Μετατροπέας υπό συνθήκη κενής φορτίας

Λειτουργία Μετατροπέα χωρίς Φορτίο

Όταν ένας μετατροπέας λειτουργεί υπό συνθήκες χωρίς φορτίο, το δευτερεύον πλέξον του είναι ανοιχτό, εξαλείφοντας το φορτίο στη δευτερεύουσα πλευρά και αποτελεί σε μηδενικό ρεύμα δευτερεύουσας. Το πρωτεύον πλέξον φέρει ένα μικρό ρεύμα χωρίς φορτίο I0, που αποτελεί 2 έως 10% του νομιμοποιημένου ρεύματος. Αυτό το ρεύμα παρέχει σιδηρούχες απώλειες (απώλειες από βιβλιοθήκη και απώλειες από στροβίλιο) στην πύραμα και ελάχιστες απώλειες χαλκού στο πρωτεύον πλέξον.

Η γωνία καθυστέρησης του I0 καθορίζεται από τις απώλειες του μετατροπέα, με τον συντελεστή δύναμης να παραμένει πολύ χαμηλός—μεταξύ 0,1 και 0,15.

Συνιστώσες Ρεύματος χωρίς Φορτίο και Διάγραμμα Φασορικών
Συνιστώσες Ρεύματος χωρίς Φορτίο

Το ρεύμα χωρίς φορτίο I₀ αποτελείται από δύο συνιστώσες:

• Ρεακτιβή (Μαγνητοποιητική) Συνιστώσα Im

• Εν τεταρτοκύκλιο με την εφαρμοσμένη τάση V₁

• Δημιουργεί πυρήνιο ρεύμα χωρίς κατανάλωση δύναμης

• Ακτίβη (Ισχυσιακή) Συνιστώσα I_w

• Εν φάση με την V₁

• Παρέχει σιδηρούχες απώλειες και μικρές απώλειες χαλκού στο πρωτεύον πλέξον

Βήματα Κατασκευής Διαγράμματος Φασορικών

• Η μαγνητοποιητική συνιστώσα I_m είναι εν φάση με το μαγνητικό ρεύμα ϕ, καθώς δημιουργεί το μαγνητοποιητικό ρεύμα.

• Οι εκτελούμενες ηλεκτροδυναμικές δυνάμεις E₁ και E₂ στα πρωτεύον/δευτερεύον πλέξονα καθυστερούν το ρεύμα ϕ κατά 90°.

• Οι απώλειες χαλκού στο πρωτεύον είναι αμελητέες, και το δευτερεύον ρεύμα I2 = 0, εξαλείφοντας τις δευτερεύουσες απώλειες.

• Το ρεύμα χωρίς φορτίο I0 καθυστερεί την V1 κατά γωνία ϕ₀ (γωνία συντελεστή δύναμης χωρίς φορτίο), όπως απεικονίζεται στο διάγραμμα φασορικών.

• Η εφαρμοσμένη τάση V₁ σχεδιάζεται ίση και αντίθετη στην E₁, καθώς η διαφορά τους χωρίς φορτίο είναι αμελητέα.

• Η ακτίβη συνιστώσα I_w είναι εν φάση με την V₁.

• Το ρεύμα χωρίς φορτίο I₀ είναι το φασορικό άθροισμα του I_m και I_w.

Από το διάγραμμα φασορικών που έχει σχεδιαστεί παραπάνω, προκύπτουν οι παρακάτω συμπεράσματα: