Każdy sprzęt elektryczny będzie doświadczać strat podczas długoterminowej pracy iTransformatory mocynie są wyjątkiem. W stratach transformatorów mocy są one głównie podzielone na dwie części: straty miedzi i straty żelaza.
Utrata miedzi
Definicja
Miedź odgrywa ważną rolę w transformatorach mocy, a przewody miedziane są zwykle stosowane w uzwojeniach transformatorów. „Utrata miedzi” w transformatorach odnosi się do straty spowodowanej przewodami miedzianymi. „Utrata miedzi” transformatora, znana również jako utrata obciążenia, jest zmienną stratą, która różni się. Gdy transformator będzie działać pod obciążeniem, wystąpi opór, gdy prąd przejdzie przez drut, co spowoduje utratę rezystancji. Zgodnie z prawem Joule prąd przepływający przez ten rezystor wygeneruje ciepło Joule, a im większy prąd, tym większa utrata mocy. Dlatego utrata rezystancji jest proporcjonalna do kwadratu prądu i niezależna od napięcia. Jest tak właśnie dlatego, że zmienia się wraz z wielkością prądu, że utrata miedzi (utrata obciążenia) jest stratą zmienną i główną stratą podczas pracy transformatora.
Współczynnik wpływu
Obecna wielkość:Jak wspomniano powyżej, utrata miedzi jest wprost proporcjonalna do kwadratu prądu, więc wielkość prądu jest kluczowym czynnikiem wpływającym na utratę miedzi.
Rezystancja uzwojenia:Odporność uzwojenia bezpośrednio wpływa na utratę miedzi. Im wyższa opór, tym wyższa utrata miedzi.
Liczba warstw cewek:Im więcej jest warstw cewek, tym dłuższa ścieżka przepływu prądu w uzwojeniu i odporna opór wzrośnie, co powoduje zwiększenie utraty miedzi.
Częstotliwość przełączania:Wpływ częstotliwości przełączania na utratę miedzi transformatora jest bezpośrednio związany z parametrami rozkładu i charakterystyką obciążenia transformatora. Gdy charakterystyka obciążenia i rozproszone parametry wykazują razem cechy indukcyjne, utrata miedzi zmniejsza się wraz ze wzrostem częstotliwości przełączania; Podczas wykazywania charakterystyk pojemnościowych utrata miedzi wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości przełączania.
Efekt temperatury:Na straty obciążenia wpływa również temperatura transformatora, a strumień upływu spowodowany prądem obciążenia wygeneruje straty prądu wirowego wewnątrz uzwojenia i zbłąkane straty w metalowych częściach poza uzwojeniem.
Metody zmniejszenia utraty miedzi
Zwiększenie powierzchni przekroju uzwojeń transformatora: zmniejszenie odporności na przewód, tym samym skutecznie zmniejszając straty miedzi w transformatorach.
Używanie wysokiej jakości materiałów przewodowych, takich jak folia miedzi lub folia aluminiowa w celu zmniejszenia odporności na uzwojenie.
Skrócenie czasu pracy transformatorów: Ograniczenie czasu pracy transformatorów jest korzystne dla zmniejszenia strat miedzi transformatorów.
Utrata żelaza
Definicja
W przeciwieństwie do utraty miedzi, utrata żelaza w transformatorach nie jest związana z takimi czynnikami, jak uzwojenie i obecny rozmiar. Jak sama nazwa wskazuje, utrata żelaza jest powiązana z żelazem i jest generowana przez żelazny rdzeń. Utrata żelaza transformatora jest również znana jako „utrata bez obciążenia”, ponieważ istnieje zarówno w stanach pełnego obciążenia, jak i zerowego obciążenia transformatora i jest ustaloną utratąTransformator wysokiego napięcia. Jednak w obciążeniu utrata mocy spadnie wraz ze spadkiem wytrzymałości pola elektrycznego.
klasyfikacja
Utrata transformatorów żelaza jest podzielona naUtrata histerezyIObecna strata wirowa.
Zasada pracy transformatora strat histerezy opiera się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej w celu osiągnięcia wzrostu napięcia i zmiany prądu. Strumień magnetyczny wewnątrz transformatora przepływa na żelaznym rdzeniu, który ma oporność magnetyczną na strumień magnetyczny, podobnie jak przewodnik ma odporność na prąd, a także generuje ciepło. Ten rodzaj straty nazywa się „utratą histerezy”
Utrata prądu wirowego: Gdy pierwotne uzwojenie transformatora jest zasilane, strumień magnetyczny wytwarzany przez cewkę przepływa przez żelazny rdzeń. Ponieważ sam żelazny rdzeń jest również przewodnikiem, potencjał elektryczny jest indukowany w płaszczyźnie prostopadłej do linii pola magnetycznego. Ten potencjał elektryczny tworzy zamkniętą pętlę przekroju żelaznego rdzenia i generuje prąd, jak wir, więc nazywa się go „prądem wirowym”. Strata wygenerowana przez ten prąd wirowy nazywa się „Obecna strata wir”. Jest tak właśnie dlatego, że żelazny rdzeń generuje prądy wirowe, że jest on w cienkim kawałku, ponieważ im cieńsza jest, tym większy opór i mniejszy prąd.
Współczynnik wpływu
Napięcie pracy i częstotliwość: Utrata żelaza jest związana z napięciem roboczym i częstotliwością transformatorów, ponieważ czynniki te mogą wpływać na zjawisko pola magnetycznego i zjawisko histerezy w żelaznym rdzeniu.
Materiał podstawowy: Właściwości histerezy materiału rdzenia mogą wpływać na wielkość utraty żelaza. Jeśli żelazny materiał rdzenia nie zostanie odpowiednio wybrany, utrata histerezy wzrośnie.
Proces produkcyjny: Proces produkcyjny transformatorów ma również pewien wpływ na utratę żelaza. Na przykład metoda układania i izolacja żelaznego rdzenia mogą wpływać na wielkość utraty żelaza.
Metody zmniejszenia utraty żelaza
Wybór wysokiej jakości żelaznych materiałów rdzeniowych: Wybór materiałów żelaznych z niską utratą histerezy może zmniejszyć utratę transformatorów żelaza.
Zoptymalizuj proces produkcji: Poprawiając metodę układania i obróbkę izolacyjną żelaznego rdzenia, zmniejsz utratę żelaza.
Rozsądny projekt: Podczas fazy projektowania transformatora optymalizuj projekt konstrukcyjny i wybór parametrów, aby zmniejszyć utratę żelaza.
