مبدأ التشغيل وجهاز المحولات ثلاثية الطور

يمكن تحويل التيار ثلاثي الطور بواسطة ثلاثة محولات أحادية الطور منفصلة تمامًا. في هذه الحالة ، لا ترتبط ملفات المراحل الثلاث مغناطيسيًا ببعضها البعض: كل مرحلة لها دائرتها المغناطيسية الخاصة بها. ولكن يمكن تحويل نفس التيار ثلاثي الأطوار بمحول واحد ثلاثي الطور ، حيث يتم ربط لفات الأطوار الثلاث مغناطيسيًا ببعضها البعض ، نظرًا لأن لديهم دائرة مغناطيسية مشتركة.

لتوضيح مبدأ التشغيل وجهاز محول ثلاثي الطور ، تخيل ثلاثة محول أحادي الطور، متصلة ببعضها البعض بحيث تشكل قضبانها الثلاثة قضيبًا مركزيًا مشتركًا واحدًا (الشكل 1). على كل من القضبان الثلاثة الأخرى ، يتم تركيب اللفات الأولية والثانوية (في الشكل 1 ، اللفات الثانوية غير معروضة).

افترض أن اللفات الأولية على جميع أرجل المحول هي نفسها تمامًا وجرحها في نفس الاتجاه (في الشكل 1 ، يتم لف اللفات الأولية في اتجاه عقارب الساعة عند النظر إليها من الأعلى).نقوم بتوصيل جميع الأطراف العلوية للملفات بـ O المحايد ونقوم بإحضار الأطراف السفلية للملفات إلى المحطات الثلاثة للشبكة ثلاثية الطور.

الصورة 1.

ستخلق التيارات في لفات المحولات تدفقات مغناطيسية متغيرة بمرور الوقت ، كل منها سيغلق في دائرته المغناطيسية الخاصة. في القضيب المركب المركزي ، ستجمع التدفقات المغناطيسية ما يصل إلى الصفر في المجموع لأن هذه التدفقات يتم إنشاؤها بواسطة تيارات ثلاثية الطور متناظرة ، والتي نعرف أن مجموع قيمها اللحظية هو صفر في جميع الأوقات.

على سبيل المثال ، إذا كان التيار في الملف AX I هو الأكبر وحدث في الشكل المشار إليه في الشكل. في الاتجاه الأول ، فإن التدفق المغناطيسي سيكون مساويًا لأكبر قيمته Ф ويتم توجيهه إلى القضيب المركب المركزي من أعلى إلى أسفل. في الملفين الآخرين BY و CZ ، تكون التيارات I2 و Az3 في نفس اللحظة الزمنية مساوية لنصف أعلى تيار ولها اتجاه معاكس فيما يتعلق بالتيار في الملف AX (هذه خاصية ثلاثة- تيارات المرحلة). لهذا السبب ، في قضبان ملفي BY و CZ ، ستكون التدفقات المغناطيسية مساوية لنصف التدفق الأقصى ، وفي القضيب المركب المركزي سيكون لها الاتجاه المعاكس فيما يتعلق بتدفق ملف AX. مجموع التدفقات في اللحظة المعنية هو صفر. الشيء نفسه ينطبق على أي لحظة أخرى.

لا يعني عدم وجود تدفق في الشريط المركزي عدم وجود تدفق في الأعمدة الأخرى. إذا دمرنا القضيب المركزي وقمنا بتوصيل النير العلوي والسفلي في النير المشترك (انظر الشكل 2) ، فإن تدفق الملف AX سيجد طريقه عبر قلب الملفين BY و CZ ، والقوى الدافعة المغناطيسية لهذه ستضيف الملفات مع القوة الدافعة المغناطيسية للملف AX. في هذه الحالة ، سنحصل على محول ثلاثي الطور بدائرة مغناطيسية مشتركة لجميع المراحل الثلاث.

الشكل 2.

نظرًا لأن التيارات الموجودة في الملفات يتم إزاحتها طورًا بمقدار 1/3 من الفترة ، فإن التدفقات المغناطيسية التي تنتجها يتم أيضًا إزاحة الوقت بمقدار 1/3 من الفترة ، أي أكبر قيم التدفقات المغناطيسية في القضبان والملفات تتبع بعضها البعض بعد 1/3 من الفترة ...

نتيجة تحول طور التدفقات المغناطيسية في النوى بمقدار 1/3 من الفترة هي نفس انزياح الطور والقوى الدافعة الكهربائية المستحثة في كل من اللفات الأولية والثانوية المفروضة على القضبان. تكاد القوى الدافعة الكهربائية للملفات الأولية أن توازن الجهد المطبق ثلاثي الأطوار.القوى الدافعة الكهربائية للملفات الثانوية ، مع التوصيل الصحيح لنهايات الملفات ، تعطي جهدًا ثانويًا ثلاثي الأطوار يتم تغذيته في الدائرة الثانوية.

بالنسبة لبناء الدائرة المغناطيسية ، تنقسم المحولات ثلاثية الطور ، مثل المحولات أحادية الطور ، إلى التين القضيبي. 2. ومدرعات.

تصنف محولات القضيب ثلاثية الطور إلى:

أ) المحولات ذات الدائرة المغناطيسية المتناظرة و

ب) المحولات ذات الدائرة المغناطيسية غير المتماثلة.

في التين. يوضح الشكل 3 بشكل تخطيطي محولًا منزلقًا بدائرة مغناطيسية متناظرة وفي الشكل. يوضح الشكل 4 محول قضيب به دائرة مغناطيسية غير متوازنة. كما يتضح من القضبان الحديدية الثلاثة 1 و 2 و 3 ، مثبتة أعلى وأسفل بألواح نير حديدية. توجد ملفات أولية وثانوية لمرحلة واحدة من المحولات على كل ساق.

الشكل 3.

في المحول الأول ، توجد القضبان عند رؤوس زوايا مثلث متساوي الأضلاع ؛ يحتوي المحول الثاني على القضبان في نفس المستوى.

يعطي ترتيب القضبان عند رؤوس زوايا مثلث متساوي الأضلاع مقاومات مغناطيسية متساوية للتدفقات المغناطيسية لجميع المراحل الثلاث ، لأن مسارات هذه التدفقات هي نفسها. في الواقع ، تمر التدفقات المغناطيسية للمراحل الثلاث بشكل منفصل عبر قضيب رأسي واحد تمامًا ومن خلال القضيبين الآخرين في منتصف الطريق.

في التين. 3 يوضح الخط المنقط طرق إغلاق التدفق المغناطيسي لمرحلة القضيب 2. من السهل أن نرى أنه بالنسبة لتدفقات مراحل العصي 1 و 3 ، فإن طرق إغلاق التدفقات المغناطيسية هي نفسها تمامًا. هذا يعني أن المحول قيد النظر له نفس المقاومة المغناطيسية للتدفقات.

يؤدي ترتيب القضبان في مستوى واحد إلى حقيقة أن المقاومة المغناطيسية لتدفق الطور المتوسط ​​(في الشكل 4 لمرحلة القضيب 2) أقل من مقاومة تدفقات المراحل النهائية (في الشكل. 4 - لمراحل العصي 1 و 3).

الشكل 4.

في الواقع ، تتحرك التدفقات المغناطيسية لمراحل النهاية على طول مسارات أطول قليلاً من تدفق المرحلة المتوسطة. علاوة على ذلك ، فإن تدفق المراحل النهائية التي تترك قضبانها يمر بالكامل في نصف نير وفقط في النصف الآخر (بعد التفرع في القضيب الأوسط) يمر نصفه. ينقسم تدفق المرحلة المتوسطة عند مخرج القضيب الرأسي على الفور إلى نصفين ، وبالتالي يمر نصف تدفق المرحلة المتوسطة فقط إلى جزأين من النير.

وبالتالي ، فإن تدفقات المراحل النهائية تشبع النير إلى حد أكبر من تدفق المرحلة الوسطى ، وبالتالي فإن المقاومة المغناطيسية لتدفقات المراحل النهائية أكبر من تدفق المرحلة المتوسطة.

إن نتيجة عدم المساواة في المقاومة المغناطيسية لتدفقات المراحل المختلفة لمحول ثلاثي الطور هي عدم المساواة في تيارات عدم التحميل في المراحل الفردية في نفس جهد الطور.

ومع ذلك ، مع انخفاض تشبع نير الحديد والتجميع الجيد لقضيب الحديد ، فإن هذا التفاوت الحالي لا يكاد يذكر. نظرًا لأن بناء المحولات ذات الدائرة المغناطيسية غير المتماثلة هو أبسط بكثير من المحولات ذات الدائرة المغناطيسية المتماثلة ، فقد تبين أن المحولات الأولى تستخدم في الغالب. محولات الدائرة المغناطيسية المتماثلة نادرة.

النظر في التين. 3 و 4 وبافتراض أن التيارات تتدفق خلال المراحل الثلاث ، فمن السهل أن نرى أن جميع المراحل مرتبطة مغناطيسيًا ببعضها البعض. هذا يعني أن القوى الدافعة المغناطيسية للمراحل الفردية تؤثر على بعضها البعض ، وهو ما لا نمتلكه عندما يتم تحويل التيار ثلاثي الطور بواسطة ثلاثة محولات أحادية الطور.

المجموعة الثانية من المحولات ثلاثية الطور هي محولات مدرعة. يمكن اعتبار المحول المدرع كما لو أنه يتكون من ثلاثة محولات مدرعة أحادية الطور متصلة ببعضها البعض بنير.

في التين. 5 يصور بشكل تخطيطي محولًا ثلاثي الطور مدرعًا مع قلب داخلي عمودي. أغلقت كل منها في دائرتها المغناطيسية الخاصة. مسارات التدفق المغناطيسي في الشكل. 5 يشار إليها بخطوط متقطعة.

الشكل 5.

كما يتضح من الشكل ، في القضبان الرأسية الوسطى أ ، حيث يتم تثبيت الملفين الأولي والثانوي الثاني لنفس المرحلة ، يمر التدفق الكامل ، بينما يمر نصف التدفق في النيرتين ب ب والجدران الجانبية . في نفس الحث ، يجب أن تكون المقاطع العرضية للنير والجدران الجانبية نصف المقطع العرضي للقضيب الأوسط أ.

أما بالنسبة للتدفق المغناطيسي في الأجزاء الوسيطة c - c ، فإن قيمته ، كما سنرى أدناه ، تعتمد على طريقة إدراج المرحلة المتوسطة.

الميزة الرئيسية لمحولات المحرك على محولات القضيب هي مسارات الإغلاق القصيرة للتدفق المغناطيسي وبالتالي التيارات المنخفضة بدون حمل.

تشمل عيوب المحولات المدرعة ، أولاً ، قلة توفر اللفات للإصلاح ، نظرًا لحقيقة أنها محاطة بالحديد ، وثانيًا ، أسوأ الظروف لتبريد اللف - لنفس السبب.

في المحولات من نوع القضيب ، تكون اللفات مفتوحة بالكامل تقريبًا وبالتالي يسهل الوصول إليها للفحص والإصلاح ، وكذلك بالنسبة لوسط التبريد.

محول ثلاثي الأطوار مملوء بالزيت مع خزان أنبوبي: 1 - بكرات ، 2 - صمام تصريف الزيت ، 3 - أسطوانة عازلة ، 4 - لف عالي الجهد ، 5 - لف جهد منخفض ، 6 - قلب ، 7 - مقياس حرارة ، 8 - أطراف لـ الجهد المنخفض ، 9 - محطات الجهد العالي ، 10 - حاوية الزيت ، 11 - مرحلات الغاز ، 12 - مؤشر مستوى الزيت ، 13 - مشعات.

مزيد من التفاصيل حول جهاز المحولات ثلاثية الطور: محولات الطاقة - الجهاز ومبدأ التشغيل