ट्रांसफार्मर ऑपरेटिंग मोड

लोड के मान के आधार पर, ट्रांसफॉर्मर तीन मोड में काम कर सकता है:

1. भार प्रतिरोध zn = ∞ पर निष्क्रिय संचालन।

2. Zn = 0 पर शॉर्ट सर्किट।

3. 0 <zn <∞ पर चार्जिंग मोड।

समतुल्य सर्किट के पैरामीटर होने पर, आप ट्रांसफॉर्मर के किसी भी ऑपरेटिंग मोड का विश्लेषण कर सकते हैं... पैरामीटर स्वयं नो-लोड और शॉर्ट-सर्किट प्रयोगों के आधार पर निर्धारित किए जाते हैं। बेकार में, ट्रांसफार्मर की द्वितीयक वाइंडिंग खुली होती है।

परिवर्तन अनुपात, स्टील में बिजली के नुकसान और समतुल्य सर्किट के मैग्नेटाइजिंग शाखा के मापदंडों को निर्धारित करने के लिए एक नो-लोड ट्रांसफार्मर परीक्षण किया जाता है, जो आमतौर पर प्राथमिक वाइंडिंग के रेटेड वोल्टेज पर किया जाता है।

के लिए एकल चरण ट्रांसफार्मर निष्क्रिय परीक्षण के आंकड़ों के आधार पर गणना करना संभव है:

- परिवर्तन कारक

- नो-लोड करंट का प्रतिशत

स्थिति द्वारा निर्धारित शाखा चुंबकीयकरण r0 का सक्रिय प्रतिरोध है

- चुंबकीयकरण शाखा का कुल प्रतिरोध

- चुंबकीयकरण शाखा का आगमनात्मक प्रतिरोध

निष्क्रिय शक्ति कारक को भी अक्सर इस रूप में परिभाषित किया जाता है:

कुछ मामलों में, प्राथमिक वाइंडिंग वोल्टेज के कई मूल्यों के लिए नो-लोड परीक्षण किया जाता है: U1 ≈ 0.3U1n से U1 ≈ 1.1U1n तक। प्राप्त आंकड़ों के आधार पर, निष्क्रिय विशेषताएँ खींची जाती हैं, जो वोल्टेज U1 के कार्य के रूप में P0, z0, r0 और cosφ की निर्भरता हैं। नो-लोड विशेषताओं का उपयोग करके, वोल्टेज यू 1 के किसी भी मूल्य पर निर्दिष्ट मात्रा के मान सेट करना संभव है।

शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज को निर्धारित करने के लिए, शॉर्ट सर्किट में वाइंडिंग्स और प्रतिरोधों आरके और एक्सके में होने वाले नुकसान का परीक्षण किया जाता है। इस मामले में, इस तरह के एक कम वोल्टेज को प्राथमिक वाइंडिंग पर लागू किया जाता है ताकि शॉर्ट-सर्कुलेटेड ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग्स की धाराएं उनके नाममात्र मूल्यों के बराबर हों, अर्थात I1k = I1n, I2k = I2n। प्राथमिक घुमावदार का वोल्टेज, जिस पर निर्दिष्ट शर्तों को पूरा किया जाता है, नाममात्र शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज यूकेएन कहा जाता है।

यह देखते हुए कि Ucn आमतौर पर U1n का केवल 5-10% है, शॉर्ट-सर्किट परीक्षण के दौरान ट्रांसफार्मर कोर का पारस्परिक प्रेरण प्रवाह नाममात्र मोड की तुलना में दस गुना छोटा होता है, और ट्रांसफार्मर स्टील असंतृप्त होता है। इसलिए, स्टील में नुकसान की उपेक्षा की जाती है और यह माना जाता है कि प्राथमिक वाइंडिंग को आपूर्ति की जाने वाली सभी शक्ति Pcn को वाइंडिंग को गर्म करने पर खर्च किया जाता है और सक्रिय शॉर्ट-सर्किट प्रतिरोध rc का मान निर्धारित करता है।

प्रयोग के दौरान, वोल्टेज Ukn, वर्तमान I1k = I1n और प्राथमिक कॉइल की शक्ति Pkn को मापा जाता है। इस डेटा के आधार पर, आप यह निर्धारित कर सकते हैं:

- शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज का प्रतिशत

- सक्रिय शॉर्ट-सर्किट प्रतिरोध

- प्राथमिक और घटी हुई द्वितीयक वाइंडिंग्स का सक्रिय प्रतिरोध, शॉर्ट-सर्किट प्रतिरोध के लगभग आधे के बराबर

- शॉर्ट सर्किट प्रतिबाधा

- शॉर्ट-सर्किट आगमनात्मक प्रतिरोध

- प्राथमिक और कम माध्यमिक वाइंडिंग का आगमनात्मक प्रतिरोध, शॉर्ट-सर्किट आगमनात्मक प्रतिरोध के लगभग आधे के बराबर

- एक वास्तविक ट्रांसफार्मर की द्वितीयक वाइंडिंग का प्रतिरोध:

— आगमनात्मक, सक्रिय और कुल प्रतिशत शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज:

वी लोड मोड यह जानना बहुत महत्वपूर्ण है कि लोड पैरामीटर द्वितीयक वाइंडिंग के टर्मिनलों पर दक्षता और वोल्टेज भिन्नता को कैसे प्रभावित करते हैं।

ट्रांसफॉर्मर दक्षता लोड को दी गई सक्रिय शक्ति और ट्रांसफार्मर को आपूर्ति की गई सक्रिय शक्ति का अनुपात है।

ट्रांसफार्मर की दक्षता का बहुत महत्व है। कम-शक्ति वाले बिजली ट्रांसफार्मर के लिए, यह लगभग 0.95 है, और कई दसियों हज़ार किलोवोल्ट-एम्पीयर की क्षमता वाले ट्रांसफार्मर के लिए, यह 0.995 तक पहुँचता है।

सीधे मापी गई शक्तियों P1 और P2 का उपयोग करके सूत्र द्वारा दक्षता का निर्धारण एक बड़ी त्रुटि देता है। इस सूत्र को भिन्न रूप में प्रस्तुत करना अधिक सुविधाजनक है:

ट्रांसफार्मर में नुकसान का योग कहां है।

एक ट्रांसफार्मर में दो प्रकार के नुकसान होते हैं: चुंबकीय सर्किट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के पारित होने के कारण चुंबकीय नुकसान और वाइंडिंग के माध्यम से विद्युत प्रवाह के परिणामस्वरूप विद्युत नुकसान।

चूँकि U1 = const पर ट्रांसफार्मर का चुंबकीय प्रवाह और द्वितीयक धारा का परिवर्तन शून्य से नाममात्र तक व्यावहारिक रूप से स्थिर रहता है, इसलिए भार की इस श्रेणी में चुंबकीय नुकसान को भी निरंतर और नो-लोड नुकसान के बराबर माना जा सकता है।

वाइंडिंग के तांबे में बिजली के नुकसान ∆Pm वर्तमान के वर्ग के समानुपाती होते हैं। रेटेड करंट पर प्राप्त शॉर्ट-सर्किट लॉस Pcn के रूप में उन्हें व्यक्त करना सुविधाजनक है,

जहां β लोड फैक्टर है,

ट्रांसफार्मर की दक्षता निर्धारित करने के लिए गणना सूत्र:

जहाँ Sn ट्रांसफॉर्मर की नाममात्र स्पष्ट शक्ति है; φ2 लोड में वोल्टेज और करंट के बीच का फेज कोण है।

पहले व्युत्पन्न को शून्य के बराबर करके अधिकतम दक्षता पाई जा सकती है। इस मामले में, हम पाते हैं कि इस तरह के भार पर दक्षता का अधिकतम मान होता है जब निरंतर (वर्तमान-स्वतंत्र) नुकसान P0 वैकल्पिक (वर्तमान-निर्भर) नुकसान के बराबर होता है, जहां से

आधुनिक बिजली तेल ट्रांसफार्मर के लिए βopt = 0.5 — 0.7। इस तरह के भार के साथ, ऑपरेशन के दौरान ट्रांसफार्मर सबसे अधिक बार काम करता है।

निर्भरता का ग्राफ η = f (β) चित्र 1 में दिखाया गया है।

चित्रा 1. लोड कारक के आधार पर ट्रांसफॉर्मर दक्षता में परिवर्तन की वक्र

एकल-चरण ट्रांसफार्मर के द्वितीयक वोल्टेज में प्रतिशत परिवर्तन का निर्धारण करने के लिए, समीकरण का उपयोग करें

जहां यूकेए और यूकेआर शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज के सक्रिय और प्रतिक्रियाशील घटक हैं, जिन्हें प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया गया है।

ट्रांसफॉर्मर वोल्टेज में परिवर्तन लोड फैक्टर (β), इसकी प्रकृति (कोण φ2) और शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज (यूकेए और यूकेआर) के घटकों पर निर्भर करता है।

ट्रांसफार्मर की बाहरी विशेषताएं U1 = const और cosφ2 = const पर निर्भरता है (चित्र 2)।

चित्रा 2. विभिन्न प्रकार के भार के लिए मध्यम और उच्च शक्ति ट्रांसफार्मर की बाहरी विशेषताएं