ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત અને ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મર્સનું ઉપકરણ

ત્રણ તબક્કાના પ્રવાહને ત્રણ સંપૂર્ણપણે અલગ સિંગલ-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર્સ દ્વારા રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, ત્રણેય તબક્કાઓના વિન્ડિંગ્સ એકબીજા સાથે ચુંબકીય રીતે જોડાયેલા નથી: દરેક તબક્કાની પોતાની ચુંબકીય સર્કિટ હોય છે. પરંતુ સમાન ત્રણ-તબક્કાના પ્રવાહને એક ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મર સાથે રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, જેમાં ત્રણેય તબક્કાઓના વિન્ડિંગ્સ એકબીજા સાથે ચુંબકીય રીતે જોડાયેલા હોય છે, કારણ કે તેમની પાસે સામાન્ય ચુંબકીય સર્કિટ છે.

ત્રણ તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મરના ઓપરેશન અને ઉપકરણના સિદ્ધાંતને સ્પષ્ટ કરવા માટે, ત્રણની કલ્પના કરો સિંગલ ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર, એકબીજા સાથે જોડાયેલ જેથી તેમના ત્રણ સળિયા એક સામાન્ય કેન્દ્રીય સળિયા બનાવે (ફિગ. 1). અન્ય ત્રણ બારમાંથી દરેક પર, પ્રાથમિક અને ગૌણ વિન્ડિંગ્સ સુપરઇમ્પોઝ કરવામાં આવે છે (ફિગ. 1 માં, ગૌણ વિન્ડિંગ્સ બતાવવામાં આવ્યાં નથી).

માની લો કે ટ્રાન્સફોર્મરના તમામ પગ પરના પ્રાથમિક વિન્ડિંગ્સ બરાબર સમાન છે અને તે જ દિશામાં ઘા છે (ફિગ. 1 માં, જ્યારે ઉપરથી જોવામાં આવે ત્યારે પ્રાથમિક વિન્ડિંગ્સ ઘડિયાળની દિશામાં ઘા છે).અમે કોઇલના તમામ ઉપલા છેડાને ન્યુટ્રલ O સાથે જોડીએ છીએ અને કોઇલના નીચેના છેડાને થ્રી-ફેઝ નેટવર્કના ત્રણ ટર્મિનલ પર લાવીએ છીએ.

ચિત્ર 1.

ટ્રાન્સફોર્મર વિન્ડિંગ્સમાં પ્રવાહો સમય-વિવિધ ચુંબકીય પ્રવાહો બનાવશે, જેમાંથી દરેક તેના પોતાના ચુંબકીય સર્કિટમાં બંધ થશે. કેન્દ્રીય સંયુક્ત સળિયામાં, ચુંબકીય પ્રવાહો કુલ શૂન્ય સુધી ઉમેરશે કારણ કે આ પ્રવાહો સપ્રમાણ ત્રણ-તબક્કાના પ્રવાહો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, જેના સંબંધમાં આપણે જાણીએ છીએ કે તેમના તાત્કાલિક મૂલ્યોનો સરવાળો દરેક સમયે શૂન્ય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, જો કોઇલ AX I માં વર્તમાન સૌથી મોટો હતો અને ફિગમાં દર્શાવેલ છે. 1 દિશા, પછી ચુંબકીય પ્રવાહ તેના સૌથી મોટા મૂલ્ય Ф ની બરાબર હશે અને ઉપરથી નીચે સુધી કેન્દ્રિય સંયુક્ત સળિયામાં નિર્દેશિત કરવામાં આવશે. અન્ય બે કોઇલ BY અને CZ માં, I2 અને Az3 એક જ ક્ષણે સૌથી વધુ પ્રવાહના અડધા જેટલા હોય છે અને કોઇલ AX માં પ્રવાહના સંદર્ભમાં વિરુદ્ધ દિશા ધરાવે છે (આ ત્રણની મિલકત છે. તબક્કા પ્રવાહો). આ કારણોસર, BY અને CZ કોઇલના સળિયામાં, ચુંબકીય પ્રવાહ મહત્તમ પ્રવાહના અડધા જેટલા હશે, અને કેન્દ્રીય સંયુક્ત સળિયામાં તેઓ AX કોઇલના પ્રવાહના સંદર્ભમાં વિરુદ્ધ દિશા ધરાવે છે. પ્રશ્નમાં આ ક્ષણે પ્રવાહનો સરવાળો શૂન્ય છે. તે જ અન્ય કોઈપણ ક્ષણ માટે જાય છે.

મધ્ય પટ્ટીમાં કોઈ પ્રવાહનો અર્થ એ નથી કે અન્ય બારમાં કોઈ પ્રવાહ નથી. જો આપણે કેન્દ્રીય સળિયાનો નાશ કરીએ અને ઉપલા અને નીચલા યોક્સને સામાન્ય યોક્સમાં જોડીએ (ફિગ. 2 જુઓ), તો કોઇલ AX નો પ્રવાહ BY અને CZ કોઇલના કોરોમાંથી તેનો માર્ગ શોધશે અને આના મેગ્નેટોમોટિવ ફોર્સ. કોઇલ AX ના મેગ્નેટોમોટિવ બળ સાથે એકસાથે ઉમેરાશે. આ કિસ્સામાં, અમને ત્રણેય તબક્કાઓ માટે સામાન્ય ચુંબકીય સર્કિટ સાથે ત્રણ-તબક્કાનું ટ્રાન્સફોર્મર મળશે.

આકૃતિ 2.

કોઇલના પ્રવાહો સમયગાળાના 1/3 દ્વારા તબક્કા-સ્થળાંતરિત હોવાથી, તેમના દ્વારા ઉત્પાદિત ચુંબકીય પ્રવાહો પણ સમયગાળાના 1/3 દ્વારા સમય-શિફ્ટ થાય છે, એટલે કે. સળિયા અને કોઇલમાં ચુંબકીય પ્રવાહના સૌથી મોટા મૂલ્યો સમયગાળાના 1/3 પછી એક બીજાને અનુસરે છે...

સમયગાળાના 1/3 સુધીમાં કોરોમાં ચુંબકીય પ્રવાહના તબક્કાના શિફ્ટનું પરિણામ એ જ તબક્કાની પાળી છે અને બાર પર લાદવામાં આવેલા પ્રાથમિક અને ગૌણ બંને વિન્ડિંગ્સમાં પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળો છે. પ્રાથમિક વિન્ડિંગ્સના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળો લાગુ થ્રી-ફેઝ વોલ્ટેજને લગભગ સંતુલિત કરે છે. ગૌણ વિન્ડિંગ્સના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ દળો, કોઇલના છેડાના યોગ્ય જોડાણ સાથે, ત્રણ-તબક્કાનું ગૌણ વોલ્ટેજ આપે છે જે ગૌણ સર્કિટમાં આપવામાં આવે છે.

ચુંબકીય સર્કિટના નિર્માણ માટે, ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મર્સ, સિંગલ-ફેઝની જેમ, સળિયાના અંજીરમાં વહેંચાયેલા છે. 2. અને સશસ્ત્ર.

થ્રી-ફેઝ રોડ ટ્રાન્સફોર્મર્સને આમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

a) સપ્રમાણ ચુંબકીય સર્કિટ સાથે ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને

b) અસમપ્રમાણ ચુંબકીય સર્કિટ સાથે ટ્રાન્સફોર્મર્સ.

અંજીરમાં. 3 યોજનાકીય રીતે સપ્રમાણ ચુંબકીય સર્કિટ સાથે સ્લાઇડ ટ્રાન્સફોર્મર અને ફિગમાં બતાવે છે. 4 અસંતુલિત ચુંબકીય સર્કિટ સાથે રોડ ટ્રાન્સફોર્મર બતાવે છે. ત્રણ લોખંડની પટ્ટીઓ 1, 2 અને 3 દ્વારા જોવામાં આવે છે, જે ઉપર અને નીચે આયર્ન યોક પ્લેટ્સ દ્વારા ક્લેમ્પ્ડ છે. દરેક પગ પર ટ્રાન્સફોર્મરના એક તબક્કાના પ્રાથમિક I અને ગૌણ II કોઇલ હોય છે.

આકૃતિ 3.

પ્રથમ ટ્રાન્સફોર્મરમાં, સળિયા એક સમભુજ ત્રિકોણના ખૂણાઓના શિરોબિંદુ પર સ્થિત છે; બીજા ટ્રાન્સફોર્મરમાં સમાન પ્લેનમાં બાર છે.

સમભુજ ત્રિકોણના ખૂણાઓના શિરોબિંદુઓ પર સળિયાઓની ગોઠવણી ત્રણેય તબક્કાઓના ચુંબકીય પ્રવાહો માટે સમાન ચુંબકીય પ્રતિકાર આપે છે, કારણ કે આ પ્રવાહોના માર્ગો સમાન છે. વાસ્તવમાં, ત્રણ તબક્કાના ચુંબકીય પ્રવાહો એક ઊભી સળિયામાંથી સંપૂર્ણ રીતે અને અન્ય બે સળિયામાંથી અધવચ્ચેથી અલગથી પસાર થાય છે.

અંજીરમાં. 3 ડોટેડ લાઇન સળિયાના તબક્કા 2 ના ચુંબકીય પ્રવાહને બંધ કરવાની રીતો બતાવે છે. તે જોવાનું સરળ છે કે સળિયા 1 અને 3 ના તબક્કાઓના પ્રવાહ માટે, તેમના ચુંબકીય પ્રવાહને બંધ કરવાની રીતો બરાબર સમાન છે. આનો અર્થ એ છે કે વિચારણા હેઠળના ટ્રાન્સફોર્મરમાં પ્રવાહો માટે સમાન ચુંબકીય પ્રતિકાર છે.

એક પ્લેનમાં સળિયાઓની ગોઠવણી એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે મધ્યમ તબક્કાના પ્રવાહ માટે ચુંબકીય પ્રતિકાર (ફિગ 4 માં સળિયા 2 ના તબક્કા માટે) અંતિમ તબક્કાના પ્રવાહો કરતા ઓછો છે (ફિગમાં. 4 — સળિયા 1 અને 3 ના તબક્કાઓ માટે).

આકૃતિ 4.

વાસ્તવમાં, અંતિમ તબક્કાના ચુંબકીય પ્રવાહ મધ્યમ તબક્કાના પ્રવાહ કરતાં થોડા લાંબા માર્ગો સાથે આગળ વધે છે. તદુપરાંત, તેમના સળિયાઓને છોડીને ટર્મિનલ તબક્કાઓનો પ્રવાહ સંપૂર્ણપણે કાવડના અડધા ભાગમાં પસાર થાય છે અને માત્ર બીજા અડધા ભાગમાં (મધ્યમ સળિયામાં ડાળીઓ નાખ્યા પછી) તેનો અડધો ભાગ પસાર થાય છે. વર્ટિકલ સળિયાના આઉટલેટ પરનો મધ્ય-તબક્કો પ્રવાહ તરત જ બે ભાગમાં વિભાજિત થાય છે, અને તેથી મધ્ય-તબક્કાના પ્રવાહનો માત્ર અડધો ભાગ યોકના બે ભાગોમાં પસાર થાય છે.

આમ, અંતિમ તબક્કાના પ્રવાહો મધ્ય તબક્કાના પ્રવાહ કરતા વધુ હદ સુધી યોકને સંતૃપ્ત કરે છે, અને તેથી અંતિમ તબક્કાના પ્રવાહ માટે ચુંબકીય પ્રતિકાર મધ્યમ તબક્કાના પ્રવાહ કરતા વધારે છે.

ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મરના વિવિધ તબક્કાઓના પ્રવાહો માટેના ચુંબકીય પ્રતિકારની અસમાનતાનું પરિણામ એ સમાન તબક્કાના વોલ્ટેજ પર વ્યક્તિગત તબક્કાઓમાં નો-લોડ પ્રવાહોની અસમાનતા છે.

જો કે, ઓછી યોક આયર્ન સંતૃપ્તિ અને સારી સળિયા આયર્ન એસેમ્બલી સાથે, આ વર્તમાન અસમાનતા નહિવત્ છે. કારણ કે અસમપ્રમાણ ચુંબકીય સર્કિટવાળા ટ્રાન્સફોર્મર્સનું બાંધકામ સપ્રમાણ ચુંબકીય સર્કિટવાળા ટ્રાન્સફોર્મર કરતા ઘણું સરળ હોવાથી, પ્રથમ ટ્રાન્સફોર્મર્સ મોટે ભાગે ઉપયોગમાં લેવાતા હોવાનું બહાર આવ્યું છે. સપ્રમાણ ચુંબકીય સર્કિટ ટ્રાન્સફોર્મર્સ દુર્લભ છે.

અંજીરને ધ્યાનમાં રાખીને. 3 અને 4 અને ધારીએ છીએ કે પ્રવાહો ત્રણેય તબક્કાઓમાંથી વહે છે, તે જોવાનું સરળ છે કે તમામ તબક્કાઓ ચુંબકીય રીતે એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે. આનો અર્થ એ છે કે વ્યક્તિગત તબક્કાઓના ચુંબકીય બળો એકબીજાને પ્રભાવિત કરે છે, જે ત્રણ તબક્કાના પ્રવાહને ત્રણ સિંગલ-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર્સ દ્વારા રૂપાંતરિત કરવામાં આવે ત્યારે આપણી પાસે નથી.

ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મર્સનું બીજું જૂથ સશસ્ત્ર ટ્રાન્સફોર્મર્સ છે. બખ્તરબંધ ટ્રાન્સફોર્મરને એવું ગણી શકાય કે તે ત્રણ સિંગલ-ફેઝ આર્મર્ડ ટ્રાન્સફોર્મર્સથી બનેલું હોય છે જે એક યોક સાથે એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે.

અંજીરમાં. 5 યોજનાકીય રીતે વર્ટિકલી સ્થિત આંતરિક કોર સાથે આર્મર્ડ ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મરનું નિરૂપણ કરે છે. આકૃતિ પરથી તે જોવાનું સરળ છે કે પ્લેન AB અને CD દ્વારા તેને ત્રણ સિંગલ-ફેઝ આર્મર્ડ ટ્રાન્સફોર્મરમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેમાંથી ચુંબકીય પ્રવાહ હોઈ શકે છે. દરેકને તેના પોતાના ચુંબકીય સર્કિટમાં બંધ કરે છે. ફિગમાં મેગ્નેટિક ફ્લક્સ પાથ. 5 ડૅશ્ડ રેખાઓ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

આકૃતિ 5.

આકૃતિમાંથી જોઈ શકાય છે તેમ, મધ્ય વર્ટિકલ સળિયા a માં, જેના પર સમાન તબક્કાના પ્રાથમિક I અને ગૌણ II વિન્ડિંગ્સ સુપરઇમ્પોઝ કરવામાં આવે છે, સંપૂર્ણ પ્રવાહ પસાર થાય છે, જ્યારે યોક્સ b-b અને બાજુની દિવાલોમાં ફ્લક્સનો અડધો ભાગ પસાર થાય છે. . તે જ ઇન્ડક્શન પર, યોક અને સાઇડવૉલ્સના ક્રોસ-સેક્શન મધ્ય સળિયા a ના ક્રોસ-સેક્શનના અડધા હોવા જોઈએ.

મધ્યવર્તી ભાગો c — c માં ચુંબકીય પ્રવાહની વાત કરીએ તો, તેનું મૂલ્ય, જેમ આપણે નીચે જોઈશું, મધ્યમ તબક્કાના સમાવેશની પદ્ધતિ પર આધાર રાખે છે.

રોડ ટ્રાન્સફોર્મર્સ પર આર્મેચર ટ્રાન્સફોર્મર્સનો મુખ્ય ફાયદો ચુંબકીય પ્રવાહના ટૂંકા બંધ માર્ગો અને તેથી ઓછા નો-લોડ પ્રવાહો છે.

આર્મર્ડ ટ્રાન્સફોર્મર્સના ગેરફાયદામાં સમાવેશ થાય છે, પ્રથમ, સમારકામ માટે વિન્ડિંગ્સની ઓછી ઉપલબ્ધતા, તે હકીકતને કારણે કે તેઓ લોખંડથી ઘેરાયેલા છે, અને બીજું, વિન્ડિંગને ઠંડુ કરવા માટેની સૌથી ખરાબ પરિસ્થિતિઓ - તે જ કારણોસર.

સળિયા-પ્રકારના ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં, વિન્ડિંગ્સ લગભગ સંપૂર્ણપણે ખુલ્લી હોય છે અને તેથી નિરીક્ષણ અને સમારકામ માટે તેમજ ઠંડક માધ્યમ માટે વધુ સુલભ હોય છે.

ટ્યુબ્યુલર ટાંકી સાથે ત્રણ-તબક્કાના તેલથી ભરેલું ટ્રાન્સફોર્મર: 1 — ગરગડી, 2 — ઓઇલ ડ્રેઇન વાલ્વ, 3 — ઇન્સ્યુલેટિંગ સિલિન્ડર, 4 — ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ, 5 — લો વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ, 6 — કોર, 7 — થર્મોમીટર, 8 — ટર્મિનલ્સ માટે લો વોલ્ટેજ, 9 — ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ટર્મિનલ્સ, 10 — તેલનો કન્ટેનર, 11 — ગેસ રિલે, 12 — તેલ સ્તર સૂચક, 13 — રેડિએટર્સ.

ત્રણ-તબક્કાના ટ્રાન્સફોર્મર્સના ઉપકરણ વિશે વધુ વિગતો: પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ - ઉપકરણ અને કામગીરીના સિદ્ધાંત