Transformator w stanie bez obciążenia

Bezobciążone działanie transformatora

Gdy transformator działa w warunkach bezobciążenia, jego wiatrak wtórny jest otwarty, eliminując obciążenie na stronie wtórnej i powodując zerowy prąd wtórny. Wiatrak pierwotny przeprowadza mały prąd bezobciążeniowy I0, składający się od 2 do 10% prądu znamionowego. Ten prąd dostarcza strat żelaznych (strat hysteresyjnych i wirowych) w rdzeniu oraz minimalne straty miedziane w wiatraku pierwotnym.

Kąt opóźnienia I0 jest określany przez straty transformatora, przy czym współczynnik mocy pozostaje bardzo niski – w zakresie od 0,1 do 0,15.

Składowe prądu bezobciążeniowego i diagram fazorów
Składowe prądu bezobciążeniowego

Prąd bezobciążeniowy I₀ składa się z dwóch składowych:

• Reaktywna (magnetyzująca) składowa Im

• W kwadraturze z napięciem zastosowanym V₁

• Generuje strumień magnetyczny bez zużycia mocy

• Aktywna (mocowa) składowa I_w

• W fazie z V₁

• Dostarcza strat żelaznych i minimalnych strat miedzianych w wiatraku pierwotnym

Kroki konstrukcji diagramu fazorów

• Składowa magnetyzująca I_m jest w fazie ze strumieniem magnetycznym ϕ, ponieważ generuje strumień magnetyczny.

• Napotkane EMF E₁ i E₂ w wiatrakach pierwotnym i wtórnym są opóźnione względem strumienia magnetycznego ϕ o 90°.

• Straty miedziane w wiatraku pierwotnym są zaniedbywalne, a prąd wtórny I2 = 0, eliminując straty wtórne.

• Prąd bezobciążeniowy I0 opóźnia V1 o kąt ϕ₀ (kąt współczynnika mocy bezobciążeniowego), jak pokazano na diagramie fazorów.

• Zastosowane napięcie V₁ jest rysowane równe i przeciwne E₁, ponieważ ich różnica w stanie bezobciążenia jest zaniedbywalna.

• Składowa aktywna I_w jest w fazie z V₁.

• Prąd bezobciążeniowy I₀ jest sumą fazorową I_m i I_w.

Na podstawie powyższego diagramu fazorów można wyciągnąć następujące wnioski: