Теорија на трансформаторот при оптеретено и неоптеретено функционирање

Разговарувавме за теоријата на идеалниот трансформатор за подобро разбирање на основната теорија на трансформаторот. Сега ќе минеме низ практичните аспекти еден по еден на електричниот трансформатор и се обидуваме да цртнем векторска дијаграма на трансформаторот во секој чекор. Како што велиме, во идеален трансформатор нема загуби во жежелото, т.е. жежелото е без загуби. Но во практичен трансформатор, има загуби од хистерезис и вихреви стројеви во жежелото.

Теорија на трансформаторот без оптерење

Без оптерење на витките и без индуктивна реактивност

Да претпоставиме дека имаме еден електричен трансформатор со само загуби во жежелото, што значи дека има само загуби во жежелото, но нема загуби од мед и нема индуктивна реактивност на трансформаторот. Кога се применува алтернативна напонска извор во первичната витка, изворот ќе достави ток за магнетизација на жежелото на трансформаторот.

Но овој ток не е фактички ток за магнетизација; тој е малку поголем од фактичката вредност на токот за магнетизација. Токот доставен од изворот има две компоненти, една е токот за магнетизација кој се користи само за магнетизација на жежелото, а другата компонента на изворскиот ток се потрошува за компензација на загубите во жежелото на трансформаторот.

Заблагодарени на оваа компонента на загуби, изворскиот ток во трансформатор без оптерење услови, доставен од изворот како изворски ток, не е точно на 90° задоцнување спрема напонот на изворот, туку го задоцнува аголот θ помал од 90o. Ако тоталниот ток доставен од изворот е Io, тој ќе има една компонента во фаза со напонот V1, а оваа компонента на токот Iw е компонентата на загуби.

Оваа компонента е земена во фаза со напонот на изворот бидејќи е поврзана со активни или работни загуби во трансформаторот. Другата компонента на изворскиот ток е означена како Iμ.

Оваа компонента произведува алтернативен магнетен флукс во жежелото, така што е без мощност; значи, е реактивна дел од изворскиот ток на трансформаторот. Значи, Iμ ќе биде во квадратура со V1 и во фаза со алтернативниот флукс Φ. Така, тоталниот первичен ток во трансформаторот во услови без оптерење може да се претстави како:

Сега видовте колку е просто да се објасни теоријата на трансформаторот без оптерење.

Теорија на трансформаторот под оптерење

Без оптерење на витките и индуктивна реактивност

Сега ќе истражиме поведбата на горенаведениот трансформатор под оптерење, што значи дека оптерењето е поврзано со вторичните терминали. Претпоставете дека имаме трансформатор со загуби во жежелото, но без загуби од мед и индуктивна реактивност. Кога се поврзе оптерење со вторичната витка, оптерењескиот ток ќе почне да текне низ оптерењето како и низ вторичната витка.

Овој оптерењески ток зависи само од карактеристиките на оптерењето и вторичниот напон на трансформаторот. Овој ток е наречен вторичен ток или оптерењески ток, тук е означен како I2. Бидејќи I2 текне низ вторичната витка, производи се сам ММФ (магнетно мотивно силно) во вторичната витка. Тука е N2I2, каде N2 е бројот на витки на вторичната витка на трансформаторот.

Овој ММФ или магнетномотивна сила во вторичната витка производи флукс φ2. Овој φ2 ќе противстои главниот магнетизационен флукс и моментално ќе го ослаби главниот флукс и ќе се обидува да го намали первичниот самопроизведен ЕМФ E1. Ако E1 паѓа под напонот на изворот V1, ќе има дополнителен ток кој текне од изворот до первичната витка.

Овој дополнителен первичен ток I2′ производи дополнителен флукс φ′ во жежелото кој ќе нейтрализира вторичниот контрафлукс φ2. Значи, главниот магнетизационен флукс на жежелото, Φ останува непроменет независно од оптерењето. Така, тоталниот ток, кој трансформаторот го исцедува од изворот, може да се подели на две компоненти.

Првата компонента се користи за магнетизација на жежелото и компензација на загубите во жежелото, т.е. Io. Тоа е компонентата без оптерење на первичниот ток. Втората компонента се користи за компензација на контрафлуксот на вторичната витка. Таа е позната како оптерењеска компонента на первичниот ток. Значи, тоталниот ток без оптерење I1 на електричниот трансформатор со нијакво оптерење на витките и индуктивна реактивност може да се претстави како следи:

Каде θ2 е аголот помеѓу вторичниот напон и вторичниот ток на трансформаторот.
Сега ќе продолжиме кон еден уште по-практичен аспект на трансформаторот.

Теорија на трансформаторот под оптерење, со резистивни витки, но без индуктивна реактивност

Сега, претпоставете оптерењето на витките на трансформаторот, но без индуктивна реактивност. До сега разговарувавме за трансформатор кој има идеални витки, што значи витки без оптерење и индуктивна реактивност, но сега ќе разгледаме трансформатор кој има внатрешно оптерење во витките, но без индуктивна реактивност. Бидејќи витките се р