Typer af tab i en transformer og deres effektivitet

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Et ideal transformer er meget effektiv, så de ikke har energitab, hvilket betyder, at strømmen, der leveres til transformatorens indgangsterminal, skal svare til den strøm, der leveres til transformatorens udgangsterminal. Så inputeffekt og output strøm i en ideel transformer er ens inklusive nul energitab. Men i praksis vil både input- og outputeffekterne på transformeren ikke være lig på grund af elektriske tab inden i transformeren. Det er en statisk enhed, fordi den ikke har bevægelige dele, så vi kan ikke observere mekaniske tab, men elektriske tab vil forekomme som kobber og jern. Denne artikel diskuterer en oversigt over forskellige typer tab i en transformer.

Typer af tab i en transformer

Der er forskellige slags tab, der vil opstå i transformeren, såsom jern, kobber, hysterese, hvirvel, omstrejfende og dielektrisk. Kobbertabet opstår hovedsageligt pga modstanden i transformatorviklingen, mens hysteresetab vil forekomme på grund af magnetiseringsændringen inden i kernen.




Typer af tab i en transformer

Typer af tab i en transformer

Jerntab i en transformer

Jerntab opstår hovedsageligt gennem skiftevis strømning inden i transformatorens kerne. Når dette tab opstår inden for kernen, kaldes det kernetab. Denne form for tab afhænger hovedsageligt af materialets magnetisk egenskaber inden i kernen i transformeren. Kernen i transformeren kan laves med jern, så disse kaldes jerntab. Denne type tab kan kategoriseres i to typer som hysterese såvel som hvirvelstrøm.



Hysteresetab

Denne form for tab opstår hovedsageligt, når vekselstrøm påføres transformerens kerne, vendes magnetfeltet. Dette tab afhænger hovedsageligt af kernematerialet, der anvendes i transformeren. For at reducere dette tab kan det højkvalitets kernemateriale bruges. CRGO- Koldvalset kornorienteret Si-stål kan bruges almindeligvis som transformerens kerne, så Hysteresetab kan reduceres. Dette tab kan repræsenteres ved hjælp af følgende ligning.

Ph = Khf Bx m

Hvor


'Kh' er den konstant, der afhænger af kvaliteten og volumenet af kernematerialet i transformeren

'Bm' er den højeste fluxdensitet inden i kernen

'F' er den alternerende fluxfrekvens, som ellers leveres

'X' er konstanten af ​​Steinmetz, og værdien af ​​denne konstant ændres hovedsageligt fra 1,5 til 2,5.

Eddy nuværende tab

Når fluxen er tilsluttet et lukket kredsløb, kan en emf induceres i kredsløbet, og der er en levere i kredsløbet. Strømmen af ​​strømværdien afhænger hovedsageligt af summen af ​​en fm og modstand i kredsløbet.
Transformerens kerne kan designes med et ledende materiale. Strømmen i emf kan tilføres inden i materialets krop. Denne strøm af strøm er kendt som hvirvelstrøm. Denne strøm vil opstå, når lederen oplever et ændret magnetfelt.

Når disse strømme ikke er ansvarlige for at udføre nogen funktionel opgave, genererer det et tab inden i det magnetiske materiale. Så det kaldes som et Eddy Current Loss. Dette tab kan reduceres ved at designe kernen ved hjælp af lette lamineringer. Virvelstrømsligningen kan udledes ved hjælp af følgende ligning.

Pe = KeBm2t2f2V watt

Hvor,

'Ke' er hvirvelstrøms koeffektiv. Denne værdi afhænger hovedsageligt af magnetmaterialets natur som modstandsdygtighed og volumen af ​​kernematerialet og bredden af ​​lamineringer

'Bm' er den højeste hastighed af fluxdensitet i wb / m2

'T' er bredden af ​​laminering inden for meter

'F' er frekvensen for omvendt magnetfelt målt i Hz

‘V’ er mængden af ​​magnetisk materiale i m3

Kobber tab

Kobbertab opstår på grund af den ohmske modstand i transformatorens viklinger. Hvis transformatorens primære og sekundære viklinger er I1 og I2, er modstanden af ​​disse viklinger R1 & R2. Så kobbertabene, der opstod i viklingerne, er henholdsvis I12R1 og I22R2. Så hele kobbertabet vil være

Pc = I12R1 + I22R2

Disse tab kaldes også variable eller ohmske tab, fordi disse tab vil ændre sig baseret på belastningen.

Forsvundet tab

Disse typer tab i en transformer kan forekomme på grund af forekomsten af ​​lækager. Sammenlignet med kobber- og jerntab er procentdelen af ​​tab på omstrejfende mindre, så disse tab kan overses.

Dielektrisk tab

Dette tab forekommer hovedsageligt i transformatorens olie. Her er olie et isolerende materiale. Når olien i transformatoren forringes ellers når oliekvaliteten mindskes, vil transformatorens effektivitet blive påvirket.

Effektivitet af transformer

Definitionen af ​​effektivitet svarer til en elektrisk maskine. Det er forholdet mellem udgangseffekt og indgangseffekt. Effektiviteten kan beregnes ved hjælp af følgende formel.

Effektivitet = Udgangseffekt / Indgangseffekt.

Transformatoren er en meget effektiv enhed, og belastningseffektiviteten for disse enheder ligger hovedsageligt mellem 95% - 98,5%. Når en transformer er meget effektiv, har dens input og output næsten den samme værdi, og det er derfor ikke praktisk at beregne transformatorens effektivitet ved hjælp af ovenstående formel. Men for at finde effektiviteten er følgende formel bedre at bruge

Effektivitet = (Input - Tab) / Input => 1 - (Tab / Iinput).

Lad kobber tab være I2R1, mens jern tab er Wi

Effektivitet = 1-tab / input

= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1

Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1

Differentier ovenstående ligning med hensyn til 'I1'

d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1

‘Ƞ’ er maksimalt ved d Ƞ / dI1 = 0

Derfor er effektiviteten 'Ƞ' maksimal ved

R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1

I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1

I12R1 = Wi

Derfor kan transformatoreffektiviteten være højest, når jern- og kobbertab er ens.

Så kobber tab = jern tab.

Således handler dette om en oversigt over typerne af tab i en transformer . I en transformer kan der opstå energitab på grund af flere årsager. Så transformatoreffektiviteten reduceres. Hovedårsagerne til forskellige typer tab i en transformer skyldes effekten af ​​varme i spolen, magnetisk flux lækage, magnetisering og demagnetisering af kernen. Her er et spørgsmål til dig, hvad er de forskellige typer transformatorer, der er tilgængelige på markedet?