三相變壓器二次側為什麼接星形?這是一個磁通路徑的問題單相變壓器常見的是“口”字形鐵心,左右兩個鐵心柱,上下兩個鐵額,形成磁通的回路一般的鐵心變壓器都希望磁通在鐵心柱内形成閉合回路,因而“口”字形鐵心作為最容易想到并且容易制作的結構而被廣泛使用,現在小編就來說說關于三相變壓器二次側為什麼接星形?下面内容希望能幫助到你,我們來一起看看吧!
這是一個磁通路徑的問題。單相變壓器常見的是“口”字形鐵心,左右兩個鐵心柱,上下兩個鐵額,形成磁通的回路。一般的鐵心變壓器都希望磁通在鐵心柱内形成閉合回路,因而“口”字形鐵心作為最容易想到并且容易制作的結構而被廣泛使用。
而三相變壓器,當然可以選擇三個“口”字形鐵心分别做為A、B、C(對應低壓a、b、c)三相各自的磁通回路,這種變壓器其實由三個單相變壓器組成的“三相變壓器組”(行業内叫這個名字)。而為了節省材料,大家開始琢磨,是不是可以把三個獨立“口”字形鐵心做這樣的處理呢?每個“口”字形鐵心留一個鐵心柱用來套裝線圈,剩下的另外一個鐵心柱都貢獻出來“粘”在一起,作為三相公用的鐵心柱。公用的這個鐵心柱截面積該選多大合适呢?這其實是由公用鐵心柱中的磁通量大小決定的。因為三相變壓器是對稱三相電源輸入,三相感應電動勢幅值相同,相位互差120度。那麼三個套有線圈的鐵心柱中磁通也應該是幅值相同,相位兩兩互差120度。某時刻三個套有線圈的鐵心柱中的磁通大小分别為:
ΦA=Φₘcos(wt)
ΦB=Φₘcos(wt-120°)
ΦC=Φₘcos(wt-240°)方向均沿自身鐵心柱向上,那麼公共鐵心柱的磁通(方向取向下)大小
Φ總=ΦA ΦB ΦC=0。
公共鐵心柱中磁通為0,也就是說它不承擔充當磁路的任務了,當然就可以把它去掉。這三個鐵心柱中任意兩個柱磁通疊加之後的幅值都和他們自身的幅值是相等的,所以鐵額實際上也可以做得更簡單一下,索性直接将三相變壓器的鐵心柱做成躺着的“日”字形。可能你會說“日”字形鐵心對于三相來說磁路并不是完全對稱的,中間相磁通路徑比兩側相磁通路徑短,會導緻三相激磁電流不完全對稱,但實際上變壓器的激磁電流相對于額定電流來說非常小,工程中将“日”字形鐵心按對稱磁路處理對計算結果影響很小。
總結一下,之所以很多的三相變壓器使用三柱鐵心就能運行根本原因是,輸入的三相對稱電壓使得三柱磁通的合成磁通等于0,即
Φ總=ΦA ΦB ΦC=0。
當然有一些場合,有時會對零序電抗有特殊要求,也會将變壓器設計成單相三柱鐵心和三相五柱鐵心,成本一般會增加。
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