Mikä on siksakmuuntaja?

Siksakmuuntaja on kolmivaiheinen laite, joka tuottaa maavertailupisteen kolmijohtimisesta kolmivaiheisesta voimalinjasta. Se kuuluu kolmivaiheisten muuntajien luokkaan ja käyttää erityistä rakennetta, joka johtaa uuden kolmivaiheisen vektorisarjan olemassa olevista kolmivaiheisista vektoreista, jotka käyttävät tähti- tai Y-yhteyttä. Kolmivaiheisen siksakmuuntajan kuvaamiseksi voi olla hyödyllistä tarkastella yksinkertaista yksivaiheista ja kaksivaiheista analogiaa.

Yksivaiheisella voimalinjalla ei näytä olevan tarvetta määrittää maadoituspistettä, koska neutraali taso pysyy kaikissa olosuhteissa. Kun yksivaiheinen jännitejohto on viallinen tai virheetön, nollajohdin on aina samalla potentiaalilla. Vaikka kaksivaiheista virtalähdettä käytetään harvoin, sen periaate on hyvä tapa kuvata siksak-maadoitusmuuntajan roolia. Jos se olisi olemassa, kaksivaiheinen syöttölaite käyttäisi kahta jännitteistä johtoa, joiden kumpikin vektorin vaihesiirto olisi 180 astetta toisesta. Jos tarkastellaan kaksivaiheisia sähkömuuntajia, 110 voltin vaihtovirran (VAC) kaksivaiheinen jakelu hyödyntäisi kahta 110 VAC: n jännitteistä johtoa, joissa kussakin 110 VAC: n neutraaliksi.

Yllä olevassa esimerkissä katsotaan seuraavaksi, että neutraali- tai maajohtoa ei ole asetettu saataville. On huomattava, että neutraalipisteeseen pääsee generaattorin puolelta, jossa se on 110-0-110 VAC -generaattorin käämilähdön keskikohta. Haasteena on tuottaa nollajohto jakelun alavirtaan. Jälleen siksak-muuntajan kaksivaiheisessa vastineessa on kaksi käämiä, joilla on yhteinen yhteys neutraaliin, ja käämityksen muut päät yhdistetään kahteen jännitteiseen johtoon. Siksak-neutraalin ja maan välillä on nolla potentiaaliero, jos kaksivaiheisen syöttölaitteen kuormitus on tasapainossa; muussa tapauksessa siksak-neutraalissa maassa on nollasta poikkeava jännite.

Siksakmuuntaja, joka on tähti- tai Y-liitäntä, elvyttää kolmivaiheisen lähdön käyttämällä jännitteitä kahdesta vaiheesta kerrallaan. Kun kaikki kahden vaiheen yhdistelmät on tehty, syntyvät kolmivaiheiset vektorit lähentyvät yhtä vertailupisteen neutraalia pistettä. Siksakmuuntajan sisällä on kaksi sarjaa käämiä kullekin vaiheelle – sisä- ja ulompi käämitys -, jotka on kierretty vastakkaisesti vuon vastustusta varten. Jokaiselle ytimelle sisäkäämi otetaan sekvenssin seuraavasta vaiheesta. Kun kuormat on tasapainotettu kussakin kolmesta vaiheesta, siksakmuuntajan neutraalipiste on samalla potentiaalilla kuin maa, mutta kun vaiheessa on vika tai vaihekuormat ovat epätasapainossa, jännite neutraali kohta.