Трансформатордың жүкте және жүктесіз режимдеріндегі құрылымының теориясы
Біз идеалды трансформатордың теориясын терең түсіндіру үшін айқын трансформатор теориясын талқыладык. Енді біз электр энергиясы трансформаторының практикалық аспекттерін және әр қадамда трансформатордың векторлық диаграммасын салуға арналған. Біздің айтқандай, идеалды трансформаторда трансформатордың магниттік құрылымында қойылыс жоқ, яғни, трансформатордың магниттік құрылымы қойылыссыз. Бірақ практикалық трансформаторда, магниттік құрылымда гистерезис және вихревий токтар қойылысы болады.
Трансформатордың жүктесіз режимдегі теориясы
Жіптердің қарсылығы және жұмысқа шығу реактивтік емес болатын трансформатор
Егерде трансформаторда тек магниттік құрылымдағы қойылыс болса, яғни, трансформаторда тек магниттік құрылымдағы қойылыс, бірақ жиынтық қойылыс және трансформатордың жұмысқа шығу реактивтік емес болса, қаржыландыру кезінде негізгі жиынтық трансформатордың магниттік құрылымын магниттікке айналдыратын ток береді.
Бұл ток нақты магниттік ток емес, ол нақты магниттік токтан аз. Жиынтық трансформатордан берілетін ток екі компоненттен тұрады: бірі - магниттік құрылымды магниттікке айналдыратын ток, екіншісі - трансформатордың магниттік құрылымындағы қойылыстарды компенсейт ету үшін пайдаланылатын ток.
Соңғы қойылыс компонентінің себепшілігінен, трансформатордың жүктесіз режимінде жиынтық трансформатордан берілетін ток қаржыландыру напрямдамасына 90° артық емес, бірақ ол өлшемдері θ 90о меншіктен аз болады. Егерде жиынтық трансформатордан берілетін ток Io болса, оның V1 қаржыландыру напрямдамасымен фазада бірдей компоненті Iw болады, бұл компонент қойылыс компоненті болып табылады.
Бұл компонент қаржыландыру напрямдамасымен фазада бірдей қойылған, себебі ол трансформатордағы активті немесе иестерлік қойылыстармен байланысты. Жиынтық трансформатордан берілетін токтың басқа компоненті Iμ деп белгіленеді.
Бұл компонент магниттік құрылымда алмастыру магниттік потенциалды жасайды, сондықтан ол ваттсыз, яғни, трансформатордың жиынтық токтың реактивтік бөлігі. Сондықтан Iμ V1 мен фазада бірдей, ал Ф потенциалымен фазада бірдей. Сондықтан, трансформатордың жүктесіз режимінде негізгі жиынтық ток былай көрсетіледі:
Енді сіз трансформатордың теориясын жүктесіз режимде қалай түсіндіруге қолайлы екендігін көрдіңіз.
Трансформатордың жүкке қосылған режимдегі теориясы
Жіптердің қарсылығы және жұмысқа шығу реактивтік емес болатын трансформатор
Енді біз жүкке қосылған трансформатордың поведикасын зерттейміз, яғни, жүк екінші жіптің шығыс терезелеріне қосылған. Келесі трансформаторда магниттік құрылымдағы қойылыс, бірақ жиынтық қойылыс және жұмысқа шығу реактивтік емес. Егерде жүк екінші жіптің шығыс терезелеріне қосылса, жүк токы жүкке және екінші жіпке өтеді.
Бұл жүк токы жүктің қасиеттеріне және трансформатордың екінші жіптің напрямдамасына байланысты. Бұл ток екінші жіптің немесе жүк токы деп аталады, бұл I2 деп белгіленеді. I2 екінші жіп арқылы өткенде, екінші жіптің MMF (магнеттік момент) жасалады. Бұл N2I2, мұнда N2 - трансформатордың екінші жіптің виткаларының саны.
Екінші жіптің MMF (магнеттік момент) флюкс φ2 жасайды. Бұл φ2 негізгі магниттік флюкстің қарсы тағын жасап, негізгі флюкс және бірінші жіптің EMF E1 қысуына тырысады. Егер E1 бірінші жіптің қаржыландыру напрямдамасы V1 ден төмен болса, бірінші жіптің қаржыландыру напрямдамасынан бірінші жіптің токынан артық ток өтеді.
Бұл артық бірінші жіптің токы I2′ магниттік құрылымдағы φ′ флюкс жасайды, бұл екінші жіптің φ2 қарсы флюксін басып тастайды. Сондықтан, магниттік құрылымдың негізгі магниттік флюксі, Ф, жүкке байланысты өзгеріссіз қалады. Сондықтан, трансформатордың жиынтық токы екі компоненттен тұрады.
Біріншісі - магниттік құрылымды магниттікке айналдыру және магниттік құрылымдағы қойылыстарды компенсейт ету үшін, Io. Бұл - трансформатордың жүктесіз режиміндегі бірінші жіптің токының компоненті. Екіншісі - екінші жіптің қарсы флюксін компенсейт ету үшін, бұл - трансформатордың жүк режиміндегі бірінші жіптің токының компоненті. Сондықтан, трансформатордың жүктесіз режиміндегі жалпы бірінші жіптің токы I1 мына формуламен көрсетіледі
Мұнда θ2 - трансформатордың екінші жіптің напрямдамасы мен токының арасындағы бұрыш.
Енді біз трансформатордың жақсырақ практикалық аспектіне қараймыз.
