Еквівалентна схема трансформатора
Еквівалентна схема будь-якого пристрою може бути надзвичайно корисною для прогнозування поведінки пристрою при різних умовах роботи. Це по суті схемне зображення рівнянь, які описують характеристики пристрою.
Спрощена еквівалентна схема трансформатора будується шляхом представлення всіх параметрів трансформатора на вторинній або первинній стороні. Еквівалентна схема трансформатора представлена нижче:
Нехай еквівалентна схема трансформатора має коефіцієнт перетворення K = E2/E1. Викликаний електромагнітний напруга E1 еквівалентний до застосованої первинної напруги V1 мінус спад напруги на первинній стороні. Ця напруга викликає безнавантажений струм I0 у первинному витку трансформатора. Оскільки значення безнавантаженого струму дуже мале, його часто ігнорують у багатьох аналізах.Тому, I1≈I1′. Безнавантажений струм I0 можна подати як суму двох компонентів: магнітного струму Im та робочого струму Iw.Ці два компоненти безнавантаженого струму є результатом струму, що проходить через неіндуктивне опор R0 та чистий реактивний опір X0, на який припадає напруга E1 (або еквівалентно, V1−спад напруги на первинній стороні).
Напруга на терміналах V2 на навантаженні дорівнює викликаній електромагнітній напрузі E2 у вторинному витку мінус спад напруги у вторинному витку.
Еквівалентна схема з усіма величинами, віднесеними до первинної сторони
У цьому випадку, для побудови еквівалентної схеми трансформатора, всі параметри потрібно віднести до первинної сторони, як показано на малюнку нижче:
Нижче наведені значення опору та реактивного опору
Вторинний опір, віднесений до первинної сторони, визначається як:
Еквівалентний опір, віднесений до первинної сторони, визначається як:
Вторинний реактивний опір, віднесений до первинної сторони, визначається як:
Еквівалентний реактивний опір, віднесений до первинної сторони, визначається як:
Еквівалентна схема з усіма величинами, віднесеними до вторинної сторони
Нижче наведено еквівалентну схему трансформатора, коли всі параметри віднесені до вторинної сторони.
Нижче наведені значення опору та реактивного опору
Первинний опір, віднесений до вторинної сторони, визначається як
Еквівалентний опір, віднесений до вторинної сторони, визначається як
Первинний реактивний опір, віднесений до вторинної сторони, визначається як
Еквівалентний реактивний опір, віднесений до вторинної сторони, визначається як
Спрощена еквівалентна схема трансформатора
Оскільки безнавантажений струм I0 зазвичай становить лише 3-5% від повної навантаженої номінальної величини струму, паралельна гілка, що складається з опору R0 та реактивного опору X0 може бути опущена без значних помилок при аналізі поведінки трансформатора під навантаженням.
Додаткова спрощення еквівалентної схеми трансформатора досягається шляхом ігнорування цієї паралельної R0-X0 гілки. Спрощена схема трансформатора виглядає так:
