Kuormituksen ja kuormattoman toiminnan muuntajan teoria

Olemme käsitelleet ideaalimuunnoksen teoriaa paremman ymmärryksen saavuttamiseksi varsinaisesta muunnoskoneen teoriasta. Nyt käymme läpi sähköisen voimanmuunnoksen käytännön näkökohtia yksi kerrallaan ja yritämme piirtää muunnoskoneen vektoridiagrammin jokaisessa vaiheessa. Kuten aiemmin mainitsimme, ideaalimuunnoksessa ei ole ydinmenetyksiä eli muunnoskoneen ydin on menetyksittömä. Käytännössä muunnoskoneessa on kuitenkin hystereesis- ja pyörivän virran menetyksiä muunnoskoneen ytimessä.

Muunnoskoneen teoria tyhjällä latauksella

Ei päänitteen vastusta eikä vuodon reaktanssia

Tarkastellaan sähköistä muunnoskoneetta, jolla on vain ydinmenetyksiä, mikä tarkoittaa, että sillä on vain ydinmenetyksiä, muttei kuparin menetyksiä eikä muunnoskoneen vuodon reaktanssia. Kun vaihteleva lähdettä kytketään ensimmäiseen päänitteeseen, lähdettä tarjoaa virtaa muunnoskoneen ytimen magneutukseen.

Mutta tämä virta ei ole todellinen magneutusvirta; se on hieman suurempi kuin todellinen magneutusvirta. Lähde tarjoama kokonaisvirta koostuu kahdesta komponentista, toinen on magneutusvirta, joka käytetään pelkästään ytimen magneutukseen, ja toinen lähdevirtan komponentti kulutetaan muunnoskoneen ydinmenetysten korvaamiseen.

Tämän ydinmenetyksen komponentin vuoksi lähdenvirta muunnoskoneessa tyhjällä latauksella ei ole tarkasti 90° takana lähdetään tuotannosta, vaan se on takana kulmassa θ, joka on alle 90o. Jos lähdettä tarjottu kokonaisvirta on Io, siitä on yksi komponentti samaa vaihetta lähdetään V1 kanssa, ja tämä virtan komponentti Iw on ydinmenetyksen komponentti.

Tätä komponenttia otetaan samaa vaihetta lähdetään kanssa, koska se liittyy aktiiviisi tai työhön liittyviin menetyksiin muunnoskoneissa. Toisena lähdevirtan komponenttina on merkitty Iμ.

Tämä komponentti tuottaa vaihtelevan magneettifluksen ytimeen, joten se on wattiton; tarkoittaa, että se on reaktiivinen osa muunnoskoneen lähdenvirtaa. Siksi Iμ on quadraturen V1 kanssa ja samaa vaihetta vaihtelevan fluksen Φ kanssa. Siksi muunnoskoneen kokonaisvirta tyhjällä latauksella voidaan esittää seuraavasti:

Nyt olet nähnyt, kuinka yksinkertaista on selittää muunnoskoneen teoria tyhjällä latauksella.

Muunnoskoneen teoria ladattuna

Ei päänitteen vastusta ja vuodon reaktanssia

Nyt tarkastelemme edellä mainitun muunnoskoneen käyttäytymistä ladattuna, mikä tarkoittaa, että lataus on kytketty toiseen päänitteeseen. Tarkastellaan muunnoskoneen, jolla on ydinmenetyksiä, mutta ei kuparin menetyksiä eikä vuodon reaktanssia. Kun lataus on kytketty toiseen päänitteeseen, latausvirta alkaa virtaa latauksen kautta sekä toisen päänitteen kautta.

Tämä latausvirta riippuu ainoastaan ladatuksen ominaisuuksista ja myös toisen päänitteen jännitteestä muunnoskoneessa. Tätä virtaa kutsutaan toiseksi päänitteenvirtaksi tai latausvirtaksi, jossa se on merkitty I2. Koska I2 virtaa toisessa pääniteessa, toisessa pääniteessä syntyy itse MMF. Tässä se on N2I2, jossa N2 on muunnoskoneen toisen päänitteen kierrosten määrä.

Tämä MMF tai magnetomotive force toisessa pääniteessä tuottaa flux φ2. Tämä φ2 vastustaa pääasiallista magneuttavaa fluxia ja hetkellisesti heikentää pääasiallista fluxia ja yrittää vähentää ensimmäisen päänitteen itsensä indusoimaan emf E1. Jos E1 laskee alle ensimmäisen päänitteen lähdetään jännitteen V1, on lisävirta virtaamaan lähdeltä ensimmäiseen päänitteeseen.

Tämä lisävirta I2′ tuottaa lisäflux φ′ ytimeen, joka neutralisoi toisen päänitteen vasta-flux φ2. Siksi ydin magneuttavan fluxin, Φ, pysyy muuttumattomana huolimatta latauksesta. Joten kokonaisvirta, jonka tämä muunnoskone vedetään lähdeltä, voidaan jakaa kahteen komponenttiin.

Ensimmäinen käytetään ytimen magneuttamiseen ja ydinmenetysten korvaamiseen, eli Io. Se on ensimmäisen päänitteen virtan tyhjän latauksen komponentti. Toinen käytetään toisen päänitteen vasta-fluxin korvaamiseen. Sitä kutsutaan ensimmäisen päänitteen latauskomponentiksi. Siksi kokonaisvirta I1 sähköiselle voimanmuunnokselle, jolla ei ole päänitteen vastusta eikä vuodon reaktanssia, voidaan esittää seuraavasti

Missä θ2 on muunnoskoneen toisen päänitteen jänniteen ja toisen päänitteen virran välinen kulma.
Nyt edetään askeleen eteenpäin kohti muunnoskoneen entistä käytännöllisempää näkökulmaa.

Muunnoskoneen teoria ladattuna, jolla on ohutappainen päänite, mutta ei vuodon reaktanssia

Nyt tarkastelemme muunnoskoneen ohutappaiseen päänitteeseen, mutta ei vuodon reaktanssiin. Tähän asti olemme käsitelleet muunnoskoneen, jolla on ideaaliset päänitteen, eli päänitteen ilman vastusta ja vuodon reaktanssia, mutta nyt tarkastelemme muunnoskoneen, jolla on sisäinen vastus pääniteessa, mutta ei vuodon reaktanssia. Koska päänitteen ovat ohutappaisia, niissä olisi jännitelaskenta.

Olemme todist