三相変圧器と単相変圧器の違い

家庭用電化製品、溶接機、試験および測定の目的には、通常、比較的低電力の単相変圧器が使用されます。強力な単相変圧器は産業用発電所に電力を供給するために使用されます。

従来の単相変圧器の外観を図に示します。ここでは、2 本のロッドと上部と下部のヨークを含む閉じたフレームの形をした磁気システムが見られます。最低電圧 (LV) と最高電圧 (HV) のコイルがバー上にあります。

2 段磁気システムを最も合理的に使用するには、高電圧と低電圧の巻線を 2 つの部分に分割し、その後、設計された変圧器のパラメーターに応じて、これらの部分を直列または並列に接続します。 HV 巻線と LV 巻線の端子はコアの反対側にあります。

単相変圧器を使用して三相電流を変圧する必要がある場合は、3 つの単相変圧器を用意し、スター方式に従って一次巻線を接続し、スター方式またはデルタ方式に従って二次巻線を接続します。このようにして、別個の磁気回路を備えた共通の電気回路に統合された、三相グループの変圧器が得られます。

しかし、このような解決策（三相電流を変換するための 3 つの別個の単相変圧器）は、非常に大きな電力の場合、巨大な三相変圧器を設置することが不可能であるか、その製造が非現実的である場合に、極端な場合に頼られます。さらに、いずれかの相で事故が発生した場合、単相変圧器の交換が容易であり、そのような場合に備えて在庫を (3 つではなく 1 つだけ) 保持しておくことができます。結局のところ、一度に複数の相が損傷する可能性は非常に低いです。

三相変圧器を見ると、ここでは 3 つの単相変圧器の電気システムだけでなく磁気システムも組み合わされています。実際には、このような変圧器のシステムは次のように構成されます。 3 つの同一の二相単相変圧器を考えます。その HV 巻線と NV 巻線は 2 つの極のうちの 1 つにのみ配置され、2 番目の極には巻線が存在しません。

3 つの変圧器のフリー ロッドを 1 つに結合して、コイルを備えたロッドを空間内で相互に 120 度移動させましょう。この三相システムが三相 AC ネットワークに接続されている場合、中心ロッドの磁束は (磁場の重ね合わせの原理に従って) 常にゼロになります。

したがって、中央のバーは機能的に何の役割も果たしていないため、削除することができます。その結果、3 相の各相の巻線の動作磁束経路の長さが同じになった 3 相磁気システムが得られます。

バーが 120 度間隔で配置された対称的な空間システムは、実際には理想的ですが、製造と修理が困難です。

三相空間磁石システムの別のバージョンは、磁気回路が正三角形にグループ化されているものです。このような磁気コアには、連続した電気テープが巻かれています。しかし、この決定は実際には例外的な場合にのみ適用されます。

三相変圧器の設計を可能な限り簡素化し、その製造と修理を容易にするために、実際には、フラットな非対称 3 レベル回路が最もよく使用されます。その中で、3 つのロッドが 1 つの平面上に配置され、2 つの上部ヨークと 2 つの下部ヨークによって重ねられます。

ここで、中央のバーの作動磁束の経路長（AB）は、サイドバーの磁束の経路長よりわずかに小さく、これが三相の無負荷電流の差にある程度影響します。 。

三相変圧器の平面非対称システムの相巻線は、単相変圧器と同じ方法でロッド上に配置され、その後、前述のように、三相回路に結合されます。

このような変圧器の製造および組み立てのコストは、同じ総電力に対して 3 つの単相変圧器を製造および組み立てるよりもはるかに低くなります。材料の軽量化は約33％です。そして、そのような変圧器は維持費がはるかに安くなることがわかりました。このため、最近のほぼすべての三相電源変圧器はフラット三相回路で製造されています。