Mengapa transformator tiga fase tidak menggunakan inti toroidal?

Ketika melihat desain inti transformator yang berbeda, tiga fase, saya tidak pernah melihat inti yang dirancang sebagai lingkaran atau torus.

Kenapa begitu? Apakah itu tidak akan bekerja sebaik inti berbentuk B yang umum?

Tiga kumparan, dalam seri magnetik seperti yang Anda gambar, tidak akan menghasilkan transformator 3 fase. Hanya akan ada satu nilai untuk fluks yang akan umum untuk ketiga kumparan, karena setiap kumparan mengelilingi seluruh penampang inti.

Dalam transformator tiga fase nyata, setiap kumparan hanya mengelilingi bagian inti, sehingga setiap kumparan dapat beroperasi pada fluks yang berbeda.

Transformator tiga fase tiga-kaki membuat penghematan pada besi lebih dari tiga transformator fase-tunggal dengan berbagi sebagian atau semua jalur balik besi.

Untuk menjawab komentar Anda pada torroidal tiga fase:

Karena itu, per wikipedia: induktor dan transformator Toroidal, desainnya harus lebih unggul. Tapi saya melihat tidak disebutkan penggunaan tiga fase, hanya satu fase.

Gambar 1. Fluks transformator 3-fase. Sumber: NPTEL .

Dalam transformator tiga fase, masing-masing pasangan primer dan sekunder dilukai pada "cabang" atau "cabang" yang sama. Dengan perbedaan fasa 120 ° pada setiap cabang fluks pada satu cabang selalu dapat menemukan jalur pada dua cabang lainnya sehingga selalu ada sirkuit fluks. Misalnya, ketika fase merah (Gbr. 1) adalah maks ke atas, kuning dan biru akan menjadi 0,5 ke bawah.

Pengaturan ini tidak dimungkinkan pada transformator torroidal standar.

Anda dapat membangun transformator tiga fase dari torriod. Namun, Anda memerlukan fluks magnet unik di masing-masing dan satu-satunya cara Anda bisa melakukan itu adalah untuk menumpuk tiga torriod terpisah di atas, atau di samping satu sama lain. Pada dasarnya Anda akan memiliki tiga transformator fase tunggal dalam satu kotak.

Saya berani bertaruh bahwa trafo 3-fase historis memang dibangun sebagai tiga trafo terpisah sampai seseorang menemukan bahwa, karena tiga fase terpisah 120 derajat, efek magnetik dari dua kumparan lainnya pada dasarnya dibatalkan pada kumparan primer yang dimaksud. . Dengan menggabungkannya pada satu inti, Anda dapat secara signifikan mengurangi berat dan biaya seluruh transformator.

Secara umum transformator torroidal mahal. Tidak hanya inti itu sendiri yang lebih sulit untuk diproduksi, tetapi tindakan penggulungan itu membutuhkan mesin rajut yang sangat mahal atau penggulungan manual. Itu adalah urutan besarnya lebih mahal dibandingkan dengan bobin luka mesin sederhana yang dipasang pada inti yang dilaminasi.

Namun, xformers kekuatan toroidal dibuat dengan menggulung logam yang sangat tipis hampir foil dibuat dengan pendinginan sangat cepat sehingga memiliki permeabilitas yang sangat tinggi (saya ingat ketika ini baru - saya benar-benar tua). Saya pikir itu pertama kali disebut Metglass? Jadi pada peralatan yang akan dikirim, jika Anda peduli dengan berat badan, Anda mungkin menggunakan toroidal. Saya telah melihat peralatan bertenaga industri yang lebih tinggi dengan tiga toroid terpisah yang digunakan sebagai tiga langkah turun. Saya tidak berpikir itu naik ke tingkat daya "babi kutub" untuk distribusi utilitas, dan mungkin tidak akan hemat biaya.

Anda dapat menggunakan bentuk roda dengan tiga jari-jari, satu belitan primer dan sekunder pada setiap ruji untuk setiap fase dan tidak ada belitan pada roda torodial. Tetapi ini adalah topologi yang sama dengan transformator tiga fase konvensional dengan inti berbentuk-B yang dijelaskan dalam jawaban yang diberikan oleh Transistor.

Apakah itu tidak akan bekerja sebaik inti berbentuk B yang umum?

Tidak, tidak akan.

Jawaban lain sudah menjelaskan mengapa inti toroidal tidak cocok untuk transformator tiga fase yang ringkas. Tetapi bahkan jika itu tidak masalah dan Anda mempertimbangkan tiga transformator fase tunggal, inti toroidal tidak akan berfungsi di sebagian besar aplikasi yang melibatkan tiga fase.

Core Toroidal bekerja dengan baik untuk transformator instrumen, transduser dan aplikasi lain di mana tidak ada aliran daya yang signifikan.

Three-Phase-Transformers hampir secara eksklusif digunakan untuk aplikasi daya tinggi, misalnya untuk menghubungkan generator dan motor dengan jaringan listrik dan untuk mengubah tegangan dalam jaringan. Bagaimanapun, sejumlah besar energi terlibat. Untuk mengangkut energi ini sebenarnya Anda butuhkan fluks kebocoran, yang Anda (hampir) tidak akan miliki jika ada inti torodial.

Jika Anda memuat transformator torodial dengan arus tinggi, tegangan sekunder akan berkurang secara signifikan atau bahkan hilang.

Semuanya tidak mudah dipahami dan dibiarkan banyak diskusi di bawah rekan-rekan saya. Untuk mendapatkan wawasan yang lebih dalam, saya sarankan Anda memulai beberapa literatur:

Edwards, J. dan Saha, TK (2000). Aliran daya pada transformer melalui vektor poynting . Dalam: A. Krivda, Prosiding Konferensi Teknik Tenaga Universitas Australasia: AUPEC 2000. AUPEC 2000, Brisbane, Australia, (86-91). 24-27 September 2000.

Dapat dibaca di ResearchGate