• Articles
• admin

bizonyos mennyiségű teljesítmény elvész a transzformátor feszültségátalakítási folyamata során. A transzformátor tekercsében áramló áram és a magban lévő váltakozó mágneses mező hozzájárul a transzformátor veszteségeinek többségéhez. Tanuljunk részletesen, a különböző transzformátor veszteségek.

transzformátor veszteségek típusai

• terhelés nélküli veszteségek
  • Magveszteség vagy vasveszteség
    • hiszterézis veszteség
    • örvényáram veszteség
  • kóbor veszteségek
  • dielektromos veszteségek
  • Rézveszteség a terhelés nélküli veszteségek miatt
• Terhelésveszteség vagy Rézveszteség

üresjárati veszteségek

mindazok a transzformátorveszteségek, amelyek mindig állandóak, függetlenül a terhelésváltozásoktól, üresjárati veszteségként ismertek. Nem változnak a transzformátor terhelésétől függően. Még a terhelés nélküli veszteségek kis csökkenése is jelentős energiamegtakarítást eredményezhet a nagy transzformátorokban.

Magveszteségek vagy vasveszteségek

Magveszteségek fordulnak elő a transzformátor acélmagjában a mag feszültségéhez szükséges mágnesező áram miatt. A mágneses áram változatlan marad terhelés nélkül és teljes terhelés alatt. Az alapvető veszteségeket vasveszteségeknek is nevezik transzformátorok. Az alapvető veszteségek két komponenst alkotnak: hiszterézis veszteségek és örvényáram veszteségek.

hiszterézis veszteségek

hiszterézis veszteség ez a legnagyobb mértékben járul hozzá az alapvető veszteségekhez. A transzformátor magja ferromágneses anyagokból, például szilícium acélból készül. Amikor hely egy mágneses mező, a molekulák bennük orientált egy irányba, attól függően, hogy a polaritás a mező. De a váltakozó áram által termelt mágneses mező 50 Hz vagy 60 Hz frekvencián változik. Ezért a molekulák ellenállnak a mágnesezés ilyen gyors változásának. Ez a mágnesezés változásával szembeni ellenállás energiaveszteséget eredményez a magban lévő melegítés formájában. A hiszterézis miatt elvesztett energiát hiszterézis veszteségnek nevezzük. A hiszterézisveszteséget a maghoz használt acéllemezek minősége határozza meg.

örvényáram veszteség

a váltakozó mágneses mező indukál keringő áramok minden acél laminálás a mag. Ezek az áramok nem járulnak hozzá a primer és szekunder tekercsek közötti energiaátadáshoz, hanem hő formájában oszlanak el a magban. Az indukált áramokat örvényáramoknak, az általuk okozott energiaveszteséget pedig örvényáram-veszteségnek nevezzük.

örvényáram veszteség egy transzformátorban egyenesen arányos a laminálás vastagságával, az ellátási frekvencia négyzetével és a fluxus sűrűségének négyzetével.

kóbor örvényáram-veszteség

a kóbor örvényáram-veszteségek kifejezés a transzformátorokban a transzformátor magját kivéve a transzformátor fémrészeiben indukált örvényáramok eredményeként bekövetkező további veszteségekre vonatkozik. Ez magában foglalja a magbilincsek örvényáram-veszteségeit, csavarok, transzformátor tartály, sőt maga a transzformátor tekercselése is.

dielektromos veszteségek

bizonyos mennyiségű teljesítmény elvész a szigetelőanyagokban, különösen a transzformátorolajban.

a Hiszterézisveszteség és az örvényáram-veszteség együttesen a terhelés nélküli veszteségek 90%-át teszi ki, míg a fennmaradó 10%-ot az örvényáram-veszteségek, a dielektromos veszteségek és a rézveszteség okozza.

a terhelés nélküli áram miatti rézveszteség kicsi, következésképpen gyakran elhanyagolt. Az üresjárati veszteségek elsősorban a feszültségtől és a frekvenciától függenek, így üzemi körülmények között csak kis mértékben változnak a rendszerváltozásokkal. A transzformátor terheletlen veszteségei csökkenthetők a mag felépítésével kiváló minőségű mágneses acél maganyagok felhasználásával és a magméretek optimalizálásával.

Terhelésveszteség vagy Rézveszteség (I2R veszteség)

terhelésveszteség vagy rézveszteség fordul elő a transzformátorok elsődleges és másodlagos tekercseiben, a tekercs ellenállásának eredménye. Ez terhelésfüggő. Ez arányos a tekercsek áramának és ellenállásának négyzetével. Úgy is ismert, mint I2R veszteség.

legyen az Ip és az Rp az elsődleges áram és a tekercs ellenállása, az is és az Rs pedig az elsődleges áram és a tekercs ellenállása. Ezután a teljes értéket

teljes rézveszteség = Ip2Rp + Is2Rs

adja meg, mivel a rézveszteség a tekercs ellenállásától függ, ezért a tekercsvezetőket megfelelően kell méretezni a tekercs ellenállásának korlátozása érdekében.

a transzformátor veszteségei csökkenthetők az alkatrészek gondos tervezésével és megfelelő méretezésével. A transzformátor áramkimaradása elkerülhetetlen. Még egy feszültség alatt álló transzformátor, de nem csatlakozik a terheléshez, energiát pazarol terhelés nélküli veszteségek formájában. A transzformátor teljes teljesítményveszteségét a következő képlet adja meg.

teljes transzformátorveszteség = Magveszteség + Rézveszteség

a magveszteség és a rézveszteség meghatározható nyitott áramkör és rövidzárlat tesztekkel egy transzformátorban.

További információ: nyitott áramkör teszt & rövidzárlat teszt transzformátorokban