A трехфазный автотрансформатор изменяет напряжение трехфазного источника переменного тока, при этом все три фазы остаются электрически соединенными через общие обмотки. Его основная функция заключается в эффективном повышении или понижении напряжения в тех случаях, когда гальваническая развязка не требуется. Поскольку часть каждой обмотки является общей для входа и выхода, в конструкции такого трансформатора может использоваться меньше меди и материала сердечника, чем в аналогичном трансформаторе с двумя обмотками, особенно когда входное и выходное напряжения относительно близки.
Трехфазные автотрансформаторы используются для согласования промышленного напряжения, пуска двигателей, коррекции напряжения, испытаний оборудования и распределения электроэнергии. В данном руководстве описаны принцип их работы, конструкция, обозначение, схема подключения, преимущества, ограничения, а также информация, которую покупатель должен предоставить перед выбором устройства.
Основная функция трехфазного автотрансформатора заключается в преобразовании одного уровня трехфазного переменного напряжения в другой без изменения частоты питания. В зависимости от отводов обмоток и схемы подключения клемм он может работать как повышающий, так и понижающий автотрансформатор.
К общим функциям относятся:
Трехфазный автотрансформатор не преобразует однофазный ток в трехфазный и не изменяет частоту. Кроме того, он, как правило, не обеспечивает изоляцию нагрузки от источника питания. JOHSUN’s главная страница содержит обзор семейств трансформаторов и устройств преобразования напряжения для различных областей применения.
Принцип действия основан на электромагнитной индукции в сочетании с прямым контактным соединением через общую обмотку. Каждая фаза имеет обмотку с одним или несколькими отводами. Вход подключается к одной части обмотки, а нагрузка — к другой.
В идеальной обмотке соотношение напряжений соответствует соотношению числа витков. Если на выходе используется меньшее количество эффективных витков, чем на входе, напряжение снижается. Если используется большее количество витков, напряжение повышается. В реальных устройствах необходимо также учитывать потери в обмотке, нагрев, стабилизацию напряжения, коэффициент мощности нагрузки и допустимый ток.
Важно: Вход и выход автотрансформатора соединены между собой электрически. Более низкое выходное напряжение не следует считать безопасным при прикосновении или изолированным от источника питания.
Сайт изготовление трехфазного автотрансформатора В оборудовании обычно используется один из двух подходов: блок из трёх однофазных автотрансформаторов или один интегрированный трёхфазный агрегат. Оба подхода обеспечивают работу одной обмотки автотрансформатора на каждую фазу.
Три однофазных агрегата можно соединить в трехфазный блок. Такая схема позволяет упростить транспортировку, техническое обслуживание и замену резервных агрегатов. Кроме того, она обеспечивает гибкость при монтаже в проектах с высокой мощностью, хотя, как правило, требует большего количества соединительных линий и занимает больше площади.
Благодаря интегрированной конструкции трехфазные обмотки размещены на общем ламинированном магнитном сердечнике внутри одного корпуса. Такая конструкция позволяет сделать устройство более компактным и экономичным, а также сократить количество внешних соединений. Сердечник, провода обмоток, система изоляции, клеммы, система охлаждения, корпус, отводы, защитные устройства и температурный класс подбираются с учетом требуемой мощности в кВА и режима работы.
| Строительный элемент | Функция | Проверка покупателя |
|---|---|---|
| Ламинированный магнитный сердечник | Обеспечивает контролируемый путь прохождения трехфазного магнитного потока | Тип сердечника, шум, потери и нагрев |
| Общие обмотки | Используются в качестве общих и последовательных участков для преобразования напряжения | Материал проводника, класс изоляции и номинальный ток |
| Отводы напряжения | Установите соотношение входа/выхода или обеспечьте возможность его регулировки | Диапазон отводов, шаг и наличие отводов вне цепи |
| Терминалы | Подключите фазу, нагрузку, нулевой провод (если имеется) и защитное заземление | Маркировка, последовательность фаз, размер клемм и защита от несанкционированного доступа |
| Охлаждение и корпус | Регулирует температуру и защищает внутренние детали | Использование в помещении/на открытом воздухе, степень защиты по стандарту IP, расход воздуха и предельные значения окружающей среды |
A Символ трехфазного автотрансформатора показывает три пути обмотки автотрансформатора или упрощённое трёхфазное представление. В отличие от символа изолирующего трансформатора, входные и выходные подключения изображены на одной обмотке, а не на двух отдельных катушках.
На чертежах обратите внимание на следующие детали:
На однолинейной схеме все три фазы могут быть обозначены одной линией, тогда как на принципиальной схеме или схеме подключения показаны все провода и клеммы. Ни в коем случае не следует делать выводы о физическом расположении клемм, опираясь исключительно на общий символ; необходимо использовать паспортную табличку производителя и схему подключения, соответствующую конкретной модели.
A Схема подключения трехфазного автотрансформатора указывает три входные линии, соответствующие выходные отводы, любую нейтральную точку, защитное заземление, соединительные отводы и защитные устройства. Точные названия клемм варьируются в зависимости от производителя и модели, поэтому определяющим документом является схема, поставляемая в комплекте с оборудованием.
Упрощённую концептуальную схему с Y-образным соединением можно описать следующим образом:
Трехфазное питание Автотрансформатор Трехфазная нагрузка
L1 ------------------------------- обмотка фазы A/отвод ---------------- T1
L2 ------------------------------- обмотка фазы B/отвод ---------------- T2
L3 ------------------------------- обмотка фазы C/отвод ---------------- T3
общая точка звезды ---------------- N, если предусмотрено
Защитное заземление -------------------- металлический корпус ----------------- PEЭто пояснительная схема, а не монтажная схема. Перед подачей напряжения на агрегат квалифицированный электрик должен проверить указанные на паспортной табличке значение напряжения, последовательность фаз, переключение выводов, схему подключения нейтрали, способ заземления, защиту от перегрузки по току, сечение проводников, значения момента затяжки и сопротивление изоляции.
К числу трёх распространённых ошибок при подключении относятся: самовольное переключение входных и выходных клемм, предположение, что любая точка звезды может использоваться в качестве нейтрали, а также путаница между защитным заземлением и нейтралью цепи. Неправильное соединение отводов может привести к воздействию на оборудование неправильного напряжения или вызвать превышение тока в обмотке.
A Повышающий и понижающий трансформатор определяется соотношением между приложенным напряжением и выходным напряжением. В автотрансформаторе одна и та же обмотка иногда может работать в обоих направлениях, однако ни в коем случае нельзя исходить из предположения о реверсивности без письменного подтверждения со стороны производителя.
| Режим работы | Зависимость напряжения | Типичное трехфазное применение |
|---|---|---|
| Понижающий | Выходное напряжение ниже входного | Питание промышленного оборудования с более низким напряжением от шины электростанции с более высоким напряжением |
| Повышение напряжения | Выходное напряжение выше входного | Подбор источника питания с более низким напряжением для совместимого оборудования с более высоким напряжением |
| Коррекция повышающего/понижающего преобразования | Выходные данные отличаются от входных на относительно небольшой процент | Устранение незначительного несоответствия напряжения между объектом и оборудованием |
При преобразовании с небольшим коэффициентом трансформации использование автотрансформатора может быть особенно эффективным с точки зрения экономии материалов. В случае больших коэффициентов трансформации, особых требований к заземлению, чувствительных нагрузок или любых других случаев, требующих электрической развязки, более целесообразным техническим решением может стать использование изолирующего трансформатора с двумя обмотками.
| Характеристика | Трехфазный автотрансформатор | Трехфазный разделительный трансформатор |
|---|---|---|
| Сложные отношения | Общие участки обмотки входа и выхода | Первичная и вторичная обмотки выполнены отдельно |
| Гальваническая развязка | Нет | Да, при правильном проектировании и монтаже |
| Типичные размеры и используемые материалы | Часто ниже при малом соотношении напряжений | Обычно выше при одинаковой мощности в кВА |
| Гибкость заземления | Ограничено соотношением между входным и выходным током | В тех случаях, когда это разрешено, можно создать вторичную систему, функционирующую независимо от основной |
| Оптимальный вариант | Эффективное согласование напряжений без изоляции | Изоляция, контроль заземления и электрическое разделение |
Тип нагрузки имеет значение. Электродвигатели характеризуются пусковым током, тогда как частотно-регулируемые приводы (ЧРП), выпрямители, системы бесперебойного питания (ИБП) и другие нелинейные нагрузки могут вызывать появление гармоник и дополнительный нагрев. Эти характеристики следует учитывать при расчете параметров оборудования, а не полагаться исключительно на номинальную мощность оборудования в кВт.
Мощность трехфазного трансформатора обычно указывается в кВА. Обычный расчет первого приближения выглядит следующим образом:
кВА = 1,732 × напряжение в сети × ток в сети ÷ 1000
Расчет является лишь отправной точкой. Окончательная оценка должна учитывать постоянный ток, пусковой ток, коэффициент мощности нагрузки, гармоники, температуру окружающей среды, высоту над уровнем моря, вентиляцию, коэффициент загрузки и соответствующий запас прочности.
Стандартная публичная версия JOHSUN Категория «Трансформаторы повышающие и понижающие напряжение» в основном представлены однофазные каталожные изделия. К ним относятся, например, Серия STU 100 ВА–3 кВА, Серия STU 100 ВА–5 кВА, Серия TC/THG 100 ВА–10 кВА, и Преобразователь напряжения DT мощностью 10 кВА. Эти ссылки полезны для сравнения стандартных характеристик продукции и доступных опций; их не следует рассматривать как технические характеристики трехфазных моделей.
Для специально разработанного трехфазного агрегата используйте продукцию компании JOHSUN Услуги ODM/OEM для обсуждения полных технических характеристик электрической и механической частей. Сведения о компании и сфере производства можно найти на сайте Страница «О нас» на сайте JOHSUN.
Трехфазный автотрансформатор представляет собой эффективное решение для преобразования напряжения в тех случаях, когда и источник, и нагрузка являются трехфазными, требуемое соотношение напряжений соответствует требованиям, а гальваническая развязка не требуется. Его конструкция с общей обмоткой позволяет уменьшить габариты и сократить расход материалов, однако именно эта конструкция создает самое важное ограничение: нагрузка остается электрически соединенной с источником питания.
Выбирайте агрегат, ориентируясь на полные системные требования, а не только на напряжение. Для обеспечения безопасности и надежности работы крайне важны правильный выбор мощности в кВА, характер нагрузки, требования к нейтрали и заземлению, переключаемые отводы, корпус, система охлаждения, средства защиты, а также монтажная документация.
Нет. Его вход и выход имеют общие участки проводящей обмотки. Если в системе требуется гальваническая развязка, следует выбрать подходящий трансформатор с двумя обмотками.
Некоторые модели могут работать в любом направлении, однако для конкретной модели необходимо уточнить допустимые клеммы, отводы, силу тока, схему заземления и регулирование напряжения.
Нет. Трансформатор изменяет напряжение, но не генерирует недостающие фазы. Для выполнения этой функции требуется специально разработанный фазовый преобразователь или привод.
Часть мощности передается по проводящему пути через общую обмотку, что позволяет сократить количество материала, необходимого для обмотки, на которую приходится преобразованная часть мощности. Это преимущество наиболее заметно, когда входное и выходное напряжения близки по величине.
На нём показаны три общие траектории обмоток или упрощённое представление трёхфазного автотрансформатора, а также отводы и сведения о подключении. Универсальный символ не заменяет схему подключения, характерную для конкретной модели.
Укажите входное/выходное напряжение, фазу, частоту, мощность в кВА или силу тока, тип нагрузки, требования к нейтрали, диапазон отводов, коэффициент загрузки, тип корпуса, условия эксплуатации, стандарты и количество для заказа через Страница контактов JOHSUN.
