Biến áp trong điều kiện tải

Trường dữ liệu: Công tắc điện

China

Chế độ hoạt động của biến áp dưới tải

Khi biến áp đang chịu tải, cuộn dây thứ cấp của nó được kết nối với tải, có thể là tải trở, cảm hoặc dung. Một dòng điện $I 2$ chảy qua cuộn dây thứ cấp, với cường độ được xác định bởi điện áp đầu cuối $V 2$ và trở kháng tải. Góc pha giữa dòng điện thứ cấp và điện áp phụ thuộc vào đặc tính của tải.

Giải thích về chế độ hoạt động của biến áp khi có tải

Hành vi hoạt động của biến áp khi có tải được mô tả chi tiết như sau:

Khi cuộn dây thứ cấp của biến áp bị hở mạch, nó sẽ lấy một dòng điện không tải từ nguồn chính. Dòng điện không tải này tạo ra lực từ $N 0 I 0$ , tạo nên dòng từ Φ trong lõi biến áp. Cấu hình mạch của biến áp trong điều kiện không tải được minh họa trong sơ đồ dưới đây:

Tương tác dòng điện tải của biến áp

Khi tải được kết nối với cuộn dây thứ cấp của biến áp, dòng điện $I 2$ chảy qua cuộn dây thứ cấp, tạo ra lực từ (MMF) $N 2 I 2$ . Lực từ này tạo ra dòng từ ϕ2 trong lõi, chống lại dòng từ gốc ϕ theo luật Lenz.

Hiệu ứng góc pha và hệ số công suất trong biến áp

Góc pha giữa $V1$ và $I1$ xác định góc hệ số công suất ϕ1 ở phía sơ cấp của biến áp. Hệ số công suất phía thứ cấp phụ thuộc vào loại tải được kết nối với biến áp:

Đối với tải cảm (như được hiển thị trong sơ đồ vectơ trên), hệ số công suất là tụt hậu.
Đối với tải dung, hệ số công suất là vượt trước.

Dòng điện sơ cấp tổng cộng $I1$ là tổng vectơ của dòng điện không tải $I0$ và dòng điện cân bằng $I'1$ , tức là,

Sơ đồ vectơ của biến áp với tải cảm

Sơ đồ vectơ của biến áp thực tế khi có tải cảm được minh họa dưới đây:

Các bước để vẽ sơ đồ vectơ

Lấy dòng từ Φ làm tham chiếu.
Các điện áp cảm ứng $E 1$ và $E 2$ tụt hậu so với dòng từ 90°.
Thành phần điện áp sơ cấp cân bằng $E 1$ được ký hiệu là $V' 1$ (tức là, $V'1 = -E1)$ .
Dòng điện không tải $I0$ tụt hậu so với $V' 1$ 90°.
Đối với tải có hệ số công suất tụt hậu, dòng điện $I 2$ tụt hậu so với $E 2$ với góc ϕ_2.
Điện trở cuộn dây và phản ứng rò rỉ gây ra sự sụt áp, làm cho điện áp đầu cuối thứ cấp: $V 2 = E 2 − (sự sụt áp)$

$I 2 R$ ₂ cùng pha với $I 2$ .
$I 2 X 2$ vuông pha với $I 2$ .

Dòng điện sơ cấp $I 1$ là tổng vectơ của $I' 1$ và $I0$ , trong đó $I' 1 = -I 2$ .
Điện áp sơ cấp: $V1 = V'1 + (sụt áp sơ cấp)$

$I 1 R 1$ cùng pha với $I 1$ .
$I 1 X 1$ vuông pha với $I 1$ .

Hiệu ứng góc pha giữa $V 1$ và $I 1$ xác định góc hệ số công suất sơ cấp ϕ1.
Hệ số công suất thứ cấp:

Tụt hậu cho tải cảm (như trong sơ đồ vectơ).
Vượt trước cho tải dung.

Các bước để vẽ sơ đồ vectơ cho tải dung

Lấy dòng từ Φ làm tham chiếu.
Các điện áp cảm ứng $E 1$ và $E 2$ tụt hậu so với dòng từ 90°.
Thành phần điện áp sơ cấp cân bằng $E 1$ được ký hiệu là $V' 1$ (tức là, $V' 1 = -E 1$ ).
Dòng điện không tải $I 0$ tụt hậu so với $V' 1$ 90°.
Đối với tải có hệ số công suất vượt trước, dòng điện $I 2$ vượt trước so với $E 2$ với góc ϕ_$2$.
Điện trở cuộn dây và phản ứng rò rỉ gây ra sự sụt áp, làm cho điện áp đầu cuối thứ cấp: $V 2 = E 2 − (sụt áp)$

$I 2 R 2$ cùng pha với $I 2$ .
$I 2 X 2$ vuông pha với $I 2$ .

Dòng điện cân bằng $I' 1 = -I 2$ (bằng nhau về cường độ, ngược pha so với $I 2$ ).
Dòng điện sơ cấp $I 1$ là tổng vectơ của $I' 1$ và $I 0$ : $I^{1} = I^{1 ′} + I^{0}$
Điện áp sơ cấp $V 1$ là tổng vectơ của $V' 1$ và sụt áp sơ cấp: $V 1 = V' 1 +(sụt áp sơ cấp)$

$I 1 R 1$ cùng pha với $I 1$ .
$I 1 X 1$ vuông pha với $I 1$ .

Góc hệ số công suất:

Hiệu ứng góc pha giữa $V 1$ và $I 1$ xác định góc hệ số công suất sơ cấp ϕ_$1$.
Hệ số công suất thứ cấp (vượt trước cho tải dung) hoàn toàn phụ thuộc vào loại tải được kết nối.

Đóng góp và khuyến khích tác giả!

Chủ đề:

Biến áp

Máy móc

Về chuyên gia

Edwiin

China

Lĩnh vực chuyên môn

Power switch

Bài viết chuyên ngành

388

Đề xuất

Thêm

Tại sao lõi biến áp chỉ được nối đất tại một điểm duy nhất? Việc nối đất nhiều điểm không phải đáng tin cậy hơn sao?

Tại sao lõi biến áp cần phải được nối đất?Trong quá trình hoạt động, lõi biến áp cùng với các cấu trúc kim loại, bộ phận và thành phần cố định lõi và cuộn dây đều nằm trong một điện trường mạnh. Dưới ảnh hưởng của điện trường này, chúng có tiềm năng tương đối cao so với mặt đất. Nếu lõi không được nối đất, sẽ có sự chênh lệch tiềm năng giữa lõi và các cấu trúc kẹp và thùng chứa được nối đất, điều này có thể dẫn đến phóng điện gián đoạn.Ngoài ra, trong quá trình hoạt động, một từ trường mạnh bao

Vziman

01/29/2026

Điểm khác biệt giữa biến áp chỉnh lưu và biến áp nguồn là gì

Biến áp chỉnh lưu là gì?"Chuyển đổi điện năng" là thuật ngữ chung bao gồm chỉnh lưu, nghịch lưu và chuyển tần số, trong đó chỉnh lưu được sử dụng rộng rãi nhất. Thiết bị chỉnh lưu chuyển đổi điện xoay chiều đầu vào thành điện một chiều đầu ra thông qua quá trình chỉnh lưu và lọc. Biến áp chỉnh lưu đóng vai trò như biến áp nguồn cho các thiết bị chỉnh lưu. Trong ứng dụng công nghiệp, hầu hết nguồn điện một chiều được lấy bằng cách kết hợp biến áp chỉnh lưu với thiết bị chỉnh lưu.Biến áp nguồn là

Vziman

01/29/2026

Cách Xác Định Phát Hiện và Sửa Chữa Lỗi Lõi Biến áp

1. Nguy cơ, nguyên nhân và loại lỗi nối đất đa điểm trong lõi biến áp1.1 Nguy cơ của lỗi nối đất đa điểm trong lõiTrong quá trình hoạt động bình thường, lõi biến áp phải được nối đất tại một điểm duy nhất. Trong quá trình hoạt động, các trường từ xoay quanh cuộn dây. Do cảm ứng điện từ, tồn tại các điện dung ký sinh giữa cuộn dây cao áp và cuộn dây thấp áp, giữa cuộn dây thấp áp và lõi, và giữa lõi và vỏ. Các cuộn dây có điện kết hợp thông qua các điện dung ký sinh này, gây ra cho lõi phát triển

Vziman

01/27/2026

Một thảo luận ngắn về việc lựa chọn biến áp nối đất trong trạm tăng áp

Một thảo luận ngắn gọn về việc lựa chọn biến áp nối đất trong các trạm tăng ápBiến áp nối đất, thường được gọi là "biến áp nối đất," hoạt động dưới điều kiện không tải trong quá trình vận hành lưới điện bình thường và quá tải trong trường hợp lỗi ngắn mạch. Theo sự khác biệt về môi trường làm đầy, các loại thông thường có thể được chia thành biến áp ngâm dầu và biến áp khô; theo số pha, chúng có thể được phân loại thành biến áp ba pha và biến áp một pha. Biến áp nối đất tạo ra điểm trung tính nh

Vziman

01/27/2026