Transformator-Spannungsabfall: Was, warum, wie zu finden und detaillierte Fakten


Dieser Artikel beleuchtet den Transformatorspannungsabfall und die damit verbundenen häufig gestellten Fragen. Der Spannungsabfall des Transformators ist ein wesentlicher Faktor, der die Effizienz und Leistung eines Transformators beeinflusst.

Viele Gründe können den Spannungsabfall des Transformators verursachen. Die beiden wichtigsten Faktoren sind Last und Innenwiderstand der Versorgung. Das Spannungsabfallmaß unterscheidet sich mäßig bei Einphasentransformatoren von Dreiphasentransformatoren. Beide Transformatorspannungsabfälle sind Funktionen von Strom, Reaktanz und Widerstand.

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Was ist ein Transformatorspannungsabfall?

Laden Sie Widerstand und kumulative Reihe Widerstand in der Primärwicklung und Sekundärwicklung des Transformators führen zu einem Spannungsabfall des Transformators. Diese werden durch unsachgemäße verursacht Gegeninduktivität.

Der Transformatorspannungsabfall wird auch als „Spannungsregelung“ bezeichnet, da die Spannung aufgrund einer Erhöhung des Lastwiderstands abfällt. Die Spannungsregelung zeigt die Höhe des Spannungsabfalls, der in der Sekundärwicklung/Last des Transformators auftritt. Der Spannungsabfall des Transformators wird auch von I beeinflusst2R-Verluste.

Ersatzschaltbild eines realen Transformators
Ersatzschaltbild eines realen Transformators; Bildnachweis: Wikipedia

Ursachen für Spannungsabfall im Trafo?

Der Innenwiderstand der Quelle ist der Hauptgrund dafür Spannungsabfall in einem Stromkreis. Je mehr wir Strom aus der Versorgung ziehen, desto mehr fällt die Spannung am Innenwiderstand ab und weniger die Gesamtquellenspannung.

Wenn eine kleine Last über die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen ist, induziert die Lastimpedanz einen Stromfluss durch die interne Wicklung. Aufgrund der Impedanz der internen Spulen des Transformators kommt es zu Spannungsabfällen. Außerdem berücksichtigt die Streureaktanz die Änderung der Ausgangsklemmenspannung.

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Spannungsabfall in Trafoformel?

Transformator Spannungsabfall ist ein wesentlicher Faktor, der die Effizienz eines elektrischen Systems beeinflusst. Ein übermäßiger Spannungsabfall im Transformator kann zu einer niedrigen Spannung an dem Teil des Systems führen, an dem die Last vorhanden ist.

Die Formel zur Berechnung des Transformatorspannungsabfalls

Einphasentransformator: Spannungsabfall [Latex] V_{d}= I\left ( R\cos \theta + X\sin \theta \right ) [/Latex]

Dreiphasentransformator: Spannungsabfall [Latex] V_{d}= \sqrt{3} I\left ( R\cos \theta + X\sin \theta \right ) [/Latex]

wo: 

Vd = Spannungsabfall

R = Widerstand 

X = Reaktanz

Θ = Leistungsfaktorwinkel

Wie berechnet man den Spannungsabfall im Transformator?

Wir können den Spannungsabfall berechnen in einem Transformator entweder in ungefährer oder in exakter Form. Wir müssen sowohl den Widerstand als auch die Reaktanz kennen, um jede Art von Spannungsabfall am Transformator herauszufinden.

Der ungefähre Transformatorspannungsabfall bezogen auf die Primärseite [Latex] = I_{1} R_{01} \cos \theta \pm I_{1} X_{01} \sin \theta [/Latex] und auf die Sekundärseite [ Latex] = I_{2} R_{02} \cos \theta \pm I_{2} X_{02} \sin \theta [/Latex]

Der genaue Transformatorspannungsabfall [Latex] =\left ( I_{2} R_{02} \cos \theta \pm I_{2} X_{02} \sin \theta \right ) + \frac{ \left ( I_{ 2} X_{02} \cos \theta \mp I_{2} R_{02} \sin \theta \right )^{2} } {2\: _{0}^{}\textrm{} V_{2 }} [/Latex]

Ungefährer Spannungsabfall in einem Transformator?

Im Leerlauf ist die induzierte Spannung auf der Primärseite gleich der angelegten Spannung, und die induzierte Spannung auf der Sekundärseite ist gleich der Sekundärklemmenspannung. Angenommen, im Leerlauf 0V2 ist die sekundäre Klemmenspannung. Wir können also E sagen2 = 0V2. Sagen wir V2 ist die Sekundärspannung unter Last. Abbildung 1 zeigt das Zeigerdiagramm eines Transformators, der als Sekundärtransformator bezeichnet wird.

In Abbildung 1 sind R02 und X02 jeweils das Netz äquivalenter Widerstand und Reaktanz des Transformators, bezogen auf die Sekundärseite. Während wir das Zentrum bei O halten, zeichnen wir einen Bogen, der den erweiterten OA bei H schneidet. Von C aus zeichnen wir eine Senkrechte auf OH, die ihn bei G schneidet. Jetzt repräsentiert AC den genauen Abfall und AG den ungefähren Abfall.

Der ungefähre Spannungsabfall des Transformators

= AG = AF + FG = AF + BE

[Latex] = \left ( I_{2} R_{02} \cos \theta + I_{2} X_{02} \sin \theta \right ) [/Latex]

Dies ist die ungefähre Angabe Spannungsabfall für eine nacheilende Leistung Faktor.

Für einen führenden Leistungsfaktor beträgt der ungefähre Spannungsabfall [Latex] \left ( I_{2} R_{02} \cos \theta – I_{2} X_{02} \sin \theta \right ) [/Latex]

(Das „+“-Zeichen steht für den nacheilenden Leistungsfaktor und das „-“-Zeichen für den führenden Leistungsfaktor)

Ebenso finden wir den Spannungsabfall bezogen auf die Primärseite als [Latex] \left ( I_{1} R_{01} \cos \theta \pm I_{1} X_{01} \sin \theta \right ) [/ Latex] 

Genauer und ungefährer Spannungsabfall des Transformators - Zeigerdiagramm
Zeigerdiagramm des Transformators bezogen auf die Sekundärseite

Genauer Spannungsabfall im Trafo?

Gemäß Abbildung 1 beträgt der genaue Spannungsabfall AH. Wir können AH finden, indem wir GH zu AG hinzufügen, das bereits erhalten wurde.

Durch das rechtwinklige Dreieck OCG. Wir haben

OC2 = OG2 + GB2

dh OC2 – OG2 = GB2

dh (OC – OG)(OC + OG) = GC2

dh (OH –OG)(OC + OG) = GC2

dh GH.2.OC= GC2 [Angesichts. OC = OG]

dh [Latex] GH = \frac{GC^{2}} {2OC}= \frac{\left ( CE-GE \right )^{2}} {2OC}= \frac{\left ( CE-BF \ rechts )^{2}} {2OC}= \frac{ \left ( I_{2} X_{02} \cos \theta – I_{2} R_{02} \sin \theta \right )^{2} } {2\: _{0}^{}\textrm{} V_{2}} [/Latex]

Für den nacheilenden Leistungsfaktor ist der genaue Spannungsabfall = AG+ GH = [Latex] =\left ( I_{2} R_{02} \cos \theta + I_{2} X_{02} \sin \theta \right ) + \frac{ \left ( I_{2} X_{02} \cos \theta – I_{2} R_{02} \sin \theta \right )^{2} } {2\: _{0}^{} \textrm{} V_{2}} [/Latex]

Für führenden Leistungsfaktor ist der genaue Spannungsabfall 

[Latex] =\left ( I_{2} R_{02} \cos \theta – I_{2} X_{02} \sin \theta \right ) + \frac{ \left ( I_{2} X_{02} \cos \theta + I_{2} R_{02} \sin \theta \right )^{2} } {2\: _{0}^{}\textrm{} V_{2}} [/Latex]

Im Allgemeinen ist der genaue Spannungsabfall [Latex] =\left ( I_{2} R_{02} \cos \theta \pm I_{2} X_{02} \sin \theta \right ) + \frac{ \left ( I_{2} X_{02 } \cos \theta \mp I_{2} R_{02} \sin \theta \right )^{2} } {2\: _{0}^{}\textrm{} V_{2}} [/Latex ].

FAQs

Trafospannungsabfall unter Last?

Im Allgemeinen berechnen wir die Primärspannung eines Step-Ups Transformator an der Primärwicklung. Die Last wird mit der Sekundärseite verbunden. Wir verbinden einen langen Draht, der die Primär- und die Wechselspannungsquelle verbindet.

Dazu reduziert der Widerstand des Drahtes die Primärspannung. Die Wechselspannungsquelle ist manchmal nicht in der Lage, die an den Sekundäranschluss des Transformators angelegte Last zu handhaben. Eine Überlastung des Transformators führt dazu, dass ein sehr hoher Primärstrom fließt. Aus all diesen Gründen Transformatorspannung sinkt unter der Last.

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Trafospannungsabfall beim Motorstart?

Wenn ein Asynchronmotor mit voller Spannung anläuft, kann er sogar das fünf- bis zehnfache oder mehr des gesamten Laststroms des Motors aufnehmen und sich negativ auswirken. Dieses Phänomen ist auch als Linienstart bekannt.

Dieser Netzanlaufstrom des Motors hält an, bis sich der Motor annähernd der Synchron- oder Nenndrehzahl nähert. Bei diesen Startbedingungen haben die Motoren sehr niedrige Leistungsfaktoren (ca. 10-30 %). Die kombinierte Wirkung von hohem Anlaufstrom und niedrigem Leistungsfaktor führt zu der Spannungsabfall über die Motoren.

Induktionsmotor – Wikipedia
Ersatzschaltung für Induktionsmotoren; Bildnachweis: Wikipedia

Transformator Spannungsabfall Strom?

Der Spannungsabfall des Transformators ist das Maß für den Spannungsverlust durch den gesamten oder einen Teil des Transformators aufgrund von Widerstand/Impedanz. Die Spannung in einem Transformator fällt ab, wenn der Strom aufgrund der Quellenimpedanz ansteigt. 

Strom ist die treibende Kraft für den Spannungsabfall in einem Transformator. Wenn der Strom durch die Transformatorwicklungen fließt, fällt die Spannung ab. Wenn Strom durch die Primärwicklung fließt, erzeugt er einen magnetischen Fluss. Dieser Fluss, der durch die Sekundärwicklung geleitet wird, lässt Strom durch die Last fließen.

Kaushikee Banerjee

Ich bin ein Elektronik-Enthusiast und widme mich derzeit dem Bereich Elektronik und Kommunikation. Mein Interesse liegt in der Erforschung der neuesten Technologien. Ich bin ein begeisterter Lerner und bastle an Open-Source-Elektronik herum. LinkedIn-ID – https://www.linkedin.com/in/kaushikee-banerjee-538321175

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