Transformerin impedanssi

Leakage Reactance Määritelmä

Muuntimessa ei kaikki magneettivirta yhdisty sekä ensimmäiseen että toiseen kiertoon. Jotkut magneettivirrat yhdistyvät vain yhteen kiertoon, ja tätä kutsutaan vuodostumaksi. Tämä vuodostuma aiheuttaa itsereaktanssin vaikutettuun kiertoon.

Tätä itsereaktanssia kutsutaan myös vuodostumareaktanssiksi. Kun se yhdistetään muuntimen vastustukseen, se muodostaa impedanssin. Tämä impedanssi aiheuttaa jänniteputoamia sekä ensimmäisessä että toisessa kierrossa.

Muuntimen Vastus

Sähkömuuntimen ensimmäinen ja toinen kierto on yleensä valmistettu kuparista, joka on hyvä sähköjohtaja, mutta ei superjohtaja. Superjohtajia ei ole käytännössä saatavilla. Siksi näillä kierroksilla on jotakin vastusta, jota kutsutaan yhdessä muuntimen vastukseksi.

Muuntimen Impedanssi

Kuten mainitsimme, sekä ensimmäisellä että toisella kierrolla on vastus ja vuodostumareaktanssi. Nämä vastus ja reaktanssi ovat yhdistetty, mikä on muuntimen impedanssi. Jos R1 ja R2 sekä X1 ja X2 ovat muuntimen ensimmäisen ja toisen kierron vastukset ja vuodostumareaktanssit, niin Z1 ja Z2 ovat ensimmäisen ja toisen kierron impedanssit,

Muuntimen impedanssi on tärkeä rooli muuntimien rinnakkaiskäytössä.

Vuodostuma Muuntimessa

Ideaalimuuntimessa kaikki magneettivirta yhdistyisi sekä ensimmäiseen että toiseen kiertoon. Todellisuudessa kuitenkin ei kaikki magneettivirta yhdisty molempiin kierroksiin. Useimmat magneettivirrat kulkevat muuntimen ytimen läpi, mutta jotkut magneettivirrat yhdistyvät vain yhteen kiertoon. Tätä kutsutaan vuodostumaksi, joka kulkee kierron eristysmateriaalin ja muuntimen öljyn kautta eikä ydinläpi.

Vuodostuma aiheuttaa vuodostumareaktanssin sekä ensimmäisessä että toisessa kierrossa, mitä kutsutaan magneettivuodostumaksi.

Jänniteputoamat kierroksissa johtuvat muuntimen impedanssistä. Impedanssi on yhdistelmä muuntimen vastuksesta ja vuodostumareaktanssista. Jos sovitamme jännitteen V1 muuntimen ensimmäiseen kierrokseen, siellä tulee olla komponentti I1X1 tasapainottamaan ensimmäisen kierron itseindusoituva jännite vuodostumareaktanssin (X1) vuoksi. Jos otamme huomioon myös jänniteputoaman muuntimen ensimmäisen kierron vastustuksesta, voimme kirjoittaa muuntimen jänniteyhtälön helposti seuraavasti,

Vastaavasti toisen kierron vuodostumareaktanssin osalta, toisen kierron jänniteyhtälö on,

Yllä olevassa kuvassa ensimmäinen ja toinen kierto on esitetty erillisissä jäsenissä, ja tämä järjestely voi johtaa suureen vuodostumaan muuntimessa, koska on paljon tilaa vuodostumalle. 

Ensimmäisen ja toisen kierron vuodostumat voisivat poistua, jos kierrot voitaisiin tehdä samaan tilaan. Tämä on tietenkin fyysisesti mahdotonta, mutta asettamalla toinen ja ensimmäinen kierros keskitetysti voidaan ongelma ratkaista hyvin laajalti.