Ein Ideal Transformator ist sehr effizient, sodass sie keine Energieverluste aufweisen. Dies bedeutet, dass die an den Eingangsanschluss des Transformators gelieferte Leistung der an den Ausgangsanschluss des Transformators gelieferten Leistung entsprechen muss. Also die Eingangsleistung und Ausgabe Leistung in einem idealen Transformator sind gleich einschließlich Null Energieverluste. In der Praxis sind jedoch sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangsleistung des Transformators aufgrund elektrischer Verluste im Transformator nicht gleich. Es ist ein statisches Gerät, da es keine beweglichen Teile enthält. Daher können wir keine mechanischen Verluste beobachten, aber es treten elektrische Verluste wie Kupfer und Eisen auf. Dieser Artikel beschreibt eine Übersicht über verschiedene Arten von Verlusten in einem Transformator.
Arten von Verlusten in einem Transformator
Es gibt verschiedene Arten von Verlusten, die im Transformator auftreten, wie Eisen, Kupfer, Hysterese, Wirbel, Streuung und Dielektrikum. Der Kupferverlust tritt hauptsächlich aufgrund von auf der Widerstand in der Transformatorwicklung, während Hystereseverluste aufgrund der Magnetisierungsänderung innerhalb des Kerns auftreten.
Arten von Verlusten in einem Transformator
Eisenverluste in einem Transformator
Eisenverluste treten hauptsächlich durch den Wechselfluss im Kern des Transformators auf. Sobald dieser Verlust innerhalb des Kerns auftritt, wird er als Kernverlust bezeichnet. Diese Art von Verlust hängt hauptsächlich vom Material ab magnetisch Eigenschaften im Kern des Transformators. Der Kern des Transformators kann aus Eisen bestehen, daher werden diese als Eisenverluste bezeichnet. Diese Art von Verlust kann in zwei Arten eingeteilt werden, wie Hysterese sowie Wirbelstrom.
Hystereseverlust
Diese Art von Verlust tritt hauptsächlich auf, wenn die Wechselstrom Wird der Kern des Transformators angelegt, wird das Magnetfeld umgekehrt. Dieser Verlust hängt hauptsächlich vom im Transformator verwendeten Kernmaterial ab. Um diesen Verlust zu reduzieren, kann das hochwertige Kernmaterial verwendet werden. CRGO - Kaltgewalzter kornorientierter Si-Stahl kann üblicherweise wie der Kern des Transformators verwendet werden, um den Hystereseverlust zu verringern. Dieser Verlust kann unter Verwendung der folgenden Gleichung dargestellt werden.
Ph = Khf Bx m
Wo
'Kh' ist die Konstante, die von der Qualität und dem Volumen des Kernmaterials im Transformator abhängt
'Bm' ist die höchste Flussdichte innerhalb des Kerns
'F' ist die Wechselstromfrequenz, die sonst geliefert wird
'X' ist die Konstante des Steinmetz und der Wert dieser Konstante ändert sich hauptsächlich von 1,5 auf 2,5.
Wirbelstromverlust
Sobald der Fluss mit einem geschlossenen Stromkreis verbunden ist, kann innerhalb des Stromkreises eine EMF induziert werden, und es gibt einen liefern in der Schaltung. Der Stromflusswert hängt hauptsächlich von der Summe aus EMF und Widerstand im Bereich der Schaltung ab.
Der Kern des Transformators kann mit einem leitenden Material ausgeführt sein. Der Stromfluss in der EMK kann innerhalb des Materialkörpers zugeführt werden. Dieser Stromfluss wird als Wirbelstrom bezeichnet. Dieser Strom tritt auf, sobald der Leiter ein sich änderndes Magnetfeld erfährt.
Wenn diese Ströme für keine funktionale Aufgabe verantwortlich sind, erzeugt dies einen Verlust innerhalb des magnetischen Materials. Es wird also als Wirbelstromverlust bezeichnet. Dieser Verlust kann reduziert werden, indem der Kern mit leichten Laminierungen konstruiert wird. Die Wirbelstromgleichung kann unter Verwendung der folgenden Gleichung abgeleitet werden.
Pe = KeBm2t2f2V Watt
Wo,
'Ke' ist der Koeffizient des Wirbelstroms. Dieser Wert hängt hauptsächlich von der Art des magnetischen Materials wie dem spezifischen Widerstand und dem Volumen des Kernmaterials sowie der Breite der Laminierungen ab
'Bm' ist die höchste Flussdichterate in wb / m2
'T' ist die Breite der Laminierung innerhalb von Metern
'F' ist die Frequenz der Umkehrung des Magnetfelds, gemessen in Hz
'V' ist die Menge an magnetischem Material in m3
Kupferverlust
Kupferverluste treten aufgrund des ohmschen Widerstands in den Wicklungen des Transformators auf. Wenn die Primär- und Sekundärwicklung des Transformators I1 und I2 sind, beträgt der Widerstand dieser Wicklungen R1 und R2. Die in den Wicklungen auftretenden Kupferverluste betragen also I12R1 bzw. I22R2. Der gesamte Kupferverlust wird also sein
Pc = I12R1 + I22R2
Diese Verluste werden auch als variable oder ohmsche Verluste bezeichnet, da sich diese Verluste je nach Last ändern.
Streuverlust
Diese Arten von Verlusten in einem Transformator können aufgrund des Auftretens des Leckfeldes auftreten. Im Vergleich zu Kupfer- und Eisenverlusten ist der Prozentsatz der Streuverluste geringer, sodass diese Verluste vernachlässigt werden können.
Dielektrischer Verlust
Dieser Verlust tritt hauptsächlich im Öl des Transformators auf. Hier ist Öl ein Isoliermaterial. Sobald sich das Öl im Transformator verschlechtert, wird die Effizienz des Transformators beeinträchtigt, wenn die Ölqualität abnimmt.
Effizienz des Transformators
Die Definition des Wirkungsgrads ähnelt einer elektrischen Maschine. Dies ist das Verhältnis von Ausgangsleistung und Eingangsleistung. Der Wirkungsgrad kann nach folgender Formel berechnet werden.
Wirkungsgrad = Ausgangsleistung / Eingangsleistung.
Der Transformator ist ein hocheffizientes Gerät und der Lastwirkungsgrad dieser Geräte liegt hauptsächlich zwischen 95% und 98,5%. Wenn ein Transformator hocheffizient ist, haben sein Ein- und Ausgang fast den gleichen Wert, und daher ist es nicht praktikabel, den Wirkungsgrad des Transformators unter Verwendung der obigen Formel zu berechnen. Um die Effizienz zu ermitteln, ist die folgende Formel besser zu verwenden
Effizienz = (Eingabe - Verluste) / Eingabe => 1 - (Verluste / Eingabe).
Der Kupferverlust sei I2R1, während der Eisenverlust Wi ist
Effizienz = 1-Verluste / Input
= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1
Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1
Unterscheiden Sie die obige Gleichung in Bezug auf „I1“.
d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1
'Ƞ' ist maximal bei d Ƞ / dI1 = 0
Daher ist die Effizienz „Ƞ“ bei maximal
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Daher kann der Transformatorwirkungsgrad am höchsten sein, wenn die Eisen- und Kupferverluste gleich sind.
Kupferverlust = Eisenverlust.
Es geht also nur um eine Übersicht über die Arten von Verlusten in einem Transformator . In einem Transformator kann aus mehreren Gründen ein Energieverlust auftreten. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Transformators verringert. Die Hauptgründe für verschiedene Arten von Verlusten in einem Transformator sind die Wirkung von Wärme in der Spule, Magnetflussleckage, Magnetisierung und Entmagnetisierung des Kerns. Hier ist eine Frage für Sie, welche verschiedenen Arten von Transformatoren sind auf dem Markt erhältlich?
