În procesul de transformare a energiei electrice, o parte din energie este pierdută în transformator pentru a acoperi pierderile. Pierderile din transformator sunt împărțite în electrice și magnetice.
Pierderile electrice. Ele sunt cauzate de încălzirea înfășurărilor transformatoarelor atunci când curentul electric trece prin aceste înfășurări. Puterea de pierdere electrică a RE este proporțională cu pătratul curentului și este determinată de suma pierderilor electrice în primii RE1 și în înfășurările RE2 secundare:
Рэ = Рз1 + Рэ2 = mI12r1 + mI'22r'2, (1,73)
unde m este numărul de faze ale transformatorului (pentru un transformator monofazat, m = 1, pentru un transformator trifazat, m = 3).
Când se proiectează mărimea transformatorului este determinată de pierderile electrice (1,73), iar pentru transformator fabricat de această pierdere este determinată empiric prin măsurarea sc puterii la curenții nominali în bobine.
unde P este factorul de încărcare
Pierderile electrice sunt numite variabile, deoarece magnitudinea lor depinde de sarcina transformatorului.
Pierderi magnetice. Ele apar în principal în circuitul magnetic al transformatorului. Motivul acestor pierderi este inversarea sistematică magnetică a circuitului magnetic printr-un câmp magnetic alternativ. Acest lucru determină o inversare în circuitul magnetic sunt două tipuri de pierderi magnetice: pierderea de histerezis a GL asociat cu consumul de energie pentru distrugerea magnetism rezidual în materialul magnetic al PBT pierderilor datorate curenților feromagnetice și turbionari induși câmp magnetic alternativ în plăci magnetice:
Pentru a reduce pierderile magnetice, circuitul magnetic al transformatorului este realizat dintr-un material feromagnetic magnetic moale - oțel electrotehnic subțire. În acest caz, miezul magnetic este realizat sub formă de pungi de plăci subțiri (benzi), izolate de ambele părți printr-o peliculă subțire de lac.
Pierderile prin histerezis magnetice sunt direct proporționale cu frecvența de inversare magnetică a circuitului magnetic, adică frecvență. E. AC (RG = f), iar pierderile magnetice cu curenți turbionari sunt proporționale cu pătratul frecvenței (PVT ≡ f2). Pierderile magnetice totale sunt considerate a fi proporționale cu frecvența curentă a puterii de 1,3, adică PM = f1.3. Amploarea pierderii magnetice depinde și de fluxul magnetic în tijele și jugurile ale circuitului magnetic (PM ≡ B2) La tensiune primară constantă (U1 = const) pierderile magnetice sunt constante, adică nu depinde de sarcină.
Dependența eficienței încărcăturii.
Prin (2.57), dependența eficienței de sarcină poate fi construită (figura 2.39, a). la # 946; = 0, puterea și eficiența netă sunt zero. Odată cu creșterea puterii de ieșire, eficiența crește, deoarece în balanța energetică valoarea specifică a pierderilor magnetice din oțel având o valoare constantă scade. La o anumită valoare # Opta curba de eficiență atinge un maxim, după care începe să scadă cu creșterea încărcăturii. Motivul pentru aceasta este o creștere puternică a pierderilor electrice în bobine, care cresc proporțional cu pătratul curentului, adică în proporție 2, în timp ce puterea netă P2 crește doar proporțional # 946;
Valoarea maximă a eficienței transformatoarelor de mare putere, atinge limite foarte mari (0.98-0.99).
Fig. 2.39. Dependența eficienței transformatoarelor # 951; din sarcină # 946;
Factor de încărcare optim Opt, la care eficiența are valoarea maximă, puteți determina prin luarea primului derivat d # 951; / d # 946; prin formula (2.57) și echivalând-o cu zero. În acest caz,
# 946; 2optPk = P0 sau # 916; Rel = # 916; RM
În consecință, eficiența are un maxim la o astfel de sarcină, la care pierderile electrice în înfășurări sunt egale cu pierderile magnetice din oțel. Această condiție (egalitatea pierderilor constante și variabile) este aproximativ valabilă pentru alte tipuri de mașini electrice. Pentru transformatoare de putere seriale
# 946; opt = √P0 / Pf ≈ √0,2 ÷ 0,25 ≈ 0,45 ÷ 0,5 (2,59)
Valori specificate # 946; OPT obținut în proiectarea transformatoarelor cel puțin costurile reduse (de cumpărare și să le utilizeze). Cel mai probabil corespunde sarcinii transformatorului # 946; = 0,5 ÷ 0,7.
În transformatoare, eficiența maximă este relativ slabă, adică păstrează o valoare ridicată într-o gamă destul de largă de schimbări de sarcină (0,4 <β <1,5). При уменьшении cosφ2 КПД снижается (рис. 2.39,6), так как возрастают токи 12 и I1 при которых трансформатор имеет заданную мощность Р2.
În cazul transformatoarelor cu putere redusă, datorită creșterii relative a pierderilor, eficiența este semnificativ mai mică decât în cazul transformatoarelor cu putere mare. Valoarea sa este de 0,6-0,8 pentru transformatoare a căror putere este mai mică de 50 W; La o putere de 100-500 W, eficiența este de 0,90-0,92.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: