Koji su gubici transformatora?

Gubitak na transformatoru snage uglavnom uključuje gubitak bakra i gubitak željeza. To je zato što će svaka električna oprema proizvoditi gubitke tokom dugog perioda rada, a transformatori snage nisu izuzetak.

Šta je oštećenje željeza?

Za razliku od gubitaka bakra, gubici u željezu transformatora ne zavise od faktora kao što su namotaj i veličina struje. Sa stanovišta naziva, oštećenje željeza je usko povezano sa željezom, a nastaje u željeznoj jezgri. Gubitak u željezu transformatora poznat je i kao "gubitak u praznom hodu", što je zato što gubitak u željezu uvijek postoji u transformatoru, bilo da je pod punim ili nultim opterećenjem, i pripada fiksnom gubitku transformatora. Međutim, tokom procesa opterećenja, gubitak snage će se smanjivati ​​sa smanjenjem jačine električnog polja.

Klasifikacija gubitaka transformatorskog željeza

Gubitak željeza u transformatoru dijeli se na gubitak usljed histereze i gubitak usljed vrtložnih struja.

Gubitak histereze

Princip rada transformatora zasniva se na principu elektromagnetne indukcije kako bi se postigli porast i pad napona i promjene struje. Magnetni fluks u transformatoru teče preko željeznog jezgra. Željezno jezgro ima magnetni otpor prema magnetnom fluksu, baš kao što provodnik ima otpor prema struji. Slično tome, generirat će se i toplota, a taj gubitak se naziva "histerezni gubitak".

Gubitak vrtložnih struja

Kada se struja primijeni na primarni namotaj transformatora, magnetski fluks koji generira zavojnica teče u željeznoj jezgri. Budući da je sama jezgra provodnik, električni potencijal se inducira u ravni okomitoj na liniju magnetskog polja. Ovaj potencijal stvara zatvorenu petlju u poprečnom presjeku jezgre, što zauzvrat generira električnu struju. Ova struja djeluje poput rotirajućeg vrtloga, otuda i naziv "vrtlog". Gubitak uzrokovan vrtložnim strujama naziva se "gubitak vrtložnih struja". Upravo zato što jezgra stvara vrtložne struje, ona je napravljena u tankom limu. Budući da što je jezgra tanja, to je otpor veći, to je struja niža.

Faktori koji utiču na gubitke u transformatorskom željezu

• Radni napon i frekvencija: Gubici u željezu povezani su s radnim naponom i frekvencijom transformatora jer ovi faktori utječu na jačinu magnetskog polja i histerezu u jezgru.
• Materijal jezgra: Histerezisna svojstva materijala jezgra utjecat će na veličinu gubitka željeza. Ako materijal jezgra nije dobro odabran, gubici histereze će se povećati.
• Proizvodni proces: Proizvodni proces transformatora također ima određeni utjecaj na gubitke u željezu. Na primjer, metoda laminiranja jezgra, tretman izolacije itd. utjecat će na veličinu gubitaka u željezu.

Kako smanjiti gubitke u transformatorskom željezu?

• Odaberite visokokvalitetni materijal željezne jezgre: Odabir materijala željezne jezgre s malim gubitkom histereze može smanjiti gubitke željeza u transformatoru.
• Optimizacija proizvodnog procesa: Smanjite gubitak željeza poboljšanjem metode laminiranja jezgra, tretmana izolacije i drugih proizvodnih procesa.
• Razumno projektovanje: U fazi projektovanja transformatora, gubici u željezu se smanjuju optimizacijom strukturnog dizajna i odabirom parametara.

Gubitak bakra

Bakar igra važnu ulogu u transformatorima. Bakarne žice se obično koriste u namotajima transformatora. "Gubitak bakra" u transformatoru je gubitak uzrokovan bakarnim žicama. "Gubitak bakra" transformatora se naziva i gubitak opterećenja. Takozvani gubitak opterećenja je varijabilan gubitak i mijenja se.

Mijenja se s promjenom struje, gubitak bakra (gubitak opterećenja) je varijabilni gubitak, a ujedno je i glavni gubitak u radu transformatora.

Faktori koji utiču na gubitke bakra u transformatoru

• Veličina struje: Kao što je gore spomenuto, gubitak bakra je proporcionalan kvadratu struje, tako da je veličina struje ključni faktor koji utiče na gubitak bakra.
• Otpor namotaja: Otpor namotaja direktno utiče na gubitke bakra. Što je veći otpor, to su veći gubici bakra.
• Broj slojeva zavojnice: Što je više slojeva zavojnice, to je duži put za protok struje kroz namotaj, a otpor će se shodno tome povećati, što rezultira povećanim gubitkom bakra.
• Frekvencija prebacivanja: Utjecaj frekvencije prebacivanja na gubitke bakra u transformatoru direktno je povezan s parametrima distribucije i karakteristikama opterećenja transformatora. Kada su karakteristike opterećenja i parametri distribucije induktivni, gubici bakra se smanjuju s povećanjem frekvencije prebacivanja; kada su kapacitivni, gubici bakra se povećavaju s povećanjem frekvencije prebacivanja.
• Utjecaj temperature: Gubitak opterećenja također je pod utjecajem temperature transformatora. Istovremeno, fluks curenja uzrokovan strujom opterećenja stvorit će gubitke vrtložnih struja u namotaju i zalutale gubitke u metalnim dijelovima izvan namotaja.

Kako smanjiti gubitke bakra u transformatoru?

• Povećajte površinu poprečnog presjeka namotaja transformatora: smanjite otpor provodnika, čime se efikasno smanjuje gubitak bakra u transformatoru.
• Koristite visokokvalitetne provodne materijale: poput bakrene folije ili aluminijske folije kako biste smanjili otpor namotaja.
• Smanjite vrijeme rada transformatora pri malom opterećenju: Ograničavanje udjela vremena rada transformatora pri malom opterećenju pomoći će u smanjenju gubitaka bakra u transformatoru.