Similar unei mașini electrice, eficiența transformatorului este, de asemenea, definită ca fiind aceeași cu raportul dintre puterea de ieșire și puterea de intrare (eficiență = ieșire / intrare). Dispozitivele electrice precum transformatoarele sunt dispozitive extrem de eficiente. Știm că există diferite tipuri de transformatoare disponibil pe piață pe baza aplicației în care eficiența încărcării complete a acestor transformatoare variază de la 95% la 98,5%. Atunci când un transformator este extrem de eficient, atunci intrarea, precum și ieșirea, au aproape aceeași valoare. Astfel, nu este practic să calculați eficiența transformatorului utilizând ieșire / intrare. Deci, acest articol discută o privire de ansamblu asupra eficienței transformatorului.
Care este eficiența transformatorului?
Eficiența transformatorului poate fi definită ca intensitatea sau cantitatea de pierdere de putere într-un transformator. Prin urmare, raportul secundarului lichidare de putere la intrarea de putere a bobinajului primar. Eficiența poate fi scrisă după cum urmează.
Eficiența transformatorului
Eficiență (η) = (Putere / Ieșire) X 100
În general, eficiența poate fi notată cu „η”. Ecuația de mai sus este potrivită pentru un transformator ideal oriunde nu va exista pierderile transformatorului precum și energia completă din intrare este mutată la ieșire.
Prin urmare, dacă sunt luate în considerare pierderile transformatorului și dacă transformatorul eficiența este analizată în stări practice, următoarea ecuație este luată în considerare în principal.
Eficiență = ((Putere O / P) / (Putere O / P + Pierderi de cupru + Pierderi de bază)) × 100%
Sau altfel poate fi scris ca Eficiență = (Putere i / p - Pierderi) / Putere i / p × 100
= 1− (Pierderi / i / p Putere) × 100
Deci, toate intrările, o / p și pierderile sunt exprimate în principal în termeni de putere (wați).
Puterea unui transformator
Ori de câte ori este considerat un transformator ideal fără pierderi, atunci puterea transformatorului va fi stabilă, deoarece tensiunea V este înmulțită prin curentul I este stabil.
Deci, puterea din primar este echivalentă cu puterea din secundar. Dacă tensiunea transformatorului crește, curentul va scădea. În mod similar, dacă tensiunea scade, atunci curentul va crește, astfel încât puterea de ieșire să poată fi menținută constantă. Prin urmare, puterea primară este egală cu puterea secundară.
PPrimar= PSecundar
VPEuPcosϕP= VSEuScosϕS
Unde ∅P& ∅ssunt unghiuri de fază primare și secundare
Determinarea eficienței transformatorului
În general, eficiența unui transformator normal este extrem de mare, care variază de la 96% la 99%. Deci eficiența transformatorului nu poate fi decisă printr-o precizie ridicată prin măsurarea directă a intrării și ieșirii. Principala diferență dintre citirile de intrare și ieșire și de intrare a instrumentelor este foarte mică, deoarece o eroare a instrumentului va provoca o eroare de ordinele de 15% în pierderile transformatorului.
În plus, nu este convenabil și costisitor să se includă dispozitivele de încărcare esențiale ale valorilor exacte ale tensiunii și factorului de putere (PF) pentru a încărca transformatorul. Există, de asemenea, o cantitate mare de risipă de energie și nu se pot obține informații dintr-un test cu privire la numărul de pierderi ale transformatorului, cum ar fi fierul și cuprul.
Pierderile transformatorului pot fi determinate prin metoda exactă ar fi calcularea pierderilor din testele de scurtcircuit și circuit deschis, astfel încât eficiența să poată fi determinată
Dintr-un test cu circuit deschis, se poate determina pierderea fierului ca P1 = P0 sau Wo
Din testul de scurtcircuit, se poate determina pierderea de cupru pe sarcini complete, cum ar fi Pc = Ps sau Wc
Pierderea de cupru la o sarcină de x ori încărcarea maximă = I2DouăR02=> xDouăBuc
Eficiența transformatorului (η) = VDouăEuDouăCosΦ / VDouăEuDouăCosΦ + Pi + xDouăBuc
În ecuația de mai sus, rezultatul citirilor instrumentelor poate fi limitat la pierderi, astfel încât eficiența generală poate fi obținută din aceasta, fiind foarte precisă în comparație cu eficiența obținută prin încărcarea directă.
Starea de eficiență maximă a unui transformator
Știm că pierderea de cupru = I12R1
Pierderea fierului = Wi
Eficiență = 1- Pierderi / intrare
= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)
= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)
Diferențiați ecuația de mai sus cu privire la I1
dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)
Eficiența va fi ridicată la dη / dI1 = 0
Prin urmare, eficiența transformatorului va fi ridicată la
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Prin urmare, eficiența transformatorului va fi mare odată ce pierderile de cupru și fier sunt echivalente.
Eficiență pe toată durata zilei
După cum am discutat mai sus, că eficiența obișnuită a transformatorului poate fi dată ca
Eficiența obișnuită a transformatorului = ieșire (wați) / intrare (wați)
Cu toate acestea, la unele tipuri de transformatoare, performanța lor nu poate depinde de eficiența lor. De exemplu, în transformatoarele de distribuție, primarele lor au fost întotdeauna energizate. Cu toate acestea, înfășurările lor secundare vor furniza o ușoară încărcare de cele mai multe ori într-o zi
Odată ce secundarul transformatorului nu va furniza nicio sarcină, după aceea numai pierderile de bază ale transformatorului sunt semnificative și pierderile de cupru nu sunt prezente.
Pierderile de cupru sunt semnificative numai după încărcarea transformatoarelor. Prin urmare, pentru aceste transformatoare, pierderile precum cuprul sunt în mare parte mai puțin importante. Deci, performanța transformatorului poate fi comparată pe baza energiei utilizate într-o singură zi.
Eficiența pe tot parcursul zilei a transformatorului este mai puțin întotdeauna comparată cu eficiența normală a acestuia.
Factori care afectează eficiența unui transformator include următoarele
- Efectul curent de încălzire într-o bobină
- Induse curent turbionar Efect de încălzire
- Magnetizarea Iron Core.
- Scurgerea fluxului
Cum să îmbunătățim eficiența transformatorului?
Există diferite metode de îmbunătățire a eficienței transformatoarelor, cum ar fi zona buclei, izolația, rezistența bobinelor și cuplarea fluxului.
Zona buclei
Izolatie
Izolația dintre foile de miez trebuie să fie ideală pentru a preveni curenții turbionari.
Rezistența bobinei primare și secundare
Materialul bobinelor primare și secundare trebuie să fie stabil, astfel încât rezistența lor electrică să fie extrem de mică.
Cuplaj de flux
Ambele bobine ale transformatorului trebuie să fie înfășurate în așa fel încât cuplarea fluxului între bobine să fie cea mai mare, deoarece transferul de putere de la o bobină la alta va avea loc în timpul legăturilor de flux.
Astfel, este vorba despre o privire de ansamblu asupra eficienței transformatorul . Transformatoarele sunt dispozitive electrice cu randament ridicat. Deci, cea mai mare parte a eficienței transformatorului va varia de la 95% la 98,5%. Iată o întrebare pentru dvs., care sunt diferitele tipuri de transformatoare disponibile pe piață?
