Transformer na opterećenju

Edwiin

Polje: Prekidač struje

China

Radni način transformatora pod opterećenjem

Kada je transformator pod opterećenjem, njegov sekundarni zavojnik povezan je s opterećenjem, što može biti otporni, induktivni ili kapacitivni. Struja $I 2$ teče kroz sekundarni zavojnik, s magnitudom određenom naponom na priključcima $V 2$ i impedancijom opterećenja. Fazni kut između sekundarne struje i napona ovisi o karakteristikama opterećenja.

Pojasnilo radnog načina transformatora pod opterećenjem

Operativno ponašanje transformatora pod opterećenjem detaljno je opisano sljedeće:

Kada je sekundarni zavojnik transformatora otvoren, on povlači struju bez opterećenja iz glavnog napajanja. Ova struja bez opterećenja inducira magnetnomotornu snagu $N 0 I 0$ , koja stvara fluks Φ u jezgru transformatora. Shema spoja transformatora u uvjetima bez opterećenja prikazana je na dijagramu ispod:

Interakcija struje opterećenja transformatora

Kada se opterećenje poveže sa sekundarnim zavojnikom transformatora, struja $I 2$ teče kroz sekundarni zavojnik, inducirajući magnetnomotornu snagu (MMF) $N 2 I 2$ . Ova MMF generira fluks ϕ2 u jezgru, koji se protivi originalnom fluksu ϕ prema Lensovom zakonu.

Fazna razlika i faktor snage u transformatoru

Fazna razlika između $V1$ i $I1$ definira kut faktora snage ϕ1 na primarnoj strani transformatora. Sekundarni faktor snage ovisi o vrsti opterećenja povezanog s transformatorom:

Za induktivno opterećenje (kao što je prikazano na faznom dijagramu iznad), faktor snage je zaporkasti.
Za kapacitivno opterećenje, faktor snage je predhodni.

Ukupna primarna struja $I1$ jest vektorski zbroj struje bez opterećenja $I0$ i protunapete struje $I'1$ , tj.,

Fazni dijagram transformatora s induktivnim opterećenjem

Fazni dijagram stvarnog transformatora pod induktivnim opterećenjem prikazan je ispod:

Koraci za izradu faznog dijagrama

Uzmite fluks Φ kao referentnu točku.
Inducirane emf-e $E 1$ i $E 2$ započnu 90° iza fluksa.
Komponenta primarnog primijenjenog napona koje ravnoteži $E 1$ označena je sa $V' 1$ (tj., $V'1 = -E1)$ .
Struja bez opterećenja $I0$ zaporkasta je za 90° za $V' 1$ .
Za zaporkasti faktor snage opterećenja, struja $I 2$ zaporkasta je za kut ϕ₂ za $E 2$ .
Otpornost zavojnika i reaktancija curenja uzrokuju pad napona, čime sekundarni terminalni napon postaje: $V 2 = E 2 − (padovi napona)$

$I 2 R$ ₂ je u fazi s $I 2$ .
$I 2 X 2$ je ortogonalan s $I 2$ .

Primarna struja $I 1$ jest vektorski zbroj $I' 1$ i $I0$ , gdje je $I' 1 = -I 2$ .
Primarni primijenjeni napon: $V1 = V'1 + (padovi primarnog napona)$

$I 1 R 1$ je u fazi s $I 1$ .
$I 1 X 1$ je ortogonalan s $I 1$ .

Fazna razlika između $V 1$ i $I 1$ definira kut primarnog faktora snage ϕ1.
Sekundarni faktor snage:

Zaporkasti za induktivna opterećenja (kao na faznom dijagramu).
Predhodni za kapacitivna opterećenja.

Koraci za crtanje faznog dijagrama za kapacitivno opterećenje

Uzmite fluks Φ kao referentnu točku.
Inducirane emf-e $E 1$ i $E 2$ zaporkaste su za 90° za fluks.
Komponenta primarnog primijenjenog napona koje ravnoteži $E 1$ označena je sa $V' 1$ (tj., $V' 1 = -E 1$ ).
Struja bez opterećenja $I 0$ zaporkasta je za 90° za $V' 1$ .
Za predhodni faktor snage opterećenja, struja $I 2$ predhodna je za kut ϕ_$2$ za $E 2$ .
Otpornost zavojnika i reaktancija curenja uzrokuju pad napona, čime sekundarni terminalni napon postaje: $V 2 = E 2 − (padovi napona)$

$I 2 R 2$ je u fazi s $I 2$ .
$I 2 X 2$ je ortogonalan s $I 2$ .

Protunapeta struja $I' 1 = -I 2$ (jednaka po magnitudi, suprotna po fazi s $I 2$ ).
Primarna struja $I 1$ jest vektorski zbroj $I' 1$ i $I 0$ : $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
Primarni primijenjeni napon $V 1$ jest vektorski zbroj $V' 1$ i padova primarnog napona: $V 1 = V' 1 +(padovi primarnog napona)$

$I 1 R 1$ je u fazi s $I 1$ .
$I 1 X 1$ je ortogonalan s $I 1$ .

Kutovi faktora snage:

Fazna razlika između $V 1$ i $I 1$ definira kut primarnog faktora snage ϕ_$1$.
Sekundarni faktor snage (predhodni za kapacitivna opterećenja) potpuno ovisi o vrsti povezanog opterećenja.