Bilo koja vrsta električne opreme doživjet će gubitke tijekom dugoročnog rada, a transformatori napajanja nisu iznimka. U gubicima transformatora snage uglavnom su podijeljeni u dva dijela: gubitak bakra i gubitak željeza.
Gubitak bakra
Definicija i princip
Bakar igra važnu ulogu u transformatorima. Namoti transformatora obično koriste bakrene žice, a "gubitak bakra" u transformatoru je gubitak generirane bakrenim žicama. "Gubitak bakra" transformatora poznat je i kao gubitak opterećenja. Takozvani gubitak opterećenja je varijabilni gubitak i mijenja se. Kada transformator radi pod opterećenjem, postoji otpor kada struja prođe kroz žice, što rezultira gubitkom otpora. Prema Jouleovom zakonu, kada struja prođe kroz ovaj otpor, stvorit će se toplina Joule, a što je veća struja, to je veći gubitak snage. Stoga je gubitak otpora proporcionalan kvadratu struje i nema nikakve veze s naponom. Upravo zato što se mijenja s veličinom struje, gubitak bakra (gubitak opterećenja) je varijabilni gubitak, a ujedno je i glavni gubitak tijekom rada transformatora.
Utjecajni čimbenici
VELIKA VELIKE: Kao što je gore spomenuto, gubitak bakra proporcionalan je kvadratu struje, tako da je veličina struje ključni faktor koji utječe na gubitak bakra.
Otpor namota: Otpor namota izravno utječe na gubitak bakra. Što je otpor veći, veći je gubitak bakra.
Broj slojeva zavojnice: što je više broja slojeva zavojnice, to je duži put da struja teče u namotavanju, a otpor će se također u skladu s tim povećati, što će rezultirati povećanjem gubitka bakra.
Frekvencija prebacivanja: Utjecaj frekvencije prebacivanja na gubitak bakra transformatora izravno je povezan s parametrima distribucije transformatora i karakteristikama opterećenja. Kad karakteristike opterećenja i parametri distribucije zajedno pokazuju induktivnu karakteristiku, gubitak bakra se smanjuje kako se frekvencija prebacivanja povećava; Kad zajedno pokazuju kapacitivnu karakteristiku, gubitak bakra raste kako se frekvencija prebacivanja povećava.
Utjecaj temperature: Na gubitak opterećenja utječe i temperatura transformatora. Istodobno, magnetski tok istjecanja uzrokovan strujom opterećenja stvorit će gubitak vrtložne struje u namotavanju i zalutali gubitak u metalnim dijelovima izvan namota.
Način izračuna
Postoje dvije formule za izračun:
Formula na temelju nazivne struje i otpora:
Gubitak bakra (jedinica: KW)=I² × RC × ΔT
Tamo gdje sam nazivna struja transformatora, RC je otpor bakrene žice, a ΔT je vrijeme rada transformatora.
Formula na temelju nazivne struje i ukupnog otpora bakra: gubitak bakra=I² × R
Gdje predstavljam nazivnu struju transformatora, a R predstavlja ukupni otpor bakra transformatora. Ukupni otpor bakra r transformatora može se izračunati sljedećom formulom:
R = (R1 + R2) / 2
Tamo gdje R1 predstavlja primarni bočni otpor bakra transformatora, a R2 predstavlja sekundarni bočni bakreni otpor transformatora.
Metode za smanjenje gubitka bakra
Povećajte područje presjeka namota transformatora: smanjite otpor vodiča, čime se učinkovito smanjuje gubitak bakra transformatora.
Koristite visokokvalitetne materijale vodiča: poput bakrene folije ili aluminijske folije za smanjenje otpornosti namota.
Smanjite vrijeme rada laganog opterećenja transformatora: Ograničavanje udjela radnog vremena transformatora je korisno za smanjenje gubitka bakra transformatora.
Gubitak željeza
Definicija i princip
Različit od gubitka bakra, gubitak željeza transformatora nema nikakve veze s čimbenicima poput namotavanja i veličine struje. Kao što naziv govori, gubitak željeza povezan je s željezom, a generira ga željezna jezgra. Gubitak željeza transformatora poznat je i kao "gubitak bez opterećenja", jer postoji i u stanja transformatora s punim opterećenjem i nula i fiksni je gubitak transformatora. Međutim, u opterećenju, gubitak snage će se smanjiti kako se snaga električnog polja smanjuje.
Klasifikacija
Gubitak željeza transformatora podijeljen je u gubitak histereze i gubitak struje vrtložne struje.
● Gubitak histereze Načelo rada transformatora temelji se na principu elektromagnetske indukcije kako bi se postigla transformacija napona i promjena struje. Magnetski tok u transformatoru teče na željeznoj jezgri. Željezna jezgra ima magnetsku otpornost na magnetski tok, baš kao što vodič ima otpor na struju, a također će se stvoriti i toplina. Takav se gubitak naziva "gubitak histereze".
● Gubitak vrtložne struje Nakon što se energizira primarni namotavanje transformatora, magnetski tok nastao zavojnicama u željeznoj jezgri. Budući da je sama željezna jezgra također vodič, na ravnini će se stvoriti inducirana elektromotivna sila okomito na linije magnetskog polja. Ova elektromotivna sila tvori zatvorenu petlju na presjeku željezne jezgre i stvara struju, koja je poput vrtloga, tako da se naziva "vrtložna struja". Gubitak generirana ovom vrtložnom strujom naziva se "gubitak struje. Upravo zato što će željezna jezgra generirati vrtložne struje koje se izrađuju u tanke listove, jer što je tanji, to je veći otpor i što je manja struja.
Utjecajni čimbenici
Radni napon i frekvencija: Gubitak željeza povezan je s radnim naponom i frekvencijom transformatora, jer će ti faktori utjecati na snagu magnetskog polja i fenomen histereze u željeznoj jezgri.
Materijal željezne jezgre: Svojstva histereze materijala jezgre željeza utjecati će na veličinu gubitka željeza. Ako odabrani materijal željezne jezgre nije dobar, gubitak histereze će se povećati.
Proces proizvodnje: Proces proizvodnje transformatora također ima određeni utjecaj na gubitak željeza. Na primjer, metoda laminacije jezgre željeza, izolacijski tretman itd. Sve će utjecati na veličinu gubitka željeza.
Način izračuna
Formula na temelju nazivne struje i histereze i gubitaka otpora:
Gubitak željeza (jedinica: kVA)=I² × (RM + RA)
Tamo gdje sam nazivna struja transformatora, RM je gubitak željezne jezgre histereze, a RA je gubitak otpornosti željezne jezgre.
Formula na temelju konstantne, magnetske gustoće toka i radne frekvencije:
P _ željezo=kf × (bm)^2 × f
Gdje je p _ željezo gubitak željeza, kf je konstanta, BM je gustoća magnetskog toka, a F je radna frekvencija transformatora.
Metode za smanjenje gubitka željeza
Odaberite visokokvalitetni materijali željezne jezgre: Odaberite Materijal jezgre željeza s malim gubitkom histereze, što može smanjiti gubitak željeza transformatora.
Optimizirajte proces proizvodnje: smanjite gubitak željeza poboljšavajući metodu laminiranja željezne jezgre, izolacijskog tretmana i drugih proizvodnih procesa.
Razumni dizajn: Tijekom faze dizajna transformatora smanjite gubitak željeza optimiziranjem strukturnog dizajna i odabira parametara.
Odjeljak CTA (poboljšanje stope pretvorbe):
📞 Nabavite ekskluzivna rješenja za tržište Južne Amerike i Afrike
Email:jsm687254@gmail.com
Posavjetujte se s inženjerima putem WhatsApp -a: +86 15706806907 (priloženo s priručnikom PDF -a)