הבדלים בין שנאים תלת פאזיים וחד פאזיים
במכשירי חשמל ביתיים, במכונות ריתוך, למטרות בדיקה ומדידה, משתמשים בדרך כלל בשנאים חד פאזיים בהספק נמוך יחסית. שנאים חד פאזיים רבי עוצמה משמשים להנעת תחנות כוח תעשייתיות.
המראה של שנאי חד פאזי רגיל מוצג באיור. כאן ניתן לראות מערכת מגנטית בצורת מסגרת סגורה המכילה שני מוטות, וכן עול עליון ותחתון. סלילים עם המתח הנמוך ביותר (LV) והגבוה ביותר (HV) נמצאים על הסורגים.
לשימוש הרציונלי ביותר של המערכת המגנטית הדו-שלבית, הפיתולים עם מתח גבוה ונמוך יותר מחולקים לשני חלקים, ולאחר מכן חלקים אלה מחוברים בסדרה או במקביל, בהתאם לפרמטרים של השנאי המתוכנן. המסופים של פיתולי HV ו-LV ממוקמים בצדדים מנוגדים של הליבה.
אם יש צורך להפוך את הזרם התלת פאזי באמצעות שנאים חד פאזיים, קח שלושה שנאים חד פאזיים, חבר את הפיתולים הראשוניים שלהם לפי סכימת הכוכבים ואת הפיתולים המשניים לפי ערכת הכוכבים או הדלתא. כך, מתקבלת קבוצה תלת פאזית של שנאים, המאוחדת במעגל חשמלי משותף עם מעגל מגנטי נפרד.
אבל פתרון כזה (שלושה שנאים חד פאזיים נפרדים להמרת זרם תלת פאזי) פונים במקרים קיצוניים, עבור הספקים גבוהים מאוד, כאשר אי אפשר להתקין שנאי תלת פאזי ענק או שייצורו אינו מעשי. בנוסף, במקרה של תאונה באחד השלבים, קל יותר להחליף שנאי חד פאזי, שניתן להחזיק (רק אחד, לא שלושה) במלאי למקרה כזה. אחרי הכל, נזק ליותר משלב אחד בכל פעם הוא מאוד לא סביר.
אם אתה מסתכל על שנאי תלת פאזי, אז לא רק חשמל, אלא גם מערכות מגנטיות של שלושה שנאים חד פאזיים משולבות כאן. בפועל, המערכת של שנאי כזה בנויה באופן הבא. קח שלושה שנאים דו-פאזיים חד-פאזיים זהים, שפיתולי ה-HV ו-NV שלהם ממוקמים רק על אחד משני הקטבים, והקוטב השני אינו תפוס בפיתולים.
נחבר את המוטות החופשיים של שלושה שנאים לאחד, ונניע את המוטות עם סלילים בחלל של 120 מעלות זה לזה. אם מערכת תלת פאזית זו מחוברת כעת לרשת AC תלת פאזית, אזי השטף המגנטי במוט המרכזי (על פי עקרון הסופרפוזיציה של שדות מגנטיים) יהיה תמיד אפס.
לכן ניתן להסיר את המוט המרכזי מכיוון שאינו ממלא תפקיד פונקציונלי.התוצאה היא מערכת מגנטית תלת פאזית עם אותם אורכים של נתיב השטף המגנטי הפועל עבור הפיתולים של כל אחד משלושת הפאזות.
מערכת מרחבית סימטרית עם סורגים ברווח של 120 מעלות זה מזה היא למעשה אידיאלית, אך קשה לייצור ולתיקון.
גרסה נוספת של מערכת מגנטים בחלל תלת פאזי היא כזו שבה המעגלים המגנטיים מקובצים במשולש רגיל. ליבה מגנטית כזו מפותלת עם סרט חשמלי רציף. אבל החלטה זו מיושמת למעשה רק במקרים חריגים.
על מנת לפשט ככל האפשר את העיצוב של שנאי תלת פאזי, כדי להקל על ייצורו ותיקונו, נעשה לרוב שימוש במעגל א-סימטרי שטוח תלת מפלסי. בו, שלושה מוטות ממוקמים במישור אחד וחופפים על ידי שני עולים עליונים ושני תחתונים.
כאן, אורך הנתיב של השטף המגנטי הפועל (AB) של הסרגל האמצעי קטן מעט מאורך המסלול של השטפים המגנטיים של פסי הצד, מה שמשפיע במידה מסוימת על ההבדל בזרמי ללא עומס של שלושת הפאזות .
פיתולי הפאזות של מערכת אסימטרית מישורית של שנאי תלת פאזי ממוקמים על המוטות באותו אופן כמו בשנאי חד פאזי, ולאחר מכן הם משולבים במעגל תלת פאזי, כפי שהוזכר קודם לכן.
עלות הייצור וההרכבה של שנאי כזה נמוכה בהרבה מייצור והרכבה של שלושה שנאים חד פאזיים באותו הספק כולל. החיסכון במשקל החומר הוא כ-33%. ושנאי כזה מסתבר הרבה יותר זול לתחזוקה. מסיבה זו, כמעט כל שנאי כוח תלת פאזי מודרניים מיוצרים במעגל תלת פאזי שטוח.