Tranzformátor feszültség szabályzása
Feszültség-reguláció definíciója és jelentősége
Definíció
A feszültség-reguláció a transzformátor küldő- és fogadó végén mért feszültségek nagyságának változását határozza meg. Ez a paraméter kvantitatív módon jellemezzi a transzformátor képességét, hogy állandó kimeneti feszültséget fenntartson változó terhelési feltételek mellett.
Amikor egy transzformátor állandó ellátási feszültséggel működik, a terminális feszültsége a terhelési változásokra és a terhelés teljesítményfaktora alapján ingadozik.
Matematikai reprezentáció
A feszültség-regulációt matematikailag a következőképpen fejezzük ki:
Matematikai jelölések
Ahol:
Feszültség-reguláció elsődleges feszültség figyelembevétele mellett
Az elsődleges terminális feszültség figyelembevételével a transzformátor feszültség-regulációja a következőképpen fejezhető ki:
Feszültség-reguláció illusztrációja példával
Vizsgáljuk meg a következő forgatókönyvet, hogy megértsük a feszültség-regulációt:
Üres terhelési állapot
Amikor a transzformátor másodlagos termináljai nyitott áramkörben (üres terhelés) vannak, csak az üres terhelési áram folyik az elsődleges tekercsen. A másodlagos tekercsen nem folyik áram, így a másodlagos ellenállási és reaktív komponenseken lévő feszültség-lecsökkenések megszűnnek. Az elsődleges oldali feszültség-lecsökkenés is elhanyagolható ebben az állapotban.
Teljes terhelési állapot
Amikor a transzformátor teljes terheléssel (a másodlagos termináljaihoz csatlakoztatott terheléssel) működik, feszültség-lecsökkenések történnek mind az elsődleges, mind a másodlagos tekercsenekben a terhelési áram miatt. A transzformátor optimális működése érdekében a feszültség-regulációs érték minimalizálása szükséges, mivel a kisebb reguláció jobb feszültség-stabilitást jelent változó terhelések mellett.
Körzetdiagram elemzése és következtetések
A fenti körzetdiagram alapján a következő megfigyelések tehetők:
Körzetdiagramból származó egyenletek
A következő egyenleteket a körzet konfigurációjának elemzésével állítjuk fel:
Az üres terhelési állapotban a másodlagos feszültség közelítő kifejezése különböző terhelések esetén:
1. Induktív terhelés esetén
2. Kondenzív terhelés esetén
Így definiáljuk a transzformátor feszültség-regulációját.
