Идеал трансформатор је врло ефикасан, тако да немају губитке енергије, што значи да снага која се испоручује на улазни терминал трансформатора мора бити једнака снази која се испоручује на излазном терминалу трансформатора. Дакле улазна снага и излаз снага у идеалном трансформатору су једнаки укључујући нулте губитке енергије. Али у пракси, улазна и излазна снага трансформатора неће бити једнаке због електричних губитака у трансформатору. То је статички уређај јер нема покретних делова, па не можемо да уочимо механичке губитке, али електрични губици ће настати попут бакра и гвожђа. Овај чланак разматра преглед различитих врста губитака у трансформатору.
Врсте губитака у трансформатору
Постоје различите врсте губитака који ће се десити у трансформатору, попут гвожђа, бакра, хистерезе, вртлога, залуталих и диелектрика. До губитка бакра долази углавном због отпор у намотају трансформатора, док ће губици хистерезе настати услед промене магнетизације у језгру.
Врсте губитака у трансформатору
Губици гвожђа у трансформатору
Губици гвожђа углавном се јављају наизменичним флуксом унутар језгра трансформатора. Једном када се овај губитак деси у језгру, онда се назива језгром. Ова врста губитка углавном зависи од материјала магнетна својства унутар језгра трансформатора. Језгро у трансформатору може се направити гвожђем, па се то називају губици гвожђа. Ова врста губитака може се сврстати у две врсте, попут хистерезе, као и вртложне струје.
Гистереза губитак
Ова врста губитка се углавном јавља када наизменична струја примењује се на језгро трансформатора тада ће магнетно поље бити обрнуто. Овај губитак углавном зависи од материјала језгра који се користи у трансформатору. Да би се смањио овај губитак, може се користити висококвалитетни материјал језгра. ЦРГО - Силиконски челик оријентисан на хладно ваљано зрно може се често користити попут језгра трансформатора тако да се губици хистерезе могу смањити. Овај губитак се може представити употребом следеће једначине.
Пх = Кхф Бк м
Где
„Кх“ је константа која зависи од квалитета и запремине језгра материјала у трансформатору
„Бм“ је највећа густина флукса унутар језгра
„Ф“ је наизменична фреквенција флукса која се иначе напаја
‘Кс’ је Стеинметзова константа и вредност ове константе се углавном мења од 1,5 до 2,5.
Едди Цуррент Лосс
Једном када је флукс повезан са затвореним кругом, тада се у кругу може индуковати еф. И постоји а снабдевање у колу. Проток тренутне вредности углавном зависи од збира е.м.ф и отпора у региону кола.
Језгро трансформатора може бити изведено са проводним материјалом. Проток струје у емф може се доводити унутар тела материјала. Овај ток струје познат је под називом вртложна струја. Ова струја ће се појавити када проводник искуси променљиво магнетно поље.
Када ове струје нису одговорне за обављање било каквог функционалног задатка, то генерише губитак у магнетном материјалу. Дакле, назива се вртложним губицима. Овај губитак се може смањити пројектовањем језгра помоћу лаганих слојева. Једначина вртложне струје може се добити употребом следеће једначине.
Пе = КеБм2т2ф2В вати
Где,
„Ке“ је коефицијент вртложне струје. Ова вредност углавном зависи од природе магнетног материјала попут отпорности и запремине језгра и ширине слојева
„Бм“ је највећа стопа густине флукса у вб / м2
„Т“ је ширина ламинирања у метрима
„Ф“ је фреквенција обрнутог магнетног поља измерена у Хз
‘В’ је количина магнетног материјала у м3
Губитак бакра
Губици бакра настају због омског отпора у намотајима трансформатора. Ако су примарни и секундарни намотаји трансформатора И1 и И2, тада је отпор ових намотаја Р1 и Р2. Дакле, губици бакра који су се догодили у намотајима су И12Р1 односно И22Р2. Дакле, целокупан губитак бакра ће бити
Пц = И12Р1 + И22Р2
Ови губици се називају и променљиви или омски губици, јер ће се ти губици мењати на основу оптерећења.
Залутали губитак
Овакве врсте губитака у трансформатору могу настати због појаве поља цурења. У поређењу са губицима бакра и гвожђа, проценат залуталих губитака је мањи, па се ти губици могу занемарити.
Диелектрични губици
Овај губитак се углавном јавља у уљу трансформатора. Овде је уље изолациони материјал. Једном када се уље у трансформатору погорша, у супротном када се квалитет уља смањи, то ће утицати на ефикасност трансформатора.
Ефикасност трансформатора
Дефиниција ефикасности је слична електричној машини. То је однос излазне снаге и улазне снаге. Ефикасност се може израчунати према следећој формули.
Ефикасност = Излазна снага / Улазна снага.
Трансформатор је високо ефикасан уређај и ефикасност оптерећења ових уређаја углавном се креће између 95% - 98,5%. Када је трансформатор високо ефикасан, тада његов улаз и излаз имају скоро исту вредност, па стога није практично израчунати ефикасност трансформатора помоћу горње формуле. Али да бисте пронашли његову ефикасност, боље је користити следећу формулу
Ефикасност = (Улаз - Губици) / Улаз => 1 - (Губици / Улаз).
Нека је губитак бакра И2Р1, док је губитак гвожђа Ви
Ефикасност = 1-губици / улаз
= 1-И12Р1 + Ви / В1И1ЦосΦ1
Ƞ = 1- (И1Р1 / В1ЦосΦ1) Ви / В1И1ЦосΦ1
Диференцирати горњу једначину у односу на „И1“
д Ƞ / дИ1 = 0- (Р1 / В1ЦосΦ1) + Ви / В1И12 ЦосΦ1
„Ƞ“ је максимум при д Ƞ / дИ1 = 0
Стога ће ефикасност „Ƞ“ бити максимална при
Р1 / В1ЦосΦ1 = Ви / В1И12 ЦосΦ1
И12Р1 / В1И12 ЦосΦ1 = Ви / В1И12 ЦосΦ1
И12Р1 = Ви
Према томе, ефикасност трансформатора може бити највећа када су губици гвожђа и бакра једнаки.
Дакле, губитак бакра = губитак гвожђа.
Дакле, овде се ради о преглед врста губитака у трансформатору . У трансформатору може доћи до губитка енергије из више разлога. Тако ће се ефикасност трансформатора смањити. Главни разлози за различите врсте губитака у трансформатору су због утицаја топлоте у калему, цурења магнетног флукса, магнетизације и демагнетизације језгра. Ево питања за вас, које су различите врсте трансформатора доступне на тржишту?
