Transformer na opterećenju

Polje: Prekidač struje

China

Радање трансформатора под оптерећењем

Када је трансформатор под оптерећењем, његово вторично виткање повезано је са оптерећењем, које може бити отпорно, индуктивно или капацитивно. Струја $I 2$ протиче кроз вторично виткање, а њена величина одређена је напоном на зрацима $V 2$ и импедансом оптерећења. Фазни угао између вторичне струје и напона зависи од карактеристика оптерећења.

Објашњење рада трансформатора под оптерећењем

Оперативно понашање трансформатора под оптерећењем детаљно је описано наредним:

Када је вторично виткање трансформатора отворено, он изvlači praznu struju iz glavnog napajanja. Ova prazna struja indukuje magnetni pokretački napon $N 0 I 0$ , koji uspostavlja fluks Φ u jezgru transformatora. Shema konfiguracije transformatora pod uslovima bez opterećenja prikazana je na sledećoj slici:

Interakcija struje opterećenja transformatora

Kada se opterećenje poveže sa sekundarnim vitanjem transformatora, struja $I 2$ teče kroz sekundarno vitanje, indukujući magnetni pokretački napon (MMF) $N 2 I 2$ . Ovaj MMF generiše fluks ϕ2 u jezgru, koji se suprotstavlja originalnom fluksu ϕ prema Lensovom zakonu.

Fazna razlika i faktor snage u transformatoru

Fazna razlika između $V1$ i $I1$ definiše ugao faktora snage ϕ1 na primarnoj strani transformatora. Faktor snage na sekundarnoj strani zavisi od tipa opterećenja povezanog sa transformatorom:

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

Ukupna primarna struja $I1$ je vektorska suma prazne struje $I0$ i protivtežne struje $I'1$ , tj.,

Fazni dijagram transformatora sa induktivnim opterećenjem

Fazni dijagram stvarnog transformatora pod induktivnim opterećenjem prikazan je ispod:

Koraci za izgradnju faznog dijagrama

Uzmite fluks Φ kao referentnu veličinu.
Indukovane emf-ove $E 1$ i $E 2$ zakasne za 90° u odnosu na fluks.
Primarni primljeni naponski komponent koja balansira $E 1$ označena je sa $V' 1$ (tj., $V'1 = -E1)$ .
Prazna struja $I0$ zakasne za 90° u odnosu na $V' 1$ .
Za opterećenje sa kasnim faktorom snage, struja $I 2$ zakasne za $E 2$ za ugao ϕ_2.
Otpori vitanja i reaktivni otpori uzrokuju pad napona, čime se sekundarni terminalni napon postavlja na: $V 2 = E 2 − (padovi napona)$

$I 2 R$ ₂ je u fazi sa $I 2$ .
$I 2 X 2$ je ortogonalno sa $I 2$ .

Primarna struja $I 1$ je fazni zbir $I' 1$ i $I0$ , gde je $I' 1 = -I 2$ .
Primarni primljeni napon: $V1 = V'1 + (padovi primarnog napona)$

$I 1 R 1$ je u fazi sa $I 1$ .
$I 1 X 1$ je ortogonalno sa $I 1$ .

Fazna razlika između $V 1$ i $I 1$ definiše ugao faktora snage na primarnoj strani ϕ1.
Sekundarni faktor snage:

Kasnji za induktivna opterećenja (kao u faznom dijagramu).
Raniji za kapacitivna opterećenja.

Koraci za crtanje faznog dijagrama za kapacitivno opterećenje

Uzmite fluks Φ kao referentnu veličinu.
Indukovane emf-ove $E 1$ i $E 2$ zakasne za 90° u odnosu na fluks.
Primarni primljeni naponski komponent koja balansira $E 1$ označena je sa $V' 1$ (tj., $V' 1 = -E 1$ ).
Prazna struja $I 0$ zakasne za 90° u odnosu na $V' 1$ .
Za opterećenje sa ranijim faktorom snage, struja $I 2$ predhodi $E 2$ za ugao ϕ_$2$.
Otpori vitanja i reaktivni otpori uzrokuju pad napona, čime se sekundarni terminalni napon postavlja na: $V 2 = E 2 − (padovi napona)$

$I 2 R 2$ je u fazi sa $I 2$ .
$I 2 X 2$ je ortogonalno sa $I 2$ .

Protivtežna struja $I' 1 = -I 2$ (jednaka po veličini, suprotna po fazama sa $I 2$ ).
Primarna struja $I 1$ je fazni zbir $I' 1$ i $I 0$ : $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
Primarni primljeni napon $V 1$ je fazni zbir $V' 1$ i padova primarnog napona: $V 1 = V' 1 +(padovi primarnog napona)$

$I 1 R 1$ je u fazi sa $I 1$ .
$I 1 X 1$ je ortogonalno sa $I 1$ .

Uglovi faktora snage:

Fazna razlika između $V 1$ i $I 1$ definiše ugao faktora snage ϕ_$1$.
Sekundarni faktor snage (raniji za kapacitivna opterećenja) potpuno zavisi od tipa povezanog opterećenja.