Ενα ιδανικό μετασχηματιστής είναι πολύ αποδοτικό, οπότε δεν έχουν απώλειες ενέργειας, πράγμα που σημαίνει ότι η ισχύς που παρέχεται στον ακροδέκτη εισόδου του μετασχηματιστή πρέπει να είναι ισοδύναμη με την ισχύ που παρέχεται στο τερματικό εξόδου του μετασχηματιστή. Έτσι, η ισχύς εισόδου και η έξοδος εξουσία σε έναν ιδανικό μετασχηματιστή είναι ίσοι συμπεριλαμβανομένων μηδενικών απωλειών ενέργειας. Στην πράξη, τόσο η ισχύς εισόδου όσο και εξόδου του μετασχηματιστή δεν θα ισούται λόγω ηλεκτρικών απωλειών εντός του μετασχηματιστή. Είναι μια στατική συσκευή επειδή δεν έχει κινητά μέρη, επομένως δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε μηχανικές απώλειες, αλλά ηλεκτρικές απώλειες θα συμβούν όπως ο χαλκός και ο σίδηρος. Αυτό το άρθρο περιγράφει μια επισκόπηση διαφορετικών τύπων απωλειών σε έναν μετασχηματιστή.
Τύποι απωλειών σε μετασχηματιστή
Υπάρχουν διαφορετικά είδη απωλειών που θα συμβούν στον μετασχηματιστή, όπως σίδηρος, χαλκός, υστέρηση, eddy, αδέσποτο & διηλεκτρικό. Η απώλεια χαλκού συμβαίνει κυρίως λόγω η αντίσταση στην περιέλιξη του μετασχηματιστή ενώ οι απώλειες υστέρησης θα συμβούν λόγω της αλλαγής μαγνητισμού μέσα στον πυρήνα.
Τύποι απωλειών σε μετασχηματιστή
Απώλειες σιδήρου σε μετασχηματιστή
Οι απώλειες σιδήρου συμβαίνουν κυρίως μέσω της εναλλασσόμενης ροής εντός του πυρήνα του μετασχηματιστή. Μόλις αυτή η απώλεια εμφανιστεί μέσα στον πυρήνα τότε ονομάζεται απώλεια πυρήνα. Αυτό το είδος απώλειας εξαρτάται κυρίως από το υλικό μαγνητικός ιδιότητες εντός του πυρήνα του μετασχηματιστή. Ο πυρήνας του μετασχηματιστή μπορεί να κατασκευαστεί με σίδερο, έτσι ονομάζονται απώλειες σιδήρου. Αυτός ο τύπος απώλειας μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε δύο τύπους όπως η υστέρηση καθώς και το ρεύμα.
Απώλεια υστέρησης
Αυτό το είδος της απώλειας εμφανίζεται κυρίως όταν το εναλλασσόμενο ρεύμα εφαρμόζεται στον πυρήνα του μετασχηματιστή τότε το μαγνητικό πεδίο θα αντιστραφεί. Αυτή η απώλεια εξαρτάται κυρίως από το υλικό πυρήνα που χρησιμοποιείται στον μετασχηματιστή. Για τη μείωση αυτής της απώλειας, το υψηλής ποιότητας υλικό πυρήνα μπορεί να χρησιμοποιηθεί. CRGO- Ψυχρής έλασης σιτάρι Si με προσανατολισμό σε κόκκους μπορεί να χρησιμοποιηθεί συνήθως όπως ο πυρήνας του μετασχηματιστή, έτσι ώστε να μειωθεί η απώλεια υστέρησης. Αυτή η απώλεια μπορεί να αναπαρασταθεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση.
Ph = Khf Bx m
Που
«Kh» είναι η σταθερά που εξαρτάται από την ποιότητα και τον όγκο του βασικού υλικού στον μετασχηματιστή
Το «Bm» είναι η υψηλότερη πυκνότητα ροής εντός του πυρήνα
«F» είναι η εναλλασσόμενη συχνότητα ροής, διαφορετικά η παροχή
«X» είναι η σταθερά του Steinmetz και η τιμή αυτής της σταθεράς αλλάζει κυρίως από 1,5 σε 2,5.
Τρέχουσα απώλεια Eddy
Μόλις η ροή συνδεθεί σε κλειστό κύκλωμα, τότε μπορεί να προκληθεί e.m.f εντός του κυκλώματος και υπάρχει ένα Προμήθεια στο κύκλωμα. Η ροή της τρέχουσας τιμής εξαρτάται κυρίως από το άθροισμα της μ.μ.f και της αντίστασης στην περιοχή του κυκλώματος.
Ο πυρήνας του μετασχηματιστή μπορεί να σχεδιαστεί με αγώγιμο υλικό. Η ροή ρεύματος στο emf μπορεί να τροφοδοτηθεί μέσα στο σώμα του υλικού. Αυτή η ροή ρεύματος είναι γνωστή ως eddy current. Αυτό το ρεύμα θα συμβεί όταν ο αγωγός βιώσει ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο.
Όταν αυτά τα ρεύματα δεν είναι υπεύθυνα για την εκτέλεση οποιασδήποτε λειτουργικής εργασίας, τότε δημιουργεί απώλεια εντός του μαγνητικού υλικού. Ονομάζεται λοιπόν ως Eddy Current Loss. Αυτή η απώλεια μπορεί να μειωθεί με το σχεδιασμό του πυρήνα χρησιμοποιώντας ελαφρές ελασματοποιήσεις. Η εξίσωση eddy current μπορεί να προκύψει χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση.
Pe = KeBm2t2f2V watt
Που,
Το «Ke» είναι το συν-αποδοτικό του eddy current. Αυτή η τιμή εξαρτάται κυρίως από τη φύση του μαγνητικού υλικού, όπως η αντίσταση και ο όγκος του υλικού πυρήνα και το πλάτος των ελασμάτων
Το «Bm» είναι ο υψηλότερος ρυθμός πυκνότητας ροής σε wb / m2
Το «T» είναι το πλάτος της ελασματοποίησης μέσα σε μέτρα
«F» είναι η συχνότητα της αντίστροφης από το μαγνητικό πεδίο που μετράται σε Hz
«V» είναι η ποσότητα μαγνητικού υλικού σε m3
Απώλεια χαλκού
Οι απώλειες χαλκού συμβαίνουν λόγω της ωμικής αντίστασης στις περιελίξεις του μετασχηματιστή. Εάν οι πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις του μετασχηματιστή είναι I1 και I2, τότε η αντίσταση αυτών των περιελίξεων είναι R1 & R2. Έτσι, οι απώλειες χαλκού που σημειώθηκαν στις περιελίξεις είναι I12R1 & I22R2 αντίστοιχα. Έτσι, θα είναι ολόκληρη η απώλεια χαλκού
Pc = I12R1 + I22R2
Αυτές οι απώλειες ονομάστηκαν επίσης μεταβλητές ή ωμικές απώλειες, επειδή αυτές οι απώλειες θα αλλάξουν με βάση το φορτίο.
Αδέσμευτη απώλεια
Αυτοί οι τύποι απωλειών σε έναν μετασχηματιστή μπορούν να συμβούν λόγω της εμφάνισης του πεδίου διαρροής. Σε σύγκριση με τις απώλειες χαλκού και σιδήρου, το ποσοστό των αδέσποτων απωλειών είναι μικρότερο, επομένως αυτές οι απώλειες μπορούν να αγνοηθούν.
Διηλεκτρική απώλεια
Αυτή η απώλεια συμβαίνει κυρίως στο λάδι του μετασχηματιστή. Εδώ το λάδι είναι μονωτικό υλικό. Μόλις το λάδι στο μετασχηματιστή υποβαθμιστεί διαφορετικά, όταν η ποιότητα λαδιού μειώνεται, τότε η απόδοση του μετασχηματιστή θα επηρεαστεί.
Αποδοτικότητα του μετασχηματιστή
Ο ορισμός της απόδοσης είναι παρόμοιος με μια ηλεκτρική μηχανή. Είναι ο λόγος ισχύος εξόδου και ισχύος εισόδου. Η απόδοση μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο.
Απόδοση = Ισχύς εξόδου / Ισχύς εισόδου.
Ο μετασχηματιστής είναι μια πολύ αποδοτική συσκευή και η απόδοση φορτίου αυτών των συσκευών κυμαίνεται κυρίως μεταξύ 95% - 98,5%. Όταν ένας μετασχηματιστής είναι πολύ αποδοτικός, τότε η είσοδος και η έξοδος του έχουν σχεδόν την ίδια τιμή και επομένως δεν είναι πρακτικό να υπολογίζεται η απόδοση του μετασχηματιστή χρησιμοποιώντας τον παραπάνω τύπο. Αλλά για να βρείτε την αποτελεσματικότητά του, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο τύπο
Απόδοση = (Είσοδος - Απώλειες) / Είσοδος => 1 - (Απώλειες / Iinput).
Αφήστε την απώλεια χαλκού να είναι I2R1 ενώ η απώλεια σιδήρου είναι Wi
Απόδοση = 1-απώλειες / είσοδος
= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1
Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1
Διαχωρίστε την παραπάνω εξίσωση σε σχέση με το «I1»
d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1
Το «Ƞ» είναι το μέγιστο σε d Ƞ / dI1 = 0
Επομένως, η απόδοση «Ƞ» θα είναι μέγιστη σε
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Επομένως, η απόδοση του μετασχηματιστή μπορεί να είναι υψηλότερη όταν οι απώλειες σιδήρου και χαλκού είναι ίσες.
Έτσι, απώλεια χαλκού = απώλεια σιδήρου.
Έτσι, πρόκειται για ένα επισκόπηση των τύπων απωλειών σε έναν μετασχηματιστή . Σε έναν μετασχηματιστή, η απώλεια ενέργειας μπορεί να συμβεί για διάφορους λόγους. Έτσι, η απόδοση του μετασχηματιστή θα μειωθεί. Οι κύριοι λόγοι για διαφορετικούς τύπους απωλειών σε έναν μετασχηματιστή είναι η επίδραση της θερμότητας στο πηνίο, η διαρροή μαγνητικής ροής, ο μαγνητισμός και η απομαγνητισμός του πυρήνα. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι μετασχηματιστών που διατίθενται στην αγορά;
