Transformer na obremenjenem stanju

Polje: Preklopnik za strmo napajanje

China

Delovanje transformatorja ob opterejenih pogoji

Ko je transformator opterejen, se njegov sekundarni viklop priključi na opterejeno, ki lahko predstavlja upornost, induktivnost ali kapacitivnost. Tok $I 2$ teče skozi sekundarni viklop, njegova velikost pa je odvisna od napetosti $V 2$ in impedancnega opterejenja. Kot med sekundarnim tokom in napetostjo je odvisen od značilnosti opterejenja.

Razlaga delovanja transformatorja ob opterejenih pogoji

Operativno delovanje transformatorja ob opterejenih pogoji je podrobno opisano spodaj:

Ko je sekundarni viklop transformatorja odprt, iz osnovne napajalne mreže povleče brezopterežni tok. Ta brezopterežni tok inducira magnetomotorno silo $N 0 I 0$ , ki vzpostavi tok Φ v jardu transformatorja. Shema povezave transformatorja brez optereženja je prikazana na spodnjem diagramu:

Vzajemodejanje opterežnega toka transformatorja

Ko se opterezenje priključi na sekundarni viklop transformatorja, tok $I 2$ teče skozi sekundarni viklop, kar inducira magnetomotorno silo (MMF) $N 2 I 2$ . Ta MMF generira tok ϕ2 v jardu, ki nasprotuje prvotnemu toku ϕ glede na Lenzev zakon.

Fazni razliki in faktor moči v transformatorju

Fazni razlik med $V1$ in $I1$ določa kot faktora moči ϕ1 na primarni strani transformatorja. Faktor moči na sekundarni strani je odvisen od vrste optereženja, ki je priključeno na transformator:

Za induktivno optereženje (kot je prikazano na faznem diagramu zgoraj) je faktor moči zapaden.
Za kapacitivno optereženje je faktor moči napreden.

Skupni primarni tok $I1$ je vektorska vsota brezopterežnega toka $I0$ in protutečnega toka $I'1$ , torej,

Fazni diagram transformatorja s induktivnim optereženjem

Fazni diagram dejanskega transformatorja ob induktivnem optereženju je prikazan spodaj:

Koraki za izgradnjo faznega diagrama

Vzemite tok Φ kot referenco.
Inducirane EMF $E 1$ in $E 2$ so zamaknjeni za 90° za tokom.
Primarni komponenta napetosti, ki ravnoteži $E 1$ , je označena kot $V' 1$ (tj. $V'1 = -E1)$ .
Brezopterežni tok $I0$ je zamaknjen za 90° za $V' 1$ .
Za zapadajoč faktor moči optereženja, tok $I 2$ je zamaknjen za kot ϕ_{2 za $E 2$ .}
Upori viklopa in iztekanje reaktivnih napetosti povzročijo padec napetosti, kar naredi sekundarno končno napetost: $V 2 = E 2 − (padeci napetosti)$

$I 2 R$ ₂ je v fazi z $I 2$ .
$I 2 X 2$ je pravokoten na $I 2$ .

Primarni tok $I 1$ je fazni seštevek $I' 1$ in $I0$ , kjer je $I' 1 = -I 2$ .
Primarna napetost: $V1 = V'1 + (primarni padeci napetosti)$

$I 1 R 1$ je v fazi z $I 1$ .
$I 1 X 1$ je pravokoten na $I 1$ .

Fazni razlik med $V 1$ in $I 1$ določa kot primarnega faktora moči ϕ1.
Sekundarni faktor moči:

Zapaden za induktivna optereženja (kot je prikazano na faznem diagramu).
Napreden za kapacitivna optereženja.

Koraki za izgradnjo faznega diagrama za kapacitivno optereženje

Vzemite tok Φ kot referenco.
Inducirane EMF $E 1$ in $E 2$ so zamaknjeni za 90° za tokom.
Primarni komponenta napetosti, ki ravnoteži $E 1$ , je označena kot $V' 1$ (tj. $V' 1 = -E 1$ ).
Brezopterežni tok $I 0$ je zamaknjen za 90° za $V' 1$ .
Za napreden faktor moči optereženja, tok $I 2$ je napreden za kot ϕ_$2$ za $E 2$ .
Upori viklopa in iztekanje reaktivnih napetosti povzročijo padec napetosti, kar naredi sekundarno končno napetost: $V 2 = E 2 − (padeci napetosti)$

$I 2 R 2$ je v fazi z $I 2$ .
$I 2 X 2$ je pravokoten na $I 2$ .

Protutečni tok $I' 1 = -I 2$ (enak po velikosti, nasprotno faziran kot $I 2$ ).
Primarni tok $I 1$ je fazni seštevek $I' 1$ in $I 0$ : $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
Primarna napetost $V 1$ je fazni seštevek $V' 1$ in primarnih padkov napetosti: $V 1 = V' 1 +(primarni padci napetosti)$

$I 1 R 1$ je v fazi z $I 1$ .
$I 1 X 1$ je pravokoten na $I 1$ .

Koti faktorja moči:

Fazni razlik med $V 1$ in $I 1$ določa kot primarnega faktora moči ϕ_$1$.
Sekundarni faktor moči (napreden za kapacitivna optereženja) je popolnoma odvisen od vrste priključenega optereženja.