Izgube v navitju

TODO
To je treba znati za kratek stik.

Skupne izgube

$K_{f e}$ je lastnost železa in je skupek $K_{v r}$ in $K_{h}$ .

P_{f e} = P_{h} + P_{v r t} = K_{f e} \frac{f}{50} {(\frac{B}{1.5})}^{α_{n}} m_{f e}

Izkoristek

η = \frac{P o d d a n a}{P s p r e j e t a} < 1

Kazalčni diagram najbolj poenostavljenega vezja

Kazalčni diagram nadomestnega vezja

Za lažje risanje kazalčnega diagrama si izberemo veličino, ki je najbolj oddaljena od napetostnega vira. Zato si izberemo $I_{2}^{'}$ kot osnovo za vse ostale veličine. Začnemo na desni in se po korakih premikamo levo.

Za začetek si izberemo veličino, ki je najbolj oddaljena od napetostnega vira, to je tok na sekundarni strani $I_{2}^{'}$ . Tok $I_{2}^{'}$ postavimo kot osnovo za vse ostale veličine. Ker gre za osnovno veličino, jo narišemo vodoravno,
napetost na bremeni $U_{2}^{'}$ je fazno zamaknjena na tok $I_{2}^{'}$ za kot $φ_{b}$ , ki je odvisen od lastnosti bremena,
padec napetosti na upornosti $R_{2}^{'}$ je v fazi z tokom $I_{2}^{'}$ , padec na reaktanci $X_{σ 2}^{'}$ je pa pravokotno na tok $I_{2}^{'}$ . Te padce rišemo na koncu $U_{2}^{'}$ .
skupni seštevek vseh napetosti na desni strani vezja $U_{2}^{'} + U_{R 2} + U_{X_{2}}$ je enak reducirani inducirani napetosti na sekundarni strani $E_{2}^{'}$ ,
$E_{2}^{'}$ nam podaja osnovo za risanje veličini, ki tečejo skozi magnetno jedro. Narišemo magnetilni tok $I_{m}$ in $I_{o d}$ pravokotno na $E_{2}^{'}$ in vzporedno na $E_{2}^{'}$ , skupni seštevek teh tokov je $I_{10}$ .
Na primarni strani je tok $I_{1}$ enak vsoti sekundarnega toka $I_{2}^{'}$ in toka $I_{10}$ , ki teče skozi sredinsko vejo.
Padec napetosti na primarnem navitju je sestavljen iz uporne komponenta $U_{R 1}$ in reaktance $U_{X 1}$ , kjer je $U_{R 1}$ v fazi s tokom $I_{1}$ , $U_{X 1}$ pa je pravokotna na $I_{1}$ .
Na koncu še narišemo $U_{1}$ , ki je enak vsoti napetosti $E_{1} + U_{R 1} + U_{X 1}$ .

Prosti tek

str. 62

Kratek stik

str. 64

Obremenjen trafo

Induktivna obremenitev

Kapacitivna obremenitev

Pojav

Ob vklopu stikala ob času $t_{0}$ steče tok $I_{1}$ . če bi se ta spremenil hipno, bi se tudi magnetno polje $B$ spremenilo hipno. Če bi bilo to res, bi se na sekundarni strani inducirala neskončna napetost $E_{2} \to \infty$ , saj velja $e_{i} = \frac{d Φ}{d t} = A \frac{d B}{d t}$ , kar bi pomenilo, da deljimo z 0, vemo pa, da je magnetno polje odvisno od toka skozi navitje.

Ker napetost ne more biti neskončna, imamo prehodni pojav. Na primarni strani se napetost spremeni hipoma, tok se pa ne more, zaradi reaktance navitja.

Na sekundarni strani imamo odprte sponke in napajalna napetost je enosmerna.

Vpliv nelinearnosti jedra na preklopni pojav

Ker pred vklopom stikala $S$ ni v jedru nobenega magnetnega polja, je fluks ob času $t_{0}$ enak nič. V normalnem obratovalnem stanju fluks niha okoli osi $x$ , vendar pri vklopu se premakne navzgor, tako kot je vidno na spodnjem grafu. To je zato, da lahko začne ob času $t_{0}$ z vrednostjo nič. Čez čas se vrne v normalno stanje.

Sedaj ko razumemo kako se spreminja fluks ob vklopnem pojavu, lahko razumemo kako se spreminja tok:

Krivulja toka naj bi zgledala podobno kot: $$ \tanh^{-1}(0.95\sin(x)) $$ $i(t) = ?$, $N*i(t) = H(t)$, $B(t) = \frac{U}{4.44 f N A}$, $B(H) = B_{sat} \cdot \tanh\left( \frac{H}{H_{sat}} \right) \approx 1.6 \tanh\left( \frac{H}{1000} \right)$, $U = U_{max}\sin(2\pi \cdot 50\cdot t)$, $U_{max} = 230 V$, $N = 1000$, $A = 0.01$

Po vklopnem pojavu

Ko vklopni pojav izveni zgleda stanje v transformatorju tako:

Struktura

Presečna krožna oblika je prikaza ne desni. Take oblike je zaradi tega, ker so ovitja okrogla, in ker tako dobimo zelo dobro faktor polnjenja železa. Tipične debeline lamel so: 0.35mm, 0.5mm. Z tako tanko lamelo dosežemo boljši izkoristek.

Image

Transformatorje se tipično postavi v kotle, ki vključujejo varovalke, hladilno olje in priključna sponke. Manjše priključne sponke so za nizkonapetostno stran, večje so za visoko napetostno stran. Te imajo "kljobučki", da se prepreči preboj zaradi dežja ali snega.

Za hlajenje se ponavadi uporablja olje, ki hladi, deluje pa tudi kot izolator. Zato je potrebna ekspanzijska posoda, da ima olje prostor za širjenje is krčenje. Ekspanzijska posoda, nam tudi omogoča plinsko analizo, s katero lahko analiziramo stanje navitja

Vezava

Transformatorji so lahko vezani na več različnih načinov. Način kako so povezani konci navitji, nam pove kako deluje transformator, kolikšna bo fazna napetost, medfazna napetost in fazani kot med primarno is sekundarno stranjo.

Vezavo ki je na primarni strani označujemo z veliko črko, na sekundarni strani pa z malo.

Zvezda (Y)

Ena stran navitji ne povezana na sponke transformatorja, druga je povezana skupaj. Tako dobimo kazalčni diagram, kjer je medfazna napetost enaka $U_{m f} = \sqrt{3} U_{f}$ . Ima tudi skupno zvezdišče, če želimo da nam je dostopna fazna napetost, potrebujemo napeljati zvezdišče ven iz transformatorja.

Trikot (D)

Pri vezavi trikot imamo na voljo samo medfazno napetost. $U_{m f} = U_{f}$ . Slabost te vezave je, da ne moremo priključiti enofaznih porabnikov, saj nimamo na voljo ničlišča.

Kaj se zgodi, če priključiš enofazni porabnik med 2 sponki?

## Cikcak (Z) Tuljavo razpolovimo na vežemo konce polovic na poseben način. Za isto izhosnjo napetost potrebujemo 15 procetov vec navojev. $$ U_{1W} = 2\frac{E_{1}}{2}\cos(30°) =2\frac{E_{1}}{2}\frac{\sqrt{ 3 }}{2} = 0.866 E_{1} $$ $$ E_{1} = \frac{1}{0.866}U_{1W} = 1.153 U_{1W} $$