Impedans af Transformer

Lækageinduktans Definition

I en transformator forbinder ikke al flux både primær- og sekundærvindinger. Nogen flux forbinder kun en vindings, kaldet lækageflux. Denne lækageflux forårsager selvinduktans i den påvirkede vindings.

Denne selvinduktans er også kendt som lækageinduktans. Når den kombineres med transformatorens resistans, dannes impedans. Denne impedans forårsager spændingsfald i både primær- og sekundærvindinger.

Transformatorers Resistans

Primær- og sekundærvindinger af en elektrisk strømtransformator er normalt lavet af kobber, som er en god strømfører, men ikke en superleder. Superledere er ikke praktisk tilgængelige. Derfor har disse vindinger nogen resistans, kendt kollektivt som transformatorens resistans.

Transformatorers Impedans

Som vi sagde, vil både primær- og sekundærvindinger have resistans og lækageinduktans. Dette resistans og induktans vil være i kombination, hvilket er intet andet end transformatorens impedans. Hvis R1 og R2 og X1 og X2 er primær- og sekundæresistans og lækageinduktans i transformatoren henholdsvis, så er Z1 og Z2 impedansen af primær- og sekundærvindinger henholdsvis,

Impedansen af transformatoren spiller en vigtig rolle under paralleloperation af transformatorer

Lækageflux i Transformator

I en ideal transformator ville al flux forbinde både primær- og sekundærvindinger. I virkeligheden forbinder imidlertid ikke al flux med begge vindinger. De fleste flux passer gennem kernen af transformator, men nogen flux forbinder kun en vindings. Dette kaldes lækageflux, der passer gennem vindingsisolering og transformatorolie i stedet for kernen.

Lækageflux forårsager lækageinduktans i både primær- og sekundærvindinger, kendt som magnetisk lækage.

Spændingsfald i vindinger opstår på grund af transformatorens impedans. Impedans er kombination af resistans og lækageinduktans i transformator. Hvis vi anvender spændingen V1 på primærside af transformator, vil der være en komponent I1X1 til at udligne primær selv-indduktion på grund af primær lækageinduktans. (Her, X1 er primær lækageinduktans). Nu, hvis vi også tager højde for spændingsfald på grund af primær resistans i transformator, kan spændingsligningen for en transformator let skrives som,

På samme måde for sekundær lækageinduktans, er spændingsligningen for sekundærsiden,

Her i figuren ovenfor vises primær- og sekundærvindinger i separate led, og denne konfiguration kunne resultere i en stor lækageflux i transformator, da der er plads til lækage.

Lækage i primær- og sekundærvindinger kunne elimineres, hvis vindinger kunne laves til at optage samme plads. Dette er naturligvis fysisk umuligt, men ved at placere sekundær og primær i en koncentrisk måde kan problemet løses i en god grad.