ऑपरेशन का सिद्धांत और तीन-चरण ट्रांसफार्मर का उपकरण

तीन-फेज करंट को तीन पूरी तरह से अलग सिंगल-फेज ट्रांसफॉर्मर द्वारा बदला जा सकता है। इस मामले में, तीनों चरणों की वाइंडिंग चुंबकीय रूप से एक दूसरे से जुड़ी नहीं होती हैं: प्रत्येक चरण का अपना चुंबकीय सर्किट होता है। लेकिन एक ही तीन-चरण वर्तमान को एक तीन-चरण ट्रांसफार्मर के साथ रूपांतरित किया जा सकता है, जिसमें तीनों चरणों की वाइंडिंग चुंबकीय रूप से एक दूसरे से जुड़ी होती हैं, क्योंकि उनके पास एक सामान्य चुंबकीय सर्किट होता है।

तीन-चरण ट्रांसफार्मर के संचालन और उपकरण के सिद्धांत को स्पष्ट करने के लिए, तीन की कल्पना करें एकल चरण ट्रांसफार्मर, एक दूसरे से जुड़ा हुआ है ताकि उनकी तीन छड़ें एक सामान्य केंद्रीय छड़ (चित्र 1) बनाती हैं। अन्य तीन बारों में से प्रत्येक पर, प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग आरोपित हैं (चित्र 1 में, द्वितीयक वाइंडिंग नहीं दिखाए गए हैं)।

मान लें कि ट्रांसफॉर्मर के सभी पैरों पर प्राथमिक वाइंडिंग बिल्कुल समान हैं और एक ही दिशा में घाव हैं (चित्र 1 में, ऊपर से देखने पर प्राथमिक वाइंडिंग दक्षिणावर्त घुमावदार हैं)।हम कॉइल के सभी ऊपरी सिरों को न्यूट्रल O से जोड़ते हैं और कॉइल के निचले सिरों को तीन-चरण नेटवर्क के तीन टर्मिनलों तक लाते हैं।

चित्र 1।

ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग्स में धाराएं समय-भिन्न चुंबकीय प्रवाह बनाएगी, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के चुंबकीय सर्किट में बंद हो जाएगा। केंद्रीय समग्र छड़ में, चुंबकीय प्रवाह कुल में शून्य तक जुड़ जाएगा क्योंकि ये प्रवाह सममित तीन-चरण धाराओं द्वारा बनाए जाते हैं, जिसके सापेक्ष हम जानते हैं कि उनके तात्कालिक मूल्यों का योग हर समय शून्य होता है।

उदाहरण के लिए, यदि कॉइल AX I में करंट सबसे बड़ा था और अंजीर में दिखाया गया था। 1 दिशा, तब चुंबकीय प्रवाह इसके सबसे बड़े मान F के बराबर होगा और इसे ऊपर से नीचे तक केंद्रीय समग्र छड़ में निर्देशित किया गया था। अन्य दो कॉइल BY और CZ में, I2 और Az3 एक ही समय में उच्चतम वर्तमान के आधे के बराबर हैं और कॉइल AX में वर्तमान के संबंध में विपरीत दिशा है (यह तीन की संपत्ति है- चरण धाराएँ)। इस कारण से, BY और CZ कॉइल की छड़ में, चुंबकीय प्रवाह अधिकतम प्रवाह के आधे के बराबर होगा, और केंद्रीय मिश्रित छड़ में AX कुंडल के प्रवाह के संबंध में विपरीत दिशा होगी। इस समय प्रवाह का योग शून्य है। वही किसी अन्य क्षण के लिए जाता है।

मध्य पट्टी में प्रवाह न होने का अर्थ यह नहीं है कि अन्य पट्टियों में प्रवाह नहीं है। यदि हम केंद्रीय रॉड को नष्ट करते हैं और ऊपरी और निचले योक को आम योक में जोड़ते हैं (चित्र 2 देखें), तो कॉइल AX का प्रवाह कॉइल BY और CZ के कोर के माध्यम से अपना रास्ता खोज लेगा, और इनमें से मैग्नेटोमोटिव बल कॉइल कॉइल AX के मैग्नेटोमोटिव बल के साथ जुड़ेंगे। इस मामले में, हमें तीनों चरणों के लिए एक सामान्य चुंबकीय सर्किट वाला तीन चरण वाला ट्रांसफार्मर मिलेगा।

चित्र 2।

चूंकि कॉइल्स में धाराएं अवधि के 1/3 द्वारा चरण-स्थानांतरित होती हैं, इसलिए उनके द्वारा उत्पादित चुंबकीय प्रवाह भी अवधि के 1/3 द्वारा समय-स्थानांतरित होते हैं, अर्थात। छड़ और कॉइल में चुंबकीय प्रवाह का सबसे बड़ा मूल्य 1/3 अवधि के बाद एक दूसरे का अनुसरण करता है ...

अवधि के 1/3 द्वारा कोर में चुंबकीय प्रवाह के चरण बदलाव का परिणाम एक ही चरण बदलाव है और इलेक्ट्रोमोटिव बलों को सलाखों पर लगाए गए प्राथमिक और माध्यमिक वाइंडिंग दोनों में प्रेरित किया जाता है। प्राथमिक वाइंडिंग्स के इलेक्ट्रोमोटिव बल लागू तीन-चरण वोल्टेज को लगभग संतुलित करते हैं।द्वितीयक वाइंडिंग के इलेक्ट्रोमोटिव बल, कॉइल के सिरों के सही कनेक्शन के साथ, तीन-चरण माध्यमिक वोल्टेज देते हैं जो द्वितीयक सर्किट में खिलाया जाता है।

चुंबकीय सर्किट के निर्माण के लिए, तीन-चरण ट्रांसफार्मर, जैसे एकल-चरण वाले, रॉड अंजीर में विभाजित होते हैं। 2. और बख़्तरबंद।

तीन-चरण रॉड ट्रांसफार्मर में वर्गीकृत किया गया है:

ए) सममित चुंबकीय सर्किट के साथ ट्रांसफार्मर और

बी) एक असममित चुंबकीय सर्किट के साथ ट्रांसफार्मर।

अंजीर में। 3 योजनाबद्ध रूप से एक सममित चुंबकीय सर्किट और अंजीर में एक स्लाइड ट्रांसफार्मर दिखाता है। 4 असंतुलित चुंबकीय सर्किट के साथ एक रॉड ट्रांसफॉर्मर दिखाता है। जैसा कि तीन लोहे की सलाखों 1, 2 और 3 द्वारा देखा गया है, ऊपर और नीचे लोहे की योक प्लेटों से जकड़ा हुआ है। प्रत्येक पैर पर ट्रांसफॉर्मर के एक चरण के प्राथमिक I और द्वितीयक II कॉइल हैं।

चित्र तीन।

पहले ट्रांसफार्मर में, छड़ें एक समबाहु त्रिभुज के कोणों के शीर्ष पर स्थित होती हैं; दूसरे ट्रांसफॉर्मर में एक ही प्लेन में बार होते हैं।

एक समबाहु त्रिभुज के कोनों के सिरों पर छड़ों की व्यवस्था तीनों चरणों के चुंबकीय प्रवाहों के लिए समान चुंबकीय प्रतिरोध देती है, क्योंकि इन प्रवाहों के मार्ग समान हैं। वास्तव में, तीन चरणों के चुंबकीय प्रवाह अलग-अलग एक ऊर्ध्वाधर छड़ से पूरी तरह से और अन्य दो छड़ों से आधे रास्ते से गुजरते हैं।

अंजीर में। 3 बिंदीदार रेखा रॉड चरण 2 के चुंबकीय प्रवाह को बंद करने के तरीके दिखाती है। यह देखना आसान है कि छड़ 1 और 3 के चरणों के प्रवाह के लिए, उनके चुंबकीय प्रवाह को बंद करने के तरीके बिल्कुल समान हैं। इसका मतलब यह है कि विचाराधीन ट्रांसफार्मर में फ्लक्स के लिए समान चुंबकीय प्रतिरोध हैं।

एक विमान में छड़ की व्यवस्था इस तथ्य की ओर ले जाती है कि मध्य चरण के प्रवाह के लिए चुंबकीय प्रतिरोध (रॉड 2 के चरण के लिए चित्र 4 में) अंत चरणों के प्रवाह (छवि 2 में) की तुलना में कम है। 4 - छड़ 1 और 3 के चरणों के लिए)।

चित्रा 4।

वास्तव में, अंतिम चरणों के चुंबकीय प्रवाह मध्य चरण के प्रवाह की तुलना में थोड़े लंबे रास्तों पर चलते हैं। इसके अलावा, उनकी छड़ों को छोड़कर टर्मिनल चरणों का प्रवाह पूरी तरह से योक के आधे हिस्से में गुजरता है और केवल दूसरे आधे हिस्से में (बीच की छड़ में शाखा लगाने के बाद) आधा गुजरता है। वर्टिकल रॉड के आउटलेट पर मध्य-चरण प्रवाह तुरंत दो हिस्सों में विभाजित हो जाता है, और इसलिए मध्य-चरण प्रवाह का केवल आधा ही योक के दो भागों में गुजरता है।

इस प्रकार, अंत चरणों के प्रवाह मध्य चरण के प्रवाह की तुलना में योक को अधिक हद तक संतृप्त करते हैं, और इसलिए अंत चरण के प्रवाह के लिए चुंबकीय प्रतिरोध मध्य चरण के प्रवाह की तुलना में अधिक होता है।

तीन-चरण ट्रांसफार्मर के विभिन्न चरणों के प्रवाह के लिए चुंबकीय प्रतिरोधों की असमानता का परिणाम समान चरण वोल्टेज पर अलग-अलग चरणों में नो-लोड धाराओं की असमानता है।

हालांकि, लो योक आयरन सेचुरेशन और अच्छी रॉड आयरन असेंबली के साथ, यह मौजूदा असमानता नगण्य है। चूंकि एक असममित चुंबकीय सर्किट वाले ट्रांसफॉर्मर का निर्माण एक सममित चुंबकीय सर्किट वाले ट्रांसफॉर्मर की तुलना में बहुत आसान है, इसलिए पहले ट्रांसफॉर्मर अधिकतर उपयोग किए जाते थे। सममित चुंबकीय सर्किट ट्रांसफॉर्मर दुर्लभ होते हैं।

अंजीर को ध्यान में रखते हुए। 3 और 4 और यह मानते हुए कि धाराएँ तीनों चरणों से होकर बहती हैं, यह देखना आसान है कि सभी चरण चुंबकीय रूप से एक दूसरे से जुड़े हुए हैं। इसका मतलब यह है कि अलग-अलग चरणों के मैग्नेटोमोटिव बल एक-दूसरे को प्रभावित करते हैं, जो हमारे पास तब नहीं होता है जब तीन-चरण का करंट तीन सिंगल-फेज ट्रांसफार्मर द्वारा बदल दिया जाता है।

तीन-चरण ट्रांसफार्मर का दूसरा समूह बख़्तरबंद ट्रांसफार्मर है। एक बख़्तरबंद ट्रांसफार्मर पर विचार किया जा सकता है जैसे कि यह तीन एकल-चरण बख़्तरबंद ट्रांसफार्मर से बना होता है जो एक जुए के साथ एक दूसरे से जुड़ा होता है।

अंजीर में। 5 लंबवत स्थित आंतरिक कोर के साथ एक बख़्तरबंद तीन-चरण ट्रांसफार्मर को योजनाबद्ध रूप से दर्शाता है। आंकड़े से यह देखना आसान है कि विमानों एबी और सीडी के माध्यम से इसे तीन एकल-चरण बख़्तरबंद ट्रांसफार्मर में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से चुंबकीय प्रवाह हो सकते हैं प्रत्येक अपने स्वयं के चुंबकीय सर्किट में बंद है। अंजीर में चुंबकीय प्रवाह पथ। 5 धराशायी रेखाओं द्वारा इंगित किए जाते हैं।

चित्रा 5।

जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, मध्य ऊर्ध्वाधर छड़ में ए, जिस पर एक ही चरण की प्राथमिक I और द्वितीयक II वाइंडिंग सुपरिम्पोज की जाती हैं, पूरा फ्लक्स गुजरता है, जबकि योक बी-बी और साइड की दीवारों में आधा फ्लक्स गुजरता है . एक ही प्रेरण पर, योक और साइडवॉल के क्रॉस-सेक्शन मध्य रॉड के क्रॉस-सेक्शन के आधे होने चाहिए।

मध्यवर्ती भागों c - c में चुंबकीय प्रवाह के लिए, इसका मान, जैसा कि हम नीचे देखेंगे, मध्य चरण को शामिल करने की विधि पर निर्भर करता है।

रॉड ट्रांसफॉर्मर पर आर्मेचर ट्रांसफॉर्मर का मुख्य लाभ चुंबकीय प्रवाह का छोटा समापन पथ है और इसलिए कम नो-लोड धाराएं हैं।

बख़्तरबंद ट्रांसफार्मर के नुकसान में शामिल हैं, सबसे पहले, मरम्मत के लिए वाइंडिंग्स की कम उपलब्धता, इस तथ्य के कारण कि वे लोहे से घिरे हैं, और दूसरी बात, वाइंडिंग को ठंडा करने के लिए सबसे खराब स्थिति - उसी कारण से।

रॉड-प्रकार के ट्रांसफार्मर में, वाइंडिंग लगभग पूरी तरह से खुली होती है और इसलिए निरीक्षण और मरम्मत के साथ-साथ शीतलन माध्यम के लिए अधिक सुलभ होती है।

ट्यूबलर टैंक के साथ तीन-चरण तेल से भरे ट्रांसफार्मर: 1 - पुली, 2 - तेल निकास वाल्व, 3 - इन्सुलेट सिलेंडर, 4 - उच्च वोल्टेज वाइंडिंग, 5 - कम वोल्टेज वाइंडिंग, 6 - कोर, 7 - थर्मामीटर, 8 - के लिए टर्मिनल कम वोल्टेज, 9 - उच्च वोल्टेज टर्मिनल, 10 - तेल कंटेनर, 11 - गैस रिले, 12 - तेल स्तर सूचक, 13 - रेडिएटर।

तीन-चरण ट्रांसफार्मर के उपकरण के बारे में अधिक जानकारी: पावर ट्रांसफार्मर - उपकरण और संचालन का सिद्धांत