Jaké jsou ztráty transformátoru?

Co je poškození železa?

Na rozdíl od ztráty mědi jsou ztráty v železe transformátoru nezávislé na faktorech, jako je vinutí a velikost proudu. Z hlediska názvu je poškození železa úzce spjato s železem, je způsobeno železným jádrem. Ztráta v železe transformátoru je také známá jako „ztráta naprázdno“, což je proto, že ztráta v železe v transformátoru existuje vždy, ať už je při plném nebo nulovém zatížení, a patří k fixním ztrátám transformátoru. Během procesu zátěže se však ztráta výkonu s klesající intenzitou elektrického pole snižuje.

Klasifikace ztrát transformátorového železa

Ztráta v železe transformátoru se dělí na hysterezní ztrátu a ztrátu vířivými proudy.

Ztráta hystereze

Princip činnosti transformátoru je založen na principu elektromagnetické indukce, která zajišťuje nárůst a pokles napětí a změny proudu. Magnetický tok v transformátoru protéká přes železné jádro. Železné jádro klade vůči magnetickému toku magnetický odpor, stejně jako vodič klade odpor vůči proudu. Podobně se také generuje teplo, které se nazývá „hysterezní ztráta“.

Ztráta vířivými proudy

Když je do primárního vinutí transformátoru přiveden proud, magnetický tok generovaný cívkou proudí v železném jádru. Protože je jádro samo o sobě vodič, indukuje se v rovině kolmé k siločarě magnetického pole elektrický potenciál. Tento potenciál vytváří v průřezu jádra uzavřenou smyčku, která následně generuje elektrický proud. Tento proud se chová jako rotující vír, odtud název „vír“. Ztráta způsobená vířivými proudy se nazývá „ztráta vířivými proudy“. Právě proto, že jádro vytváří vířivé proudy, je z něj tenký plech. Čím tenčí jádro, tím vyšší je odpor, tím nižší je proud.

Faktory ovlivňující ztráty v transformátorovém železe

• Provozní napětí a frekvence:Ztráty v železe souvisí s provozním napětím a frekvencí transformátoru, protože tyto faktory ovlivňují sílu magnetického pole a hysterezi v jádře.
• Základní materiál:Hysterezní vlastnosti materiálu jádra ovlivní velikost ztrát v železe. Pokud není materiál jádra správně zvolen, hysterezní ztráty se zvýší.
• Výrobní proces:Výrobní proces transformátoru má také určitý vliv na ztráty v železe. Například metoda laminování jádra, úprava izolace atd. ovlivní velikost ztrát v železe.

Jak snížit ztráty v železe transformátoru?

• Vyberte vysoce kvalitní materiál železného jádra:Výběr materiálu železného jádra s malou hysterezní ztrátou může snížit ztráty v železe transformátoru.
• Optimalizujte výrobní proces:Snižte ztráty železa zlepšením metody laminování jádra, úpravy izolace a dalších výrobních procesů.
• Rozumný design:Ve fázi návrhu transformátoru se ztráty v železe snižují optimalizací konstrukčního řešení a výběrem parametrů.

Ztráta mědi

Měď hraje v transformátorech důležitou roli. Měděné dráty se obvykle používají ve vinutích transformátorů. „Ztráta mědi“ v transformátoru je ztráta způsobená měděnými dráty. „Ztráta mědi“ transformátoru se také nazývá ztráta při zatížení. Takzvaná ztráta při zatížení je proměnná ztráta, která se mění.

Mění se se změnou proudu, ztráta v mědi (ztráta při zatížení) je proměnná ztráta a je také hlavní ztrátou při provozu transformátoru.

Faktory ovlivňující ztráty v mědi transformátoru

• Aktuální velikost:Jak již bylo zmíněno výše, ztráta mědi je úměrná druhé mocnině proudu, takže velikost proudu je klíčovým faktorem ovlivňujícím ztráty mědi.
• Odpor vinutí:Odpor vinutí přímo ovlivňuje ztráty v mědi. Čím větší je odpor, tím vyšší jsou ztráty v mědi.
• Počet vrstev cívky:Čím více vrstev cívky je, tím delší je dráha, kterou proud ve vinutí protéká, a tím se odpovídajícím způsobem zvýší odpor, což má za následek zvýšené ztráty mědi.
• Spínací frekvence:Vliv spínací frekvence na ztráty v mědi transformátoru přímo souvisí s parametry rozložení a charakteristikami zátěže transformátoru. Pokud jsou charakteristiky zátěže a parametry rozložení indukční, ztráty v mědi se zvyšující se spínací frekvencí klesají; pokud jsou kapacitní, ztráty v mědi se zvyšující se spínací frekvencí rostou.
• Vliv teploty:Ztráta zátěže je také ovlivněna teplotou transformátoru. Zároveň svodový tok způsobený zatěžovacím proudem způsobí ztráty vířivými proudy ve vinutí a bludné ztráty v kovových částech vně vinutí.

Jak snížit ztráty v mědi transformátoru?

• Zvětšete plochu průřezu vinutí transformátoru:snížit odpor vodiče, čímž se účinně sníží ztráty mědi v transformátoru.
• Používejte vysoce kvalitní vodivé materiály:například měděnou fólií nebo hliníkovou fólií pro snížení odporu vinutí.
• Zkraťte dobu provozu transformátoru při nízkém zatížení:Omezení podílu doby provozu transformátoru s nízkým zatížením pomůže snížit ztráty mědi v transformátoru.