Transformatorns impedans

Definition av läckagereaktans

I en transformator länkar inte all flux både primär- och sekundärlindning. En del flux länkar endast en lindning, kallad läckageflux. Denna läckageflux orsakar självraktans i den påverkade lindningen.

Denna självraktans kallas också för läckagereaktans. När den kombineras med transformatorns motstånd bildar det impedans. Denna impedans orsakar spänningsfall i både primär- och sekundärlindningen.

Transformatorns motstånd

Primär- och sekundärlindningarna i en elektrisk strömtransformator är vanligtvis gjorda av koppar, vilket är ett bra ledare för ström men inte en superledare. Superledare är inte praktiskt tillgängliga. Därför har dessa lindningar vissa motstånd, som tillsammans kallas för transformatorns motstånd.

Transformatorns impedans

Som sagts kommer både primär- och sekundärlindningar att ha motstånd och läckagereaktans. Dessa motstånd och reaktanser kommer att vara i kombination, vilket är inget annat än transformatorns impedans. Om R1 och R2 samt X1 och X2 är primär- och sekundärmotstånd och läckagereaktans i transformatorn, så är Z1 och Z2 impedansen för primär- och sekundärlindning respektive,

Impedansen i transformatorn spelar en viktig roll under parallell drift av transformatorer

Läckageflux i transformator

I en ideal transformator skulle all flux länka både primär- och sekundärlindning. Men i verkligheten länkar inte all flux båda lindningarna. De flesta flux passerar genom transformatorns kärna, men en del flux länkar endast en lindning. Detta kallas läckageflux, som passerar genom lindningsisoleringen och transformatoroljan istället för kärnan.

Läckageflux orsakar läckagereaktans i både primär- och sekundärlindning, känd som magnetisk läcka.

Spänningsfall i lindningarna inträffar på grund av transformatorns impedans. Impedans är en kombination av motstånd och läckagereaktans i transformatorn. Om vi applicerar spänningen V1 över primären i transformatorn, kommer det att finnas en komponent I1X1 för att balansera den självinducerade emf i primären på grund av primär läckagereaktans. (Här är X1 primär läckagereaktans). Nu om vi också beaktar spänningsfallet på grund av primärresistans i transformatorn, kan spänningsekvationen för en transformator enkelt skrivas som,

På samma sätt för sekundär läckagereaktans, är spänningsekvationen för sekundär sidan,

Här i figuren ovan visas primär- och sekundärlindningar i separata grenar, och denna anordning kan leda till stor läckageflux i transformatorn eftersom det finns stort utrymme för läcka. 

Läcka i primär- och sekundärlindningar skulle kunna elimineras om lindningarna kunde placeras i samma utrymme. Detta är naturligtvis fysiskt omöjligt, men genom att placera sekundär- och primärlindning koncentriskt kan problemet lösa sig till en stor del.