Трансформаторning yuklangan va yuklanmagan rejimlaridagi ishlash nazariyasi

Transformer ta'rif

Transformator elektrik energiyani ikki yoki undan ko'proq shartlarni orqali elektromagnit induksiya yordamida o'tkazadigan elektr tashkil etilgan qurilma hisoblanadi.

Transformatorning bo'sh yukda teoriyasi

Yo'q qimmatlilik va yo'q qutilish reaktansi bilan

Faqat markaziy yo'qotmalar bilan transformatorni (markaziy yo'qotmalar - bu transformatorning temir qismidagi yo'qotmalar) ko'rib chiqaylik. Bu transformatorda temir qismi magnitlashtirish uchun ampermetrik tok beriladi.

Lekin bu tok haqiqiy magnitlash tok emas; haqiqiy magnitlash tokidan bir oz katta. Manbadan kelib chiqqan umumiy tok ikkita komponentga ajratiladi: biri temir qismni magnitlash uchun, ikkinchi komponent esa transformatorning markaziy yo'qotmalarini kompensatsiya qilish uchun sarflanadi.

Markaziy yo'qotmalar komponenti sababli, bo'sh yukdagi manba toki quyidagi shaklda 90° dan kam burchakda kesib o'tadi. Umumiy tok Io manba voltajiga V1 parallel bo'lgan Iw komponentga ega, bu komponent markaziy yo'qotmalar komponentini ifodalaydi.

Bu komponent manba voltajiga parallel olindi, chunki bu aktiv yoki ishlov beriladigan yo'qotmalar bilan bog'liq. Manba tokining yana bir komponenti Iμ deb belgilangan.

Bu komponent temir qismida o'zgaruvchan magnit fluxni yaratadi, shuning uchun bu watt-siz, ya'ni transformatorning manba tokining reaktiv qismi. Demak, Iμ V1 ga perpendikulyar bo'ladi va o'zgaruvchan flux Φ bilan parallel bo'ladi. Shunday qilib, transformatorning bo'sh yuk holatidagi umumiy asosiy toki quyidagicha ifodalanishi mumkin:

Endi siz bo'sh yuk holatidagi transformatorning teoriyasini qanday oddiy tarzda tushuntirishni ko'rdingiz.

Yuk bilan transformatorning teoriyasi

Yo'q qimmatliklar va qutilish reaktanssi bilan

Endi yuk bilan transformatorning xususiyatlarini ko'rib chiqamiz, bu esa transformatorning ikkinchi qismiga yuk ulangan holatni anglatadi. Markaziy yo'qotmalar bilan, lekin yo'q qimmatliklar va qutilish reaktanssi bilan transformatorni ko'rib chiqaylik. Ikkinchi qismga yuk ulanganda, yuk toki yuk va ikkinchi qismning o'rtaqa tekisligi orqali o'tishni boshlaydi.

Bu yuk toki aniq yuk xususiyatlari va transformatorning ikkinchi qism voltajiga bog'liq. Bu tok ikkinchi qism toki yoki yuk toki deb ataladi, bu yerda I2 bilan belgilangan. I2 ikkinchi qism orqali o'tishda, ikkinchi qismda o'z-o'ziga MMF (magnitmotiv kuch) yaratiladi. Bu N2I2, bu erda N2 transformatorning ikkinchi qismi o'rtaqa tekisligidagi spirlar soni.

Ikkinchi qism o'rtaqa tekisligidagi MMF yoki magnitmotiv kuch flux φ2 yaratadi. Bu φ2 asosiy magnitlash fluxiga qarama-qarshi bo'lib, asosiy fluxni qisqartiradi va asosiy self-indutsiya E1 ni kamaytirishga harakat qiladi. Agar E1 asosiy manba voltajidan V1 past bo'lsa, manbadan asosiy qismga qo'shimcha tok o'tadi.

Bu qo'shimcha asosiy tok I2′ qo'shimcha flux φ′ yaratadi, bu flux ikkinchi qismning qarama-qarshi fluxi φ2 ni neutralizatsiya qiladi. Shunday qilib, asosiy magnitlash fluxi Φ yukka qarab o'zgarmaydi. Demak, transformatorning manbadan jami toki ikkita komponentga ajratilishi mumkin.

Birinchisi temir qismni magnitlash uchun va markaziy yo'qotmalar kompensatsiya qilish uchun, ya'ni Io. Bu asosiy tokning bo'sh yuk komponenti. Ikkinchi komponent ikkinchi qismning qarama-qarshi fluxini kompensatsiya qilish uchun sarflanadi.

U asosiy tokning yuk komponenti deb ataladi. Shunday qilib, yo'q qimmatliklar va qutilish reaktanssi bilan transformatorning bo'sh yuk asosiy toki quyidagicha ifodalanishi mumkin

Bu yerda θ2 transformatorning ikkinchi qism voltajining ikkinchi qism toki bilan burchagi. Endi transformatorning ko'proq praktik jihati bilan davom etamiz.

Yuk bilan transformatorning teoriyasi, qimmatlik bilan, lekin yo'q qutilish reaktanssi bilan

Endi transformatorning spirlarining qimmatligini, lekin yo'q qutilish reaktanssini ko'rib chiqamiz. Hozirgi kungacha biz ideal spirlarga ega bo'lgan transformator haqida gaplashdik, bu esa yo'q qimmatlik va qutilish reaktanssi bilan. Lekin endi biz spirlarda ichki qimmatlik bor, lekin yo'q qutilish reaktanssi bo'lgan transformatorni ko'rib chiqamiz. Spirlar qimmatligi sababli, spirlarda voltaj pasayishi bo'ladi.

Biz avvalroq isbotlaganidek, yuk bilan asosiy tok I1. Asosiy spiral R1 qimmatligi bilan voltaj pasayishi R1I1. Oddiy qilib, asosiy spira E1 indutsiya toki manba voltajiga V1 teng emas. E1 V1 dan R1I1 voltaj pasayishiga qadar kam.

Ikkinchi qism uchun, ikkinchi qism spira E2 indutsiya toki yukning butun voltajini ifodalaydi, chunki u I2R2 miqdorda pasayadi, bu yerda R2 ikkinchi qism spira qimmatligi, I2 esa ikkinchi qism toki yoki yuk toki.

Shunday qilib, transformatorning ikkinchi qismi voltaj tenglamasi quyidagicha ifodalanishi mumkin:

Yuk bilan transformatorning teoriyasi, qimmatlik va qutilish reaktanssi bilan

Endi transformatorning qutilish reaktanssi va spira qimmatligi mavjud holatini ko'rib chiqamiz.

Transformatorning asosiy va ikkinchi qism spira qutilish reaktanssi X1 va X2. Shunday qilib, R1 va R2 qimmatlik bilan transformatorning asosiy va ikkinchi qism spira umumiy impedans quyidagicha ifodalanishi mumkin,

Biz avvalroq faqat spira qimmatlik bilan yukdagi transformatorning voltaj tenglamasini o'rgandik, bu yerda spira voltaj pasayishi faqat qimmatlik pasayishi sababli bo'ladi.

Lekin transformatorning spira qutilish reaktanssini o'qibolanda, spira voltaj pasayishi faqat qimmatlik sababli emas, balki transformator spira impedans sababli ham bo'ladi. Shunday qilib, transformatorning hozirgi voltaj tenglamasi oldindan o'rnatilgan voltaj tenglamalardagi R1 & R2 qimmatliklarni Z1 va Z2 bilan almashtirish orqali aniq topilishi mumkin.

Shunday qilib, voltaj tenglamalari quyidagicha ifodalanishi mumkin:

Qimmatlik pasayishlari tok vektoriga parallel bo'ladi. Lekin reaktiv pasayish tok vektoriga perpendikulyar bo'ladi, transformatorning vektordiagrammasida ko'rsatilgandek.