成工作,但会浪费材料。考虑到电流的相位关系意味着,在任何给定时刻,相加的 B 相和 C 相的场与 A 相的场相等且相反。不管你看哪个相,来自其他两个添加取消。你看,在你推测磁场相互湮灭的地方,实际上发生的是它们相互补充,并提供适量的磁返回路径。这使您可以使用更少的核心材料,因此经济学决定了这是要走的路。

这有点像 Y 接三相负载中的电流发生的情况;电流总和为零,但并不是它们相互湮灭,而是它们相互形成平衡的返回路径。

这里的关键是每个单独的核心上都有该阶段的主要和次要对。虽然您是正确的,对于整个变压器而言,通量总和应为零,但在每个单独的铁芯中,您实际上只能看到该特定相位的通量 - 整个通量不会通过这些铁芯中的每一个。

如果在 MATLAB 中复制并粘贴以下命令,您将在频率为 1 的周期内有一个三相。

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)); 情节(t,y1,t,y2,t,y3);网格上

流经三相变压器各支路的磁通与三相电流波形相同。一个周期有 6 个重要区域,因为有 3 个阶段,将一个周期划分为 120 度的三个区域,每个区域有 2 个阶段,其中一个增加,另一个减少,它们的曲线将切割另一个. 因此,每三分之一都分为两部分,我们有 6 个重要领域。在每一个六分之一;一相铁芯将磁通注入其他两相铁芯或两相铁芯将磁通注入另一相铁芯。

蓝色 红色 绿色

0 到 pi/3 ↑ ↓ ↓ 1 相正在注入

Pi/3 到 2pi/3 ↑ ↑ ↓ 2 相正在注入

2pi/3 到 pi ↓ ↑ ↓ 1 相正在注入

Pi 到 4pi/3 ↓ ↑ ↑ 2 相正在注入

4pi/3 到 5pi/3 ↓ ↓ ↑ 1 相正在注入

5pi/3 到 2pi ↑ ↓ ↑ 2 相正在注入

但最不可忽视的是;一些助焊剂流入变压器的油中,由于财务限制,它被忽略了。但在发电厂变压器中,我看到了以下解决方案: 1- 使用 5 腿变压器铁芯。在这些变压器中,在最近的相旁边有两条腿,它们的体积是主腿的一半。2- 使用外壳式变压器,线圈被铁芯覆盖,分散磁通非常低。3-在变压器油箱上使用与主铁芯没有任何连接的铁芯部件,减少分散磁通的流失。