• Articles
• admin

pewna ilość energii jest tracona podczas procesu transformacji napięcia w transformatorze. Prąd płynie w uzwojeniu transformatora, a zmienne pole magnetyczne w rdzeniu przyczynia się do większości strat transformatora. Poznajmy szczegółowo, różne straty transformatorów.

rodzaje strat transformatorów

• straty Bez Obciążenia
  • straty rdzenia lub żelaza
    • straty histerezy
    • straty prądu wirowego
  • bezpańskie straty
  • straty dielektryczne
  • straty miedzi z powodu strat bez obciążenia
• utrata obciążenia lub utrata miedzi

straty Bez Obciążenia

wszystkie te straty transformatorów, które są zawsze stałe, niezależnie od zmian obciążenia, są znane jako straty Bez obciążenia. Nie różnią się one w zależności od obciążenia transformatora. Nawet niewielkie zmniejszenie strat bez obciążenia może prowadzić do znacznych oszczędności energii w dużych transformatorach.

straty rdzenia lub straty żelaza

straty rdzenia występują w stalowym rdzeniu transformatora z powodu prądu magnetyzującego potrzebnego do zasilania rdzenia. Prąd namagnesowania pozostaje taki sam podczas bez obciążenia i pełnego obciążenia. Straty rdzenia są również znane jako straty żelaza w transformatorach. Straty rdzenia stanowią dwa składniki: straty histerezy i straty prądów wirowych.

straty histerezy

straty histerezy to największy wkład w straty rdzenia. Rdzeń transformatora wykonany jest z materiałów ferromagnetycznych, takich jak stal krzemowa. Po umieszczeniu w polu magnetycznym cząsteczki w nich zorientowane w jednym kierunku w zależności od polaryzacji pola. Ale pole magnetyczne wytwarzane przez prąd zmienny zmienia się z częstotliwością 50 hz lub 60 hz. Dlatego cząsteczki opierają się tak szybkiej zmianie namagnesowania. Ta odporność na zmiany namagnesowania powoduje straty energii w postaci ciepła w rdzeniu. Energia utracona w wyniku histerezy jest znana jako utrata histerezy. Strata histerezy jest określana przez gatunek laminatów stalowych stosowanych do rdzenia.

straty prądu wirowego

zmienne pole magnetyczne indukuje prądy krążące w każdej stalowej laminacji rdzenia. Prądy te nie przyczyniają się do przenoszenia energii między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym, ale są rozpraszane jako ciepło w rdzeniu. Prądy indukowane są znane jako prądy wirowe, a utrata mocy spowodowana przez nie jest nazywana utratą prądu wirowego.

utrata prądu wirowego w transformatorze jest wprost proporcjonalna do grubości laminacji, kwadratu częstotliwości zasilania i kwadratu gęstości strumienia.

bezpańskie straty wiroprądowe

termin bezpańskie straty wiroprądowe odnosi się do dodatkowych strat występujących w transformatorach w wyniku prądów wirowych indukowanych w metalowych częściach transformatora, z wyłączeniem rdzenia transformatora. Obejmuje to straty prądu wirowego w zaciskach rdzenia, śrubach, zbiorniku transformatora, a nawet samych uzwojeniach transformatora.

straty dielektryczne

pewna ilość energii jest tracona w materiałach izolacyjnych, zwłaszcza w oleju transformatorowym.

utrata histerezy i utrata prądu wirowego razem stanowią 90% strat bez obciążenia, podczas gdy straty prądu wirowego błądzącego, straty dielektryczne i straty miedzi spowodowane stratami bez obciążenia stanowią pozostałe 10%.

utrata miedzi z powodu prądu bez obciążenia jest niewielka i w związku z tym często zaniedbywana. Straty bez obciążenia zależą przede wszystkim od napięcia i częstotliwości, więc w warunkach operacyjnych różnią się tylko nieznacznie w zależności od zmian systemu. Straty bez obciążenia transformatora można zmniejszyć, budując rdzeń przy użyciu wysokiej jakości materiałów Rdzenia Ze stali magnetycznej i optymalizując wymiary rdzenia.

utrata obciążenia lub utrata miedzi (strata I2R)

utrata obciążenia lub utrata miedzi występuje w cewkach pierwotnych i wtórnych transformatorów, jest wynikiem rezystancji cewki. Jest zależny od obciążenia. Jest on proporcjonalny do kwadratu prądu i rezystancji cewek. Jest również znany jako utrata I2R.

niech Ip i Rp będą odpowiednio prądem pierwotnym i rezystancją cewki, A Is I RS będą odpowiednio prądem pierwotnym i rezystancją cewki. Następnie suma jest podana przez

całkowita strata miedzi = Ip2Rp + Is2Rs

ponieważ straty miedzi zależą od rezystancji cewki, konieczne jest odpowiednie rozmiar przewodów cewki, aby ograniczyć rezystancję cewki.

straty transformatora można zmniejszyć dzięki starannemu projektowaniu i odpowiedniemu doborowi elementów. Utrata mocy w transformatorze jest nieunikniona. Nawet transformator pod napięciem, ale nie podłączony do obciążenia, marnuje trochę energii w postaci strat bez obciążenia. Całkowita strata mocy w transformatorze jest określona według następującego wzoru.

całkowite straty transformatora = straty rdzenia + straty miedzi

straty rdzenia i straty miedzi można określić, wykonując testy obwodu otwartego i zwarcia w transformatorze.

dowiedz się więcej: Test Obwodu otwartego & Test zwarcia w transformatorach