变压器装载

作为静态设备,变压器可以使效率范围高达98%至99%。理想的变压器与实际变压器绝对不同。由于存在绕组电阻,泄漏通量和其他损耗,实际变压器的性能可以偏离理想的变压器。

考虑所有这些效果,以评估变压器的性能在负载或无负载上。本文将有助于一个了解变压器在负载条件下的表现及其属性以及无负载条件。

理想的变压器空载

虽然没有变压器是理想的,但变压器在其设计的运行过程中已接近其理想特性。理想的变压器没有一次绕组和二次绕组的电阻。由一次与二次连接产生的全部通量,因此没有泄漏通量。

而且,由于芯的无限渗透性,它具有无限量的磁通量而不进入饱和。忽略了核心的涡流和滞后损失。当该理想的变压器在无负载上操作时,二次电流为零(次级端子打开),如下图所示。

tf loading 1当主要用电源V的供电源激发时1时,一次绕组引出电流I1在核心中产生必要的通量。该电流称为磁化电流im.随着绕组纯属电感,绕组电阻为零。

由于这种纯电感,磁化电流im滞后电源电压V1通过90度。当前我m产生的交变磁通量与电流Im如图所示。

该磁通量与初级和次级绕组都有链接,并产生EMFS E1和E2在各个绕组中。这些诱导的EMF对电源电压V相反1(这是伦敦法律的局部制作EMFS的原因。因此,E.1与v的幅度相等1但v v v1

同样e.2是V1的反相位,但它的大小取决于次要的匝数,即N2.因此,两个电磁场E1和E2与V1的相位不一致,且如图所示,彼此处于相同的相位。输入变压器的功率是一次电压和电流以及它们之间的余弦角的乘积。

这里,初级电压和初级电流(或磁化电流)之间的相位角是90度。余弦90为零,因此电源输入为零。这是因为在没有负载下,次级或输出功率为零,也是由于理想的功率,损耗也为零。因此,在无负载下的理想变压器的输入功率为零。

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理想带载变压器

考虑加载理想变压器,负载的性质是电感,因此输出或次级电流滞后由输出或次级电压V2通过角度φ如图所示。这个二级电流i2产生反对芯中主通量的二次磁通量。所以mmf n2一世2被称为退磁安培转动。

为了减少二次通量对主通量的影响,主要提取额外的电流i1”。这个电流称为电流的负载分量。安匝N1一世1'平衡n2一世2安培转动,以便净通量保持不变。因此我的目前1'与我的方向相反2它的幅度由我决定1'= n2/ N1×I.2

理想上的负载

现在主电流包括磁化电流来产生磁通量和电流I的负载分量1”。因此,我1= I.m+ I.1”。将上述相量与理想的变压器进行比较,没有负载,主要电流仅产生它们之间的差异。

由于零阻力下降,在次级E中诱导的EMF2等于v2和图中所示的方向相同。

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无负载的实用变压器

实际的变压器由于芯的有限渗透性而导致的各种原因不同,在绕组等各种原因等原因等原因等于。当核心经受交替的磁通量时,涡流和磁滞损耗发生在核心。

这些被称为铁或核心损失。实际变压器的初级绕组具有一定的阻力,因此还存在小的初级铜损失。因此,当实际变压器运行时,需要主要电流来提供核心和绕组损耗。

因此,无负载电流由两个组件组成。第一组分是磁化成分IM,其负责在芯中产生必要的通量。另一个组件是活动或核心损耗分量IC,其提供核心的总损失。所以主要电流

一世O.= I.m+ I.C

由于实际变压器中的绕组电阻,空载电流Io不再被90度角的电压滞后。因此,Io滞后于电压V1的角度为Φo,因此如图所示,不存在负载功率因数。PR没有负担从上面的相量图,

空载电流的磁化分量,Im= I.O.罪Φo

空载电流的铁芯损耗分量,IC= I.O.cosφo.

空载电流大小,IO.=√(我2m+ I.2C

其中φo没有初级电压和电流之间的负载角度。

总电源输入无负载,WO.= V.1×I.O.×cosφo.

应注意,对于设计良好的变压器,初级的载荷电流约为额定或满载电流的3%至5%。亚博彩票下载由于弯曲性小,铜损失差不多。因此,在没有负载上操作的实际变压器的电源输入代表变压器中的铁损,并且在所有负载条件下是恒定的。

W.O.= V.1×I.O.×cosφo=铁损失

具有无负载示例的变压器

假设变压器连接到400v、50hz的电源,运行时变压器空载电流为5A,功率因数为0.3。为此,我们计算了空载电流的磁化分量和铁损。

从上述数据,φO= COS -1(0.3)

= 72.54度

因此,我m= I.O.罪Φo

= 5×SIN 72.54

= 0.953 A.

铁损失,p一世= V.1×I.O.×cosφo.

= 400×5×0.3

= 600瓦

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载荷上的变压器(无绕组抵抗和漏电抗)

当负载连接到变压器时的那一刻,次级电流开始流过负载。取决于在次级连接的负载,二次电流I的幅度和相位2是不同的。

在电阻载荷的情况下,我2与v相位2,如果它是归纳我2滞后V.2并且对于电容负载I2引导V.2.由于二级mmf n2一世2,二次电流i2在核心中设置磁通量φ2。

这种次级磁通与由磁化元件产生的主磁通相对立。这种磁动势称为消磁安培匝。由于磁通的这一反对,在主电子中产生电动势1减少。

由于增加的向量差V增加,主要从供应中抽出更多电流1- E.1.这额外的电流绘图是由于负载,因此称为负载成分的初级电流I2 '。

公关上的负载

该负载分量电流用I2抗相位,并产生磁通Φ2'以中和φ2的效果。因此mmf n1一世2'平衡mmf n2一世2.因此,变压器中的净通量是恒定的,这就是变压器也称为恒定的磁通机。

从上面的讨论,

N1一世2'= n2一世2

一世2'=(n2/ N1)一世2

一世2'= k i2

因此主要电流i1载荷下的变压器有两个组件。第一个是没有负载电流IO,其具有磁化组件IM和核心损耗组件IC

该初级电流通过电源电压通过φO的角度滞后。其他电流是当前I的负载分量2’,与二次电流I反相2.该电流的阶段由连接的负载性质决定。

PR负载量相符

可以注意到,通过忽略实际变压器中的各种液滴如电阻和漏电抗液滴所描述的上述说明。因此,e2与v相同2.以上的三个图显示了具有不同负载运行的变压器的相量图。

一次电流I1是我的电流矢量和O.和我2”。二次电流i2滞后于V.2以角度Φ2为电感负载。在电阻性负载中,I2与e相阶段2并且在电容负载中,我2引导E.2由角度φ2如图所示。

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载荷上的变压器(具有绕组阻力和漏电抗性)

实际变压器绕组具有一定的阻力。这些初级和次级绕组的这些电阻不仅导致电压降1R.1和我2R.2在各自的绕组中,但也是欧姆损失我12R.1和我22R.2

当电流流过主要i时1,绕组阻力导致电压降I1R.1而且由于这个原因,在初级感应电动势不再等于电源电压V1

所以,E.1= V.1- 一世1R.1

类似地,由于I,在次级中引起的EMF不会出现在负载终端上2R.2在次级绕组下降。

所以,V.2= E.2- 一世2R.2

在上述两个等式中,减法应该是向量的。这些液滴是纯电阻的,因此这些液位在相相电流中。

而且,在实际变压器中,除了链接初级和次级绕组的相互或有用的焊剂之外,单独完成通过空气的路径的磁通量的一小部分,单独称为漏漏的相应绕组。

初级泄漏通量由电流I1产生,仅使用初级绕组。并且二次泄漏通量由电流I2产生,仅使用次级绕组。这些泄漏助焊剂导致自诱导的EMFS e2和E2在他们各自的绕组中。

因此,生产e1在主要的情况下,电源电压必须克服主要诱导的EMF。类似地产生辅助端子电压V2,诱导的EMF e2必须克服由于漏磁引起的二次自感电动势。

这些EMF被认为是跨越与绕组串联连接的虚拟电抗的电压降或电抗。因此,我1X1是主要的反应滴和我2X2是次级电抗降。

然后,变压器的基本电压方程变为

E.1= V.1- 一世1R.1- 吉1X1

V.2= E.2- 一世2R.2- 吉2X2

因此,通过考虑泄漏电抗和绕组阻力的影响,可以如下图所示的变压器。

res负载

同时,变压器中一次电流所携带的空载电流需要维持铁芯中的相互磁通,并对铁芯损耗作出反应。在空载等效的情况下,实际有载变压器如下图所示。这也称为变压器的等效电路。

相当于ckt.

下图显示了使用负载操作的变压器的相位图。二次电流i2滞留在负载v上的电压2通过一个角度Φ2,所以负载的功率因数是cos Φ2。”

下我2R.2在次级侧与二次电流相位,而我2X2参考电流i将导线90度2.通过将这些滴剂添加到v2,我们得到诱导的次级EMF e2如图所示。

一世2'当前流入主要电流I对应于二级电流i2.io是没有我的负载电流m和我C组件。因此,流过初级电流的总电流是I的相量和2’和爱娥如图所示。- e1是原液中的感应电动势,磁头是90度。

初级绕组阻力下降1R.1与我相当1泄漏掉落我1X1参考I引导90度1.因此,通过添加-e1和下降我1R.1和我1X1我们获得电压V1,如Phasor图中所示。

phasor tr在ld上

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