Een ideaal transformator is zeer efficiënt, zodat ze geen energieverlies hebben, wat betekent dat het vermogen dat wordt geleverd aan de ingangsklem van de transformator gelijk moet zijn aan het vermogen dat wordt geleverd aan de uitgangsklem van de transformator. Dus het inputvermogen en de output kracht in een ideale transformator zijn gelijk inclusief nul energieverliezen. Maar in de praktijk zullen zowel het ingangs- als het uitgangsvermogen van de transformator niet gelijk zijn vanwege elektrische verliezen in de transformator. Het is een statisch apparaat omdat het geen bewegende delen heeft, dus we kunnen geen mechanische verliezen waarnemen, maar er zullen elektrische verliezen optreden zoals koper en ijzer. Dit artikel bespreekt een overzicht van verschillende soorten verliezen in een transformator.
Soorten verliezen in een transformator
Er zijn verschillende soorten verliezen die zullen optreden in de transformator, zoals ijzer, koper, hysterese, werveling, verdwaalde en diëlektrische. Het koperverlies treedt voornamelijk op door het verzet in de transformatorwikkeling, terwijl hystereseverliezen optreden als gevolg van de magnetisatieverandering in de kern.
Soorten verliezen in een transformator
IJzerverliezen in een transformator
IJzerverliezen treden voornamelijk op door de wisselende flux in de kern van de transformator. Zodra dit verlies zich in de kern voordoet, wordt het kernverlies genoemd. Dit soort verlies hangt voornamelijk af van het materiaal magnetisch eigenschappen in de kern van de transformator. De kern in de transformator kan met ijzer worden gemaakt, dit worden ijzerverliezen genoemd. Dit type verlies kan worden onderverdeeld in twee typen, zoals hysterese en wervelstroom.
Hystereseverlies
Dit soort verlies treedt voornamelijk op wanneer de wisselstroom wordt toegepast op de kern van de transformator, dan wordt het magnetische veld omgekeerd. Dit verlies hangt voornamelijk af van het kernmateriaal dat in de transformator wordt gebruikt. Om dit verlies te verminderen kan het hoogwaardige kernmateriaal worden gebruikt. CRGO - Koudgewalst korrelgeoriënteerd Si-staal kan gewoonlijk worden gebruikt als de kern van de transformator, zodat hystereseverlies kan worden verminderd. Dit verlies kan worden weergegeven door de volgende vergelijking te gebruiken.
Ph = Khf Bx m
Waar
‘Kh’ is de constante die afhangt van de kwaliteit en het volume van het kernmateriaal in de transformator
‘Bm’ is de hoogste fluxdichtheid in de kern
‘F’ is de wisselende fluxfrequentie die anders wordt geleverd
‘X’ is de constante van de Steinmetz en de waarde van deze constante verandert voornamelijk van 1,5 naar 2,5.
Wervelstroomverlies
Zodra de flux is verbonden met een gesloten circuit, kan een e.m.f binnen het circuit worden geïnduceerd en is er een levering in het circuit. De stroom van de huidige waarde hangt voornamelijk af van de som van een e.m.f en weerstand in het gebied van het circuit.
De kern van de transformator kan worden uitgevoerd met een geleidend materiaal. De stroom van stroom in de emf kan worden geleverd in het lichaam van het materiaal. Deze stroomstroom staat bekend als wervelstroom. Deze stroom treedt op zodra de geleider een veranderend magnetisch veld ervaart.
Wanneer deze stromen niet verantwoordelijk zijn voor het uitvoeren van een functionele taak, genereert dit een verlies in het magnetische materiaal. Dus het wordt een Eddy Current Loss genoemd. Dit verlies kan worden verminderd door de kern te ontwerpen met lichte lamellen. De wervelstroomvergelijking kan worden afgeleid door de volgende vergelijking te gebruiken.
Pe = KeBm2t2f2V watt
Waar,
‘Ke’ is de coëfficiënt van wervelstroom. Deze waarde hangt voornamelijk af van de aard van het magnetische materiaal, zoals de soortelijke weerstand en het volume van het kernmateriaal en de breedte van de lamellen
‘Bm’ is de hoogste fluxdichtheid in wb / m2
‘T’ is de breedte van het lamineren binnen enkele meters
‘F’ is de omgekeerde frequentie van het magnetische veld gemeten in Hz
‘V’ is de hoeveelheid magnetisch materiaal in m3
Koperverlies
Koperverliezen treden op vanwege de ohmse weerstand in de wikkelingen van de transformator. Als de primaire en secundaire wikkelingen van de transformator I1 en I2 zijn, dan is de weerstand van deze wikkelingen R1 & R2. Dus de koperverliezen die optraden in de wikkelingen zijn respectievelijk I12R1 en I22R2. Dus het hele koperverlies zal zijn
Pc = I12R1 + I22R2
Deze verliezen worden ook wel variabele of ohmse verliezen genoemd omdat deze verliezen zullen veranderen op basis van de belasting.
Verdwaald verlies
Dit soort verliezen in een transformator kunnen optreden vanwege het optreden van het lekveld. In vergelijking met koper- en ijzerverliezen is het percentage verdwaalde verliezen minder, dus deze verliezen kunnen worden verwaarloosd.
Diëlektrisch verlies
Dit verlies doet zich voornamelijk voor in de olie van de transformator. Hier is olie een isolerend materiaal. Zodra de olie in de transformator verslechtert, anders wordt de efficiëntie van de transformator aangetast wanneer de oliekwaliteit afneemt.
Efficiëntie van transformator
De definitie van efficiëntie is vergelijkbaar met een elektrische machine. Het is de verhouding tussen uitgangsvermogen en ingangsvermogen. De efficiëntie kan worden berekend met de volgende formule.
Efficiëntie = uitgangsvermogen / ingangsvermogen.
De transformator is een zeer efficiënt apparaat en het laadrendement van deze apparaten varieert voornamelijk tussen 95% - 98,5%. Als een transformator zeer efficiënt is, hebben de invoer en uitvoer bijna dezelfde waarde, en daarom is het niet praktisch om de efficiëntie van de transformator te berekenen met behulp van de bovenstaande formule. Maar om de efficiëntie te vinden, is de volgende formule beter te gebruiken
Efficiëntie = (Input - Verliezen) / Input => 1 - (Verliezen / Iinput).
Laat koperverlies I2R1 zijn, terwijl ijzerverlies Wi is
Efficiëntie = 1-verliezen / invoer
= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1
Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1
Maak onderscheid tussen de bovenstaande vergelijking met betrekking tot ‘I1’
d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1
‘Ƞ’ is maximum bij d Ƞ / dI1 = 0
Daarom zal de efficiëntie ‘Ƞ’ maximaal zijn bij
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Daarom kan de efficiëntie van de transformator het hoogst zijn wanneer de ijzer- en koperverliezen gelijk zijn.
Koperverlies = ijzerverlies.
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van de soorten verliezen in een transformator In een transformator kan energieverlies optreden vanwege verschillende redenen. Dus de efficiëntie van de transformator wordt verminderd. De belangrijkste redenen voor verschillende soorten verliezen in een transformator zijn te wijten aan het effect van warmte in de spoel, magnetische fluxlekkage, magnetisatie en demagnetisatie van de kern. Hier is een vraag voor u, wat zijn de verschillende soorten transformatoren die op de markt verkrijgbaar zijn?
