Transformer sa Pamamaraan ng Load

Edwiin

Larangan: Pamindih ng kuryente

China

Pag-operasyon ng Transformer sa ilalim ng mga kondisyon ng Load

Kapag ang isang transformer ay nasa ilalim ng load, ang pangalawang winding nito ay konektado sa isang load, na maaaring resistive, inductive, o capacitive. Ang isang current $I 2$ ay umuusbong sa pangalawang winding, na may sukat na itinakda ng terminal voltage $V 2$ at load impedance. Ang phase angle sa pagitan ng secondary current at voltage ay depende sa mga katangian ng load.

Pagpaliwanag ng Pag-operasyon ng Transformer sa ilalim ng Load

Ang operational behavior ng isang transformer sa ilalim ng load ay detalyadong ipinaliwanag sa ibaba:

Kapag ang pangalawang bahagi ng transformer ay open-circuited, ito ay kumukuha ng isang no-load current mula sa pangunahing supply. Ang no-load current na ito ay nagpapabuo ng isang magnetomotive force $N 0 I 0$ , na nagtatatag ng isang flux Φ sa core ng transformer. Ang circuit configuration ng transformer sa ilalim ng no-load conditions ay ipinapakita sa diagram sa ibaba:

Interaksiyon ng Load Current ng Transformer

Kapag ang isang load ay konektado sa pangalawang bahagi ng transformer, ang current $I 2$ ay umuusbong sa pangalawang winding, na nagpapabuo ng isang magnetomotive force (MMF) $N 2 I 2$ . Ang MMF na ito ay nagpapabuo ng flux ϕ2 sa core, na kontra sa orihinal na flux ϕ batay sa Lenz's law.

Phase Difference at Power Factor sa Transformer

Ang phase difference sa pagitan ng $V1$ at $I1$ ay naglalarawan ng power factor angle ϕ1 sa primary side ng transformer. Ang secondary-side power factor ay depende sa uri ng load na konektado sa transformer:

Para sa isang inductive load (tulad ng ipinapakita sa phasor diagram sa itaas), ang power factor ay lagging.
Para sa isang capacitive load, ang power factor ay leading.

Ang kabuuang primary current $I1$ ay ang vector sum ng no-load current $I0$ at ang counter-balancing current $I'1$ , i.e.,

Phasor Diagram ng Transformer na may Inductive Load

Ang phasor diagram ng aktwal na transformer sa ilalim ng inductive loading ay ipinapakita sa ibaba:

Mga Hakbang para Gumawa ng Phasor Diagram

Kumuha ng flux Φ bilang reference.
Ang induced emfs $E 1$ at $E 2$ ay lumilipas ng 90° sa flux.
Ang primary applied voltage component na balanse ng $E 1$ ay tinatawag na $V' 1$ (i.e., $V'1 = -E1)$ .
No-load current $I0$ ay lumilipas ng 90° sa $V' 1$ .
Para sa isang lagging power factor load, ang current $I 2$ ay lumilipas ng angle ϕ₂ sa $E 2$ .
Winding resistance at leakage reactance ay nagdudulot ng voltage drops, kaya ang secondary terminal voltage: $V 2 = E 2 − (voltage drops)$

$I 2 R$ ₂ ay nasa phase kasama ang $I 2$ .
$I 2 X 2$ ay orthogonal sa $I 2$ .

Primary current $I 1$ ay ang phasor sum ng $I' 1$ at $I0$ , kung saan $I' 1 = -I 2$ .
Primary applied voltage: $V1 = V'1 + (primary voltage drops)$

$I 1 R 1$ ay nasa phase kasama ang $I 1$ .
$I 1 X 1$ ay orthogonal sa $I 1$ .

Ang phase difference sa pagitan ng $V 1$ at $I 1$ ay naglalarawan ng primary power factor angle ϕ1.
Secondary power factor:

Lagging para sa inductive loads (tulad ng ipinapakita sa phasor diagram).
Leading para sa capacitive loads.

Mga Hakbang para Gumuhit ng Phasor Diagram para sa Capacitive Load

Kumuha ng flux Φ bilang reference.
Induced emfs $E 1$ at $E 2$ ay lumilipas ng 90° sa flux.
Ang primary applied voltage component na balanse ng $E 1$ ay tinatawag na $V' 1$ (i.e., $V' 1 = -E 1$ ).
No-load current $I 0$ ay lumilipas ng 90° sa $V' 1$ .
Para sa isang leading power factor load, ang current $I 2$ ay umaunlad ng angle ϕ_$2$ sa $E 2$ .
Winding resistance at leakage reactance ay nagdudulot ng voltage drops, kaya ang secondary terminal voltage: $V 2 = E 2 − (voltage drops)$

$I 2 R 2$ ay nasa phase kasama ang $I 2$ .
$I 2 X 2$ ay orthogonal sa $I 2$ .

Counter-balancing current $I' 1 = -I 2$ (pareho sa sukat, kabaligtaran sa phase ng $I 2$ ).
Primary current $I 1$ ay ang phasor sum ng $I' 1$ at $I 0$ : $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
Primary applied voltage $V 1$ ay ang phasor sum ng $V' 1$ at primary voltage drops: $V 1 = V' 1 +(primary voltage drops)$

$I 1 R 1$ ay nasa phase kasama ang $I 1$ .
$I 1 X 1$ ay orthogonal sa $I 1$ .

Power factor angles:

Ang phase difference sa pagitan ng $V 1$ at $I 1$ ay naglalarawan ng primary power factor angle ϕ_$1$.
Ang secondary power factor (leading para sa capacitive loads) ay lubos na depende sa uri ng konektadong load.