Transformateurs triphasés

Jusqu'à présent, nous avons examiné la construction et l'exploitation de la seule phase, deux enroulements transformateur de tension qui peut être utilisé augmenter ou diminuer sa tension secondaire par rapport à la tension d'alimentation primaire. Mais transformateurs de tension peuvent également être construites pour la connexion à non seulement une seule phase, mais pour les deux phases, trois phases, six phases et des combinaisons élaborées même jusqu'à 24 phases pour certains transformateurs de rectification DC.

Si nous prenons trois transformateurs monophasés et connecter leurs enroulements primaires à l'autre et leurs enroulements secondaires les uns aux autres dans une configuration fixe, nous pouvons utiliser les transformateurs sur une alimentation triphasée.
Triphasé, écrit aussi trois phases ou 3φ fournitures sont utilisés pour la production d'énergie électrique, la transmission et la distribution, ainsi que pour tous les usages industriels. Alimentations triphasées de nombreux avantages électriques plus monophasé Puissance et lors de l'examen transformateurs triphasés nous avons à traiter avec trois tensions alternatives et des courants de phases différentes en temps de 120 degrés comme indiqué ci-dessous.

Trois Tensions et courants de phase

 

Un transformateur ne peut pas agir comme un dispositif de changement de phase et de changer une seule phase en triphasé ou triphasé en monophasé. Pour les connexions du transformateur compatible avec les alimentations triphasées nous devons les relier d'une manière particulière pour former une phase de configuration transformateur à trois .
Un transformateur triphasé ou 3φ transformateur peut être construit soit en reliant ensemble trois transformateurs monophasés, formant ainsi ce qu'on appelle un trois groupe de transformateurs de phase, ou en utilisant un transformateur triphasé pré-assemblé et équilibré qui est constitué de trois paires de simple enroulements de phase montés sur un noyau unique laminé.
Les avantages de la construction d'un seul transformateur triphasé est que, pour la même cote de kVA il sera plus petit, moins cher et plus léger que trois individuels transformateurs monophasés connectés ensemble parce que le cuivre et le noyau de fer sont utilisés plus efficacement. Les méthodes de connexion des enroulements primaires et secondaires sont les mêmes, que ce soit en utilisant un seul transformateur Phase Trois ou trois distincts transformateurs monophasés . Considérons le circuit ci-dessous:

Trois Connexions Phase transformateur

 

Les enroulements primaire et secondaire d'un transformateur peuvent être connectés dans une configuration différente, comme indiqué pour satisfaire pratiquement toutes les exigences. Dans le cas de trois transformateurs de phase enroulements, trois formes de connexion sont possibles: "étoiles" (étoile), "delta" (mesh) et "étoiles interconnectés" (zig-zag).
Les combinaisons des trois enroulements peuvent être avec le delta-connecté et l'étoile-connecté secondaire ou étoile-triangle, étoile étoiles primaire ou delta-delta, selon les transformateurs utilisent. Lorsque les transformateurs sont utilisés pour fournir trois phases ou plus, ils sont généralement désignés comme un transformateur polyphasé .

Triphasés Transformateur Delta Star et Configurations

Mais qu'entendons-nous par "étoiles" et "delta" connexion de transformateur triphasé. Un transformateur triphasé comporte trois ensembles d'enroulements primaires et secondaires. Selon la façon dont ces jeux d'enroulements sont interconnectés, détermine si la connexion est une configuration en étoile ou en triangle. La tension disponible qui sont chacun déplacé de l'autre de 120 degrés électriques et l'écoulement des courants de transformateurs sont aussi décidé par le type de la liaison électrique utilisée sur les deux côtés primaire et secondaire.
Avec trois transformateurs monophasés connectés ensemble, le flux magnétique est dans les trois transformateurs diffèrent en phase de 120 degrés-temps. Avec un seul transformateur triphasé, il existe trois flux magnétique dans le noyau de différences dans le temps en phase de 120 degrés.
La méthode standard pour marquer trois enroulements de transformateurs de phase est d'étiqueter les trois enroulements primaires au capital (majuscule) des lettres A , B et C , utilisés pour représenter les trois phases de ROUGE ,  JAUNE  et BLEU . Les enroulements secondaires sont étiquetés avec de petites (lettres minuscules) a , b et c . Chaque enroulement a deux extrémités normalement marquées 1 et 2 de sorte que, par exemple, le second enroulement du primaire a des extrémités qui seront marqués B1 et B2 , alors que le troisième enroulement du secondaire seront marqués c1 et c2 , comme illustré.

Transformateur Delta Star et Configurations

 

Les symboles sont généralement utilisés sur un transformateur triphasé pour indiquer le ou les types de connexions utilisés avec majuscules Y pour l'étoile connecté, D pour delta connecté et Z pour les enroulements primaires étoiles interconnectés, avec minuscules y , d et z pour les secondaires respectifs . Puis, Star-Star serait étiqueté Yy , Delta-Delta serait étiqueté Dd et étoiles interconnecté à l'étoile interconnecté seraient Zz pour les mêmes types de transformateurs connectés.

Enroulement de transformateur d'identification

Lien	Enroulement primaire	Enroulement secondaire
Delta	D	d
Étoile	Et	et
Interconnecté	À partir de	à partir de

Nous savons maintenant qu'il ya quatre façons dont trois transformateurs monophasés peuvent être reliés entre eux entre les circuits triphasés primaires et secondaires. Les configurations sont le delta-delta, étoile étoiles, étoile-triangle, et le delta-étoile. Transformateurs pour un fonctionnement à haute tension avec les connexions en étoile présente l'avantage de réduire la tension sur un transformateur individuel, ce qui réduit le nombre de tours requis et une augmentation de la taille des conducteurs, ce qui rend les enroulements de bobinage plus facile et moins coûteux à isoler que les transformateurs delta.
La connexion delta-delta a néanmoins un gros avantage par rapport à la configuration étoile-triangle, en ce que si un transformateur d'un groupe de trois devrait devenir défectueux ou désactivé, les deux restants continueront à fournir la puissance triphasé avec une capacité égale à environ deux tiers de la sortie initiale de l'unité de transformateur.

Transformateur Delta et Delta Connections

 

Dans un delta connecté (  Dd  groupe) des transformateurs, la tension de ligne, V _L est égale à la tension d'alimentation, V _L  = V _S . Mais le courant dans chaque enroulement de phase est donnée par: 1 / √ 3  × I _L du courant de ligne, où I _L est le courant de ligne.
Un inconvénient de delta connecté transformateurs triphasés est que chaque transformateur doit être enroulé pour la tension d'une gamme complète, (dans notre exemple ci-dessus 100V) et 57,7 pour cent, courant de ligne. Le plus grand nombre de tours dans l'enroulement, avec l'isolation entre les tours, nécessite une bobine plus grande et plus chère que la connexion en étoile. Un autre inconvénient avec Delta relié transformateurs triphasés est qu'il n'y a pas ou connexion commune "neutre".
Dans l'agencement étoiles étoiles (  Yy  ), (étoile-étoile), chaque transformateur a une borne connectée à une jonction commune, ou point neutre avec les trois extrémités restantes des enroulements primaires connectés au réseau triphasé d'alimentation. Le nombre de spires dans un enroulement de transformateur pour la connexion d'étoiles est de 57,7 pour cent, de ce qui est nécessaire pour la connexion delta.
La connexion en étoile nécessite l'utilisation de trois transformateurs, et le cas échéant un transformateur devient faute ou handicapés, l'ensemble du groupe peut être désactivé. Néanmoins, l'étoile connecté transformateur triphasé est particulièrement pratique et économique dans les systèmes de puissance répartiteurs électriques, dans ce quart fil peut être connecté en tant que point neutre, (  n  ) des trois étoiles secondaires connectés comme indiqué.
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Transformer étoiles et Star Connexions

 

La tension entre une ligne du transformateur triphasé est appelée la "tension de la ligne", V _L , alors que la tension entre une ligne et le point d'un transformateur étoiles connecté neutre est appelée la "tension de phase", V _P . Cette tension de phase entre le point neutre et l'une des connexions de ligne est 1 / √ 3  × V _L de la tension de ligne. Ensuite, ci-dessus, la première tension de phase latérale, V _P est donnée à titre.

 

Le courant secondaire dans chaque phase d'un groupe connecté en étoile des transformateurs est la même que celle pour le courant de ligne de l'alimentation, alors que je _L  = I _S .
Ensuite, la relation entre les tensions et les courants de ligne et de phase dans un système triphasé peut être résumée comme suit:

Triphasé de tension et de courant

Lien	Phase Tension	Tension de ligne	Phase actuelle	Courant de ligne
Étoile	V P  = V L  ÷ √ 3	V L  = √ 3  × V P	I P  = I L	I L  = I P
Delta	V P  = V L	V L  = V P	Le P  = I L  ÷ √ 3	La L  = √ 3  × I P

Autres connexions possibles pour les transformateurs triphasés sont étoile-triangle Yd , où l'enroulement primaire est connecté en étoile et le secondaire est connecté ou delta-delta-étoiles Dy avec un primaire en triangle et une étoile connecté secondaire.
Delta étoiles transformateurs reliés sont largement utilisés dans la distribution de faible puissance avec les enroulements primaires offrant un équilibrage de charge à trois fils à la compagnie d'électricité, tandis que les enroulements secondaires offrent le 4ème fils connexion neutre ou la terre nécessaire.
Lorsque le primaire et secondaire ont différents types de connexions d'enroulement, étoile ou triangle, l'ensemble tourne rapport du transformateur devient plus compliqué. Si un transformateur triphasé est connecté comme delta-delta (  Dd  ) ou-star (  Yy  ) puis le transformateur pourrait avoir un 1: 1 rapport de tours. Ce est les tensions d'entrée et de sortie pour les enroulements sont identiques.
Cependant, si le transformateur 3 en phase est connecté en étoile-triangle, (  Yd  ), chaque enroulement de recevoir la tension de phase, primaire connecté en étoile V _P de l'alimentation, qui est égale à 1 / √ 3  × V _L .
Ensuite, chaque correspondant enroulement secondaire aura alors induit cette même tension en elle, et que ces enroulements sont en triangle, la tension 1 / √ 3  × V _L deviendra la tension de la ligne secondaire. Puis, avec un 1: 1 rapport tourne, une étoile-triangle connecté transformateur fournira une √ 3 : 1 step-down rapport à tension.
Puis pour une étoile-triangle (  Yd  ) connecté transformateur le rapport de transformation devient:

Star-Delta Turns Ratio

De même, pour une delta-étoile (  Dy  ) connecté transformateur, avec un 1: 1 rapport de transformation, le transformateur fournit un 1: √ 3 élévateur de rapport de tension de secteur. Alors pour un delta étoiles connecté transformateur le rapport de transformation devient:

Delta-Star Turns Ratio

Ensuite, pour les quatre configurations de base d'un transformateur triphasé, on peut citer les tensions secondaires des transformateurs et des courants par rapport à la tension de la ligne primaire, V _L et sa ligne de courant primaire I _L comme indiqué dans le tableau suivant.

Transformateur triphasé Tension et courant

Primaire-secondaire Configuration	Tension de ligne	Courant de ligne
Delta - Delta
Delta - Star
Étoiles - Delta
Star -

Où:   n  est égal à transformateurs "rapport de transformation" (TR) du nombre d'enroulements secondaires N _S , divisé par le nombre d'enroulements primaires N _P . (  N _S / N _P  )
Ainsi, par exemple, l'enroulement d'un triangle-étoile (primaire  Dy  ) connecté transformateur 50VA est fourni avec un 100 volts, 50 Hz triphasé. Si le transformateur a 500 tours sur le primaire et 100 tours sur l'enroulement secondaire, calculer les tensions et les courants secondaires.
Compte tenu des données: puissance du transformateur, 50 VA , tension d'alimentation, 100v , primaire tourne à 500 tours, secondaires, 100 .

 

Trois Transformer la phase de construction

Nous avons dit précédemment que le transformateur triphasé est effectivement interconnectées trois transformateurs monophasés sur un seul noyau feuilleté et des économies considérables dans le coût, la taille et le poids peuvent être obtenus en combinant les trois enroulements sur un circuit magnétique unique comme indiqué.
Un transformateur triphasé comporte généralement trois circuits magnétiques qui sont entrelacés pour donner une distribution uniforme du flux diélectrique entre les enroulements haute et basse tension. L'exception à cette règle est un type de shell transformateur triphasé. Dans le type de construction de la coque, alors que les trois noyaux sont ensemble, ils sont non-entrelacé.

Trois Transformer la phase de construction

 

Le type de noyau à trois branches transformateur triphasé est la méthode la plus courante de construction de transformateur triphasé permettant aux phases magnétiquement à être liés. Flux de chaque membre utilise les deux autres membres de son trajet de retour avec les trois flux magnétique dans le noyau du produit par la lignée des tensions différentes dans le temps en phase de 120 degrés. Ainsi, le flux dans le noyau reste à peu près sinusoïdale, en produisant une tension d'alimentation sinusoïdale secondaire.
Le type de shell cinq branche construction du type de transformateur triphasé est plus lourd et plus coûteux à construire que le type de base. Cinq noyaux à branches sont généralement utilisés pour les très grands transformateurs de puissance, car ils peuvent être effectués à hauteur réduite. A de type shell matériaux transformateurs à noyau, enroulements électriques, boîtier en acier et de refroidissement sont sensiblement les mêmes que pour les types monophasés grandes.