Які втрати трансформатора?

Що таке пошкодження заліза?

На відміну від втрат у міді, втрати в залізі трансформатора не залежать від таких факторів, як обмотка та величина струму. З точки зору назви, пошкодження заліза тісно пов'язане із залізом, воно виникає в залізному осерді. Втрати в залізі трансформатора також відомі як "втрати холостого ходу", це тому, що втрати в залізі завжди існують у трансформаторі, незалежно від того, чи це повне навантаження, чи нульове, і належать до фіксованих втрат трансформатора. Однак під час процесу навантаження втрати потужності зменшуються зі зменшенням напруженості електричного поля.

Класифікація втрат у трансформаторному залізі

Втрати в сталі трансформатора поділяються на втрати на гістерезис та втрати на вихрові струми.

Втрати на гістерезис

Принцип роботи трансформатора базується на принципі електромагнітної індукції для досягнення зростання та спаду напруги, а також зміни струму. Магнітний потік у трансформаторі протікає по залізному осердю. Залізне осердя має магнітний опір магнітному потоку, так само як провідник має опір струму. Аналогічно, також генерується тепло, і ці втрати називаються "гістерезисні втрати".

Втрати на вихрові струми

Коли до первинної обмотки трансформатора подається струм, магнітний потік, що генерується котушкою, протікає в залізному осерді. Оскільки сам осердя є провідником, у площині, перпендикулярній до лінії магнітного поля, індукується електричний потенціал. Цей потенціал створює замкнуту петлю в поперечному перерізі осердя, яке, у свою чергу, генерує електричний струм. Цей струм діє як обертовий вихор, звідси й назва «вихор». Втрати, спричинені вихровими струмами, називаються «втратами на вихрові струми». Саме тому, що осердя створює вихрові струми, воно виготовляється з тонкого листа. Оскільки чим тонше осердя, тим вищий опір, тим менший струм.

Фактори, що впливають на втрати в трансформаторному залізі

• Робоча напруга та частота:Втрати в сталі пов'язані з робочою напругою та частотою трансформатора, оскільки ці фактори впливають на напруженість магнітного поля та гістерезис в осерді.
• Основний матеріал:Гістерезисні властивості матеріалу осердя впливатимуть на величину втрат у залізі. Якщо матеріал осердя вибрано неправильно, гістерезисні втрати зростатимуть.
• Процес виробництва:Процес виробництва трансформатора також має певний вплив на втрати в сталі. Наприклад, метод ламінування осердя, обробка ізоляції тощо впливатимуть на розмір втрат у сталі.

Як зменшити втрати в трансформаторному залізі?

• Виберіть високоякісний матеріал залізного осердя:Вибір матеріалу залізного осердя з малими гістерезисними втратами може зменшити втрати в сталі трансформатора.
• Оптимізуйте виробничий процес:Зменшити втрати заліза шляхом удосконалення методу ламінування сердечника, обробки ізоляції та інших виробничих процесів.
• Розумний дизайн:На етапі проектування трансформатора втрати в залізі зменшуються шляхом оптимізації структурного дизайну та вибору параметрів.

Втрати міді

Мідь відіграє важливу роль у трансформаторах. Мідні дроти зазвичай використовуються в обмотках трансформаторів. «Втрати міді» в трансформаторі – це втрати, спричинені мідними дротами. «Втрати міді» в трансформаторі також називаються втратами навантаження. Так звані втрати навантаження – це змінні втрати, які можуть змінюватися.

Він змінюється зі зміною струму, втрати в міді (втрати навантаження) є змінними втратами, і це також основні втрати в роботі трансформатора.

Фактори, що впливають на втрати в трансформаторній міді

• Поточний розмір:Як згадувалося вище, втрати міді пропорційні квадрату струму, тому величина струму є ключовим фактором, що впливає на втрати міді.
• Опір обмотки:Опір обмотки безпосередньо впливає на втрати в міді. Чим більший опір, тим вищі втрати в міді.
• Кількість шарів котушки:Чим більше шарів котушки, тим довший шлях протікання струму в обмотці, і відповідно збільшується опір, що призводить до збільшення втрат міді.
• Частота перемикання:Вплив частоти комутації на втрати в міді трансформатора безпосередньо пов'язаний з параметрами розподілу та характеристиками навантаження трансформатора. Коли характеристики навантаження та параметри розподілу є індуктивними, втрати в міді зменшуються зі збільшенням частоти комутації; коли вони є ємнісними, втрати в міді зростають зі збільшенням частоти комутації.
• Вплив температури:На втрати навантаження також впливає температура трансформатора. Водночас, потік витоку, спричинений струмом навантаження, призведе до втрат на вихрові струми в обмотці та блукаючих втрат у металевих деталях поза обмоткою.

Як зменшити втрати в міді трансформатора?

• Збільште площу поперечного перерізу обмотки трансформатора:зменшити опір провідника, тим самим ефективно зменшуючи втрати в міді трансформатора.
• Використовуйте високоякісні провідні матеріали:наприклад, мідну фольгу або алюмінієву фольгу для зменшення опору обмотки.
• Зменште час роботи трансформатора при малому навантаженні:Обмеження частки часу роботи трансформатора з малим навантаженням допоможе зменшити втрати міді в трансформаторі.