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 Im och arbetsströmmen Iw.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:
