ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఆపరేటింగ్ మోడ్లు
లోడ్ యొక్క విలువపై ఆధారపడి, ట్రాన్స్ఫార్మర్ మూడు రీతుల్లో పనిచేయగలదు:
1. లోడ్ నిరోధకత zn = ∞ వద్ద నిష్క్రియ ఆపరేషన్.
2. zn = 0 వద్ద షార్ట్ సర్క్యూట్.
3. 0 <zn <∞ వద్ద ఛార్జింగ్ మోడ్.
సమానమైన సర్క్యూట్ యొక్క పారామితులను కలిగి ఉండటం, మీరు ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఏదైనా ఆపరేటింగ్ మోడ్ను విశ్లేషించవచ్చు ... పారామితులు తాము నో-లోడ్ మరియు షార్ట్-సర్క్యూట్ ప్రయోగాల ఆధారంగా నిర్ణయించబడతాయి. నిష్క్రియంగా, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్ తెరిచి ఉంటుంది.
పరివర్తన నిష్పత్తి, ఉక్కులో శక్తి నష్టాలు మరియు సమానమైన సర్క్యూట్ యొక్క మాగ్నెటైజింగ్ బ్రాంచ్ యొక్క పారామితులను నిర్ణయించడానికి నో-లోడ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ పరీక్ష నిర్వహించబడుతుంది, సాధారణంగా ప్రాధమిక వైండింగ్ యొక్క రేటెడ్ వోల్టేజ్ వద్ద నిర్వహించబడుతుంది.
కోసం సింగిల్ ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ నిష్క్రియ పరీక్ష నుండి డేటా ఆధారంగా లెక్కించడం సాధ్యమవుతుంది:
- పరివర్తన కారకం
- నో-లోడ్ కరెంట్ శాతం
శాఖ మాగ్నెటైజేషన్ r0 యొక్క క్రియాశీల ప్రతిఘటన పరిస్థితి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది
- అయస్కాంతీకరణ శాఖ యొక్క మొత్తం నిరోధకత
- అయస్కాంతీకరణ శాఖ యొక్క ప్రేరక నిరోధకత
నిష్క్రియ శక్తి కారకం తరచుగా ఇలా నిర్వచించబడుతుంది:
కొన్ని సందర్భాల్లో, ప్రాథమిక వైండింగ్ వోల్టేజ్ యొక్క అనేక విలువల కోసం నో-లోడ్ పరీక్ష నిర్వహించబడుతుంది: U1 ≈ 0.3U1n నుండి U1 ≈ 1.1U1n వరకు. పొందిన డేటా ఆధారంగా, నిష్క్రియ లక్షణాలు డ్రా చేయబడతాయి, ఇవి వోల్టేజ్ U1 యొక్క విధిగా P0, z0, r0 మరియు cosφ యొక్క ఆధారపడటం. నో-లోడ్ లక్షణాలను ఉపయోగించి, వోల్టేజ్ U1 యొక్క ఏదైనా విలువ వద్ద పేర్కొన్న పరిమాణాల విలువలను సెట్ చేయడం సాధ్యపడుతుంది.
షార్ట్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ను నిర్ణయించడానికి, వైండింగ్లలోని నష్టాలు మరియు ప్రతిఘటనలు rk మరియు xk షార్ట్ సర్క్యూట్లో పరీక్షించబడతాయి. ఈ సందర్భంలో, అటువంటి తగ్గిన వోల్టేజ్ ప్రాథమిక వైండింగ్కు వర్తించబడుతుంది, తద్వారా షార్ట్-సర్క్యూటెడ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్ల ప్రవాహాలు వాటి నామమాత్ర విలువలకు సమానంగా ఉంటాయి, అనగా I1k = I1n, I2k = I2n. ప్రాథమిక వైండింగ్ యొక్క వోల్టేజ్, పేర్కొన్న పరిస్థితులు కలుసుకున్నప్పుడు, నామమాత్ర షార్ట్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ Ukn అని పిలుస్తారు.
Ucn సాధారణంగా U1nలో 5-10% మాత్రమే ఉన్నందున, షార్ట్-సర్క్యూట్ పరీక్ష సమయంలో ట్రాన్స్ఫార్మర్ కోర్ యొక్క మ్యూచువల్ ఇండక్షన్ ఫ్లక్స్ నామినల్ మోడ్లో కంటే పదుల రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ట్రాన్స్ఫార్మర్ స్టీల్ అసంతృప్తంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, ఉక్కులో నష్టాలు నిర్లక్ష్యం చేయబడతాయి మరియు ప్రాధమిక వైండింగ్కు సరఫరా చేయబడిన మొత్తం పవర్ Pcn వైండింగ్లను వేడి చేయడానికి ఖర్చు చేయబడిందని మరియు క్రియాశీల షార్ట్-సర్క్యూట్ రెసిస్టెన్స్ rc యొక్క విలువను నిర్ణయిస్తుందని పరిగణించబడుతుంది.
ప్రయోగం సమయంలో, వోల్టేజ్ Ukn, ప్రస్తుత I1k = I1n మరియు ప్రాధమిక కాయిల్ యొక్క పవర్ Pkn కొలుస్తారు. ఈ డేటా ఆధారంగా, మీరు నిర్ణయించవచ్చు:
- షార్ట్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ శాతం
- క్రియాశీల షార్ట్-సర్క్యూట్ నిరోధకత
- ప్రాధమిక మరియు తగ్గిన ద్వితీయ వైండింగ్ల క్రియాశీల ప్రతిఘటనలు, దాదాపు సగం షార్ట్-సర్క్యూట్ నిరోధకతకు సమానం
- షార్ట్ సర్క్యూట్ ఇంపెడెన్స్
- షార్ట్-సర్క్యూట్ ప్రేరక నిరోధకత
- ప్రాధమిక మరియు తగ్గిన ద్వితీయ వైండింగ్ యొక్క ప్రేరక నిరోధకత, షార్ట్-సర్క్యూట్ ప్రేరక నిరోధకతలో సగానికి సమానం
- నిజమైన ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్ యొక్క నిరోధకత:
- ప్రేరక, క్రియాశీల మరియు మొత్తం శాతం షార్ట్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్:
V లోడ్ మోడ్ సెకండరీ వైండింగ్ యొక్క టెర్మినల్స్ వద్ద లోడ్ పారామితులు సామర్థ్యం మరియు వోల్టేజ్ వైవిధ్యాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయో తెలుసుకోవడం చాలా ముఖ్యం.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ సామర్థ్యం అనేది ట్రాన్స్ఫార్మర్కు సరఫరా చేయబడిన క్రియాశీల శక్తికి లోడ్కు పంపిణీ చేయబడిన క్రియాశీల శక్తి యొక్క నిష్పత్తి.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సామర్థ్యం చాలా ముఖ్యమైనది. తక్కువ-శక్తి శక్తి ట్రాన్స్ఫార్మర్ల కోసం, ఇది సుమారుగా 0.95, మరియు అనేక పదివేల కిలోవోల్ట్-ఆంపియర్ల సామర్థ్యం కలిగిన ట్రాన్స్ఫార్మర్ల కోసం, ఇది 0.995కి చేరుకుంటుంది.
నేరుగా కొలిచిన శక్తులు P1 మరియు P2 ఉపయోగించి ఫార్ములా ద్వారా సామర్థ్యాన్ని నిర్ణయించడం పెద్ద లోపాన్ని ఇస్తుంది. ఈ సూత్రాన్ని వేరే రూపంలో ప్రదర్శించడం మరింత సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది:
ట్రాన్స్ఫార్మర్లో నష్టాల మొత్తం ఎక్కడ ఉంది.
ట్రాన్స్ఫార్మర్లో రెండు రకాల నష్టాలు ఉన్నాయి: మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ ద్వారా మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ ప్రవహించడం వల్ల కలిగే అయస్కాంత నష్టాలు మరియు వైండింగ్ల ద్వారా కరెంట్ ప్రవాహం ఫలితంగా విద్యుత్ నష్టాలు.
U1 = const వద్ద ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క అయస్కాంత ప్రవాహం మరియు సున్నా నుండి నామమాత్రానికి ద్వితీయ కరెంట్ యొక్క మార్పు ఆచరణాత్మకంగా స్థిరంగా ఉంటుంది కాబట్టి, ఈ లోడ్ల శ్రేణిలోని అయస్కాంత నష్టాలను కూడా స్థిరంగా మరియు నో-లోడ్ నష్టాలకు సమానంగా భావించవచ్చు.
వైండింగ్ల రాగిలో విద్యుత్ నష్టాలు ∆Pm కరెంట్ యొక్క వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి. రేట్ చేయబడిన కరెంట్ వద్ద పొందిన Pcn షార్ట్-సర్క్యూట్ నష్టాలుగా వాటిని వ్యక్తీకరించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది,
ఇక్కడ β అనేది లోడ్ ఫ్యాక్టర్,
ట్రాన్స్ఫార్మర్ సామర్థ్యాన్ని నిర్ణయించడానికి గణన సూత్రాలు:
ఇక్కడ Sn అనేది ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క నామమాత్రపు స్పష్టమైన శక్తి; φ2 అనేది లోడ్లోని వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మధ్య దశ కోణం.
మొదటి ఉత్పన్నాన్ని సున్నాకి సమం చేయడం ద్వారా గరిష్ట సామర్థ్యాన్ని కనుగొనవచ్చు. ఈ సందర్భంలో, స్థిరమైన (ప్రస్తుత-స్వతంత్ర) నష్టాలు P0 ప్రత్యామ్నాయ (ప్రస్తుత-ఆధారిత) నష్టాలకు సమానంగా ఉన్నప్పుడు, అటువంటి లోడ్ వద్ద సామర్థ్యం గరిష్ట విలువలను కలిగి ఉంటుందని మేము కనుగొన్నాము.
ఆధునిక శక్తి చమురు ట్రాన్స్ఫార్మర్లకు βopt = 0.5 - 0.7. అటువంటి లోడ్తో, ట్రాన్స్ఫార్మర్ చాలా తరచుగా ఆపరేషన్ సమయంలో పనిచేస్తుంది.
ఆధారపడటం η = f (β) యొక్క గ్రాఫ్ మూర్తి 1లో చూపబడింది.
మూర్తి 1. లోడ్ కారకంపై ఆధారపడి ట్రాన్స్ఫార్మర్ సామర్థ్యంలో మార్పు యొక్క వక్రత
సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వోల్టేజ్లో శాతం మార్పును నిర్ణయించడానికి, సమీకరణాన్ని ఉపయోగించండి
ఇక్కడ uKA మరియు uKR అనేది షార్ట్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ యొక్క క్రియాశీల మరియు రియాక్టివ్ భాగాలు, ఇది శాతంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ వోల్టేజ్లో మార్పు లోడ్ ఫ్యాక్టర్ (β), దాని స్వభావం (కోణం φ2) మరియు షార్ట్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ (uKA మరియు uKR) యొక్క భాగాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క బాహ్య లక్షణాలు U1 = const మరియు cosφ2 = const (Figure 2) వద్ద ఆధారపడటం.
మూర్తి 2. వివిధ రకాలైన లోడ్ కోసం మీడియం మరియు అధిక శక్తి ట్రాన్స్ఫార్మర్ల బాహ్య లక్షణాలు