Egy ideális transzformátor nagyon hatékony, így nincs energiaveszteségük, ami azt jelenti, hogy a transzformátor bemeneti termináljának táplált energiának egyenértékűnek kell lennie a transzformátor kimeneti termináljára táplált energiával. Tehát a bemeneti teljesítmény és a kimenet erő ideális transzformátorban egyenlőek, beleértve az energia veszteségeket is. De a gyakorlatban a transzformátor bemeneti és kimeneti teljesítménye sem lesz egyenlő a transzformátoron belüli elektromos veszteségek miatt. Ez egy statikus eszköz, mert nincsenek mozgatható alkatrészei, ezért nem figyelhetünk meg mechanikai veszteségeket, de elektromos veszteségek jelentkeznek, mint a réz és a vas. Ez a cikk a transzformátor különféle veszteségeinek áttekintését tárgyalja.
A veszteségek típusai a transzformátorban
Különböző típusú veszteségek fordulhatnak elő a transzformátorban, például vas, réz, hiszterézis, örvény, kóbor és dielektromos. A rézveszteség elsősorban annak köszönhető az ellenállás a transzformátor tekercsében, míg a hiszterézis veszteségek bekövetkeznek a mag mágneses változásának következtében.
A veszteségek típusai a transzformátorban
Vas veszteségek egy transzformátorban
A vasveszteségek főleg a transzformátor magjában lévő váltakozó fluxus révén jelentkeznek. Amint ez a veszteség bekövetkezik a magban, akkor magvesztésnek nevezzük. Ez a fajta veszteség elsősorban az anyagtól függ mágneses tulajdonságai a transzformátor magjában. A transzformátor magja vasal készíthető, ezért ezeket vasveszteségeknek nevezzük. Ez a fajta veszteség két kategóriába sorolható, mint a hiszterézis, valamint az örvényáram.
Hiszterézis veszteség
Ez a fajta veszteség főleg akkor fordul elő, amikor a váltakozó áram alkalmazzák a transzformátor magjára, akkor a mágneses mező megfordul. Ez a veszteség elsősorban a transzformátorban használt mag anyagától függ. Ennek a veszteségnek a csökkentésére a kiváló minőségű alapanyag használható. CRGO- Hidegen hengerelt szemcseorientált Si acél általában használható, mint a transzformátor magja, így csökkenthető a hiszterézis veszteség. Ez a veszteség a következő egyenlet használatával ábrázolható.
Ph = Khf Bx m
Hol
A „kh” az az állandó, amely a transzformátor maganyagának minőségétől és térfogatától függ
A „Bm” a legnagyobb fluxus sűrűség a magon belül
„F” a váltakozó fluxus frekvencia, amely egyébként táplálja
Az „x” a Steinmetz állandója, és ennek az állandónak az értéke főleg 1,5-ről 2,5-re változik.
Örvényáram-veszteség
Miután a fluxus egy zárt áramkörhöz csatlakozik, akkor az áramkörön belül egy e.m.f indukálható, és van egy kínálat az áramkörben. Az áramérték áramlása főleg az áramkör tartományában lévő e.m.f és ellenállás összegétől függ.
A transzformátor magja vezető anyaggal tervezhető. Az emf áramának áramlása az anyag testén belül biztosítható. Ezt az áramlást örvényáramnak nevezik. Ez az áram akkor következik be, amikor a vezető megváltozó mágneses teret tapasztal.
Ha ezek az áramok nem számíthatók be semmilyen funkcionális feladat elvégzéséért, akkor veszteséget okoz a mágneses anyagban. Tehát örvényáram-veszteségnek hívják. Ezt a veszteséget csökkenteni lehet, ha a magot könnyű laminálásokkal tervezik meg. Az örvényáram-egyenlet a következő egyenlet segítségével származtatható.
Pe = KeBm2t2f2V watt
Hol,
A „Ke” az örvényáram együtthatékonysága. Ez az érték főleg a mágneses anyag természetétől függ, például a mag anyagának ellenállásától és térfogatától, valamint a laminálások szélességétől
A „Bm” a fluxus sűrűségének legnagyobb mértéke wb / m2-ben
A „T” a laminálás szélessége méteren belül
„F” a mágneses tér fordított frekvenciája, Hz-ben mérve
„V” a mágneses anyag mennyisége m3-ben
Réz veszteség
A réz veszteségek a transzformátor tekercseinek ohmos ellenállása miatt következnek be. Ha a transzformátor primer és szekunder tekercsei I1 és I2, akkor ezeknek a tekercseknek az ellenállása R1 és R2. Tehát a tekercsekben bekövetkezett rézveszteségek I12R1 és I22R2. Tehát a teljes rézveszteség lesz
Pc = I12R1 + I22R2
Ezeket a veszteségeket változó vagy ohmos veszteségeknek is nevezik, mivel ezek a veszteségek a terhelés függvényében változnak.
Kóbor veszteség
Az ilyen típusú veszteségek egy transzformátorban a szivárgási mező előfordulása miatt jelentkezhetnek. A réz- és vasveszteségekhez viszonyítva a kóbor veszteségek százalékos aránya kisebb, ezért ezeket a veszteségeket elhanyagolni lehet.
Dielektromos veszteség
Ez a veszteség elsősorban a transzformátor olaján belül jelentkezik. Itt az olaj szigetelőanyag. Amint az olaj a transzformátorban romlik, máskülönben, ha az olaj minősége romlik, ez a transzformátor hatékonyságát befolyásolja.
A transzformátor hatékonysága
A hatékonyság meghatározása hasonló egy elektromos géphez. Ez a kimeneti teljesítmény és a bemeneti teljesítmény aránya. A hatékonyság a következő képlettel számítható ki.
Hatékonyság = Kimeneti teljesítmény / Bemeneti teljesítmény.
A transzformátor rendkívül hatékony eszköz, és ezeknek az eszközöknek a terhelési hatékonysága főleg 95% - 98,5% között mozog. Ha egy transzformátor nagyon hatékony, akkor a bemenetének és a kimenetének majdnem ugyanaz az értéke, ezért nem célszerű a transzformátor hatékonyságát a fenti képlet segítségével kiszámítani. De a hatékonyság megtalálásához jobb a következő képlet használata
Hatékonyság = (bemenet - veszteségek) / bemenet => 1 - (veszteség / bemenet).
Legyen a rézveszteség I2R1, míg a vasveszteség Wi
Hatékonyság = 1 veszteség / bemenet
= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1
Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1
Differenciálja a fenti egyenletet az „I1” tekintetében
d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1
A „Ƞ” maximuma d Ƞ / dI1 = 0 értéknél
Ezért a „Ƞ” hatékonyság a
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Ezért a transzformátor hatékonysága akkor lehet a legnagyobb, ha a vas- és rézveszteség egyenlő.
Tehát, Rézveszteség = Vasveszteség.
Így mindez egy áttekintés a transzformátor veszteségeinek típusairól . A transzformátorban az energiaveszteség több okból is bekövetkezhet. Tehát a transzformátor hatékonysága csökken. A transzformátor különféle veszteségeinek fő okai a tekercsben lévő hő hatásának, a mágneses fluxus szivárgásának, a mag mágnesezésének és mágnesezésének köszönhetők. Itt van egy kérdés az Ön számára, melyek a különböző típusú transzformátorok a piacon?
