Jednofázový transformátor - chod při zatížení
Tato lekce se zabývá chodem jednofázového transformátoru při zatížení.
Princip činnosti chodu transformátoru při zatížení
Transformátor pracuje při zatížení tehdy, jestliže se jeho vstupní vinutí připojí ke zdroji střídavého napětí a k výstupnímu vinutí se připojí zátěž. Zátěž může být činná, indukční, kapacitní. V praxi se nejčastěji vyskytuje zátěž induktivního charakteru. U skutečného transformátoru je třeba respektovat nejen magnetizační proud, ale i činné odpory obou vinutí a rozptylový magnetizační tok.
Náhradní schéma transformátoru při zatížení
Obr. 1: Náhradní schéma [1]
Obr. 2: Fázorový diagram [2]
Poznámky:
- Při zatížení prochází výstupním vinutím zatěžovací proud I2, který vyvolá vznik magnetického toku Φ2, který má opačný směr než magnetický tok Φ1, který je vybuzen proudem I1.
- Kolem výstupního vinutí se uzavírá rozptylový magnetický tok Φ2σ.
- Magnetickým obvodem prochází magnetický tok Φ2v. Pak: Φ2 = Φ2v + Φ2σ.
- Výsledný magnetický tok Φ určuje velikost indukovaného napětí: Φ = Φ1v - Φ2v.
- Proud naprázdno nezávisí na zatížení: I1 = -I21 + I0 = -I21 + IFe + Iμ.
- Z náhradního schématu zjistíme napěťové poměry na výstupní straně: U21 = Ui21 +R21 I21 + jX21σ I21.
- Výstupní napětí U21 je menší než napětí Ui21 o úbytky napětí na rezistoru R21 a rozptylové reaktanci X21σ..
- Při kreslení fázorového diagramu vycházíme z požadovaných hodnot veličin na výstupní straně transformátoru, což jsou U2, I2, cosφ2, P2, l, apod.
Zatěžovací charakteristika
Je grafická závislost U2 = f (I2) při cos φ = konst. a je velmi důležitá.
Obr. 3: Srovnání zatěžovacích charakteristik rozptylových a síťových transformátorů [1]
Tvrdost charakteristiky závisí na napětí nakrátko uk% a cos φk.
Zdroje
Obrázky
[1] STÝKALA, Vítězslav. fei1.vsb.cz [online]. [cit. 2014-6-19]. Dostupný na www: http://fei1.vsb.cz/kat420/vyuka/Bakalarske_FS/prednasky/sylab_TRANS1_bc%20FS.pdf
[2] Archiv autora.
Opakování
Co je to chod transformátoru při zatížení?
Co je to rozptylová reaktance?
Nakresli náhradní schéma transformátoru při zatížení?
Popiš jednotlivé položky v náhradním schématu.
Fázorový diagram transformátoru při zatížení.
Na kterých veličinách závisí velikost indukovaného napětí ve vinutí transformátoru při zatížení?