Pierderea și eficiența unui transformator


Transformatorul este un dispozitiv electromagnetic static în care nu există părți rotative și, prin urmare, pierderi mecanice. Toate pierderile din transformator sunt pierderi de putere active care apar în sistemul magnetic, înfășurări și alte părți ale transformatorului în condiții de funcționare diferite. Luați în considerare aceste pierderi.







Pierderea de ralanti. Am văzut că în ralanti transformator de consum de energie activă etsya consum numai pierderi de acoperire a miezului de oțel și, în principal, clorhidric lichidare de la ralanti curent (I 2 din r1) - pierderile rezultate din acest jug, denumit magnetic și sunt marcate de PM. Un total de pierderi în modul inactiv (-nomi onal tensiune primară și frecvența) se numește mers în gol lossy și Ro semnifica:

unde r1 este rezistența înfășurării primare.

Particularitatea pierderilor de ralanti este constanta si independenta lor fata de conditiile de incarcare ale transformatorului. De fapt, curentul fără sarcină I0 este determinat de suma geometrică a componentelor magnetizante și active (vezi figura 6). Curentul curent creează fluxul principal F0. iar componenta activă Ia este determinată numai de pierderile din oțel din histerezis și curenții turbionari. Fluxul magnetic este Fo. după cum am stabilit, rămâne constantă, indiferent de schimbarea condițiilor de încărcare (curenții I1 și I2) ai transformatorului. În consecință, actualul Iam va rămâne neschimbat sub orice sarcină.

Componenta activă depinde numai de pierderile magnetice, iar un miez magnetic dat dintr-un anumit grad de oțel (la tensiunea și frecvența primară nominală) este, de asemenea, neschimbat. Firește, pierderile din bobina primară din fluxul curentului I0 vor rămâne neschimbate.

Astfel, la tensiunea și frecvența primară nominală, pierderile de ralanti Po sunt constante și nu depind de sarcina transformatorului.

Pierderile principale ale înfășurărilor. După cum am stabilit, atunci când sarcina este pornită, puterea electromagnetică este transferată de la primar la înfășurarea secundară; un curent I2 apare în bobina secundară; simultan în înfășurarea primară există un curent Il care este în dependență directă de sarcină, adică de curentul I2. În acest caz, puterea pierdută în bobine este proporțională cu curenții cvadruplu și cu rezistențele bobinelor primare și secundare:

unde I1 și I2 - curenți de sarcină; r1 și r2 sunt rezistențele înfășurărilor corespunzătoare.

Firește, pierderile Rnagr depind direct de magnitudinea puterii solicitate de consumator. Deci, dacă în orice moment consumul de energie este de 0,7 nominal, adică curenții sunt 0,7 din valorile lor nominale, pierderile vor fi 0,7 2 = 0,49 sau doar jumătate din puterea nominală în modul nominal . Și având în vedere faptul că cererea de energie într-o zi variază, fluctuațiile aparente semnificative ale pierderilor de sarcină în înfășurări, adică. E., Aceste pierderi sunt instabile și depind în întregime de modul de încărcare-FNF.







Pierderi suplimentare în înfășurări. Cu toate acestea, I1 și I2 nu sunt singurii curenți care curg în înfășurările transformatorului. Pe lângă curenții de sarcină din înfășurările transformatoarelor, sunt detectați și alți curenți, care sunt închise în interiorul firelor individuale și între ramurile paralele ale înfășurărilor; aceste curenți, spre deosebire de curenții în sarcină, nu depășesc limitele înfășurărilor.

Curenții închise în interiorul fire individuale, denumite vortex (curenți similari în interiorul plăcilor sistemului magnetic). Curenții este închisă între înfășurări sau porțiuni de înfășurări conectate în paralel, denumite circulant. Acești curenți vyzy-vayutsya împrăștiere câmp, t. E. Acea parte a câmpului magnetic al trans formatorului, liniile de câmp care sunt concatenate nu toate, și acoperișuri la o parte din spire de înfășurare și se extind în principal în mediul incuiati-netic (aer, ulei și așa mai departe).

Când se calculează pierderile în bobine, curentul real, care este distribuit neuniform pe secțiunea transversală a firului și între ramurile paralele ale înfășurărilor, este de obicei considerat ca fiind suma a trei curenți:

curentul de sarcină, distribuit uniform pe secțiunea transversală și între ramificațiile paralele;

curent circulant, închis în interiorul conturului, format din ramuri paralele;

un curent de vârtej care se închide numai în interiorul fiecărui fir.

În acest caz, suma pierderilor de la cei trei curenți indicați este egală cu pierderile reale din înfășurările transformatorului.

În plus față de pierderile din bobinaje, câmpurile de împrăștiere provoacă pierderi în pereții rezervorului, inele de presare, grinzi de jug și alte elemente ale construcției transformatorului. Pierderile suplimentare reduc eficiența transformatorului; ei se luptă constant pentru a-și atinge valoarea minimă.

Deci, în transformator, se disting pierderile de putere activă, independente de sarcină (Po); sarcina (Rnagr) și pierderile suplimentare (Rdob), determinate de modul de funcționare (valoarea sarcinii) a transformatorului:


Coeficient de eficiență

Puterea P1 primită de transformator din rețea este consumată de puterea netă P2 transferată consumatorului și de pierderile totale # 931; P:

Prin urmare, eficiența transformatorului este definită prin formula

Puterea utilă transmisă consumatorului este definită ca P2 = U2 I2 cos # 966; unde U2 și I2 sunt tensiunea secundară și curentul de sarcină, iar cos # 966; 2 este factorul de putere, în funcție de natura sarcinii (activ, inductiv, amestecat). Prin sarcină „pure“ active pe termen (de exemplu, circuitul de iluminat) vectori unghi de deplasare a curentului secundar și tensiunea este zero, adică cos # 966; .. 2 = 1 și P2 = I2 U2.

Cu toate acestea, în practică, o încărcătură activă "pură" este foarte rară. Cel mai adesea trebuie să se ocupe mixte supraîncărcare (de exemplu, activă și inductivă) în cazul în care cos # 966; 2 este mai mică decât unitatea, și, prin urmare, puterea efectivă transmisă consumatorilor mai puțin U2 I2.

Dar fabricarea transformatorului nu este cunoscut pentru ceea ce sarcină va fi utilizat, astfel încât plăcuța de identificare la ieșirea din fabrică indică întotdeauna o așa-numita putere completă (sau aparentă) a transformatorului, în kilovolt-Amperi, t. E.

unde U2 și I2 sunt curenții și tensiunile secundare ale transformatorului indicat pe plăcuța de identificare.

La rândul său, puterea primită de transformator poate fi scrisă ca

unde U1 și I1 sunt valorile nominale ale tensiunii și curentului primar; 1 - unghiul de forfecare al vectorilor de tensiune și curent primar, determinat de valoarea puterii reactive consumată de transformator.

Dat fiind faptul că eficiența transformatoarelor sunt de obicei foarte mare și atinge pre-99,5%, neglijând pierderile pe această bază, putem scrie că P1 sau P2 = U1 I1 = U2 I2 (la valori unghiuri similare # 966; 1 și # 966; 2).

Împărțim ultima egalitate cu, U1 I2, obținem

Rețineți că tensiunea (sau EMF) a înfășurărilor este proporțională cu numărul de viraje

Curenții în înfășurări, așa cum se poate vedea din ecuația precedentă, sunt invers proporțional cu tensiunile și, în consecință, cu numărul de ture:

sau I1 w1 = I2 w2

adică forța de magnetizare (amperi) a înfășurării primare este egală cu forța de magnetizare (amperi) a înfășurării secundare.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: