Будь-який вид електричного обладнання буде відчувати втрати під час тривалої роботи, а силові трансформатори не є винятком. У втратах силових трансформаторів вони в основному поділяються на дві частини: втрата міді та втрата заліза.
Втрата міді
Визначення та принцип
Мідь відіграє важливу роль у трансформаторах. Обмотки трансформаторів зазвичай використовують мідні дроти, а "втрата міді" в трансформаторі - це втрата, що генерується мідними дротами. "Втрата міді" трансформатора також відома як втрата навантаження. Так звана втрата навантаження-це змінна втрата і вона змінюється. Коли трансформатор працює під навантаженням, існує опір, коли струм проходить через провід, що призводить до втрати опору. Відповідно до закону Джоула, коли струм пройде через цей опір, буде генеруватися тепло Joule, і чим більший струм, тим більша втрата потужності. Таким чином, втрата опору пропорційна квадраті струму і не має нічого спільного з напругою. Саме тому, що він змінюється з величиною струму, втрата міді (втрата навантаження) є змінною втратою, а також є основною втратою під час роботи трансформатора.
Вплив факторів
Швидкість струму: Як було сказано вище, втрата міді пропорційна квадраті струму, тому величина струму є ключовим фактором, що впливає на втрату міді.
Наглядна опір: опір обмотки безпосередньо впливає на втрату міді. Чим більший опір, тим вище втрата міді.
Кількість шарів котушки: чим більше кількість шарів котушки, тим довше шлях для струму, що протікає в обмотці, і опір також збільшиться відповідно, що призведе до збільшення втрати міді.
Частота комутації: Вплив частоти перемикання на втрату міді трансформатора безпосередньо пов'язаний з параметрами розподілу трансформатора та характеристиками навантаження. Коли характеристики навантаження та параметри розподілу разом демонструють індуктивну характеристику, втрата міді зменшується зі збільшенням частоти комутації; Коли вони разом демонструють ємнісну характеристику, втрата міді збільшується зі збільшенням частоти комутації.
Температурний вплив: на втрату навантаження також впливає температура трансформатора. У той же час, магнітний потік витоку, спричинений струмом навантаження, призведе до втрати вихрового струму в обмотці та втрати в металевих частинах поза обмоткою.
Метод розрахунку
Є дві формули розрахунків:
Формула на основі номінального струму та опору:
Втрата міді (блок: KW)=I² × RC × Δt
Там, де я є номінальним струмом трансформатора, RC - опір мідного дроту, а Δt - час роботи трансформатора.
Формула на основі номінального струму та загальної опір міді: втрата міді=i² × r
Де я представляє номінальний струм трансформатора, а R являє собою загальну опір міді трансформатора. Загальний опір міді R трансформатора може бути обчислений наступною формулою:
R = (R1 + R2) / 2
Де R1 являє собою первинну сторону мідний опір трансформатора, а R2 являє собою вторинну сторону мідний опір трансформатора.
Методи зменшення втрати міді
Збільште область поперечного перерізу обмотки трансформатора: знизити стійкість провідника, тим самим ефективно зменшуючи втрату міді трансформатора.
Використовуйте високоякісні провідні матеріали: такі як мідна фольга або алюмінієва фольга для зниження обмотки.
Зменшіть час роботи світла трансформатора: Обмеження частки часу роботи світла трансформатора корисно для зменшення втрати міді трансформатора.
Втрата заліза
Визначення та принцип
Відмінна від втрати міді, втрата заліза трансформатора не має нічого спільного з такими факторами, як обмотка та величина струму. Як випливає з назви, втрата заліза пов'язана із залізом, і воно генерується залізним ядром. Втрата заліза трансформатора також відома як "втрата без навантаження", оскільки він існує як у станах повного навантаження, так і в належному навантаженні трансформатора і є фіксованою втратою трансформатора. Однак при навантаженні втрата потужності зменшиться у міру зменшення міцності електричного поля.
Класифікація
Втрата заліза трансформатора поділяється на втрату гістерезису та втрату струму.
● Втрата гістерезису Принцип робочого трансформатора заснований на принципі електромагнітної індукції для досягнення трансформації напруги та зміни струму. Магнітний потік у трансформаторі тече на залізну серцевину. Залізове ядро має магнітну стійкість до магнітного потоку, подібно до того, як провідник має стійкість до струму, а також буде генеруватися тепло. Така втрата називається "втрата гістерезису".
● Втрата струму Едді Після первинної обмотки трансформатора піддається енергії, магнітний потік, що генерується котушкою, протікає в залізному ядрі. Оскільки саме залізне ядро також є провідником, індукована електрорушійна сила буде генеруватися на площині, перпендикулярній до ліній магнітного поля. Ця електрорушійна сила утворює закриту петлю на поперечному перерізі залізного ядра і генерує струм, який схожий на вихор, тому його називають "вихровим струмом". Втрата, що генерується цим вихровим струмом, називається "Втрата Едді Поточний". Саме тому, що залізне ядро генерує вихрові струми, воно виготовлене в тонкі аркуші, тому що чим тонше воно, тим більший опір і чим менший струм.
Вплив факторів
Операційна напруга та частота: втрата заліза пов'язана з робочою напругою та частотою трансформатора, оскільки ці фактори впливатимуть на міцність магнітного поля та явище гістерезису в залізному ядрі.
Матеріал залізного ядра: Властивості гістерезису матеріалу залізного ядра впливатимуть на величину втрати заліза. Якщо обраний матеріал залізного ядра не є хорошим, втрата гістерезису збільшиться.
Процес виробництва: Виробничий процес трансформатора також має певний вплив на втрати заліза. Наприклад, метод ламінування залізного ядра, очищення ізоляції тощо вплине на величину втрати заліза.
Метод розрахунку
Формула на основі рейтингового струму та гістерезису та втрати резистентності:
Втрата заліза (одиниця: kva)=i² × (rm + ra)
Там, де я є номінальним струмом трансформатора, RM - втрата гістерезису залізного ядра, а РА - втрата опору залізного ядра.
Формула на основі постійної, магнітної щільності потоку та робочої частоти:
P _ Залізо=kf × (bm)^2 × f
Де P _ залізо - втрата заліза, KF - постійна, BM - щільність магнітного потоку, а F - робоча частота трансформатора.
Методи зменшення втрати заліза
Виберіть високоякісні матеріали для заліза: виберіть матеріали для заліза з невеликими втратами гістерезису, що може зменшити втрату заліза трансформатора.
Оптимізуйте виробничий процес: зменшити втрату заліза, вдосконалюючи метод ламінування залізного ядра, очищення ізоляції та інших виробничих процесів.
Розумна конструкція: На етапі проектування трансформатора зменшіть втрати заліза, оптимізуючи структурну конструкцію та вибір параметрів.
Розділ CTA (поліпшення швидкості конверсії):
📞 Отримайте ексклюзивні рішення для південноамериканських та африканських ринків
Email:jsm687254@gmail.com
Консультувати інженерів через WhatsApp: +86 15706806907 (додається до посібника з продукту PDF)