Üç fazlı transformatörler neden toroidal çekirdekler kullanmıyor?

Üç fazlı farklı transformatör çekirdek tasarımlarına bakarken, daire veya torus olarak tasarlanan hiçbir çekirdeği asla göremiyorum.

Neden böyle? Ortak B şekilli çekirdek kadar iyi çalışmayacak mı?

Manyetik serideki üç bobin, onları çizdiğiniz gibi, 3 fazlı bir transformatör yapmayacaktır. Her bir bobin tüm çekirdek kesitini çevrelediğinden, her üç bobin için ortak olacak olan akı için sadece bir değer olacaktır.

Gerçek bir üç fazlı transformatörde, her bir bobin çekirdeğin sadece bir kısmını çevreler, böylece her bobin farklı bir akışta çalışabilir.

Üç ayaklı üç fazlı transformatör, demir dönüş yolunun bir kısmını veya tamamını paylaşarak üç tek fazlı transformatör üzerinde demirden tasarruf sağlar.

Üç fazlı torroidal hakkındaki yorumunuzu cevaplamak için:

Görünüşe göre, wikipedia başına: Toroidal indüktörler ve transformatörler, tasarımın üstün olması gerektiğini. Ancak üç fazlı kullanımdan bahsetmiyorum, sadece tek fazlı.

Şekil 1. 3 fazlı transformatör akısı. Kaynak: NPTEL .

Üç fazlı bir transformatörde, her bir birincil ve ikincil çift aynı "uzuv" veya "dal" üzerine sarılır. Her daldaki 120 ° faz farkı ile bir daldaki akı her zaman diğer ikisinde bir yol bulabilir, böylece her zaman bir akı devresi olur. Örneğin, kırmızı faz (Şekil 1) maksimum yukarı doğru olduğunda sarı ve mavi 0,5 aşağı doğru olacaktır.

Bu düzenleme standart bir torroidal transformatörde mümkün değildir.

Torriods'tan üç fazlı bir transformatör inşa edebilirsiniz. Bununla birlikte, her birinde benzersiz manyetik akıya ihtiyacınız var ve bunu yapabilmenin tek yolu, üstte veya yan yana üç ayrı torriod biriktirmektir. Temelde bir kutuda üç adet tek fazlı transformatör olacaktır.

Birisi, üç fazın 120 derece aralıklı olduğu için, diğer iki bobinin manyetik etkilerinin söz konusu birincil bobinde temel olarak iptal edildiğini anlayana kadar, tarihsel olarak 3 fazlı transformatörlerin gerçekten üç ayrı transformatör olarak inşa edildiğine bahse girmeye hazırım. . Bunları tek bir çekirdek üzerinde birleştirerek, tüm transformatörün ağırlığını ve maliyetini önemli ölçüde azaltabilirsiniz.

Genelde torroidal transformatörler pahalıdır. Çekirdeğin üretilmesi sadece zor değil, aynı zamanda sarım eylemi çok pahalı örgü makineleri veya manuel sarım gerektirir. Bu, lamine çekirdeklere takılan basit makine sargılı bobinlere kıyasla daha büyük bir maliyettir.

Bununla birlikte, güç toroidal xformers, çok hızlı bir şekilde söndürme ile yapılan çok ince metallerin sarılmasıyla yapılır, böylece inanılmaz derecede yüksek geçirgenliğe sahiptir (bunun ne zaman yeni olduğunu hatırlıyorum - gerçekten yaşlıyım). Sanırım ilk olarak Metglass mı? Bu nedenle, sevk edilecek ekipmanda, kiloya önem veriyorsanız, toroidal kullanabilirsiniz. Üç aşamalı olarak kullanılan üç ayrı toroidli endüstriyel yüksek güçlü ekipman gördüm. Fayda dağıtımı için "kutup domuzlarının" güç seviyelerine kadar yükseldiğini düşünmüyorum ve muhtemelen uygun maliyetli olmayacaktır.

Üç fazlı bir tekerleğin şeklini, her faz için her bir kolda bir birincil ve ikincil sargı ve torodial tekerleğin üzerinde sargı yok. Ancak bu, Transistör tarafından verilen cevapta açıklanan B şekilli çekirdeğe sahip geleneksel üç fazlı transformatör ile aynı topolojidir.

Ortak B şekilli çekirdek kadar iyi çalışmayacak mı?

Hayır, olmayacak.

Diğer cevaplar, toroidal bir çekirdeğin kompakt bir üç fazlı transformatör için neden uygun olmadığını zaten açıkladı. Ancak bu önemli olmasa ve üç tek fazlı transformatörü düşünseniz bile, toroidal çekirdek üç faz içeren çoğu uygulamada çalışmaz.

Toroidal çekirdekler, önemli bir güç akışının olmadığı cihaz transformatörleri, dönüştürücüler ve diğer uygulamalar için iyi çalışır.

Üç Fazlı Transformatörler neredeyse sadece yüksek güç uygulamaları için kullanılır, örneğin jeneratörleri ve motorları elektrik şebekesine bağlamak ve şebekedeki voltajları dönüştürmek için. Her durumda, yüksek miktarda enerji söz konusudur. Bu enerjiyi taşımak için aslında bir torodial çekirdek durumunda (neredeyse) sahip olmayacağınız sızıntı akılarına ihtiyacınız vardır .

Yüksek akımlı bir torodial transformatör yüklerseniz, ikincil voltaj önemli ölçüde azalır veya hatta kaybolur.

Her şey meslektaşlarım altında pek çok tartışmayı anlamak ve kolayca tartışmak değil. Daha derin bir içgörü elde etmek için, size başlamak için bazı literatürler öneririm:

Edwards, J. ve Saha, TK (2000). Poynting vektörü ile transformatörlerde güç akışı . In: A. Krivda, Avustralasya Üniversiteleri Güç Mühendisliği Konferansı Bildirileri: AUPEC 2000. AUPEC 2000, Brisbane, Avustralya, (86-91). 24-27 Eylül 2000.

ResearchGate'te okunabilir