Teorie van Transformer op Laai- en Geen Laai-operasie

Transformer Definisie

'n Transformer word gedefinieer as 'n elektriese toestel wat elektriese energie tussen twee of meer skakels deur elektromagnetiese induksie oordra.

Teorie van die Transformer op Geen Belasting

Met Geen Windingweerstand en Geen Leckreaktans

Oorweeg 'n transformer met slegs kernverlies, dit beteken dit het geen koper verlies of leckreaktans nie. Wanneer 'n wisselstroombron aan die primêre winding gegee word, verskaf dit stroom om die kern van die transformer te magnetiseer.

Maar hierdie stroom is nie die werklike magnetiseringsstroom nie; dit is 'n bietjie groter as die werklike magnetiseringsstroom. Die totale stroom wat van die bron verskaf word, het twee komponente, een is die magnetiseringsstroom wat slegs gebruik word om die kern te magnetiseer, en 'n ander komponent van die bronnstroom word gebruik om die kernverlies in die transformer te kompenseer.

Geeënde die kernverlieskomponent, lag die stroom op geen belasting nie presies 90° agter die voorsieningsspanning, maar deur 'n hoek θ, wat minder as 90° is. Die totale stroom Io het 'n komponent Iw in fase met die voorsieningsspanning V1, wat die kernverlieskomponent voorstel.

Hierdie komponent word in fase met die bronspanning geneem omdat dit verband hou met aktiewe of werkende verliesse in die transformer. 'n Ander komponent van die bronnstroom word aangedui as Iμ.

Hierdie komponent produseer die wisselende magneetvloed in die kern, dus dit is watt-loos; dit beteken dit is die reaktiewe deel van die transformerbronnstroom. Daarom sal Iμ in kwadratuur met V1 wees en in fase met die wisselende vloed Φ. Dus kan die totale primêre stroom in 'n transformer op geen belasting voorstel word as:

Nou het jy gesien hoe eenvoudig dit is om die teorie van die transformer op geen belasting uit te leg.

Teorie van die Transformer op Belasting

Met Geen Windingweerstand en Leckreaktans

Ons gaan nou die gedrag van die bo-gegee transformer op belasting ondersoek, wat beteken dat 'n belasting aan die sekondêre terminals gekoppel word. Oorweeg 'n transformer met kernverlies, maar geen koper verlies of leckreaktans nie. Wanneer 'n belasting aan die sekondêre winding gekoppel word, begin die belastingsstroom deur die belasting sowel as die sekondêre winding te vloei.

Hierdie belastingsstroom hang slegs af van die eienskappe van die belasting en ook van die sekondêre spanning van die transformer. Hierdie stroom word bekend as sekondêre stroom of belastingsstroom, hier word dit aangedui as I2. Aangesien I2 deur die sekondêre vloei, word 'n self MMF in die sekondêre winding geproduseer. Hier is dit N2I2, waar N2 die aantal spoel van die sekondêre winding van die transformer is.

Hierdie MMF of magnetomotiefkrag in die sekondêre winding produseer vloed φ2. Hierdie φ2 sal die hoof magnetiseringsvloed teenwerk en tussentyd die hoof vloed verzwak en probeer om die primêre self-induseerde emf E1 te verminder. As E1 onder die primêre bronspanning V1 val, sal daar 'n ekstra stroom van die bron na die primêre winding vloei.

Hierdie ekstra primêre stroom I2′ produseer ekstra vloed φ′ in die kern wat die sekondêre teenvloed φ2 neutraliseer. Dus bly die hoof magnetiseringsvloed van die kern, Φ onveranderd, ongeag die belasting. So kan die totale stroom, wat hierdie transformer van die bron trek, verdeel word in twee komponente.

Die eerste word gebruik om die kern te magnetiseer en om die kernverlies te kompenseer, dit is Io. Dit is die komponent van die primêre stroom op geen belasting. Die tweede word gebruik om die teenvloed van die sekondêre winding te kompenseer. 

Dit word bekend as die belastingskomponent van die primêre stroom. Dus kan die totale primêre stroom I1 van 'n elektriese kragtransformer met geen windingweerstand en leckreaktans soos volg voorgestel word

Waar θ2 die hoek is tussen die Sekondêre Spanning en die Sekondêre Stroom van die transformer. Nou gaan ons een stap verder na 'n meer praktiese aspek van 'n transformer.

Teorie van die Transformer Op Belasting, met Weerstandige Winding, maar Geen Leckreaktans

Nou, oorweeg die windingweerstand van die transformer, maar geen leckreaktans nie. Tot dusver het ons die transformer bespreek wat ideaal windings het, wat beteken winding met geen weerstand en leckreaktans, maar nou gaan ons 'n transformer oorweeg wat interne weerstand in die winding het, maar geen leckreaktans nie. Aangesien die windings weerstandig is, sal daar 'n spanningsval in die windings wees.

Ons het vroeër bewys dat die totale primêre stroom van die bron op belasting I1 is. Die spanningsval in die primêre winding met weerstand R1 is R1I1. Dit is duidelik dat die geïnduseerde emf oor die primêre winding E1, nie presies gelyk is aan die bronspanning V1 nie. E1 is minder as V1 deur die spanningsval I1R1.

Weer in die geval van die sekondêre, die spanningsindukting oor die sekondêre winding, E2, verskyn nie volledig oor die belasting nie, aangesien dit ook val deur 'n hoeveelheid I2R2, waar R2 die sekondêre windingweerstand en I2 die sekondêre stroom of belastingsstroom is.

Op dieselfde manier, die spanningsvergelyking van die sekondêre kant van die transformer sal wees:

Teorie van die Transformer Op Belasting, met Weerstand asook Leckreaktans

Nou gaan ons die toestand oorweeg wanneer daar leckreaktans van die transformer asook windingweerstand van die transformer is.

Laat die leckreaktans van die primêre en sekondêre windings van die transformer X1 en X2 wees. Dus kan die totale impedansie van die primêre en sekondêre winding van die transformer met weerstand R1 en R2 onderskeidelik voorgestel word as,

Ons het reeds die spanningsvergelyking van 'n transformer op belasting, met slegs weerstand in die windings, gevestig, waar die spanningsval in die windings slegs as gevolg van weerstandige spanningsval plaasvind.

Maar wanneer ons die leckreaktans van die transformerwindings in ag neem, vind die spanningsval in die winding nie slegs as gevolg van weerstand plaas nie, maar ook as gevolg van die impedansie van die transformerwindings. Dus kan die werklike spanningsvergelyking van 'n transformer maklik bepaal word deur die weerstande R1 & R2 in die vroeër gevestigde spanningsvergelykings met Z1 en Z2 te vervang.

Dus, die spanningsvergelykings is,

Weerstand-valle is in die rigting van die stroomvektor. Maar 'n reaktiewe val sal loodreg op die stroomvektor wees soos in die bo-vertoonde vektordiagram van die transformer getoon.