Трансформатор у порожньому режимі

Безнавантажене функціонування трансформатора

При безнавантаженому функціонуванні трансформатора його вторинна обмотка відкрита, що елімінує навантаження на стороні вторинної обмотки і призводить до нульового вторинного струму. Первинна обмотка несе невеликий безнавантажений струм I0, який становить 2-10% від номінального струму. Цей струм забезпечує залізні втрати (втрати через гістерезис та вихрові втрати) у серцевині та мінімальні медні втрати у первинній обмотці.

Фазовий кут I0 визначається втратами трансформатора, а коефіцієнт потужності залишається дуже низьким — від 0,1 до 0,15.

Компоненти безнавантаженого струму та діаграма фазорів
Компоненти безнавантаженого струму

Безнавантажений струм I₀ складається з двох компонентів:

• Реактивний (магнітний) компонент Im

• На 90° відхилено від прикладеної напруги V₁

• Створює магнітний потік без споживання потужності

• Активний (потужнісний) компонент I_w

• У фазі з V₁

• Забезпечує залізні втрати та мінімальні медні втрати у первинній обмотці

Кроки побудови діаграми фазорів

• Магнітний компонент I_m у фазі з магнітним потоком ϕ, оскільки він генерує магнітний потік.

• Індуковані ЕДС E₁ та E₂ у первинних/вторинних обмотках відстають від потоку ϕ на 90°.

• Медні втрати у первинній обмотці незначні, а вторинний струм I2 = 0, що елімінує вторинні втрати.

• Безнавантажений струм I0 відстає від V1 на кут ϕ₀ (кут коефіцієнта потужності при безнавантаженні), як показано на діаграмі фазорів.

• Прикладена напруга V₁ зображена рівно протилежно E₁, оскільки їхня різниця при безнавантаженні незначна.

• Активний компонент I_w у фазі з V₁.

• Безнавантажений струм I₀ є сумою фазорів I_m та I_w.

З діаграми фазорів, зображененої вище, можна зробити наступні висновки: