ट्रान्सफॉर्मर ऑपरेटिंग मोड्स

लोडच्या मूल्यावर अवलंबून, ट्रान्सफॉर्मर तीन मोडमध्ये कार्य करू शकतो:

1. लोड रेझिस्टन्स zn = ∞ वर निष्क्रिय ऑपरेशन.

2. zn = 0 वर शॉर्ट सर्किट.

3. चार्जिंग मोड 0 <zn <∞ वर.

समतुल्य सर्किटचे पॅरामीटर्स असल्यास, तुम्ही ट्रान्सफॉर्मरच्या कोणत्याही ऑपरेटिंग मोडचे विश्लेषण करू शकता... पॅरामीटर्स स्वतःच नो-लोड आणि शॉर्ट-सर्किट प्रयोगांवर आधारित निर्धारित केले जातात. निष्क्रिय असताना, ट्रान्सफॉर्मरचे दुय्यम वळण खुले आहे.

ट्रान्सफॉर्मेशन रेशो, स्टीलमधील पॉवर लॉस आणि समतुल्य सर्किटच्या मॅग्नेटाइजिंग ब्रँचचे पॅरामीटर्स निर्धारित करण्यासाठी नो-लोड ट्रान्सफॉर्मर चाचणी केली जाते, सामान्यतः प्राथमिक विंडिंगच्या रेट केलेल्या व्होल्टेजवर चालते.

च्या साठी सिंगल फेज ट्रान्सफॉर्मर निष्क्रिय चाचणीच्या डेटावर आधारित गणना करणे शक्य आहे:

- परिवर्तन घटक

— नो-लोड करंटची टक्केवारी

कंडिशन द्वारे निर्धारित शाखा चुंबकीकरण r0 चा सक्रिय प्रतिकार आहे

- चुंबकीय शाखेचा एकूण प्रतिकार

- चुंबकीय शाखेचा प्रेरक प्रतिकार

निष्क्रिय पॉवर फॅक्टरची व्याख्या देखील अशी केली जाते:

काही प्रकरणांमध्ये, प्राथमिक विंडिंग व्होल्टेजच्या अनेक मूल्यांसाठी नो-लोड चाचणी केली जाते: U1 ≈ 0.3U1n पासून U1 ≈ 1.1U1n पर्यंत. प्राप्त डेटाच्या आधारे, निष्क्रिय वैशिष्ट्ये काढली जातात, जी U1 व्होल्टेजचे कार्य म्हणून P0, z0, r0 आणि cosφ चे अवलंबन आहे. नो-लोड वैशिष्ट्यांचा वापर करून, U1 व्होल्टेजच्या कोणत्याही मूल्यावर निर्दिष्ट परिमाणांची मूल्ये सेट करणे शक्य आहे.

शॉर्ट-सर्किट व्होल्टेज निश्चित करण्यासाठी, शॉर्ट सर्किटमध्ये विंडिंग्जमधील नुकसान आणि प्रतिरोधक आरके आणि एक्सके तपासले जातात. या प्रकरणात, अशा कमी व्होल्टेजला प्राथमिक वळणावर लागू केले जाते जेणेकरून शॉर्ट-सर्किट केलेल्या ट्रान्सफॉर्मर विंडिंग्सचे प्रवाह त्यांच्या नाममात्र मूल्यांच्या समान असतील, म्हणजे I1k = I1n, I2k = I2n. प्राथमिक विंडिंगचा व्होल्टेज, ज्यावर निर्दिष्ट अटी पूर्ण केल्या जातात, त्याला नाममात्र शॉर्ट-सर्किट व्होल्टेज Ukn म्हणतात.

Ucn सहसा U1n च्या फक्त 5-10% असते, शॉर्ट-सर्किट चाचणी दरम्यान ट्रान्सफॉर्मर कोरचा म्युच्युअल इंडक्शन फ्लक्स नाममात्र मोडपेक्षा दहापट लहान असतो आणि ट्रान्सफॉर्मर स्टील असंतृप्त असते. त्यामुळे, स्टीलमधील नुकसानांकडे दुर्लक्ष केले जाते आणि असे मानले जाते की प्राथमिक विंडिंगला पुरवलेली सर्व Pcn पॉवर विंडिंग गरम करण्यासाठी खर्च केली जाते आणि सक्रिय शॉर्ट-सर्किट रेझिस्टन्स आरसीचे मूल्य निर्धारित करते.

प्रयोगादरम्यान, व्होल्टेज Ukn, वर्तमान I1k = I1n आणि प्राथमिक कॉइलची शक्ती Pkn मोजली जाते. या डेटाच्या आधारे, आपण निर्धारित करू शकता:

— शॉर्ट-सर्किट व्होल्टेजची टक्केवारी

- सक्रिय शॉर्ट-सर्किट प्रतिकार

— प्राथमिक आणि कमी झालेल्या दुय्यम विंडिंग्सचे सक्रिय प्रतिकार, अंदाजे शॉर्ट-सर्किट प्रतिकाराच्या अर्ध्या समान

- शॉर्ट सर्किट प्रतिबाधा

- शॉर्ट-सर्किट प्रेरक प्रतिकार

— प्राथमिक आणि कमी झालेल्या दुय्यम वळणाचा प्रेरक प्रतिकार, अंदाजे शॉर्ट-सर्किट प्रेरक प्रतिकाराच्या अर्ध्या समान

- वास्तविक ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम वळणाचा प्रतिकार:

- प्रेरक, सक्रिय आणि एकूण टक्केवारी शॉर्ट-सर्किट व्होल्टेज:

व्ही लोड मोडमध्ये दुय्यम विंडिंगच्या टर्मिनल्सवर लोड पॅरामीटर्सची कार्यक्षमता आणि व्होल्टेज भिन्नतेवर कसा परिणाम होतो हे जाणून घेणे खूप महत्वाचे आहे.

ट्रान्सफॉर्मरची कार्यक्षमता हे ट्रान्सफॉर्मरला पुरवलेल्या सक्रिय पॉवर आणि लोडवर वितरित सक्रिय उर्जेचे गुणोत्तर आहे.

ट्रान्सफॉर्मरची कार्यक्षमता खूप महत्त्वाची आहे. लो-पॉवर पॉवर ट्रान्सफॉर्मरसाठी, ते अंदाजे 0.95 आहे आणि हजारो किलोव्होल्ट-अँपिअर क्षमतेच्या ट्रान्सफॉर्मरसाठी ते 0.995 पर्यंत पोहोचते.

P1 आणि P2 थेट मोजलेल्या शक्तींचा वापर करून सूत्राद्वारे कार्यक्षमता निर्धारित केल्याने मोठी त्रुटी येते. हे सूत्र वेगळ्या स्वरूपात सादर करणे अधिक सोयीचे आहे:

ट्रान्सफॉर्मरमधील नुकसानीची बेरीज कुठे आहे.

ट्रान्सफॉर्मरमध्ये दोन प्रकारचे नुकसान होते: चुंबकीय सर्किटमधून चुंबकीय प्रवाह जाण्यामुळे होणारे चुंबकीय नुकसान आणि विंडिंगमधून विद्युत प्रवाहाच्या प्रवाहामुळे होणारे विद्युत नुकसान.

U1 = const वर ट्रान्सफॉर्मरचा चुंबकीय प्रवाह आणि दुय्यम प्रवाहाचा शून्य ते नाममात्र मध्ये होणारा बदल व्यावहारिकदृष्ट्या स्थिर राहतो, तर या भारांच्या श्रेणीतील चुंबकीय तोटा देखील स्थिर आणि नो-लोड लॉसच्या बरोबरीने गृहीत धरला जाऊ शकतो.

विंडिंग्सच्या तांब्यामधील विद्युत नुकसान ∆Pm विद्युत् प्रवाहाच्या वर्गाच्या प्रमाणात आहे. शॉर्ट-सर्किट नुकसान Pcn रेट करंटवर प्राप्त झाले म्हणून ते व्यक्त करणे सोयीचे आहे,

जेथे β लोड फॅक्टर आहे,

ट्रान्सफॉर्मरची कार्यक्षमता निश्चित करण्यासाठी गणना सूत्रे:

जेथे Sn ही ट्रान्सफॉर्मरची नाममात्र उघड शक्ती आहे; φ2 हा लोडमधील व्होल्टेज आणि करंटमधील फेज कोन आहे.

प्रथम व्युत्पन्न शून्याशी समीकरण करून जास्तीत जास्त कार्यक्षमता शोधली जाऊ शकते. या प्रकरणात, आम्हाला असे आढळून येते की अशा लोडवर कार्यक्षमतेची जास्तीत जास्त मूल्ये असतात जेव्हा स्थिर (वर्तमान-स्वतंत्र) नुकसान P0 पर्यायी (वर्तमान-आश्रित) तोट्याच्या बरोबरीचे असते, तेव्हापासून

आधुनिक पॉवर ऑइल ट्रान्सफॉर्मरसाठी βopt = 0.5 — 0.7. अशा लोडसह, ट्रान्सफॉर्मर बहुतेकदा ऑपरेशन दरम्यान कार्य करते.

अवलंबनाचा आलेख η = f (β) आकृती 1 मध्ये दर्शविला आहे.

आकृती 1. लोड फॅक्टरवर अवलंबून ट्रान्सफॉर्मरच्या कार्यक्षमतेतील बदलाचा वक्र

सिंगल-फेज ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम व्होल्टेजमध्ये टक्केवारीतील बदल निश्चित करण्यासाठी, समीकरण वापरा

जेथे uKA आणि uKR हे शॉर्ट-सर्किट व्होल्टेजचे सक्रिय आणि प्रतिक्रियाशील घटक आहेत, टक्केवारी म्हणून व्यक्त केले जातात.

ट्रान्सफॉर्मर व्होल्टेजमधील बदल लोड फॅक्टर (β), त्याचे स्वरूप (कोन φ2) आणि शॉर्ट-सर्किट व्होल्टेज (uKA आणि uKR) च्या घटकांवर अवलंबून असते.

ट्रान्सफॉर्मरची बाह्य वैशिष्ट्ये U1 = const आणि cosφ2 = const (आकृती 2) वर अवलंबन आहे.

आकृती 2. विविध प्रकारच्या लोडसाठी मध्यम आणि उच्च पॉवर ट्रान्सफॉर्मरची बाह्य वैशिष्ट्ये