Tipus de pèrdues en un transformador i la seva eficiència

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Un ideal transformador és molt eficient, de manera que no tenen pèrdues d’energia, cosa que significa que la potència subministrada al terminal d’entrada del transformador ha de ser equivalent a la subministrada al terminal de sortida del transformador. Així doncs, la potència d’entrada i sortida poder en un transformador ideal són iguals incloent zero pèrdues d'energia. Però a la pràctica, tant les potències d’entrada com de sortida del transformador no seran iguals a causa de les pèrdues elèctriques dins del transformador. És un dispositiu estàtic perquè no té cap part mòbil, de manera que no podem observar pèrdues mecàniques, però es produiran pèrdues elèctriques com el coure i el ferro. En aquest article es descriu una visió general dels diferents tipus de pèrdues en un transformador.

Tipus de pèrdues en un transformador

Hi ha diferents tipus de pèrdues que es produiran al transformador, com ara ferro, coure, histèresi, remolí, perdut i dielèctric. La pèrdua de coure es produeix principalment a causa de la resistència en el bobinat del transformador, mentre que es produiran pèrdues per histèresi a causa del canvi d'imantació dins del nucli.




Tipus de pèrdues en un transformador

Tipus de pèrdues en un transformador

Pèrdues de ferro en un transformador

Les pèrdues de ferro es produeixen principalment a través del flux altern dins del nucli del transformador. Una vegada que aquesta pèrdua es produeix dins del nucli, s’anomena pèrdua del nucli. Aquest tipus de pèrdua depèn principalment del material magnètic propietats dins del nucli del transformador. El nucli del transformador es pot fer amb ferro, de manera que s’anomenen pèrdues de ferro. Aquest tipus de pèrdua es pot classificar en dos tipus, com la histèresi i el corrent de Foucault.



Pèrdua d’histèresi

Aquest tipus de pèrdua es produeix principalment quan corrent altern s'aplica al nucli del transformador i el camp magnètic s'invertirà. Aquesta pèrdua depèn principalment del material bàsic utilitzat al transformador. Per reduir aquesta pèrdua, es pot utilitzar el material bàsic d'alta qualitat. CRGO- L'acer Si orientat a gra laminat en fred es pot utilitzar com a nucli del transformador de manera que es pugui reduir la pèrdua d'histèresi. Aquesta pèrdua es pot representar mitjançant l'equació següent.

Ph = Khf Bx m

On


'Kh' és la constant que depèn de la qualitat i el volum del material bàsic del transformador

'Bm' és la densitat de flux més alta dins del nucli

'F' és la freqüència de flux alternant en cas contrari

‘X’ és la constant de Steinmetz i el valor d’aquesta constant canvia principalment d’1,5 a 2,5.

Pèrdua de corrent de Foucault

Una vegada que el flux està connectat a un circuit tancat, es pot induir una e.m.f dins del circuit i hi ha un subministrament al circuit. El flux del valor del corrent depèn principalment de la suma d’un e.m.f i de la resistència a la regió del circuit.
El nucli del transformador es pot dissenyar amb un material conductor. El flux de corrent a l’emf es pot subministrar dins del cos del material. Aquest flux de corrent es coneix com a corrent de Foucault. Aquest corrent es produirà un cop el conductor experimenti un camp magnètic alterant.

Quan aquests corrents no són responsables de fer cap tasca funcional, genera una pèrdua dins del material magnètic. Per tant, s’anomena pèrdua de corrent de Foucault. Aquesta pèrdua es pot reduir dissenyant el nucli mitjançant petites laminacions. L'equació del corrent de Foucault es pot derivar mitjançant l'equació següent.

Pe = KeBm2t2f2V watts

On,

'Ke' és el coeficient del corrent de Foucault. Aquest valor depèn principalment de la naturalesa del material magnètic, com la resistivitat i el volum del material bàsic i l’amplada de les laminacions

'Bm' és la taxa més alta de densitat de flux en wb / m2

'T' és l'amplada de la laminació a uns metres

‘F’ és la freqüència d’inversió del camp magnètic mesurada en Hz

'V' és la quantitat de material magnètic en m3

Pèrdua de coure

Les pèrdues de coure es produeixen a causa de la resistència òhmica en els bobinats del transformador. Si els bobinatges primari i secundari del transformador són I1 i I2, la resistència d’aquests bobinatges és R1 i R2. Per tant, les pèrdues de coure que es van produir en els bobinatges són respectivament I12R1 i I22R2. Per tant, tota la pèrdua de coure serà

Pc = I12R1 + I22R2

Aquestes pèrdues també s’anomenen pèrdues variables o òhmiques perquè aquestes pèrdues canviaran en funció de la càrrega.

Pèrdua perduda

Aquest tipus de pèrdues en un transformador es poden produir a causa de l’aparició del camp de fuites. En comparació amb les pèrdues de coure i ferro, el percentatge de pèrdues perdudes és menor, de manera que es poden deixar de banda aquestes pèrdues.

Pèrdua dielèctrica

Aquesta pèrdua es produeix principalment dins del petroli del transformador. Aquí l’oli és un material aïllant. Una vegada que el petroli del transformador es deteriora en cas contrari quan la qualitat del petroli disminueix, l’eficiència del transformador es veurà afectada.

Eficiència del transformador

La definició d’eficiència és similar a una màquina elèctrica. És la proporció de potència de sortida i potència d’entrada. L'eficiència es pot calcular mitjançant la següent fórmula.

Eficiència = Potència de sortida / Potència d’entrada.

El transformador és un dispositiu d’alta eficiència i l’eficiència de càrrega d’aquests dispositius oscil·la principalment entre el 95% i el 98,5%. Quan un transformador és altament eficient, la seva entrada i sortida tenen gairebé el mateix valor i, per tant, no és pràctic calcular l’eficiència del transformador mitjançant la fórmula anterior. Però, per trobar la seva eficiència, és millor utilitzar la següent fórmula

Eficiència = (entrada - pèrdues) / entrada => 1 - (pèrdues / entrada).

Deixem que la pèrdua de coure sigui I2R1, mentre que la pèrdua de ferro sigui Wi

Eficiència = 1-Pèrdues / Entrada

= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1

Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1

Diferencieu l'equació anterior respecte a 'I1'

d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1

'Ƞ' és màxim a d Ƞ / dI1 = 0

Per tant, l’eficiència «Ƞ» serà màxima a

R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1

I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1

I12R1 = Wi

Per tant, l’eficiència del transformador pot ser més alta quan les pèrdues de ferro i coure són iguals.

Per tant, pèrdua de coure = pèrdua de ferro.

Per tant, es tracta d’un visió general dels tipus de pèrdues en un transformador . En un transformador, es poden produir pèrdues d’energia per diversos motius. Així, l’eficiència del transformador es reduirà. Els principals motius dels diferents tipus de pèrdues en un transformador es deuen a l’efecte de la calor a la bobina, a les fuites de flux magnètic, a la magnetització i a la desmagnetització del nucli. Aquí teniu una pregunta, quins són els diferents tipus de transformadors disponibles al mercat?