Trasformatore in condizione a vuoto

Funzionamento a vuoto del trasformatore

Quando un trasformatore funziona in condizioni a vuoto, l'avvolgimento secondario è in cortocircuito aperto, eliminando il carico sul lato secondario e risultando in una corrente secondaria nulla. L'avvolgimento primario porta una piccola corrente a vuoto I0, che comprende dal 2 al 10% della corrente nominale. Questa corrente fornisce le perdite di ferro (perdite di isteresi e di corrente vorticoso) nel nucleo e perdite minime di rame nell'avvolgimento primario.

L'angolo di sfasamento di I0 è determinato dalle perdite del trasformatore, con il fattore di potenza che rimane molto basso—variando da 0,1 a 0,15.

Componenti della corrente a vuoto e diagramma fasoriale
Componenti della corrente a vuoto

La corrente a vuoto I₀ comprende due componenti:

• Componente reattiva (componente di magnetizzazione) Im

• In quadratura con la tensione applicata V₁

• Genera il flusso di ferro senza consumo di potenza

• Componente attiva (componente di potenza) I_w

• In fase con V₁

• Fornisce le perdite di ferro e le perdite minime di rame primario

Passaggi per la costruzione del diagramma fasoriale

• Il componente di magnetizzazione I_m è in fase con il flusso magnetico ϕ, poiché genera il flusso di magnetizzazione.

• Le f.e.m. indotte E₁ e E₂ negli avvolgimenti primario e secondario sfasano il flusso ϕ di 90°.

• Le perdite di rame primario sono trascurabili, e la corrente secondaria I2 = 0, eliminando le perdite secondarie.

• La corrente a vuoto I0 sfasa V1 di un angolo ϕ₀ (angolo del fattore di potenza a vuoto), come rappresentato nel diagramma fasoriale.

• La tensione applicata V₁ viene disegnata uguale e opposta a E₁, poiché la loro differenza a vuoto è trascurabile.

• Il componente attivo I_w è allineato in fase con V₁.

• La corrente a vuoto I₀ è la somma fasoriale di I_m e I_w.

Dal diagramma fasoriale disegnato sopra, si traggono le seguenti conclusioni: