Transformer sa Pagkakataon na Nakalagay ng Load

Edwiin

Larangan: Pansakto ng kuryente

China

Pag-operasyon ng Transformer sa ilalim ng mga Kondisyon ng Load

Kapag ang isang transformer ay nasa ilalim ng load, ang kanyang secondary winding ay konektado sa isang load, na maaaring resistive, inductive, o capacitive. Ang isang current $I 2$ ay lumilipad sa pamamagitan ng secondary winding, na may sukat na napagpasiyahan ng terminal voltage $V 2$ at load impedance. Ang phase angle sa pagitan ng secondary current at voltage ay depende sa mga katangian ng load.

Paglalarawan ng Pag-operasyon ng Transformer sa ilalim ng Load

Ang pag-uugali ng operasyon ng isang transformer sa ilalim ng load ay detalyado bilang sumusunod:

Kapag ang secondary ng transformer ay open-circuited, ito ay humihingi ng no-load current mula sa pangunahing supply. Ang no-load current na ito ay nagpapakilos ng magnetomotive force $N 0 I 0$ , na nagtatatag ng flux Φ sa core ng transformer. Ang configuration ng circuit ng transformer sa ilalim ng kondisyon ng walang load ay ipinapakita sa diagrama sa ibaba:

Interaksiyon ng Load Current ng Transformer

Kapag ang isang load ay konektado sa secondary ng transformer, ang current $I 2$ ay lumilipad sa pamamagitan ng secondary winding, na nagpapakilos ng magnetomotive force (MMF) $N 2 I 2$ . Ang MMF na ito ay nagpapakilos ng flux ϕ2 sa core, na kontra sa orihinal na flux ϕ batay sa Lenz's law.

Difference ng Phase at Power Factor sa Transformer

Ang phase difference sa pagitan ng $V1$ at $I1$ ay nagtutukoy sa power factor angle ϕ1 sa primary side ng transformer. Ang secondary-side power factor ay depende sa uri ng load na konektado sa transformer:

Para sa inductive load (tulad ng ipinapakita sa phasor diagram sa itaas), ang power factor ay lagging.
Para sa capacitive load, ang power factor ay leading.

Ang kabuuang primary current $I1$ ay ang vector sum ng no-load current $I0$ at ang counter-balancing current $I'1$ , i.e.,

Phasor Diagram ng Transformer na may Inductive Load

Ang phasor diagram ng aktwal na transformer sa ilalim ng inductive loading ay ipinapakita sa ibaba:

Mga Hakbang para Makonstruyi ang Phasor Diagram

Tumanggap ng flux Φ bilang reference.
Induced emfs $E 1$ at $E 2$ lag the flux by 90°.
Ang primary applied voltage component balancing $E 1$ ay tinatawag na $V' 1$ (i.e., $V'1 = -E1)$ .
No-load current $I0$ lags $V' 1$ by 90°.
Para sa lagging power factor load, ang current $I 2$ lags $E 2$ by angle ϕ_2.
Winding resistance and leakage reactance cause voltage drops, making the secondary terminal voltage: $V 2 = E 2 − (voltage drops)$

$I 2 R$ ₂ is in phase with $I 2$ .
$I 2 X 2$ is orthogonal to $I 2$ .

Primary current $I 1$ is the phasor sum of $I' 1$ and $I0$ , where $I' 1 = -I 2$ .
Primary applied voltage: $V1 = V'1 + (primary voltage drops)$

$I 1 R 1$ is in phase with $I 1$ .
$I 1 X 1$ is orthogonal to $I 1$ .

The phase difference between $V 1$ and $I 1$ defines the primary power factor angle ϕ1.
Secondary power factor:

Lagging for inductive loads (as in the phasor diagram).
Leading for capacitive loads.

Mga Hakbang para Gumuhit ng Phasor Diagram para sa Capacitive Load

Tumanggap ng flux Φ bilang reference.
Induced emfs $E 1$ at $E 2$ lag the flux by 90°.
The primary applied voltage component balancing $E 1$ is denoted as $V' 1$ (i.e., $V' 1 = -E 1$ ).
No-load current $I 0$ lags $V' 1$ by 90°.
For a leading power factor load, current $I 2$ leads $E 2$ by angle ϕ_$2$.
Winding resistance and leakage reactance cause voltage drops, making the secondary terminal voltage: $V 2 = E 2 − (voltage drops)$

$I 2 R 2$ is in phase with $I 2$ .
$I 2 X 2$ is orthogonal to $I 2$ .

Counter-balancing current $I' 1 = -I 2$ (equal in magnitude, opposite in phase to $I 2$ ).
Primary current $I 1$ is the phasor sum of $I' 1$ and $I 0$ : $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
Primary applied voltage $V 1$ is the phasor sum of $V' 1$ and primary voltage drops: $V 1 = V' 1 +(primary voltage drops)$

$I 1 R 1$ is in phase with $I 1$ .
$I 1 X 1$ is orthogonal to $I 1$ .

Power factor angles:

The phase difference between $V 1$ and $I 1$ defines the primary power factor angle ϕ_$1$.
The secondary power factor (leading for capacitive loads) depends entirely on the connected load type.