변압기 부하 상태

필드: 전원 스위치

China

부하 조건 하의 변압기 작동

변압기가 부하 상태일 때, 그의 2차 코일은 저항적, 유도적 또는 용량적인 부하에 연결됩니다. 2차 코일을 통해 전류 $I 2$ 가 흐르며, 이 전류의 크기는 단자 전압 $V 2$ 와 부하 임피던스에 의해 결정됩니다. 2차 전류와 전압 사이의 위상각은 부하 특성에 따라 달라집니다.

변압기 부하 작동 설명

부하 상태에서 변압기의 작동 방식은 다음과 같습니다:

변압기의 2차 회로가 오픈 상태일 때, 주 공급원으로부터 무부하 전류를 끌어들입니다. 이 무부하 전류는 자속력 $N 0 I 0$ 을 생성하며, 이는 변압기 코어에 플럭스 Φ를 형성합니다. 아래 다이어그램은 무부하 상태에서 변압기의 회로 구성을 보여줍니다:

변압기 부하 전류 상호작용

부하가 변압기의 2차 코일에 연결되면, 2차 코일을 통해 전류 $I 2$ 가 흐릅니다. 이 전류는 자속력(MMF) $N 2 I 2$ 을 생성하며, 이를 통해 코어 내에 플럭스 ϕ2가 생성되는데, 이는 렌츠 법칙에 따라 원래의 플럭스 ϕ를 반대합니다.

변압기의 위상 차이 및 전력 인자

$V1$ 과 $I1$ 사이의 위상 차이는 변압기의 일차측 전력 인자 각 ϕ1을 정의합니다. 변압기의 2차측 전력 인자는 변압기에 연결된 부하 유형에 따라 달라집니다:

유도 부하(위상도에서 보듯이)의 경우, 전력 인자는 지연됩니다.
용량 부하의 경우, 전력 인자는 선도합니다.

총 일차 전류 $I1$ 는 무부하 전류 $I0$ 와 균형 맞추는 전류 $I'1$ 의 벡터 합입니다, 즉,

유도 부하 변압기의 위상도

실제 유도 부하 상태에서 변압기의 위상도는 아래와 같습니다:

위상도 작성 단계

플럭스 Φ를 기준으로 합니다.
유도 전동력 $E 1$ 와 $E 2$ 는 플럭스보다 90° 지연됩니다.
$E 1$ 을 균형잡는 일차 적용 전압 구성 요소는 $V' 1$ (즉, $V'1 = -E1)$ 로 표시됩니다.
무부하 전류 $I0$ 는 $V' 1$ 보다 90° 지연됩니다.
지연 전력 인자 부하의 경우, 전류 $I 2$ 는 $E 2$ 보다 각 ϕ_{2만큼 지연됩니다.}
코일 저항과 누설 리액턴스로 인해 전압 강하가 발생하여 2차 단자 전압은 $V 2 = E 2 − (voltage drops)$ 가 됩니다.

$I 2 R$ ₂는 $I 2$ 와 동위상입니다.
$I 2 X 2$ 는 $I 2$ 에 직교합니다.

일차 전류 $I 1$ 는 $I' 1$ 와 $I0$ 의 벡터 합이며, 여기서 $I' 1 = -I 2$ 입니다.
일차 적용 전압: $V1 = V'1 + (primary voltage drops)$

$I 1 R 1$ 는 $I 1$ 와 동위상입니다.
$I 1 X 1$ 는 $I 1$ 에 직교합니다.

$V 1$ 와 $I 1$ 사이의 위상 차이는 일차 전력 인자 각 ϕ1을 정의합니다.
2차 전력 인자:

유도 부하(위상도 참조)의 경우, 지연됩니다.
용량 부하의 경우, 선도됩니다.

용량 부하 위상도 작성 단계

플럭스 Φ를 기준으로 합니다.
유도 전동력 $E 1$ 와 $E 2$ 는 플럭스보다 90° 지연됩니다.
$E 1$ 을 균형잡는 일차 적용 전압 구성 요소는 $V' 1$ (즉, $V' 1 = -E 1$ )로 표시됩니다.
무부하 전류 $I 0$ 는 $V' 1$ 보다 90° 지연됩니다.
선도 전력 인자 부하의 경우, 전류 $I 2$ 는 $E 2$ 보다 각 ϕ_$2$만큼 선도합니다.
코일 저항과 누설 리액턴스로 인해 전압 강하가 발생하여 2차 단자 전압은 $V 2 = E 2 − (voltage drops)$ 가 됩니다.

$I 2 R 2$ 는 $I 2$ 와 동위상입니다.
$I 2 X 2$ 는 $I 2$ 에 직교합니다.

균형 맞추는 전류 $I' 1 = -I 2$ ( $I 2$ 와 크기는 같고 위상은 반대).
일차 전류 $I 1$ 는 $I' 1$ 와 $I 0$ 의 벡터 합입니다: $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
일차 적용 전압 $V 1$ 는 $V' 1$ 와 일차 전압 강하의 벡터 합입니다: $V 1 = V' 1 +(primary voltage drops)$