Ekvivalentní obvod transformátoru
Ekvivalentní elektrické schéma jakéhokoli zařízení může být extrémně užitečné pro predikci chování zařízení pod různými pracovními podmínkami. Je to vlastně obvodová reprezentace rovnic popisujících výkon zařízení.
Zjednodušené ekvivalentní schéma transformátoru je sestaveno tak, že jsou všechny parametry transformátoru vyjádřeny buď na sekundární straně, nebo na primární straně. Ekvivalentní obvodové schéma transformátoru je zobrazeno níže:
Uvažme ekvivalentní obvod transformátoru s poměrem transformace K = E2/E1. Indukovaná elektromotorická síla E1 je ekvivalentní primární aplikované napětí V1 minus případný klesnutí napětí na primární straně. Toto napětí způsobuje prázdný proud I0 v primárním cívečním balení transformátoru. Protože hodnota prázdného proudu je extrémně malá, často se v mnoha analýzách zanedbává. Následně I1≈I1′. Prázdný proud I0 lze dále rozložit na dva komponenty: magnetizační proud Im a pracovní proud Iw. Tyto dva komponenty prázdného proudu jsou výsledkem proudu těkaného nenadivitelným odporem R0 a čistým reactancem X0, přes které je napětí E1 (nebo ekvivalentně V1−klesnutí napětí na primární straně).
Napětí na terminálech V2 přes zatížení je rovno indukované elektromotorické síle E2 v sekundárním cívečním balení minus klesnutí napětí v sekundárním cívečním balení.
Ekvivalentní obvod se všemi veličinami odkazovanými na primární stranu
V tomto scénáři, aby byl sestaven ekvivalentní obvod transformátoru, musí být všechny parametry odkazovány na primární stranu, jak je znázorněno na následujícím obrázku:
Níže jsou uvedeny hodnoty odporu a reactance
Sekundární odpor odkazovaný na primární stranu je dán jako:
Ekvivalentní odpor odkazovaný na primární stranu je dán jako:
Sekundární reactance odkazovaná na primární stranu je dán jako:
Ekvivalentní reactance odkazovaná na primární stranu je dán jako:
Ekvivalentní obvod se všemi veličinami odkazovanými na sekundární stranu
Níže je ekvivalentní obvodové schéma transformátoru, když jsou všechny parametry odkazovány na sekundární stranu.
Níže jsou uvedeny hodnoty odporu a reactance
Primární odpor odkazovaný na sekundární stranu je dán jako
Ekvivalentní odpor odkazovaný na sekundární stranu je dán jako
Primární reactance odkazovaná na sekundární stranu je dán jako
Ekvivalentní reactance odkazovaná na sekundární stranu je dán jako
Zjednodušené ekvivalentní schéma transformátoru
Protože prázdný proud I0 typicky představuje pouze 3 až 5 % plného zátěžového nominálního proudu, lze paralelní větev s odporem R0 a reactancí X0 vynechat bez zavádějících chyb při analýze chování transformátoru za zatížených podmínek. Další zjednodušení ekvivalentního obvodu transformátoru je dosaženo vynecháním této paralelní R0-X0 větve. Zjednodušené schéma obvodu transformátoru je následující:
