Μετασχηματιστής Υπό Φορτίο

Edwiin

Πεδίο: Επιλογή ενεργός / ανενεργός

China

Λειτουργία Μετατροπέα Υπό Συνθήκες Φορτίου

Όταν ένας μετατροπέας είναι υπό φορτίο, το δευτερεύον πλέξιμο του συνδέεται με ένα φορτίο, το οποίο μπορεί να είναι αντιστατικό, μεγεθητικό ή καταναλωτή. Ένας ρεύματος $I 2$ ρέει μέσα από το δευτερεύον πλέξιμο, με την έντασή του να καθορίζεται από την τάση στο άκρο $V 2$ και την αντίσταση του φορτίου. Το γωνιακό διάστημα μεταξύ του δευτερεύοντος ρεύματος και της τάσης εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του φορτίου.

Εξήγηση της Λειτουργίας Φορτίου Μετατροπέα

Η λειτουργική συμπεριφορά ενός μετατροπέα υπό φορτίο λεπτομερώς είναι η εξής:

Όταν το δευτερεύον πλέξιμο του μετατροπέα είναι ανοιχτό, προσελκύει ένα ρεύμα χωρίς φορτίο από την κύρια πηγή. Αυτό το ρεύμα χωρίς φορτίο ενδυναμώνει μια μαγνητοκινητική δύναμη $N 0 I 0$ , η οποία δημιουργεί ένα μαγνητικό ρεύμα Φ στον πυρήνα του μετατροπέα. Η σύνθεση του περιβάλλοντος του μετατροπέα χωρίς φορτίο είναι απεικονισμένη στο παρακάτω διάγραμμα:

Αλληλεπίδραση Ρεύματος Φορτίου Μετατροπέα

Όταν ένα φορτίο συνδέεται με το δευτερεύον πλέξιμο του μετατροπέα, ένα ρεύμα $I 2$ ρέει μέσα από το δευτερεύον πλέξιμο, ενδυναμώνοντας μια μαγνητοκινητική δύναμη (MMF) $N 2 I 2$ . Αυτή η MMF δημιουργεί ένα μαγνητικό ρεύμα ϕ2 στον πυρήνα, το οποίο αντιτίθεται στο πρωτότυπο μαγνητικό ρεύμα ϕ, σύμφωνα με τον νόμο του Lenz.

Διαφορά Φάσης και Συντελεστής Δύναμης στον Μετατροπέα

Η διαφορά φάσης μεταξύ $V1$ και $I1$ ορίζει την γωνία συντελεστή δύναμης ϕ1 στην πρωτεύουσα πλευρά του μετατροπέα. Ο συντελεστής δύναμης στη δευτερεύουσα πλευρά εξαρτάται από τον τύπο φορτίου που είναι συνδεδεμένος με τον μετατροπέα:

Για ένα μεγεθητικό φορτίο (όπως φαίνεται στο διάγραμμα φάσης παραπάνω), ο συντελεστής δύναμης είναι καθυστερημένος.
Για ένα καταναλωτή φορτίο, ο συντελεστής δύναμης είναι προηγούμενος.

Το συνολικό πρωτεύον ρεύμα $I1$ είναι η βεκτορική άθροιση του ρεύματος χωρίς φορτίο $I0$ και του ρεύματος εξισορρόπησης $I'1$ , δηλαδή,

Διάγραμμα Φάσης Μετατροπέα με Μεγεθητικό Φορτίο

Το διάγραμμα φάσης ενός πραγματικού μετατροπέα υπό μεγεθητικό φορτίο είναι απεικονισμένο παρακάτω:

Βήματα για την Κατασκευή του Διαγράμματος Φάσης

Πάρε το μαγνητικό ρεύμα &Φ ως αναφορά.
Οι εκτελούμενες ενδεικτικές τάσεις $E 1$ και $E 2$ καθυστερούν το μαγνητικό ρεύμα κατά 90°.
Η πρωτεύουσα εφαρμοσμένη τάση συνιστώσα που εξισορροπεί την $E 1$ σημειώνεται ως $V' 1$ (δηλαδή, $V'1 = -E1)$ .
Το ρεύμα χωρίς φορτίο $I0$ καθυστερεί την $V' 1$ κατά 90°.
Για ένα φορτίο με καθυστερημένο συντελεστή δύναμης, το ρεύμα $I 2$ καθυστερεί την $E 2$ κατά γωνία ϕ₂.
Η αντίσταση του πλεξίματος και η ανάκλαση προκαλούν πτώσεις τάσης, κάνοντας την τάση στο άκρο του δευτερεύοντος: $V 2 = E 2 − (voltage drops)$

$I 2 R$ ₂ είναι σε φάση με το $I 2$ .
$I 2 X 2$ είναι ορθογώνιο προς το $I 2$ .

Το πρωτεύον ρεύμα $I 1$ είναι η βεκτορική άθροιση του $I' 1$ και του $I0$ , όπου $I' 1 = -I 2$ .
Η πρωτεύουσα εφαρμοσμένη τάση: $V1 = V'1 + (primary voltage drops)$

$I 1 R 1$ είναι σε φάση με το $I 1$ .
$I 1 X 1$ είναι ορθογώνιο προς το $I 1$ .

Η διαφορά φάσης μεταξύ $V 1$ και $I 1$ ορίζει την γωνία συντελεστή δύναμης ϕ1.
Συντελεστής δύναμης στη δευτερεύουσα πλευρά:

Καθυστερημένος για μεγεθητικά φορτία (όπως στο διάγραμμα φάσης).
Προηγούμενος για καταναλωτή φορτία.

Βήματα για την Κατασκευή Διαγράμματος Φάσης για Καταναλωτή Φορτίο

Πάρε το μαγνητικό ρεύμα &Φ ως αναφορά.
Οι εκτελούμενες ενδεικτικές τάσεις $E 1$ και $E 2$ καθυστερούν το μαγνητικό ρεύμα κατά 90°.
Η πρωτεύουσα εφαρμοσμένη τάση συνιστώσα που εξισορροπεί την $E 1$ σημειώνεται ως $V' 1$ (δηλαδή, $V' 1 = -E 1$ ).
Το ρεύμα χωρίς φορτίο $I 0$ καθυστερεί την $V' 1$ κατά 90°.
Για ένα φορτίο με προηγούμενο συντελεστή δύναμης, το ρεύμα $I 2$ προηγείται της $E 2$ κατά γωνία ϕ_$2$.
Η αντίσταση του πλεξίματος και η ανάκλαση προκαλούν πτώσεις τάσης, κάνοντας την τάση στο άκρο του δευτερεύοντος: $V 2 = E 2 − (voltage drops)$

$I 2 R 2$ είναι σε φάση με το $I 2$ .
$I 2 X 2$ είναι ορθογώνιο προς το $I 2$ .

Το ρεύμα εξισορρόπησης $I' 1 = -I 2$ (ίσης έντασης, αντίθετης φάσης προς το $I 2$ ).
Το πρωτεύον ρεύμα $I 1$ είναι η βεκτορική άθροιση του $I' 1$ και του $I 0$ : $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
Η πρωτεύουσα εφαρμοσμένη τάση $V 1$ είναι η βεκτορική άθροιση της $V' 1$ και των πρωτευόντων πτώσεων τάσης: $V<$