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Una certa quantità di potenza viene persa durante il processo di trasformazione della tensione in un trasformatore. La corrente scorre in un avvolgimento del trasformatore e il campo magnetico alternato nel nucleo contribuisce alla maggior parte delle perdite del trasformatore. Impariamo in dettaglio, le varie perdite del trasformatore.

Tipi di perdite del trasformatore

• No-perdite di Carico
  • > Core perdite o le perdite nel ferro
    • perdite per Isteresi
    • Eddy perdita di corrente
  • Randagi perdite
  • Perdite Dielettriche
  • la perdita di Rame a causa del no-perdite di carico
• perdita di Carico o la perdita di Rame

No-perdite di Carico

Tutte quelle perdite del trasformatore che sono sempre costante, indipendentemente dalle variazioni di carico, sono conosciuti come No-perdite di carico. Non variano in base al carico su un trasformatore. Anche una piccola riduzione delle perdite a vuoto può portare a significativi risparmi energetici nei trasformatori di grandi dimensioni.

Perdite di nucleo o perdite di ferro

Le perdite di nucleo si verificano nel nucleo di acciaio del trasformatore a causa della corrente di magnetizzazione necessaria per energizzare il nucleo. La corrente di magnetizzazione rimane la stessa durante il carico a vuoto e pieno carico. Le perdite di nucleo sono anche note come perdite di ferro nei trasformatori. Le perdite principali costituiscono due componenti: perdite di isteresi e perdite di correnti parassite.

Perdite di isteresi

Perdite di isteresi è il più alto contributore alle perdite di base. Il nucleo di un trasformatore è costituito da materiali ferromagnetici come l’acciaio al silicio. Quando posto in un campo magnetico, le molecole in essi orientate verso una direzione a seconda della polarità del campo. Ma il campo magnetico prodotto da una corrente alternata varia a una frequenza di 50Hz o 60Hz. Pertanto, le molecole resistono a un così rapido cambiamento nella magnetizzazione. Questa resistenza al cambiamento di magnetizzazione si traduce in perdita di energia sotto forma di calore nel nucleo. L’energia persa a causa dell’isteresi è nota come perdita di isteresi. La perdita di isteresi è determinata dal grado di lamierini in acciaio utilizzati per il nucleo.

Perdita di correnti parassite

Il campo magnetico alternato induce correnti circolanti in ogni laminazione in acciaio del nucleo. Queste correnti non contribuiscono al trasferimento di energia tra gli avvolgimenti primari e secondari, ma vengono dissipate come calore nel nucleo. Le correnti indotte sono note come correnti parassite e la perdita di potenza causata da esse è chiamata perdita di correnti parassite.

La perdita di correnti parassite in un trasformatore è direttamente proporzionale allo spessore dei lamierini, al quadrato della frequenza di alimentazione e al quadrato della densità di flusso.

Perdita di correnti parassite

Il termine perdite di correnti parassite si riferisce alle perdite aggiuntive che si verificano nei trasformatori a seguito di correnti parassite indotte in parti metalliche di un trasformatore escluso il nucleo del trasformatore. Ciò include le perdite di correnti parassite nei morsetti del nucleo, nei bulloni, nel serbatoio del trasformatore e persino negli avvolgimenti del trasformatore stesso.

Perdite dielettriche

Una certa quantità di potere è persa nei materiali isolanti, particolarmente nell’olio del trasformatore.

La perdita di isteresi e la perdita di correnti parassite rappresentano insieme il 90% delle perdite a vuoto mentre le perdite di correnti parassite, le perdite dielettriche e le perdite di rame dovute alle perdite a vuoto rappresentano il restante 10%.

La perdita di rame dovuta alla corrente a vuoto è piccola e di conseguenza spesso trascurata. Le perdite a vuoto dipendono principalmente dalla tensione e dalla frequenza, quindi in condizioni operative variano solo leggermente con le variazioni del sistema. Le perdite a vuoto del trasformatore possono essere ridotte costruendo il nucleo utilizzando materiali di base in acciaio magnetico di alta qualità e ottimizzando le dimensioni del nucleo.

Perdita di carico o perdita di rame(perdita I2R)

La perdita di carico o la perdita di rame si verifica nelle bobine primarie e secondarie dei trasformatori, è il risultato della resistenza della bobina. Dipende dal carico. È proporzionale al quadrato di corrente e resistenza delle bobine. È anche conosciuto come perdita I2R.

Lasciare che Ip e Rp siano rispettivamente la corrente primaria e la resistenza della bobina e Is e Rs siano rispettivamente la corrente primaria e la resistenza della bobina. Quindi il totale è dato da

Perdita totale di rame = Ip2Rp + Is2Rs

Poiché le perdite di rame dipendono dalla resistenza della bobina è necessario dimensionare correttamente i conduttori della bobina per limitare la resistenza della bobina.

Le perdite del trasformatore possono essere ridotte mediante un’attenta progettazione e un corretto dimensionamento dei suoi componenti. La perdita di potenza in un trasformatore è inevitabile. Anche un trasformatore eccitato ma non collegato al carico, spreca un po ‘ di energia sotto forma di perdite a vuoto. La perdita totale di potenza in un trasformatore è data dalla seguente formula.

Perdite totali del trasformatore = perdite del centro + perdite di rame

Le perdite del centro e le perdite di rame possono essere determinate eseguendo le prove del circuito aperto e di cortocircuito in un trasformatore.

Per saperne di più: Test a circuito aperto & Test di cortocircuito nei trasformatori