Omvandlarens ekvivalentkrets

Ekvivalentkretsschemat för ett enhet kan vara extremt användbart för att förutse hur enheten kommer att bete sig under olika driftsförhållanden. Det är i grunden en krets-baserad framställning av ekvationerna som beskriver enhetens prestanda.

Det förenklade ekvivalentkretsschemat för en transformator konstrueras genom att representera alla transformatorns parametrar antingen på sekundärsidan eller primärsidan. Ekvivalentkretsschemat för transformatorn visas nedan:

Låt oss betrakta ekvivalentkretsen för en transformator med transformationsförhållandet K = E₂/E₁. Den inducerade elektromotoriska kraften E₁ är ekvivalent med den tillämpade spänningen V₁ minus spänningsfallet i primärlindningen. Denna spänning ger upphov till tomgångsströmmen I₀ i primärlindningen. Eftersom värdet av tomgångsströmmen är extremt litet, ignoreras det ofta i många analyser. Därför  I1≈I1′. Tomgångsströmmen I₀ kan vidare dekomponeras i två komponenter: magnetiseringsströmmen I_m och arbetsströmmen I_w.Dessa två komponenter av tomgångsströmmen är resultatet av strömmen som dras av en icke-induktiv resistans R₀ och en ren reaktans X₀, över vilken spänningen är E₁ (eller motsvarande, V1−spänningsfallet i primärlindningen).

Terminalspänningen V₂ över belastningen är lika med den inducerade elektromotoriska kraften E₂ i sekundärlindningen minus spänningsfallet i sekundärlindningen.

Ekvivalentkrets med alla kvantiteter hänvisade till primärsidan

I detta scenario behöver alla parametrar hänvisas till primärsidan för att konstruera transformatorns ekvivalentkrets, som visas i figuren nedan:

Följande är värdena för resistans och reaktans nedan

Sekundärresistansen hänvisad till primärsidan ges som:

Den ekvivalenta resistansen hänvisad till primärsidan ges som:

Sekundärreaktansen hänvisad till primärsidan ges som:

Den ekvivalenta reaktansen hänvisad till primärsidan ges som:

Ekvivalentkrets med alla kvantiteter hänvisade till sekundärsidan

Följande är ekvivalentkretsschemat för transformatorn när alla parametrar hänvisas till sekundärsidan.

Följande är värdena för resistans och reaktans nedan

Primärresistansen hänvisad till sekundärsidan ges som

Den ekvivalenta resistansen hänvisad till sekundärsidan ges som

Primärreaktansen hänvisad till sekundärsidan ges som

Den ekvivalenta reaktansen hänvisad till sekundärsidan ges som

Förenklat ekvivalentkretsschema för transformator

Eftersom tomgångsströmmen I₀ vanligtvis utgör endast 3 till 5% av fullbelastningsströmmen, kan parallellgrenen bestående av resistansen R₀ och reaktansen X₀ utelämnas utan att introducera signifikanta fel vid analys av transformatorns beteende under belastade förhållanden.

Vidare förenkling av transformatorns ekvivalentkrets åstadkoms genom att ignorera denna parallella R₀-X₀ gren. Det förenklade kretsschemat för transformatorn visas nedan: