Care sunt pierderile transformatorului?

Ce este deteriorarea fierului?

Spre deosebire de pierderile de cupru, pierderile de fier ale unui transformator sunt independente de factori precum înfășurarea și dimensiunea curentului. Din punct de vedere al numelui, deteriorarea prin fier este strâns legată de fier, fiind produsă de miezul de fier. Pierderile de fier ale transformatorului sunt cunoscute și sub denumirea de „pierderi fără sarcină”, deoarece pierderile de fier există întotdeauna în transformator, indiferent dacă este vorba de sarcină maximă sau sarcină zero, și aparțin unei pierderi fixe a transformatorului. Cu toate acestea, în timpul procesului de sarcină, pierderile de putere vor scădea odată cu scăderea intensității câmpului electric.

Clasificarea pierderilor de fier ale transformatoarelor

Pierderea în fier a transformatorului este împărțită în pierdere prin histerezis și pierdere prin curenți turbionari.

Pierdere prin histerezis

Principiul de funcționare al transformatorului se bazează pe principiul inducției electromagnetice pentru a realiza creșteri și descreșteri de tensiune și modificări ale curentului. Fluxul magnetic din transformator curge pe miezul de fier. Miezul de fier are rezistență magnetică la fluxul magnetic, la fel cum un conductor are rezistență la curent. În mod similar, se va genera și căldură, iar această pierdere se numește „pierdere prin histerezis”.

Pierdere prin curenți turbionari

Când se aplică curent la înfășurarea primară a transformatorului, fluxul magnetic generat de bobină circulă în miezul de fier. Deoarece miezul în sine este un conductor, se induce un potențial electric într-un plan perpendicular pe linia câmpului magnetic. Acest potențial creează o buclă închisă în secțiunea transversală a miezului, care la rândul său generează un curent electric. Acest curent acționează ca un vârtej rotativ, de unde și denumirea de „vârtej”. Pierderea cauzată de curenții turbionari se numește „pierdere prin curenți turbionari”. Deoarece miezul creează curenți turbionari, acesta este transformat într-o foaie subțire. Deoarece cu cât miezul este mai subțire, cu cât rezistența este mai mare, cu atât curentul este mai mic.

Factorii care influențează pierderile de fier ale transformatoarelor

• Tensiune și frecvență de funcționare:Pierderile în fier sunt legate de tensiunea de funcționare și frecvența transformatorului, deoarece acești factori afectează intensitatea câmpului magnetic și histerezisul din miez.
• Materialul miezului:Proprietățile de histerezis ale materialului miezului vor afecta magnitudinea pierderii de fier. Dacă materialul miezului nu este selectat corespunzător, pierderea prin histerezis va crește.
• Procesul de fabricație:Procesul de fabricație al transformatorului are, de asemenea, un anumit impact asupra pierderii de fier. De exemplu, metoda de laminare a miezului, tratamentul izolației etc. vor afecta dimensiunea pierderii de fier.

Cum se reduce pierderea de fier a transformatorului?

• Selectați un material cu miez de fier de înaltă calitate:Selectarea materialului pentru miezul de fier cu pierderi mici prin histerezis poate reduce pierderile de fier ale transformatorului.
• Optimizați procesul de fabricație:Reduceți pierderile de fier prin îmbunătățirea metodei de laminare a miezului, a tratamentului izolației și a altor procese de fabricație.
• Design rezonabil:În etapa de proiectare a transformatorului, pierderile în fier sunt reduse prin optimizarea designului structural și a selecției parametrilor.

Pierderea de cupru

Cuprul joacă un rol important în transformatoare. Firele de cupru sunt de obicei utilizate în înfășurările transformatoarelor. „Pierderea de cupru” în transformator este pierderea cauzată de firele de cupru. „Pierderea de cupru” a transformatorului se numește și pierdere de sarcină. Așa-numita pierdere de sarcină este o pierdere variabilă și se modifică.

Se modifică odată cu schimbarea curentului, pierderea de cupru (pierderea de sarcină) este o pierdere variabilă și este, de asemenea, principala pierdere în funcționarea transformatorului.

Factorii care influențează pierderile de cupru din transformator

• Dimensiune curentă:Așa cum am menționat mai sus, pierderea de cupru este proporțională cu pătratul curentului, deci mărimea curentului este factorul cheie care afectează pierderea de cupru.
• Rezistența la înfășurare:Rezistența înfășurării afectează direct pierderile de cupru. Cu cât rezistența este mai mare, cu atât pierderile de cupru sunt mai mari.
• Numărul de straturi ale bobinei:Cu cât sunt mai multe straturi ale bobinei, cu atât este mai lungă calea prin care curentul poate curge în înfășurare, iar rezistența va crește în consecință, rezultând o pierdere crescută de cupru.
• Frecvență de comutare:Efectul frecvenței de comutare asupra pierderilor de cupru ale transformatorului este direct legat de parametrii de distribuție și de caracteristicile de sarcină ale transformatorului. Când caracteristicile de sarcină și parametrii de distribuție sunt inductivi, pierderile de cupru scad odată cu creșterea frecvenței de comutare; când sunt capacitivi, pierderile de cupru cresc odată cu creșterea frecvenței de comutare.
• Influența temperaturii:Pierderea de sarcină este, de asemenea, afectată de temperatura transformatorului. În același timp, fluxul de scurgere cauzat de curentul de sarcină va produce pierderi prin curenți turbionari în înfășurare și pierderi de dispersie în părțile metalice din afara înfășurării.

Cum se reduc pierderile de cupru la transformator?

• Măriți secțiunea transversală a înfășurării transformatorului:reduce rezistența conductorului, reducând astfel eficient pierderile de cupru ale transformatorului.
• Folosiți materiale conductoare de înaltă calitate:cum ar fi folia de cupru sau folia de aluminiu pentru a reduce rezistența la înfășurare.
• Reduceți timpul de funcționare la sarcină ușoară al transformatorului:Limitarea proporției timpului de funcționare la sarcină ușoară a transformatorului va ajuta la reducerea pierderilor de cupru ale transformatorului.