Регулирование напряжения трансформатора

Определение и значение регулирования напряжения
Определение

Регулирование напряжения определяется как изменение величины между напряжением на стороне подачи и напряжением на стороне приема трансформатора. Этот параметр количественно оценивает способность трансформатора поддерживать стабильное выходное напряжение при различных условиях нагрузки.

Когда трансформатор работает с постоянным напряжением питания, его конечное напряжение колеблется в ответ на изменения нагрузки и коэффициента мощности нагрузки.

Математическое представление

Регулирование напряжения математически выражается следующим образом:

Математические обозначения

Где:

• E2: Напряжение на вторичных выводах при холостом ходе

• V2: Напряжение на вторичных выводах при полной нагрузке

Регулирование напряжения с учетом первичного напряжения

При учете напряжения на первичных выводах регулирование напряжения трансформатора выражается следующим образом:

Иллюстрация регулирования напряжения на примере

Рассмотрим следующую ситуацию для понимания регулирования напряжения:

Холостой ход

Когда вторичные выводы трансформатора открыты (нет нагрузки), через первичную обмотку протекает только ток холостого хода. При отсутствии тока во вторичной обмотке падение напряжения на резистивных и реактивных компонентах вторичной цепи отсутствует. Падение напряжения на первичной стороне также незначительно при таких условиях.

Полная нагрузка

Когда трансформатор полностью нагружен (нагрузка подключена к вторичным выводам), происходит падение напряжения на обеих первичной и вторичной обмотках из-за тока нагрузки. Для оптимальной работы трансформатора значение регулирования напряжения должно быть минимальным, так как меньшее регулирование указывает на лучшую стабильность напряжения при изменении нагрузки.

Анализ схемы и выводы

На основе приведенной выше схемы можно сделать следующие наблюдения:

• Напряжение на первичной стороне трансформатора всегда превышает ЭДС, индуцируемую на первичной стороне: V1 > E1.

• Напряжение на вторичных выводах при холостом ходе всегда выше, чем при полной нагрузке: E2 > V2.

Уравнения, выведенные из схемы

Следующие уравнения установлены путем анализа конфигурации схемы:

Приближенное выражение для напряжения на вторичных выводах при холостом ходе для различных типов нагрузки:

1. Для индуктивной нагрузки

2. Для емкостной нагрузки

Таким образом, мы определяем регулирование напряжения трансформатора.