• Articles
• admin

en viss mängd ström går förlorad under spänningsomvandlingsprocessen i en transformator. Strömmen strömmar i en transformatorlindning och det växlande magnetfältet i kärnan bidrar till majoriteten av transformatorförlusterna. Låt oss lära oss i detalj de olika transformatorförlusterna.

typer av transformatorförluster

• inga belastningsförluster
  • Kärnförluster eller järnförluster
    • hysteresförlust
    • Virvelströmsförlust
  • Stray förluster
  • dielektriska förluster
  • Kopparförlust på grund av förluster utan belastning
• Lastförlust eller Kopparförlust

inga belastningsförluster

alla transformatorförluster som alltid är konstanta, oavsett belastningsvariationer, kallas inga belastningsförluster. De varierar inte beroende på belastningen på en transformator. Även en liten minskning av förlusterna utan belastning kan leda till betydande energibesparingar i stora transformatorer.

Kärnförluster eller järnförluster

Kärnförluster uppstår i transformatorns stålkärna på grund av den magnetiseringsström som behövs för att aktivera kärnan. Magnetiseringsströmmen förblir densamma under tomgång och full belastning. Kärnförluster är också kända som järnförluster i transformatorer. Kärnförlusterna utgör två komponenter: Hysteresförluster och virvelströmsförluster.

Hysteres förluster

Hysteres förlust det den högsta bidragsgivaren till kärn förluster. Kärnan i en transformator består av ferromagnetiska material såsom kiselstål. När plats i ett magnetfält, molekylerna i dem orienterade mot en riktning beroende på polaritet av fältet. Men magnetfältet som produceras av en växelström varierar med en frekvens av 50Hz eller 60Hz. Därför motstår molekylerna en sådan snabb förändring i magnetisering. Detta motstånd mot förändringen i magnetisering resulterar i energiförlust i form av värme i kärnan. Den energi som förloras på grund av Hysteres kallas hysteresförlust. Hysteresförlust bestäms av graden av stållamineringar som används för kärnan.

Virvelströmförlust

det växlande magnetfältet inducerar cirkulerande strömmar i varje stållaminering av kärnan. Dessa strömmar bidrar inte till energiöverföringen mellan primär-och sekundärlindningarna utan försvinner som värme i kärnan. De inducerade strömmarna är kända som virvelströmmar och effektförlusten som orsakas av dem kallas virvelströmförlust.

Virvelströmförlust i en transformator är direkt proportionell mot tjockleken på lamineringarna, kvadraten på matningsfrekvensen och kvadraten av flödestätheten.

herrelös virvelströmsförlust

termen herrelösa virvelströmsförluster avser de ytterligare förluster som uppstår i transformatorer som ett resultat av virvelströmmar inducerade i metalliska delar av en transformator exklusive transformatorkärnan. Det inkluderar virvelströmförlusterna i kärnklämmor, bultar, transformatortank och till och med transformatorlindningar i sig.

dielektriska förluster

en viss mängd effekt förloras i isoleringsmaterialen, särskilt i transformatoroljan.

hysteresförlust och virvelströmsförlust står tillsammans för 90% av förlusterna utan belastning medan tillfälliga virvelströmsförluster, dielektriska förluster och kopparförlust på grund av förlusterna utan belastning står för de återstående 10%.

kopparförlusten på grund av ingen belastningsström är liten och följaktligen försummas ofta. Förluster utan belastning beror främst på spänning och frekvens, så under driftsförhållanden varierar de bara något med systemvariationer. Transformatorförluster utan belastning kan minskas genom att bygga kärnan med hjälp av högkvalitativa magnetiska stålkärnmaterial och optimera kärndimensionerna.

Lastförlust eller Kopparförlust (i2r-förlust)

Lastförlust eller kopparförlust inträffar i transformatorernas primära och sekundära spolar, är resultatet av spolmotstånd. Det är lastberoende. Det är proportionellt mot kvadraten av ström och motstånd hos spolarna. Det är också känt som i2r-förlust.

låt Ip och Rp vara den primära strömmen respektive spolmotståndet och Is och Rs vara den primära strömmen respektive spolmotståndet. Därefter ges summan av

Total kopparförlust = Ip2Rp + Is2Rs

eftersom kopparförlusterna beror på spolmotståndet är det nödvändigt att korrekt dimensionera spole ledarna för att begränsa spolmotståndet.

Transformatorförluster kan minskas genom noggrann design och korrekt dimensionering av dess komponenter. Strömförlust i en transformator är oundviklig. Även en strömförsörjd transformator men inte ansluten till last, slösar bort lite energi i form av förluster utan belastning. Effektförlusten i en transformator ges med följande formel.

totala transformatorförluster = Kärnförluster + Kopparförluster

kärnförlusterna och kopparförlusterna kan bestämmas genom att utföra öppen krets och kortslutningstest i en transformator.

Läs mer: Open circuit test & Kortslutningstest i transformatorer