Koji su gubici transformatora?

Gubitak energetskog transformatora uglavnom uključuje gubitak bakra i gubitak željeza. To je zato što će svaka električna oprema proizvoditi gubitke tijekom dugog razdoblja rada, a energetski transformatori nisu iznimka.

Što je oštećenje željeza?

Za razliku od gubitaka bakra, gubici željeza u transformatoru neovisni su o čimbenicima poput namota i veličine struje. S gledišta naziva, oštećenje željeza usko je povezano sa željezom, a nastaje u željeznoj jezgri. Gubitak željeza u transformatoru poznat je i kao "gubitak u praznom hodu", što je zato što gubitak željeza uvijek postoji u transformatoru, bilo da je pod punim ili nultim opterećenjem, i pripada fiksnom gubitku transformatora. Međutim, tijekom procesa opterećenja, gubitak snage će se smanjivati ​​sa smanjenjem jakosti električnog polja.

Klasifikacija gubitaka transformatorskog željeza

Gubitak željeza transformatora dijeli se na gubitak zbog histereze i gubitak zbog vrtložnih struja.

Gubitak histereze

Princip rada transformatora temelji se na principu elektromagnetske indukcije kako bi se postigli porast i pad napona te promjene struje. Magnetski tok u transformatoru teče preko željezne jezgre. Željezna jezgra ima magnetski otpor prema magnetskom toku, baš kao što vodič ima otpor prema struji. Slično tome, stvara se i toplina, a taj gubitak naziva se "histerezni gubitak".

Gubitak vrtložnih struja

Kada se struja primijeni na primarni namot transformatora, magnetski tok koji generira zavojnica teče u željeznoj jezgri. Budući da je sama jezgra vodič, električni potencijal se inducira u ravnini okomitoj na liniju magnetskog polja. Taj potencijal stvara zatvorenu petlju u presjeku jezgre, koja zauzvrat generira električnu struju. Ova struja djeluje poput rotirajućeg vrtloga, otuda i naziv "vrtlog". Gubitak uzrokovan vrtložnom strujom naziva se "gubitak vrtložne struje". Upravo zato što jezgra stvara vrtložne struje, napravljena je u tankom limu. Budući da je jezgra tanja, to je otpor veći, struja je niža.

Utjecajni faktori gubitaka u transformatorskom željezu

• Radni napon i frekvencija: Gubici u željezu povezani su s radnim naponom i frekvencijom transformatora jer ti čimbenici utječu na jakost magnetskog polja i histerezu u jezgri.
• Materijal jezgre: Histerezna svojstva materijala jezgre utjecat će na veličinu gubitka željeza. Ako materijal jezgre nije dobro odabran, gubitak histereze će se povećati.
• Proizvodni proces: Proizvodni proces transformatora također ima određeni utjecaj na gubitke željeza. Na primjer, metoda laminiranja jezgre, tretman izolacije itd. utjecat će na veličinu gubitaka željeza.

Kako smanjiti gubitke u transformatorskom željezu?

• Odaberite visokokvalitetni materijal željezne jezgre: Odabirom materijala željezne jezgre s malim gubitkom histereze može se smanjiti gubitak željeza u transformatoru.
• Optimizirajte proizvodni proces: Smanjite gubitak željeza poboljšanjem metode laminiranja jezgre, obrade izolacije i drugih proizvodnih procesa.
• Razumna konstrukcija: U fazi projektiranja transformatora, gubici željeza smanjuju se optimizacijom strukturnog dizajna i odabirom parametara.

Gubitak bakra

Bakar igra važnu ulogu u transformatorima. Bakrene žice se obično koriste u namotima transformatora. "Gubitak bakra" u transformatoru je gubitak uzrokovan bakrenim žicama. "Gubitak bakra" transformatora naziva se i gubitkom opterećenja. Takozvani gubitak opterećenja je varijabilan gubitak i mijenja se.

Mijenja se s promjenom struje, gubitak bakra (gubitak opterećenja) je varijabilni gubitak, a ujedno je i glavni gubitak u radu transformatora.

Utjecajni faktori gubitaka bakra transformatora

• Veličina struje: Kao što je gore spomenuto, gubitak bakra proporcionalan je kvadratu struje, pa je veličina struje ključni faktor koji utječe na gubitak bakra.
• Otpor namota: Otpor namota izravno utječe na gubitke bakra. Što je otpor veći, to su veći gubici bakra.
• Broj slojeva zavojnice: Što je više slojeva zavojnice, to je duži put protoka struje u namotu, a otpor će se sukladno tome povećati, što rezultira povećanim gubitkom bakra.
• Frekvencija preklapanja: Utjecaj frekvencije preklapanja na gubitke bakra transformatora izravno je povezan s parametrima raspodjele i karakteristikama opterećenja transformatora. Kada su karakteristike opterećenja i parametri raspodjele induktivni, gubici bakra smanjuju se s povećanjem frekvencije preklapanja; kada su kapacitivni, gubici bakra povećavaju se s povećanjem frekvencije preklapanja.
• Utjecaj temperature: Na gubitak opterećenja utječe i temperatura transformatora. Istovremeno, tok curenja uzrokovan strujom opterećenja stvorit će gubitke vrtložnih struja u namotu i zalutale gubitke u metalnim dijelovima izvan namota.

Kako smanjiti gubitke bakra u transformatoru?

• Povećanje površine poprečnog presjeka namota transformatora: smanjenje otpora vodiča, čime se učinkovito smanjuje gubitak bakra u transformatoru.
• Koristite visokokvalitetne vodične materijale: poput bakrene folije ili aluminijske folije za smanjenje otpora namota.
• Smanjite vrijeme rada transformatora pri malom opterećenju: Ograničavanje udjela vremena rada transformatora pri malom opterećenju pomoći će u smanjenju gubitaka bakra u transformatoru.