En transformator är en statisk enhet som omvandlar elektrisk energi från ett krets till en annan utan att påverka frekvensen genom att höja (eller) sänka spänningen.
Mutualinduktionsteorin förklarar transformatorns funktion. En gemensam magnetisk flöde kopplar samman två elektriska kretsar.
En transformators effekt är den maximala effekt som kan hämtas från den utan att temperaturen i vindningen överskrider de tillåtna gränserna för den typ av isolering som används.
En transformators nominella kapacitet anges i KVA snarare än KW. En transformators effekt kan ofta fastställas genom dess temperaturökning.
Förlusterna i maskinen orsakar temperaturökningen. Kopparförlust är proportionell mot lastström, medan järnförlust är proportionell mot spänning. Därför bestäms den totala förlusten i en transformator av voltampere (VA) & är oberoende av lastens effektfaktor.
Vid vilken effektfaktor som helst kommer en given ström att resultera i samma I2R-förlust.
Denna förlust minskar maskinens produktionsprocess. Effektfaktorn bestämmer utmattningen i kilowatt. Om effektfaktorn sjunker för en given KW-last, ökar lastströmmen motsvarande, vilket genererar högre förluster och en temperaturökning i maskinen.
Av de ovan nämnda skälen anges transformatorer vanligtvis i KVA snarare än KW.
En transformators effektfaktor är mycket låg & lutar när det inte finns någon last. Men effektfaktorn vid last är nästan identisk eller lika med lastens effektfaktor.
Normalt lutar den tomströmmen i en transformator bakom spänningen med cirka 70.
De essentiella komponenterna är följande:
Magnetisk krets bestående av laminerad
Järnkärna & klampsystem
Primär vindning
Sekundär vindning
En tank fylld med isolerande olja
Terminaler (H.T) med bushing
Terminaler (L.T) med bushing
Conservatortank
Andningsventil
Ventilrörs
Vindtemperaturindikator (WTI)
Oljetemperaturindikator (OTI) och
Radiatör
På grund av dess höga elektriska resistans, höga permeabilitet, icke-åldrande egenskaper och låga järnförluster används laminater av specifikt legat siliciumstål (siliciumförhållande 4 till 5%).
I en transformator ger järnkärnan en kontinuerlig enkel magnetisk väg med låg motstånd.
Magnetisk läckage minimeras genom att sektionera och växla primär och sekundär vindning.
Järnkärnans kopplingar bör vara stegade för att undvika en klar luftgap i den magnetiska kretsen, eftersom luftgapet minskar magnetflödet på grund av sin höga resistans.
Strömmen som passerar genom transformatorn har två komponenter. Magnetiseringsström (Im) i kvadratur (900) till den tillämpade spänningen & fasström i fas med den tillämpade spänningen.
Det mesta av den excitationsström som transformatorn tar emot från primär vindningen under tomtillstånd används för att magnetisera banan.
Därför består den excitationsström som transformatorn drar under tomtillstånd huvudsakligen av magnetiseringsström, som används för att generera ett magnetfält i transformatorns kretsar (induktiv natur).
På grund av den induktiva naturen hos lasten kommer transformatorns effektfaktor under tomtillstånd att ligga inom intervallet 0,1 till 0,2.
När en DC-ström tillämpas på transformatorns primär vindning induceras ingen motspänning.
Motspänning är viktig eftersom den begränsar den ström som genereras av maskinen.
I fråga om det saknas motspänning börjar transformatorn dra massiva strömmar, vilket gör att primär vindningen brinner ut.
Därför kommer primär vindningarna att brinna om en direktströmsförsörjning tillämpas på en transformator.
När transformatorns kärnförluster är lika med kopparförlusterna, är transformatorns effektivitet maximerad vid en viss lastfaktor (α).