Tại sao máy biến áp ba pha không sử dụng lõi hình xuyến?

Khi nhìn vào các thiết kế lõi biến áp khác nhau, ba giai đoạn, tôi không bao giờ thấy bất kỳ lõi nào được thiết kế dưới dạng hình tròn hoặc hình xuyến.

Tại sao lại như vậy? Nó sẽ không hoạt động tốt như lõi hình chữ B thông thường?

Ba cuộn dây, trong chuỗi từ khi bạn vẽ chúng, sẽ không tạo ra máy biến áp 3 pha. Sẽ chỉ có một giá trị cho thông lượng chung cho cả ba cuộn dây, vì mỗi cuộn dây bao quanh toàn bộ mặt cắt ngang lõi.

Trong một máy biến áp ba pha thực, mỗi cuộn dây chỉ bao quanh một phần lõi, để mỗi cuộn dây có thể hoạt động ở một từ thông khác nhau.

Một máy biến áp ba pha ba chân giúp tiết kiệm sắt hơn ba máy biến áp một pha bằng cách chia sẻ một số hoặc tất cả đường dẫn trở lại của sắt.

Để trả lời nhận xét của bạn về tuyến giáp ba pha:

Bởi vì dường như, trên wikipedia: cuộn cảm và biến áp hình xuyến, rằng thiết kế nên vượt trội. Nhưng tôi thấy không đề cập đến việc sử dụng ba pha, chỉ một pha.

Hình 1. Thông lượng máy biến áp 3 pha. Nguồn: NPTEL .

Trong máy biến áp ba pha, mỗi cặp sơ cấp và thứ cấp được quấn trên cùng một "chi" hoặc "nhánh". Với độ lệch pha 120 ° trên mỗi nhánh, từ thông trên một nhánh luôn có thể tìm thấy đường đi trên hai nhánh kia để luôn có mạch từ thông. Ví dụ, khi pha màu đỏ (Hình 1) tối đa lên trên thì màu vàng và màu xanh sẽ là 0,5 trở xuống.

Sự sắp xếp này là không thể trên một máy biến áp tuyến giáp tiêu chuẩn.

Bạn có thể xây dựng một máy biến áp ba pha từ torriods. Tuy nhiên, bạn cần có từ thông duy nhất trong mỗi và cách duy nhất bạn có thể làm là xếp ba hình xuyến riêng biệt lên trên hoặc cạnh nhau. Về cơ bản, bạn sẽ có ba máy biến áp một pha trong một hộp.

Tôi sẵn sàng đặt cược rằng các máy biến áp 3 pha trong lịch sử thực sự được chế tạo thành ba máy biến áp riêng biệt cho đến khi ai đó nhận ra rằng, vì ba pha cách nhau 120 độ, nên các hiệu ứng từ của hai cuộn dây khác về cơ bản sẽ bị loại bỏ ở cuộn sơ cấp. . Bằng cách kết hợp chúng trên một lõi đơn, bạn có thể giảm đáng kể trọng lượng và chi phí của toàn bộ máy biến áp.

Trong máy biến áp tuyến giáp nói chung là đắt tiền. Bản thân lõi không chỉ khó sản xuất hơn mà hành động cuộn dây đòi hỏi phải có máy móc đan rất đắt tiền hoặc cuộn dây thủ công. Đó là một trật tự lớn hơn chi phí so với các bobbins vết thương máy đơn giản được cài đặt trên lõi nhiều lớp.

Tuy nhiên, các xformers hình xuyến công suất được tạo ra bằng cách uốn các kim loại rất mỏng gần như được làm bằng cách dập tắt rất nhanh nên nó có độ thấm cực cao (tôi nhớ khi nó còn mới - tôi thực sự cũ). Tôi nghĩ rằng nó lần đầu tiên được gọi là Metlass? Vì vậy, trong thiết bị được vận chuyển, nếu bạn quan tâm đến trọng lượng, bạn có thể sử dụng hình xuyến. Tôi đã thấy các thiết bị công nghiệp cao hơn với ba toroids riêng biệt được sử dụng làm ba bước xuống. Tôi không nghĩ rằng nó có quy mô lên tới mức năng lượng của "lợn cực" để phân phối tiện ích và có lẽ sẽ không hiệu quả về mặt chi phí.

Bạn có thể sử dụng hình dạng của một bánh xe với ba nan hoa, một cuộn dây sơ cấp và thứ cấp trên mỗi bánh cho mỗi pha và không có cuộn dây trên bánh xe xoắn. Nhưng đây là cấu trúc liên kết tương tự như máy biến áp ba pha thông thường với lõi hình chữ B được mô tả trong câu trả lời được đưa ra bởi Transitor.

Nó sẽ không hoạt động tốt như lõi hình chữ B thông thường?

Không, nó sẽ không.

Các câu trả lời khác đã giải thích tại sao lõi hình xuyến không phù hợp với máy biến áp ba pha nhỏ gọn. Nhưng ngay cả khi điều đó không quan trọng và bạn xem xét ba máy biến áp một pha, lõi hình xuyến sẽ không hoạt động trong hầu hết các ứng dụng liên quan đến ba giai đoạn.

Các lõi hình xuyến hoạt động tốt cho các máy biến áp dụng cụ, đầu dò và các ứng dụng khác khi không có dòng điện đáng kể xảy ra.

Máy biến áp ba pha hầu như chỉ được sử dụng cho các ứng dụng năng lượng cao, ví dụ để kết nối máy phát và động cơ với lưới điện và để biến đổi điện áp trong lưới điện. Trong mọi trường hợp, một lượng năng lượng cao có liên quan. Để vận chuyển năng lượng này, bạn thực sự cần các thông lượng rò rỉ, mà bạn (gần như) sẽ không có trong trường hợp lõi lõi.

Nếu bạn tải một máy biến áp có dòng điện cao, điện áp thứ cấp sẽ giảm đáng kể hoặc thậm chí biến mất.

Toàn bộ điều này không dễ hiểu và để nhiều cuộc thảo luận dưới sự đồng nghiệp của tôi. Để hiểu sâu hơn, tôi khuyên bạn nên bắt đầu với một số tài liệu:

Edwards, J. và Saha, TK (2000). Dòng điện trong máy biến áp thông qua các vectơ poynting . Trong: A. Krivda, Kỷ yếu Hội thảo Kỹ thuật điện của các trường đại học Úc: AUPEC 2000. AUPEC 2000, Brisbane, Australia, (86-91). 24-27 tháng 9 năm 2000.

Có thể đọc trên ResearchGate