Transformerin kuormituksen tila

Edwiin

Kenttä: Virtaswitch

China

Transformerin toiminta kuormituksessa

Kun muuntaja on kuormituksessa, sen toissijainen kierros yhdistetään kuormaan, joka voi olla vastuksellinen, induktiivinen tai kapasitiivinen. Toissijaisen kierron kautta kulkee virta $I 2$ , jonka suuruus määräytyy päätepisteen jännitteestä $V 2$ ja kuorma impedanssin. Toissijaisen virran ja jännitteen välillä oleva vaihekulma riippuu kuorman ominaisuuksista.

Muuntajan kuormituksen toiminnan selitys

Muuntajan toimintakäyttäytyminen kuormituksessa on yksityiskohtaisesti seuraava:

Kun muuntajan toissijainen on avoin piiri, se vie nollakuorman virran päähän. Tämä nollakuorma virta aiheuttaa magnetomotivoivan voiman $N 0 I 0$ , joka luo fluxin Φ muuntajan ytimessä. Muuntajan piirikonfiguraatio nollakuormissa on kuvattu alla olevassa kaaviossa:

Muuntajan kuormavirtan vuorovaikutus

Kun kuorma yhdistetään muuntajan toissijaisten, virta $I 2$ kulkee toissijaisen kierron kautta, mikä aiheuttaa magnetomotivoivan voiman (MMF) $N 2 I 2$ . Tämä MMF tuottaa fluxin ϕ2 ytimeen, joka vastustaa alkuperäistä fluxia ϕ Lenzin lain mukaan.

Vaihe-ero ja tehokkuuskerroin muuntajassa

Vaihe-ero $V1$ ja $I1$ määrittelee tehokkuuskerroin kulman ϕ1 muuntajan ensimmäisellä puolella. Toissijaisen tehokkuuskerroin riippuu yhdistetystä kuormatyypistä muuntajaan:

Induktiville kuormalle (kuten yläpuolella olevassa fasori diagrammissa) tehokkuuskerroin on viivästyvä.
Kapasitiiviselle kuormalle tehokkuuskerroin on edeltävä.

Yhteensä ensimmäisen kierron virta $I1$ on vektorisumma nollakuormasta $I0$ ja vastapainovirtasta $I'1$ , eli,

Fasori diagrammi muuntajalle induktiivisella kuormalla

Todellisen muuntajan fasori diagrammi induktiivisessa kuormituksessa on kuvattu alla:

Ohjeet fasori diagrammin luomiseksi

Ota flux Φ viitearvoksi.
Syntyneet emf:t $E 1$ ja $E 2$ viivästyvät fluxia 90°.
Ensimmäisen kierron sovellettujen jännitteen komponentti, joka tasapainottaa $E 1$ , merkitään $V' 1$ (eli $V'1 = -E1)$ .
Nollakuorma virta $I0$ viivästyy $V' 1$ 90°.
Viivästyvälle tehokkuuskerroin kuormalle, virta $I 2$ viivästyy $E 2$ vaihekulmalla ϕ₂.
Kierron vastus ja leakeaktianssi aiheuttavat jännitteen pudotukset, tehdään toissijainen päätepisteen jännite: $V 2 = E 2 − (jännitteen pudotukset)$

$I 2 R$ ₂ on samaa vaihetta $I 2$ .
$I 2 X 2$ on kohtisuorassa $I 2$ .

Ensimmäisen kierron virta $I 1$ on fasorisumma $I' 1$ ja $I0$ , missä $I' 1 = -I 2$ .
Ensimmäisen kierron sovellettu jännite: $V1 = V'1 + (ensimmäisen kierron jännitteen pudotukset)$

$I 1 R 1$ on samaa vaihetta $I 1$ .
$I 1 X 1$ on kohtisuorassa $I 1$ .

Vaihe-ero $V 1$ ja $I 1$ määrittelee ensimmäisen kierron tehokkuuskerroin kulman ϕ1.
Toissijainen tehokkuuskerroin:

Viivästyvä induktiivisille kuormille (kuten fasori diagrammissa).
Edeltävä kapasitiivisille kuormille.

Ohjeet kapasitiiviselle kuormalle fasori diagrammin piirtämiseksi

Ota flux &Φ; viitearvoksi.
Syntyneet emf:t $E 1$ ja $E 2$ viivästyvät fluxia 90°.
Ensimmäisen kierron sovellettujen jännitteen komponentti, joka tasapainottaa $E 1$ , merkitään $V' 1$ (eli $V' 1 = -E 1$ ).
Nollakuorma virta $I 0$ viivästyy $V' 1$ 90°.
Edeltävälle tehokkuuskerroin kuormalle, virta $I 2$ edeltää $E 2$ vaihekulmalla ϕ_$2$.
Kierron vastus ja leakeaktianssi aiheuttavat jännitteen pudotukset, tehdään toissijainen päätepisteen jännite: $V 2 = E 2 − (jännitteen pudotukset)$

$I 2 R 2$ on samaa vaihetta $I 2$ .
$I 2 X 2$ on kohtisuorassa $I 2$ .

Vastapainovirta $I' 1 = -I 2$ (sama suuruus, vastakkainen vaihe $I 2$ ).
Ensimmäisen kierron virta $I 1$ on fasorisumma $I' 1$ ja $I 0$ : $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
Ensimmäisen kierron sovellettu jännite $V 1$ on fasorisumma $V' 1$ ja ensimmäisen kierron jännitteen pudotuksista: $V 1 = V' 1 +(ensimmäisen kierron jännitteen pudotukset)$

$I 1 R 1$ on samaa vaihetta $I 1$ .
$I 1 X 1$ on kohtisuorassa $I 1$ .

Tehokkuuskerroin kulmat:

Vaihe-ero $V 1$ ja $I 1$ määrittelee ensimmäisen kierron tehokkuuskerroin kulman ϕ_$1$.
Toissijainen tehokkuuskerroin (edeltävä kapasitiivisille kuormille) riippuu kokonaan yhdistetystä kuormatyypistä.