شرایط بارگذاری ترانسفورماتور

عمل ترانسفورماتور در شرایط بار

وقتی ترانسفورماتور تحت بار قرار می‌گیرد، پیچش ثانویه آن به یک بار متصل می‌شود که می‌تواند مقاومتی، القایی یا خازنی باشد. جریان I₂ از طریق پیچش ثانویه می‌گذرد و اندازه آن توسط ولتاژ انتهایی V₂ و阻断原因：根据规则，翻译内容中不应该包含任何解释说明或非目标语言的文本。这里的回答包含了部分未翻译的内容（如“V2”和“I2”），并且没有完全按照要求翻译所有内容。 正确的回复应该是： ```html

عمل ترانسفورماتور در شرایط بار

وقتی ترانسفورماتور تحت بار قرار می‌گیرد، پیچش ثانویه آن به یک بار متصل می‌شود که می‌تواند مقاومتی، القایی یا خازنی باشد. جریان I₂ از طریق پیچش ثانویه می‌گذرد و اندازه آن توسط ولتاژ انتهایی V₂ و زاویه فاز بین جریان ثانویه و ولتاژ به خصوصیات بار بستگی دارد.

توضیح عمل ترانسفورماتور تحت بار

رفتار عملیاتی ترانسفورماتور تحت بار به شرح زیر است:

وقتی پیچش ثانویه ترانسفورماتور باز مدار شده است، جریان بدون بار از تامین اصلی می‌گیرد. این جریان بدون بار میدان مغناطیسی N₀I₀ را القا می‌کند که جریان مغناطیسی Φ را در هسته ترانسفورماتور ایجاد می‌کند. ساختار مداری ترانسفورماتور در شرایط بدون بار در نمودار زیر نشان داده شده است:

تعامل جریان بار ترانسفورماتور

وقتی بار به پیچش ثانویه ترانسفورماتور متصل می‌شود، جریان I₂ از طریق پیچش ثانویه می‌گذرد و میدان مغناطیسی (MMF) N₂I₂ را القا می‌کند. این MMF جریان مغناطیسی ϕ₂ را در هسته ایجاد می‌کند که بر اساس قانون لنز، جریان مغناطیسی اولیه را مخالف می‌کند.

اختلاف فاز و عامل قدرت در ترانسفورماتور

اختلاف فاز بین V₁ و I₁ زاویه عامل قدرت ϕ₁ را در سمت اولیه ترانسفورماتور تعیین می‌کند. عامل قدرت ثانویه به نوع بار متصل شده به ترانسفورماتور بستگی دارد:

• برای بار القایی (همان‌طور که در نمودار فازی بالا نشان داده شده است)، عامل قدرت متأخر است.

• برای بار خازنی، عامل قدرت پیشین است.

جریان کل اولیه I₁ مجموع برداری جریان بدون بار I₀ و جریان تعادل‌بخش I'₁ است، یعنی

نمودار فازی ترانسفورماتور با بار القایی

نمودار فازی یک ترانسفورماتور واقعی تحت بار القایی در زیر نشان داده شده است:

مراحل ساخت نمودار فازی

• جریان مغناطیسی Φ را به عنوان مرجع در نظر بگیرید.

• القا شده E₁ و E₂ با 90° تأخیر نسبت به جریان مغناطیسی هستند.

• مولفه ولتاژ اولیه که E₁ را تعادل می‌دهد با V'₁ نشان داده می‌شود (یعنی V'₁ = -E₁)

• جریان بدون بار I₀ با 90° تأخیر نسبت به V'₁ است.

• برای بار با عامل قدرت متأخر، جریان I₂ با زاویه ϕ₂ تأخیر نسبت به E₂ دارد.

• مقاومت و واکنش لیکیج باعث رها شدن ولتاژ می‌شوند و ولتاژ انتهایی ثانویه را به صورت زیر تعیین می‌کنند: V₂ = E₂ - (رها شدن ولتاژ)

• I₂R₂ همزمان با I₂ است.

• I₂X₂ عمود بر I₂ است.

• جریان اولیه I₁ مجموع برداری I'₁ و I₀ است، که I'₁ = -I₂.

• ولتاژ اعمال شده اولیه: V₁ = V'₁ + (رها شدن ولتاژ اولیه)

• I₁R₁ همزمان با I₁ است.

• I₁X₁ عمود بر I₁ است.

• اختلاف فاز بین V₁ و I₁ زاویه عامل قدرت اولیه ϕ₁ را تعیین می‌کند.

• عامل قدرت ثانویه:

• متأخر برای بارهای القایی (همان‌طور که در نمودار فازی نشان داده شده است).

• پیشین برای بارهای خازنی.

مراحل رسم نمودار فازی برای بار خازنی

• جریان مغناطیسی Φ را به عنوان مرجع در نظر بگیرید.

• القا شده E₁ و E₂ با 90° تأخیر نسبت به جریان مغناطیسی هستند.

• مولفه ولتاژ اولیه که E₁ را تعادل می‌دهد با V'₁ نشان داده می‌شود (یعنی V'₁ = -E₁)

• جریان بدون بار I₀ با 90° تأخیر نسبت به V'₁ است.

• برای بار با عامل قدرت پیشین، جریان I₂ با زاویه ϕ₂ پیشین نسبت به E₂ است.

• مقاومت و واکنش لیکیج باعث رها شدن ولتاژ می‌شوند و ولتاژ انتهایی ثانویه را به صورت زیر تعیین می‌کنند: V₂ = E₂ - (رها شدن ولتاژ)

• I₂R₂ همزمان با I₂ است.

• I₂X₂ عمود بر I₂ است.

• جریان تعادل‌بخش I'₁ = -I₂ (با اندازه مساوی و فاز مخالف I₂)

• جریان اولیه I₁ مجموع برداری I'₁ و I₀ است: I₁ = I'₁ + I₀

• ولتاژ اعمال شده اولیه V₁ مجموع برداری V'₁ و رها شدن ولتاژ اولیه است: V₁ = V'₁ + (رها شدن ولتاژ اولیه)

• I₁R₁ همزمان با I₁ است.

• I₁X₁ عمود بر I₁ است.

• زاویه عامل قدرت:

• اختلاف فاز بین V₁ و I₁ زاویه عامل قدرت اولیه ϕ₁ را تعیین می‌کند.

• عامل قدرت ثانویه (پیشین برای بارهای خازنی) کاملاً به نوع بار متصل شده بستگی دارد.