การควบคุมแรงดันของหม้อแปลง

นิยามและความสำคัญของการควบคุมแรงดันไฟฟ้า
นิยาม

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดให้เป็นการเปลี่ยนแปลงของขนาดระหว่างแรงดันที่ส่งออกและแรงดันที่รับเข้าของหม้อแปลงไฟฟ้า ตัวแปรนี้วัดความสามารถของหม้อแปลงในการรักษาแรงดันขาออกให้คงที่ภายใต้สภาพโหลดที่แตกต่างกัน

เมื่อหม้อแปลงทำงานด้วยแรงดันจ่ายที่คงที่ แรงดันที่ขั้วจะเปลี่ยนแปลงตามความแปรผันของโหลดและการป้อนพลังงานของโหลด

การแสดงทางคณิตศาสตร์

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามารถแสดงทางคณิตศาสตร์ได้ว่า:

สัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์

โดยที่:

• E2: แรงดันที่ขั้วรองเมื่อไม่มีโหลด

• V2: แรงดันที่ขั้วรองเมื่อมีโหลดเต็ม

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยการพิจารณาแรงดันที่ขั้วด้านหลัก

เมื่อพิจารณาแรงดันที่ขั้วด้านหลัก การควบคุมแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงสามารถแสดงได้ว่า:

การอธิบายการควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยตัวอย่าง

ลองพิจารณาสถานการณ์ต่อไปนี้เพื่อทำความเข้าใจการควบคุมแรงดันไฟฟ้า:

สภาพไม่มีโหลด

เมื่อขั้วรองของหม้อแปลงเปิดวงจร (ไม่มีโหลดเชื่อมต่อ) จะมีเพียงกระแสไม่โหลดที่ไหลผ่านขดลวดหลัก ด้วยกระแสศูนย์ในขั้วรอง แรงดันตกคร่อมชิ้นส่วนต้านทานและปฏิกิริยาในขั้วรองจะหายไป แรงดันตกคร่อมด้านหลักก็มีน้อยเกินไปภายใต้สภาพนี้

สภาพโหลดเต็ม

เมื่อหม้อแปลงโหลดเต็ม (โหลดเชื่อมต่อที่ขั้วรอง) จะเกิดแรงดันตกคร่อมทั้งขดลวดหลักและขั้วรองเนื่องจากกระแสโหลด สำหรับประสิทธิภาพที่ดีของหม้อแปลง ค่าการควบคุมแรงดันควรลดลงให้น้อยที่สุด เนื่องจากค่าการควบคุมแรงดันต่ำบ่งบอกถึงความเสถียรของแรงดันภายใต้โหลดที่เปลี่ยนแปลง

การวิเคราะห์แผนภาพวงจรและการสรุป

จากแผนภาพวงจรด้านบน สามารถสังเกตได้ว่า:

• แรงดันที่ขั้วด้านหลักของหม้อแปลงจะมากกว่าแรงดัน EMF ที่เหนี่ยวนำ: V1 > E1.

• แรงดันที่ขั้วรองเมื่อไม่มีโหลดจะมากกว่าแรงดันที่ขั้วรองเมื่อมีโหลดเต็ม: E2 > V2.

สมการที่ได้จากแผนภาพวงจร

สมการต่อไปนี้ได้จากการวิเคราะห์โครงสร้างวงจร:

การแสดงทางคณิตศาสตร์ประมาณของแรงดันที่ขั้วรองเมื่อไม่มีโหลดสำหรับประเภทโหลดที่ต่างกันคือ

1. สำหรับโหลดเหนี่ยวนำ

2. สำหรับโหลดแบบคาปาซิทีฟ

ในลักษณะนี้ เราสามารถกำหนดการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงได้