Transformer na brezobremenem stanju

Delovanje transformatorja brez obremenitve

Ko transformator deluje v stanju brez obremenitve, je njegov sekundarni viklenj odprt, kar izključi obremenitev na sekundarni strani in rezultira v ničelni tok na sekundarni strani. Primarni viklenj nese majhen tok brez obremenitve I0, sestavljen iz 2 do 10 % imenovane moči. Ta tok oskrbuje železne izgube (histeretske in indukcijske izgube) v jedru in minimalne bakrene izgube v primarnem viklenju.

Zakasnelost kota I0 je določena s izgubami v transformatorju, z energijskim faktorjem, ki ostaja zelo nizek – med 0,1 in 0,15.

Komponente toka brez obremenitve in fazorski diagram
Komponente toka brez obremenitve

Tok brez obremenitve I₀ sestoji iz dveh komponent:

• Reaktivna (magnetizacijska) komponenta Im

• V kvadraturi s priključeno napetostjo V₁

• Generira magnetno tokovno gustomerno brez porabe energije

• Aktivna (moščnostna) komponenta I_w

• V fazi s V₁

• Oskrbi železne izgube in manjše bakrene izgube v primarnem viklenju

Koraki za izgradnjo fazorskega diagrama

• Magnetizacijska komponenta I_m je v fazi z magnetnim tokovnim gustomerom ϕ, saj generira magnetizacijski tokovni gustomer.

• Nujeni elektromotorni naporji E₁ in E₂ v primarnem/sekundarnem viklenju zakasnejeta za tokovnim gustomerom ϕ za 90°.

• Bakrene izgube v primarnem viklenju so zanemarljive, in tok na sekundarni strani I2 = 0, kar izključi sekundarne izgube.

• Tok brez obremenitve I0 zakasne V1 za kot ϕ₀ (kot energijskega faktorja brez obremenitve), kot je prikazano v fazorskem diagramu.

• Priključena napetost V₁ je narisana enaka in nasprotna E₁, saj je njihova razlika brez obremenitve zanemarljiva.

• Aktivna komponenta I_w je poravnana v fazi s V₁.

• Tok brez obremenitve I₀ je fazorska vsota I_m in I_w.

Iz zgornjega fazorskega diagrama sledijo naslednji sklepi: