5.3.1 Realni transformator v praznem teku

Iz e-ELEKTROTEHNIKA plus

Slika 5.3.2: Transformator v praznem teku

Slika 5.3.3 Merjenje električnih količin transformatorja v praznem teku

Slika 5.3.4: Nadomestna vezava a) in kazalčni diagram b) realnega transformatorja v praznem teku

Slika 5.3.5: Odvisnost primarnega toka transformatorja v praznem teku od primarne napetosti

Fotografija 26

O neobremenjenem transformatorju ali tudi transformatorju v praznem teku govorimo takrat, ko je primarno navitje transformatorja priključeno na izvor izmenične napetosti, sekundarni krog pa ni sklenjen (slika 5.3.2).

Kljub temu da ni odjema moči na sekundarni strani transformatorja, le-ta obremenjuje izvor napetosti z navidezno močjo:

Vzrok delovne moči P₀ so pri tem izgube v obliki toplotne energije v navitju in jedru, ki smo jih pri obravnavi realnih navitij že spoznali.

Primer:

Pri transformatorju s primarno nazivno napetostjo U₁ = 230 V smo z vezavo merilnikov po sliki 5.3.3 izmerili v praznem teku transformatorja I₀ = 0,22 A in P₀ = 18 W ter z Ω-metrom upornost primarnega navitja R_Cu = 2,43 Ω. Izračunaj in primerjaj med seboj izgube v navitju in Fe jedru!

Rešitev

Izgube moči v bakrenem navitju so v praznem teku v primerjavi z izgubami v železnem jedru energetskih transformatorjev praviloma zanemarljive. Ker se navedeno razmerje ne spremeni tudi po obremenitvi transformatorja, velja:

Ob zanemarjanju izgub v navitju in delnega stresanja magnetnega pretoka zunaj jedra ter ob upoštevanju izgub v jedru lahko narišemo poenostavljeno nadomestno vezavo realnega transformatorja (slika 5.3.4 a) in pripadajoči kazalčni diagram (slika 5.3.4 b).

Tok I₀ je pri nazivni primarni napetosti U₁ energetskih transformatorjev 2 do 5 %, pri transformatorjih v elektroniki pa do 15 % nazivnega primarnega toka; njegovo odvisnost od primarne napetosti kaže slika 5.3.5.

Dokler Fe jedro transformatorja ni magnetno nasičeno, naraščajo s primarno napetostjo U₁ magnetilni tok I₀, magnetni pretok Ф in napetost lastne indukcije primarnega navitja U_i1. V področju magnetnega nasičenja Fe jedra magnetni pretok Ф in napetost lastne indukcije U_i1 naraščata s primarno napetostjo U₁ bistveno počasneje kot v področju ojačevanja magnetnega pretoka, zato I₀ po prekoračitvi "meje" nasičenja (slika 5.3.5) narašča z U₁ bistveno hitreje. Večja prekoračitev meje nasičenja je zaradi močnega segrevanja navitja za transformator lahko usodna.

5.3 Realni transformator

5.3.2 Realni transformator z obremenitvijo