IJzerverlies en koperverlies van transformator

Elke elektrische apparatuur zal verliezen lijden tijdens langdurig gebruik, en vermogenstransformatoren zijn geen uitzondering. De verliezen van vermogenstransformatoren worden voornamelijk verdeeld in koperverlies en ijzerverlies.

Definitie en principe

Koper speelt een belangrijke rol in transformatoren. Koperdraden worden meestal gebruikt in transformatorwikkelingen. Het "koperverlies" in de transformator is het verlies veroorzaakt door de koperdraden. Het "koperverlies" van de transformator wordt ook wel belastingsverlies genoemd. Het zogenaamde belastingsverlies is een variabel verlies, dat variabel is. Wanneer de transformator onder belasting draait, zal er weerstand zijn wanneer de stroom door de draad gaat, wat resulteert in weerstandsverlies. Volgens de wet van Joule zal deze weerstand Joule-warmte genereren wanneer de stroom erdoorheen gaat, en hoe groter de stroom, hoe groter het vermogensverlies. Daarom is het weerstandsverlies evenredig met het kwadraat van de stroom en heeft het niets te maken met de spanning. Juist omdat het verandert met de stroom, is het koperverlies (belastingsverlies) een variabel verlies, en het is ook het belangrijkste verlies bij het gebruik van de transformator.

Invloedsfactoren

Stroomsterkte: Zoals hierboven vermeld, is koperverlies evenredig met het kwadraat van de stroom, dus de stroomsterkte is de belangrijkste factor die het koperverlies beïnvloedt.
Wikkelingsweerstand: De weerstand van de wikkeling beïnvloedt direct het koperverlies. Hoe groter de weerstand, hoe hoger het koperverlies. Aantal spoellagen: Hoe meer spoellagen er zijn, hoe langer het pad voor de stroom om in de wikkeling te stromen, en de weerstand zal dienovereenkomstig toenemen, wat resulteert in een verhoogd koperverlies. Schakelfrequentie: Het effect van de schakelfrequentie op het koperverlies van de transformator is direct gerelateerd aan de gedistribueerde parameters en belastingskarakteristieken van de transformator. Wanneer de belastingskarakteristieken en gedistribueerde parameters inductief zijn, neemt het koperverlies af met de toename van de schakelfrequentie; wanneer ze capacitief zijn, neemt het koperverlies toe met de toename van de schakelfrequentie. Temperatuurinfluencing: Belastingsverlies wordt ook beïnvloed door de temperatuur van de transformator. Tegelijkertijd zal de lekflux veroorzaakt door de belastingsstroom wervelstroomverlies in de wikkeling en strooiverlies in het metalen deel buiten de wikkeling genereren.

Berekeningsmethode

Er zijn twee berekeningsformules
1. Formule gebaseerd op nominale stroom en weerstand:
Koperverlies (eenheid: kW) = I² × Rc × Δt
Waarbij I de nominale stroom van de transformator is, Rc de weerstand van de kopergeleider is en Δt de bedrijfstijd van de transformator is.
2. Formule gebaseerd op nominale stroom en totale koperweerstand: Koperverlies = I² × R
Waarbij I de nominale stroom van de transformator voorstelt en R de totale koperweerstand van de transformator voorstelt. De totale koperweerstand R van de transformator kan worden berekend met de volgende formule:

R = (R1 + R2) / 2
Waarbij R1 de primaire koperweerstand van de transformator voorstelt en R2 de secundaire koperweerstand van de transformator voorstelt.

Methoden om koperverlies te verminderen

Vergroot de dwarsdoorsnede van de wikkeling van de transformator: verminder de geleiderweerstand, waardoor het koperverlies van de transformator effectief wordt verminderd. Gebruik hoogwaardige geleidermaterialen: zoals koperfolie of aluminiumfolie om de wikkelingsweerstand te verminderen. Verminder de tijd dat de transformator licht belast is: beperk het aandeel van de tijd dat de transformator licht belast is, wat bevorderlijk is voor het verminderen van het koperverlies van de transformator.