Jakýkoli druh elektrického vybavení zažije ztráty během dlouhodobého provozu a výkonné transformátory nejsou výjimkou. Při ztrátách energetických transformátorů jsou rozděleny hlavně na dvě části: ztráta mědi a ztráta železa.
Ztráta mědi
Definice a princip
Měď hraje důležitou roli v transformátorech. Vinutí transformátorů obvykle používají měděné dráty a „ztráta mědi“ v transformátoru je ztráta generovaná měděnými vodiči. „Ztráta mědi“ transformátoru je také známá jako ztráta zatížení. Takzvaná ztráta zatížení je variabilní ztráta a mění se. Když transformátor pracuje při zatížení, existuje odpor, když proud prochází dráty, což má za následek ztrátu odporu. Podle Jouleova zákona, když proud prochází tímto odporem, bude generován Joule Heat a čím větší je proud, tím větší je ztráta energie. Ztráta odporu je tedy úměrná čtverci proudu a nemá nic společného s napětím. Právě proto, že se mění s velikostí proudu, je ztráta mědi (ztráta zátěže) variabilní ztráta a je také hlavní ztrátou během provozu transformátoru.
Ovlivňující faktory
Současná velikost: Jak je uvedeno výše, ztráta mědi je úměrná čtverci proudu, takže velikost proudu je klíčovým faktorem ovlivňujícím ztrátu mědi.
Odolnost vůči vinutí: Odolnost vůči vinutí přímo ovlivňuje ztrátu mědi. Čím větší je odpor, tím vyšší je ztráta mědi.
Počet vrstev cívky: Čím více je počet vrstev cívky, tím delší cesta, jak proud proudit v vinutí, a odpor se také podle toho zvýší, což povede ke zvýšení ztráty mědi.
Frekvence přepínání: Vliv frekvence přepínání na ztrátu mědi transformátoru přímo souvisí s distribučními parametry transformátoru a charakteristikami zatížení. Když se charakteristiky zátěže a distribuční parametry vykazují induktivní charakteristiku, ztráta mědi se s rostoucí frekvence přepínání snižuje; Když společně vykazují kapacitní charakteristiku, ztráta mědi se zvyšuje se zvyšováním přepínací frekvence.
Vliv teploty: Ztráta zatížení je také ovlivněna teplotou transformátoru. Současně bude magnetický tok úniku způsobený proudem zatížení způsobit ztrátu vířivého proudu při ztrátě vinutí a zbloudilého v kovových částech mimo vinutí.
Metoda výpočtu
Existují dvě výpočtové vzorce:
Vzorec založený na jmenovitém proudu a odporu:
Ztráta mědi (jednotka: kw)=i² × RC × Δt
Tam, kde já je jmenovitý proud transformátoru, je RC odporem měděného drátu a ΔT je doba provozu transformátoru.
Vzorec založený na jmenovitém proudu a celkovém odporu mědi: ztráta mědi=i² × r
Kde představuji jmenovitý proud transformátoru a R představuje celkovou odolnost mědi transformátoru. Celkový odolnost mědi R transformátoru lze vypočítat následujícím vzorcem:
R = (R1 + R2) / 2
Kde R1 představuje primární boční odolnost mědi transformátoru a R2 představuje sekundární boční odolnost mědi transformátoru.
Metody ke snížení ztráty mědi
Zvyšte průřezovou oblast vinutí transformátoru: Snižte odpor vodiče, čímž účinně snižujte ztrátu mědi transformátoru.
Použijte vysoce kvalitní vodičové materiály: jako je měděná fólie nebo hliníková fólie ke snížení odolnosti vůči vinutí.
Snižte dobu provozu světla transformátoru: omezení podílu doba provozu světla transformátoru je prospěšná pro snížení ztráty mědi transformátoru.
Ztráta železa
Definice a princip
Odlišná od ztráty mědi, ztráta železa transformátoru nemá nic společného s faktory, jako je vinutí a velikost proudu. Jak název napovídá, ztráta železa souvisí se železem a je generována železným jádrem. Ztráta železa transformátoru je také známá jako „ztráta bez zatížení“, protože existuje ve stavech transformátoru s plným zatížením i nulového zatížení a je pevná ztráta transformátoru. Při zatížení se však ztráta výkonu sníží, jak se síla elektrického pole snižuje.
Klasifikace
Ztráta železa transformátoru je rozdělena na ztrátu hystereze a vířivé proudové ztráty.
● Ztráta hystereze Pracovní princip transformátoru je založen na principu elektromagnetické indukce k dosažení transformace napětí a změny proudu. Magnetický tok v transformátoru teče na železném jádru. Jádro železa má magnetickou odolnost vůči magnetickému toku, stejně jako vodič má odolnost vůči proudu, a také bude generováno teplo. Taková ztráta se nazývá „ztráta hystereze“.
● Ztráta vířivého proudu po primárním vinutí transformátoru je pod napětím, magnetický tok generovaný toky cívky v železném jádru. Protože samotné jádro železa je také vodič, bude na rovině kolmo k linii magnetického pole generována indukovaná elektromotorická síla. Tato elektromotická síla tvoří uzavřenou smyčku na průřezu železa a generuje proud, který je jako vír, takže se nazývá „vířivý proud“. Ztráta generovaná tímto vířivým proudem se nazývá „Eddy Current ztráta“. Je to právě proto, že železná jádro bude generovat vířivé proudy, které je vyrobeno z tenkých listů, protože čím je tenčí, tím větší je odpor a menší proud.
Ovlivňující faktory
Provozní napětí a frekvence: Ztráta železa souvisí s provozním napětím a frekvencí transformátoru, protože tyto faktory ovlivní pevnost magnetického pole a fenomén hystereze v železném jádru.
Materiál železa: Hysterezní vlastnosti materiálu železa materiálu ovlivní velikost ztráty železa. Pokud vybraný materiál železa není dobrý, zvýší se ztráta hystereze.
Výrobní proces: Výrobní proces transformátoru má také určitý vliv na ztrátu železa. Například metoda laminace jádra železa, izolační léčba atd. Všechny ovlivní velikost ztráty železa.
Metoda výpočtu
Vzorec založený na jmenovitém proudu a ztrátě hystereze a odporu:
Ztráta železa (jednotka: kva)=i² × (rm + ra)
Tam, kde jsem jmenovitý proud transformátoru, je RM ztráta hystereze železa a RA je ztráta odporu železa.
Vzorec založený na konstantní hustotě magnetického toku a provozní frekvence:
P _ Iron=Kf × (BM)^2 × F
Kde p _ železo je ztráta železa, KF je konstantní, BM je hustota magnetického toku a F je provozní frekvence transformátoru.
Metody ke snížení ztráty železa
Vyberte vysoce kvalitní materiály pro železná jádra: Vyberte materiály železa s malou ztrátou hystereze, které mohou snížit ztrátu železa transformátoru.
Optimalizujte výrobní proces: Snižte ztrátu železa zlepšením metody laminace jádra železa, ošetření izolací a dalších výrobních procesů.
Přiměřený design: Během fáze návrhu transformátoru snižte ztrátu železa optimalizací strukturálního návrhu a výběru parametrů.
Sekce CTA (zlepšení míry převodu):
📞 Získejte exkluzivní řešení pro jihoamerické a africké trhy
Email:jsm687254@gmail.com
Konzultační inženýři přes WhatsApp: +86 15706806907 (připojený s produktovým manuálem PDF)