Трансформатор в холостом режиме

Безнагрузочная работа трансформатора

Когда трансформатор работает в безнагрузочном режиме, его вторичная обмотка отключена, что исключает нагрузку на вторичной стороне и приводит к нулевому вторичному току. В первичной обмотке проходит малый безнагрузочный ток I0, составляющий 2-10% от номинального тока. Этот ток обеспечивает потери железа (потери гистерезиса и вихревые потери) в сердечнике и минимальные потери меди в первичной обмотке.

Угол сдвига I0 определяется потерями трансформатора, при этом коэффициент мощности остается очень низким — от 0,1 до 0,15.

Компоненты безнагрузочного тока и фазорная диаграмма
Компоненты безнагрузочного тока

Безнагрузочный ток I₀  состоит из двух компонентов:

• Реактивный (магнитизирующий) компонент Im

• Перпендикулярно к приложенному напряжению V₁

• Генерирует магнитный поток без потребления энергии

• Активный (мощностной) компонент I_w

• В фазе с V₁

• Обеспечивает потери железа и незначительные потери меди в первичной обмотке

Шаги построения фазорной диаграммы

• Магнитизирующий компонент I_m находится в фазе с магнитным потоком ϕ, так как он генерирует магнитизирующий поток.

• Наведенные ЭДС E₁ и E₂ в первичной и вторичной обмотках отстают от потока ϕ на 90°.

• Потери меди в первичной обмотке незначительны, а вторичный ток I2 = 0, что исключает потери во вторичной обмотке.

• Безнагрузочный ток I0 отстает от V1 на угол ϕ₀ (угол коэффициента мощности без нагрузки), как показано на фазорной диаграмме.

• Приложенное напряжение V₁ рисуется равным и противоположным E₁, так как их разница без нагрузки незначительна.

• Активный компонент I_w находится в фазе с V₁.

• Безнагрузочный ток I₀  является векторной суммой I_m и I_w.

Из приведенной выше фазорной диаграммы можно сделать следующие выводы: