Каковы потери трансформатора?

Потери силового трансформатора в основном включают потери в меди и железе. Это связано с тем, что любое электрооборудование в течение длительного периода эксплуатации будет давать потери, а силовые трансформаторы не являются исключением.

Что такое повреждение железа?

В отличие от потерь в меди, потери в железе трансформатора не зависят от таких факторов, как обмотка и величина тока. С точки зрения названия, повреждение железа тесно связано с железом, оно производится железным сердечником. Потери в железной части трансформатора также известны как «потери на холостом ходу», поскольку потери в железной части трансформатора всегда существуют в трансформаторе, независимо от того, работает ли он при полной нагрузке или при нулевой нагрузке, и относятся к фиксированным потерям трансформатора. Однако в процессе нагрузки потери мощности будут уменьшаться с уменьшением напряженности электрического поля.

Классификация потерь в железе трансформатора

Потери в железе трансформатора делятся на потери на гистерезис и потери на вихревые токи.

Потеря гистерезиса

Принцип работы трансформатора основан на принципе электромагнитной индукции для достижения повышения и падения напряжения, а также изменения тока. Магнитный поток в трансформаторе течет по железному сердечнику. Железный сердечник обладает магнитным сопротивлением магнитному потоку, подобно тому, как проводник обладает сопротивлением току. Точно так же будет выделяться тепло, и эта потеря называется «потерей на гистерезис».

Потери вихревых токов

Когда ток подается на первичную обмотку трансформатора, магнитный поток, создаваемый катушкой, течет по железному сердечнику. Поскольку сердечник сам по себе является проводником, электрический потенциал индуцируется в плоскости, перпендикулярной силовой линии магнитного поля. Этот потенциал создает замкнутый контур в поперечном сечении сердечника, который, в свою очередь, генерирует электрический ток. Этот ток действует как вращающийся вихрь, отсюда и название «вихрь». Потери, вызванные вихревыми токами, называются «потерями от вихревых токов». Поскольку ядро ​​создает вихревые токи, оно превращается в тонкий лист. Потому что чем тоньше сердечник, тем выше сопротивление, тем меньше ток.

Факторы, влияющие на потери в трансформаторе

• Рабочее напряжение и частота: Потери в железе связаны с рабочим напряжением и частотой трансформатора, поскольку эти факторы влияют на напряженность магнитного поля и гистерезис в сердечнике.

• Основной материал: Гистерезисные свойства материала сердечника будут влиять на величину потерь в железе. Если материал сердечника выбран неправильно, потери на гистерезис возрастут.

• Процесс изготовления: Определенное влияние на потери в железе оказывает также процесс изготовления трансформатора. Например, на размер потерь в железе будет влиять метод ламинирования жилы, изоляционная обработка и т. д.

Как уменьшить потери в трансформаторе?

• Выберите высококачественный материал железного сердечника: Выбор материала железного сердечника с небольшими потерями на гистерезис может снизить потери в железе трансформатора.

• Оптимизируйте производственный процесс: Уменьшите потери железа за счет улучшения метода ламинирования жил, обработки изоляции и других производственных процессов.

• Разумный дизайн: На этапе проектирования трансформатора потери в железе снижаются за счет оптимизации конструкции и выбора параметров.

Потери меди

Медь играет важную роль в трансформаторах. Медные провода обычно используются в обмотках трансформаторов. «Потери меди» в трансформаторе — это потери, вызванные медными проводами. «Потери меди» в трансформаторе также называют потерями в нагрузке. Так называемые потери нагрузки представляют собой переменные потери и изменения.

Она меняется с изменением тока, потери в меди (потери в нагрузке) являются переменными потерями, а также являются основными потерями при работе трансформатора.

Факторы, влияющие на потери в меди трансформатора

• Текущий размер: Как упоминалось выше, потери в меди пропорциональны квадрату тока, поэтому величина тока является ключевым фактором, влияющим на потери в меди.

• Сопротивление обмотки: Сопротивление обмотки напрямую влияет на потери в меди. Чем больше сопротивление, тем выше потери в меди.

• Количество слоев катушки: Чем больше слоев катушки, тем длиннее путь прохождения тока в обмотке, и соответственно увеличивается сопротивление, что приводит к увеличению потерь в меди.

• Частота переключения: Влияние частоты коммутации на потери в меди трансформатора напрямую связано с параметрами распределения и нагрузочными характеристиками трансформатора. Когда характеристики нагрузки и параметры распределения являются индуктивными, потери в меди уменьшаются по мере увеличения частоты переключения; когда они емкостные, потери в меди увеличиваются по мере увеличения частоты переключения.

• Влияние температуры: На потери нагрузки также влияет температура трансформатора. В то же время поток рассеяния, вызванный током нагрузки, будет вызывать потери на вихревые токи в обмотке и паразитные потери в металлических частях вне обмотки.

Как уменьшить потери в меди трансформатора?

• Увеличить площадь сечения обмоток трансформатора: уменьшить сопротивление проводника, тем самым эффективно уменьшая потери в меди трансформатора.

• Используйте высококачественные проводниковые материалы: например, медная фольга или алюминиевая фольга, чтобы уменьшить сопротивление обмотки.

• Сократить время работы трансформатора при малых нагрузках: Ограничение времени работы трансформатора при малой нагрузке поможет уменьшить потери в меди трансформатора.