Bármilyen elektromos berendezés a hosszú távú működés során veszteségeket fog tapasztalni, és a teljesítménytranszformátorok sem kivétel. A hatalmi transzformátorok veszteségeiben elsősorban két részre oszlanak: rézvesztés és vasvesztés.
Rézvesztés
Meghatározás és elv
A réz fontos szerepet játszik a transzformátorokban. A transzformátorok tekercsei általában rézvezetékeket használnak, és a transzformátorban a "rézveszteség" a rézhuzalok által okozott veszteség. A transzformátor "rézveszteségét" a terhelésveszteségnek is nevezik. Az úgynevezett terhelési veszteség változó veszteség, és megváltozik. Amikor a transzformátor terhelés alatt működik, akkor ellenállás van, amikor az áram áthalad a vezetékeken, és ellenállási veszteséget eredményez. Joule törvénye szerint, amikor az áram áthalad ezen az ellenálláson, a Joule Heat generálódik, és minél nagyobb a jelenlegi, annál nagyobb az energiaveszteség. Így az ellenállási veszteség arányos az áram négyzetével, és semmi köze sincs a feszültséghez. Pontosan azért, mert az áram nagyságrendjével változik, a rézvesztés (terhelésvesztés) változó veszteség, és ez a fő veszteség a transzformátor működése során is.
Befolyásoló tényezők
Jelenlegi nagyság: Mint fentebb említettük, a rézvesztés arányos az áram négyzetével, tehát az áram nagysága kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a rézveszteséget.
Tekercselési ellenállás: A tekercs ellenállása közvetlenül befolyásolja a réz veszteségét. Minél nagyobb az ellenállás, annál nagyobb a rézvesztés.
A tekercsrétegek száma: Minél több a tekercsrétegek száma, annál hosszabb az út az áram áramlásához a tekercsben, és az ellenállás szintén növekszik, ami a rézvesztés növekedését eredményezi.
Kapcsolási frekvencia: A kapcsolási frekvencia hatása a transzformátor rézveszteségére közvetlenül kapcsolódik a transzformátor eloszlási paramétereihez és a terhelési tulajdonságokhoz. Ha a terhelési jellemzők és az eloszlási paraméterek együttesen induktív tulajdonsággal rendelkeznek, a rézvesztés csökken a kapcsolási frekvencia növekedésekor; Amikor együttesen kapacitív tulajdonsággal rendelkeznek, a rézveszteség növekszik, amikor a kapcsolási frekvencia növekszik.
Hőmérsékleti befolyás: A terhelési veszteséget a transzformátor hőmérséklete is befolyásolja. Ugyanakkor a terhelési áram által okozott szivárgási mágneses fluxus örvényáram -veszteséget okoz a tekercselésen kívüli fémrészek kanyargós és kóbor veszteségeiben.
Számítási módszer
Két számítási képlet van:
Képlet a névleges áram és az ellenállás alapján:
Rézvesztés (egység: kw)=i² × rc × Δt
Ahol én vagyok a transzformátor névleges árama, az RC a rézhuzal ellenállása, és Δt a transzformátor működési ideje.
Képlet a névleges áram és a teljes réz ellenállás alapján: rézvesztés=i² × r
Ahol én reprezentálom a transzformátor névleges áramát, és R a transzformátor teljes rézrezisztenciáját képviseli. A transzformátor teljes r rézrezisztenciáját a következő képlettel lehet kiszámítani:
R = (R1 + R2) / 2
Ahol az R1 képviseli a transzformátor elsődleges oldalsó rézrezisztenciáját, és az R2 a transzformátor másodlagos oldalsó rézrezisztenciáját képviseli.
A rézveszteség csökkentésére szolgáló módszerek
Növelje a transzformátor tekercsének keresztmetszeti területét: Csökkentse a vezető ellenállását, ezáltal hatékonyan csökkentve a transzformátor rézveszteségét.
Használjon kiváló minőségű vezetékes anyagokat: például rézfóliát vagy alumíniumfóliát a tekercses ellenállás csökkentése érdekében.
Csökkentse a transzformátor fényterhelés működési idejét: A transzformátor fényterhelési működési idejének korlátozása előnyös a transzformátor rézveszteségének csökkentéséhez.
Vasveszteség
Meghatározás és elv
A rézveszteségtől eltérően a transzformátor vasvesztesége semmi köze sincs olyan tényezőkhöz, mint a tekercselés és az áram nagysága. Ahogy a neve is sugallja, a vasveszteség a vashoz kapcsolódik, és a vasmag generálja. A transzformátor vasveszteségét "terhelés nélküli veszteségnek" is nevezik, mivel létezik mind a transzformátor teljes, mind nulla terhelés állapotában, és a transzformátor rögzített vesztesége. A terhelés során azonban az energiaveszteség csökken, amikor az elektromos mező szilárdsága csökken.
Osztályozás
A transzformátor vasveszteségét hiszterézis -veszteségre és örvényáram -veszteségre osztják.
● hiszterézis veszteség A transzformátor működési elve az elektromágneses indukció elvén alapul, hogy elérje a feszültség -transzformációt és az áramváltozást. A transzformátor mágneses fluxusa a vasmagon áramlik. A vasmag mágneses ellenállással rendelkezik a mágneses fluxus ellen, csakúgy, mint a vezető ellenállása az áramnak, és hőt is előállítanak. Egy ilyen veszteséget "hiszterézis veszteségnek" hívnak.
● Az örvényáram -veszteség a transzformátor elsődleges tekercselése után energiát ad, a mágneses fluxus a tekercs által a vasmagban áramló áramlással. Mivel maga a vasmag is vezető, indukált elektromotív erő jön létre a mágneses mezővonalakra merőleges síkon. Ez az elektromotív erő zárt hurkot képez a vasmag keresztmetszetén, és olyan áramot generál, amely olyan, mint egy örvény, tehát "örvényáramnak" hívják. Az örvényáram által keltett veszteséget "örvényáram -veszteségnek" hívják. Pontosan azért, mert a vasmag örvényáramot generál, vékony lemezekké alakul, mert minél vékonyabb, annál nagyobb az ellenállás és annál kisebb az áram.
Befolyásoló tényezők
Működési feszültség és frekvencia: A vasveszteség a transzformátor működési feszültségéhez és frekvenciájához kapcsolódik, mivel ezek a tényezők befolyásolják a mágneses mező szilárdságát és a vasmag hiszterézis jelenségét.
Vasmag anyag: A vasmag anyag hiszterézis tulajdonságai befolyásolják a vasveszteség nagyságát. Ha a kiválasztott vasmag anyag nem jó, akkor a hiszterézis veszteség növekedni fog.
Gyártási folyamat: A transzformátor gyártási folyamata bizonyos hatással van a vasveszteségre. Például a vasmag, a szigetelési kezelés stb. Laminációs módszere mind befolyásolja a vasveszteség nagyságát.
Számítási módszer
A képlet a névleges áram és a hiszterézis és az ellenállás veszteségein alapul:
Vasvesztés (egység: kva)=i² × (RM + RA)
Ahol én vagyok a transzformátor névleges árama, az RM a vasmag hiszterézis elvesztése, az RA pedig a vasmag ellenállási vesztesége.
A képlet állandó, mágneses fluxussűrűség és működési frekvencia alapján:
P _ vas=kf × (bm)^2 × f
Ahol a P _ vas a vasveszteség, a KF állandó, a BM a mágneses fluxus sűrűség, és F a transzformátor működési frekvenciája.
A vasveszteség csökkentésére szolgáló módszerek
Válassza ki a kiváló minőségű vasmag anyagokat: Válassza ki a vasmag anyagokat kis hiszterézis veszteséggel, amely csökkentheti a transzformátor vasvesztését.
Optimalizálja a gyártási folyamatot: Csökkentse a vasveszteséget a vasmag, a szigetelési kezelés és az egyéb gyártási folyamatok laminálási módszerének javításával.
Ésszerű kialakítás: A transzformátor tervezési szakaszában csökkentse a vasvesztést a szerkezeti terv és a paraméterek kiválasztásával.
CTA szakasz (az átváltási arány javítása):
📞 Szerezze be az exkluzív megoldásokat a dél -amerikai és az afrikai piacok számára
Email:jsm687254@gmail.com
Konzuráljon a mérnököket a WhatsApp segítségével: +86 15706806907 (Csatolva a PDF termékkezelővel)