Un ideal transformator este foarte eficient, astfel încât nu au pierderi de energie, ceea ce înseamnă că puterea furnizată la terminalul de intrare al transformatorului trebuie să fie echivalentă cu puterea furnizată la terminalul de ieșire al transformatorului. Deci puterea de intrare și ieșirea putere într-un transformator ideal sunt egale, inclusiv pierderi zero de energie. Dar, în practică, atât puterile de intrare, cât și cele de ieșire ale transformatorului nu vor fi egale din cauza pierderilor electrice din transformator. Este un dispozitiv static, deoarece nu are părți mobile, deci nu putem observa pierderi mecanice, dar pierderile electrice vor apărea precum cuprul și fierul. Acest articol discută o prezentare generală a diferitelor tipuri de pierderi într-un transformator.
Tipuri de pierderi într-un transformator
Există diferite tipuri de pierderi care vor avea loc în transformator, cum ar fi fierul, cuprul, histerezisul, turbionul, vagabondele și dielectricul. Pierderea de cupru apare în principal din cauza rezistenta în înfășurarea transformatorului, în timp ce pierderile de histerezis vor avea loc din cauza schimbării magnetizării în interiorul miezului.
Tipuri de pierderi într-un transformator
Pierderile de fier într-un transformator
Pierderile de fier apar în principal prin fluxul alternativ din miezul transformatorului. Odată ce această pierdere apare în interiorul nucleului, atunci se numește pierdere de bază. Acest tip de pierdere depinde în principal de material magnetic proprietăți în miezul transformatorului. Miezul din transformator poate fi realizat cu fier, deci acestea se numesc pierderi de fier. Acest tip de pierdere poate fi clasificat în două tipuri, cum ar fi histerezis, precum și curent turbionar.
Pierderea histerezisului
Acest tip de pierdere apare în principal atunci când curent alternativ se aplică pe miezul transformatorului, apoi câmpul magnetic va fi inversat. Această pierdere depinde în principal de materialul de bază utilizat în transformator. Pentru a reduce această pierdere, se poate utiliza materialul de bază de înaltă calitate. CRGO- Oțelul Si orientat cu bob laminat la rece poate fi utilizat în mod obișnuit ca miezul transformatorului, astfel încât pierderea de histerezis poate fi redusă. Această pierdere poate fi reprezentată folosind următoarea ecuație.
Ph = Khf Bx m
Unde
„Kh” este constanta care depinde de calitatea și volumul materialului de bază din transformator
„Bm” este cea mai mare densitate a fluxului din interiorul miezului
„F” este frecvența alternantă a fluxului în caz contrar
‘X’ este constanta lui Steinmetz și valoarea acestei constante se modifică în principal de la 1,5 la 2,5.
Pierderea curentului turbionar
Odată ce fluxul este conectat la un circuit închis, atunci un e.m.f poate fi indus în circuit și există un livra în circuit. Fluxul valorii curentului depinde în principal de suma unui e.m.f și a rezistenței din regiunea circuitului.
Miezul transformatorului poate fi proiectat cu un material conductor. Fluxul de curent în EMF poate fi alimentat în corpul materialului. Acest flux de curent este cunoscut sub numele de curent turbionar. Acest curent va apărea odată ce conductorul experimentează un câmp magnetic modificat.
Când acești curenți nu sunt responsabili pentru efectuarea oricărei sarcini funcționale, atunci generează o pierdere în interiorul materialului magnetic. Deci, este numit ca o pierdere de curent turbionar. Această pierdere poate fi redusă prin proiectarea miezului utilizând laminări ușoare. Ecuația curentului turbionar poate fi derivată utilizând următoarea ecuație.
Pe = KeBm2t2f2V watts
Unde,
„Ke” este coeficientul curentului turbionar. Această valoare depinde în principal de natura materialului magnetic, cum ar fi rezistivitatea și volumul materialului central și lățimea laminărilor
„Bm” este cea mai mare rată a densității fluxului în wb / m2
„T” este lățimea laminării la câțiva metri
„F” este frecvența inversă a câmpului magnetic măsurată în Hz
„V” este cantitatea de material magnetic din m3
Pierderea cuprului
Pierderile de cupru apar din cauza rezistenței ohmice în înfășurările transformatorului. Dacă înfășurările primare și secundare ale transformatorului sunt I1 și I2, atunci rezistența acestor înfășurări este R1 și R2. Deci pierderile de cupru care au avut loc în înfășurări sunt I12R1 și respectiv I22R2. Deci, întreaga pierdere de cupru va fi
Pc = I12R1 + I22R2
Aceste pierderi se mai numesc pierderi variabile sau ohmice, deoarece aceste pierderi se vor modifica în funcție de sarcină.
Pierderea fără stăpân
Aceste tipuri de pierderi într-un transformator pot apărea din cauza apariției câmpului de scurgere. În comparație cu pierderile de cupru și fier, procentul pierderilor rătăcite este mai mic, astfel încât aceste pierderi pot fi neglijate.
Pierderea dielectrică
Această pierdere apare în principal în uleiul transformatorului. Aici uleiul este un material izolant. Odată ce uleiul din transformator se deteriorează altfel atunci când calitatea uleiului scade, atunci eficiența transformatorului va fi afectată.
Eficiența transformatorului
Definiția eficienței este similară cu o mașină electrică. Este raportul dintre puterea de ieșire și puterea de intrare. Eficiența poate fi calculată prin următoarea formulă.
Eficiență = Putere de ieșire / Putere de intrare.
Transformatorul este un dispozitiv extrem de eficient, iar eficiența sarcinii acestor dispozitive variază în principal între 95% - 98,5%. Atunci când un transformator este extrem de eficient, atunci intrarea și ieșirea acestuia au aproape aceeași valoare și, prin urmare, nu este practic să calculați eficiența transformatorului utilizând formula de mai sus. Dar pentru a-și găsi eficiența, este mai bine să folosești următoarea formulă
Eficiență = (Intrare - Pierderi) / Intrare => 1 - (Pierderi / Intrare).
Permiteți pierderea de cupru să fie I2R1, în timp ce pierderea de fier este Wi
Eficiență = 1-Pierderi / Intrare
= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1
Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1
Diferențiați ecuația de mai sus în ceea ce privește „I1”
d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1
„Ƞ” este maxim la d Ƞ / dI1 = 0
Prin urmare, eficiența „Ƞ” va fi maximă la
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Prin urmare, eficiența transformatorului poate fi cea mai mare atunci când pierderile de fier și cupru sunt egale.
Deci, pierderea cuprului = pierderea fierului.
Astfel, este vorba despre un prezentare generală a tipurilor de pierderi dintr-un transformator . Într-un transformator, pierderea de energie poate apărea din mai multe motive. Deci, eficiența transformatorului va fi redusă. Principalele motive pentru diferite tipuri de pierderi într-un transformator se datorează efectului căldurii în bobină, scurgerii de flux magnetic, magnetizarea și demagnetizarea miezului. Iată o întrebare pentru dvs., care sunt diferitele tipuri de transformatoare disponibile pe piață?
