تنظیم ولتاژ ترانسفورماتور

تعریف تنظیم ولتاژ و اهمیت آن
تعریف

تنظیم ولتاژ به تغییر در اندازه بین ولتاژ دو سر و ولتاژ دو سر ترانسفورماتور اشاره دارد. این پارامتر قابلیت ترانسفورماتور را برای حفظ ولتاژ خروجی ثابت در شرایط بار متغیر کمیت می‌کند.

هنگامی که ترانسفورماتور با ولتاژ تغذیه ثابت عمل می‌کند، ولتاژ انتهایی آن در پاسخ به تغییرات بار و عامل قدرت بار نوسان می‌کند.

نمایش ریاضی

تنظیم ولتاژ به صورت ریاضی به صورت زیر بیان می‌شود:

نشانه‌گذاری ریاضی

که در آن:

• E2: ولتاژ انتهایی ثانویه در شرایط بدون بار

• V2: ولتاژ انتهایی ثانویه در شرایط بار کامل

تنظیم ولتاژ با در نظر گرفتن ولتاژ اولیه

هنگام در نظر گرفتن ولتاژ انتهایی اولیه، تنظیم ولتاژ ترانسفورماتور به صورت زیر بیان می‌شود:

توضیح تنظیم ولتاژ با مثال

به منظور درک تنظیم ولتاژ، سناریوی زیر را در نظر بگیرید:

شرایط بدون بار

وقتی انتهای ثانویه ترانسفورماتور باز (بدون بار) است، فقط جریان بدون بار از طریق سیم‌پیچ اولیه می‌گذرد. با عدم وجود جریان در ثانویه، فروپاشی ولتاژ در اجزای مقاومتی و واکنشی ثانویه حذف می‌شود. فروپاشی ولتاژ سمت اولیه نیز در این شرایط ناچیز است.

شرایط بار کامل

وقتی ترانسفورماتور کاملاً باردار (با بار متصل به انتهای ثانویه) است، فروپاشی ولتاژ در هر دو سیم‌پیچ اولیه و ثانویه به دلیل جریان بار اتفاق می‌افتد. برای عملکرد بهینه ترانسفورماتور، مقدار تنظیم ولتاژ باید حداقل شود، زیرا تنظیم کمتر نشان‌دهنده پایداری ولتاژ بهتر در شرایط بار متغیر است.

تجزیه و تحلیل نمودار مدار و نتایج

بر اساس نمودار مدار بالا، مشاهدات زیر قابل استخراج است:

• ولتاژ اولیه ترانسفورماتور همیشه از EMF القایی اولیه بیشتر است: V1 > E1.

• ولتاژ انتهایی ثانویه بدون بار همیشه بیشتر از ولتاژ بار کامل است: E2 > V2.

معادلات مشتق شده از نمودار مدار

معادلات زیر با تحلیل پیکربندی مدار بدست می‌آیند:

بیان تقریبی ولتاژ ثانویه بدون بار برای انواع مختلف بار به صورت زیر است

1. برای بار القایی

2. برای بار ظرفیتی

به این ترتیب، تنظیم ولتاژ ترانسفورماتور را تعریف می‌کنیم.