Tranzformátor Töltési Állapota

Mező: Tápegység kapcsoló

China

Tranzformátor működése terhelés alatt

Amikor a tranzformátor terhelés alatt van, a másodlagos tekercse egy terhelésre kapcsolódik, ami lehet ellenállásos, induktív vagy kapacitív. Az $I 2$ áram folyik a másodlagos tekercsen keresztül, amelynek nagysága a $V 2$ terminál feszültséggel és a terhelési impedanciával határozható meg. A másodlagos áram és feszültség fázis szöge a terhelés jellemzőitől függ.

Tranzformátor terhelési működés magyarázata

A tranzformátor működése terhelés alatt részletesen a következőképpen írható le:

Amikor a tranzformátor másodlagos része nyitott körben van, nözetáramot von le a főellátástól. Ez a nözetáram indukál egy magnetomotív erőt $N 0 I 0$ , amely létrehoz egy flukussal Φ a tranzformátor magjában. A tranzformátor körkonfigurációja nözet esetén az alábbi ábrán látható:

Tranzformátor terhelési áram interakciója

Amikor a terhelés csatlakozik a tranzformátor másodlagos részéhez, az $I 2$ áram folyik a másodlagos tekercsen keresztül, amely indukál egy magnetomotív erőt (MMF) $N 2 I 2$ . Ez az MMF generál egy ϕ2 flukust a magban, amely ellenzi az eredeti ϕ flukust Lenz törvénye szerint.

Fáziskülönbség és teljesítményfaktor a tranzformátorban

A $V1$ és a $I1$ közötti fáziskülönbség meghatározza a teljesítményfaktorszöget ϕ1 a tranzformátor elsődleges oldalán. A másodlagos oldali teljesítményfaktor attól függ, milyen típusú terhelés van csatlakoztatva a tranzformátornak:

Induktív terhelés esetén (ahogy a fázor diagramon látható), a teljesítményfaktor lassuló.
Kapacitív terhelés esetén a teljesítményfaktor előrelépő.

Az $I1$ összes elsődleges áram a nözetáram $I0$ és a kompenzáló áram $I'1$ vektorösszege, azaz,

Tranzformátor fázor diagramja induktív terheléssel

Egy valós tranzformátor fázor diagramja induktív terheléssel az alábbi ábrán látható:

A fázor diagram lépéseinek készítése

Vesszük a Φ flukust mint referenciát.
Az indukált emf-ek $E 1$ és $E 2$ 90°-kal maradnak hátra a flukus után.
Az elsődleges alkalmazott feszültség $E 1$ -et kompenzáló összetevő $V' 1$ (azaz, $V'1 = -E1)$ .
A nözetáram $I0$ 90°-kal marad hátra a $V' 1$ után.
Lassuló teljesítményfaktor terhelés esetén az $I 2$ áram 90°-kal marad hátra az $E 2$ után, a ϕ_{2 szöggel.}
A tekercs ellenállása és a szivárgás reaktanciaja feszültség-lejtést okoz, amely miatt a másodlagos terminál feszültsége: $V 2 = E 2 − (feszültség lejtések)$

$I 2 R$ ₂ fázisszinkronban van az $I 2$ árral.
$I 2 X 2$ ortogonálisan áll az $I 2$ árral.

Az elsődleges áram $I 1$ a $I' 1$ és a $I0$ vektorösszege, ahol $I' 1 = -I 2$ .
Az elsődleges alkalmazott feszültség: $V1 = V'1 + (elsődleges feszültség lejtések)$

$I 1 R 1$ fázisszinkronban van az $I 1$ árral.
$I 1 X 1$ ortogonálisan áll az $I 1$ árral.

A $V 1$ és a $I 1$ közötti fáziskülönbség meghatározza az elsődleges teljesítményfaktorszöget ϕ1.
A másodlagos teljesítményfaktor:

Lassuló induktív terhelések esetén (ahogy a fázor diagramon látható).
Előrelépő kapacitív terhelések esetén.

A fázor diagram rajzolásának lépései kapacitív terhelés esetén

Vesszük a Φ flukust mint referenciát.
Az indukált emf-ek $E 1$ és $E 2$ 90°-kal maradnak hátra a flukus után.
Az elsődleges alkalmazott feszültség $E 1$ -et kompenzáló összetevő $V' 1$ (azaz, $V' 1 = -E 1$ ).
A nözetáram $I 0$ 90°-kal marad hátra a $V' 1$ után.
Előrelépő teljesítményfaktor terhelés esetén az $I 2$ áram 90°-kal halad előre az $E 2$ után, a ϕ_$2$ szöggel.
A tekercs ellenállása és a szivárgás reaktanciaja feszültség-lejtést okoz, amely miatt a másodlagos terminál feszültsége: $V 2 = E 2 − (feszültség lejtések)$

$I 2 R 2$ fázisszinkronban van az $I 2$ árral.
$I 2 X 2$ ortogonálisan áll az $I 2$ árral.

A kompenzáló áram $I' 1 = -I 2$ (ugyanakkora nagyságú, ellentétes fázisú, mint az $I 2$ ).
Az elsődleges áram $I 1$ a $I' 1$ és a $I 0$ vektorösszege: $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
Az elsődleges alkalmazott feszültség $V 1$ a $V' 1$ és az elsődleges feszültség-lejtések vektorösszege: $V 1 = V' 1 +(elsődleges feszültség lejtések)$

$I 1 R 1$ fázisszinkronban van az $I 1$ árral.
$I 1 X 1$ ortogonálisan áll az $I 1$ árral.

Teljesítményfaktorszögek:

A $V 1$ és a $I 1$ közötti fáziskülönbség meghatározza az elsődleges teljesítményfaktorszöget ϕ_$1$.
A másodlagos teljesítményfaktor (előrelépő kapacitív terhelések esetén) teljesen a csatlakoztatott terheléstípustól függ.