El sistema trifàsic s’utilitza per generar, transmetre i distribuir energia elèctrica. Genera energia a gran escala per satisfer les necessitats d’indústries i establiments comercials. Tres transformadors monofàsics idèntics es connecten adequadament o es combinen en un sol nucli per formar un sistema trifàsic.Basant-se en diversos tipus de necessitats industrials, els transformadors step-up i step-down s’utilitzen per generar, transmetre i distribuir l’energia elèctrica.La construcció d’una fase trifàsica transformador la unitat és econòmica ja que consumeix menys material en comparació amb la connexió de tres transformadors monofàsics individuals. A més, el sistema trifàsic transfereix energia CA en lloc de CC i és senzill de construir.
Què és un transformador trifàsic?
Com se sap, un transformador monofàsic és un dispositiu capaç de transferir energia elèctrica d’un circuit a un o més circuits basat en el concepte d’inducció mútua. Consta de dues bobines: una primària i una secundària, que ajuda a transformar l'energia. La bobina primària està connectada a un subministrament monofàsic, mentre que la secundària està connectada a una càrrega.
De la mateixa manera, un transformador trifàsic consta de tres bobines primàries i tres bobines secundàries i es representa com a trifàsic o 3ɸ. Es pot construir un sistema trifàsic mitjançant tres transformadors monofàsics idèntics individuals, i aquest transformador trifàsic es coneix com el banc de tres transformadors. D'altra banda, el transformador trifàsic es pot construir sobre un sol nucli. Els bobinats d’un transformador es poden connectar en configuracions delta o wye. El funcionament del sistema trifàsic és similar a un transformador monofàsic i normalment s’utilitza a les centrals de generació d’energia.
Construcció de transformadors trifàsics
El diagrama d’un transformador trifàsic es mostra a la figura següent.
Diagrama del transformador de tres fases
Un transformador trifàsic d’una sola unitat s’utilitza àmpliament perquè és més lleuger, més barat i ocupa menys espai que el banc de tres transformadors monofàsics. La construcció del transformador trifàsic és de dos tipus: tipus Core i tipus Shell.
Construcció tipus nucli
En aquest tipus de construcció, hi ha tres nuclis i dos jous. Cada nucli té bobinats primaris i secundaris enrotllats en espiral, tal com es mostra a la figura. Cada pota del nucli porta bobinatges tant d’alta tensió com de baixa tensió. El nucli està laminat per minimitzar les pèrdues de corrent de Foucault en el nucli i el jou. Com que és més fàcil laminar el bobinatge de baixa tensió (BT) que el bobinat d’alta tensió (BT). Els bobinats BT es col·loquen a prop del nucli amb aïllament i conductes d’oli adequats entre ells, mentre que els bobinats BT es col·loquen per sobre dels bobinats BT amb aïllament i conductes d’oli adequats entre ells.
Transformador de tipus core
Transformador de tipus Shell
El transformador trifàsic de tipus shell generalment es construeix apilant tres transformadors monofàsics individuals. Tres fases d’un transformador de tipus shell són independents del transformador de tipus core, mentre que cada fase té un circuit magnètic individual. Aquests circuits magnètics són paral·lels entre si i el flux induït per cada bobinatge està en fase. El transformador tipus Shell és molt preferit, ja que les formes d'ona de tensió estan menys distorsionades.
Transformador de tipus Shell
Funcionament de transformadors trifàsics
La figura següent mostra el transformador trifàsic, en el qual tres nuclis es col·loquen a 120˚ entre si. Aquesta xifra es simplifica per mostrar només bobinatges primaris i la seva connexió a la font d'alimentació trifàsica. Tan bon punt l’alimentació trifàsica s’excita, els corrents IR, IY i IB són transportats pels bobinatges primaris i indueixen els fluxos ɸR, ɸY i ɸB individualment en cada nucli. La pota central portarà la suma de tots els fluxos i la pota central va combinar totes les potes d’un nucli.
Per exemple, si la suma dels corrents IR + IY + IB és nul·la en un sistema trifàsic, llavors la suma de tots els tres fluxos també esdevé zero, resultant que la pota central no porta flux. Per tant, treure la pota central no fa cap diferència en altres condicions del transformador.
Funcionament del transformador trifàsic
Connexions del transformador trifàsic
A continuació es descriuen diverses connexions de transformadors trifàsics.
Configuració principal | Configuració secundària |
Uye | Uye |
Uye | Delta |
Delta | Uye |
Delta | Delta |
Les configuracions Wye i Delta s’apliquen per als transformadors trifàsics perquè les connexions Wye ofereixen les opcions de tenir voltatges múltiples, mentre que les configuracions delta ofereixen una alta fiabilitat. El diagrama de fases de Wye i Delta es mostra a continuació. Per a la connexió Wye, tots els punts negatius o els punts més dels bobinats hauran d'estar units. No obstant això, en connexió delta, les polaritats del sinuós es connecten de manera inversa. La diferència de fase entre dues fases és de 120˚.
Bobinats de fase
Connexió wye-wye
A continuació es mostra el diagrama dels transformadors connectats Y-Y. Pot servir tant a càrregues monofàsiques com trifàsiques. En aquest sentit, tots els bobinatges acabats amb punts estan connectats a les fases A, B i C, mentre que els terminals que no són punts es connecten per convertir-se en els centres de configuració 'Y'.
Wye Wye Connection
Connexió Wye-Delta
La connexió Delta-Y que es mostra a la figura següent mostra que els bobinatges secundaris (que es troben a la part inferior de la figura) estan connectats per formar una cadena. Els bobinatges amb connexió de punts per un costat estan connectats amb la connexió sense punts de l'altre costat per formar el bucle 'Delta'.
Connexió Delta Wye
Connexió Delta-Wye
La connexió de Delta-Y es mostra a la figura següent. Aquest tipus de configuració permet que el secundari connectat a wye connecti múltiples tensions, com ara línia a línia o neutre. Com que la configuració delta-wye presenta un desplaçament de fase de 30˚ entre primari i secundari, no es pot utilitzar per connectar-se en paral·lel amb configuracions delta-delta i Y-Y.
Connexió Delta Wye
Connexió Delta-Delta
A continuació es mostra el diagrama de la connexió delta-delta. Aquestes connexions es poden fer amb tres transformadors monofàsics idèntics o amb un transformador trifàsic. La configuració delta-delta és preferible per la seva fiabilitat inherent.
Connexió Delta Delta
Avantatges / desavantatges d’un transformador trifàsic
A continuació es descriuen els avantatges i desavantatges d’un transformador trifàsic.
Avantatges d’un transformador trifàsic
- Necessita menys espai per instal·lar i és més fàcil d’instal·lar
- Menys pes i mida reduïda
- Major eficiència
- Baix cost
- El cost del transport és baix
Inconvenients d’un transformador trifàsic
- Tota la unitat s'apaga en cas de fallada o pèrdua en qualsevol unitat d'un transformador, ja que un nucli comú és compartit per les tres unitats.
- Els costos de reparació són més alts
- El cost de les unitats de recanvi és elevat
Preguntes freqüents
1). Esmenta les aplicacions del transformador trifàsic
Els transformadors trifàsics s’utilitzen en xarxes elèctriques, transformadors de potència i transformadors de distribució
2). Quins són els tipus de transformador trifàsic?
Els quatre tipus de transformadors trifàsics inclouen: Delta-Delta (Dd), Star-Star (Yy), Star-Delta (Yd) i Delta-Star (Dy)
3). Què passa si un motor trifàsic perd una fase?
Si un motor trifàsic perd una fase durant el funcionament, el motor continua funcionant a menys velocitat i experimenta vibracions. El corrent també augmenta bruscament en altres fases que condueixen al escalfament intern dels components d’un motor.
4). En quina condició el delta / wye funciona de manera satisfactòria?
La connexió wye-delta funciona de manera satisfactòria amb grans càrregues desequilibrades i equilibrades. Pot manejar components de tercers harmònics a causa dels corrents que circulen al delta.
5). Per a la connexió Wye-Wye, què és el desplaçament de fase?
El desplaçament de fase és de 0 graus.
Tot i que la majoria de les indústries prefereixen un transformador monofàsic, no és adequat per a grans distribucions d’energia. Per tant, les grans indústries utilitzen sistemes trifàsics per generar energia a gran escala.
En aquest article, hem discutit diversos avantatges i alguns desavantatges que ofereix a Transformador trifàsic . També ens vam centrar en un transformador trifàsic i la seva construcció i diverses configuracions. Aquí teniu una pregunta, quina és la funció del transformador trifàsic?
