Απώλεια σιδήρου και χαλκού του μετασχηματιστή

Οποιοσδήποτε ηλεκτρικός εξοπλισμός θα υποστεί απώλειες κατά τη μακροχρόνια λειτουργία και οι μετασχηματιστές ισχύος δεν αποτελούν εξαίρεση. Οι απώλειες των μετασχηματιστών ισχύος χωρίζονται κυρίως σε απώλειες χαλκού και απώλειες σιδήρου.

Ορισμός και Αρχή

Ο χαλκός παίζει σημαντικό ρόλο στους μετασχηματιστές. Τα χάλκινα σύρματα χρησιμοποιούνται συνήθως στις περιελίξεις του μετασχηματιστή. Η «απώλεια χαλκού» στον μετασχηματιστή είναι η απώλεια που προκαλείται από τα χάλκινα σύρματα. Η «απώλεια χαλκού» του μετασχηματιστή ονομάζεται επίσης απώλεια φορτίου. Η λεγόμενη απώλεια φορτίου είναι μια μεταβλητή απώλεια, η οποία είναι μεταβλητή. Όταν ο μετασχηματιστής λειτουργεί υπό φορτίο, θα υπάρχει αντίσταση όταν το ρεύμα διέρχεται από το σύρμα, με αποτέλεσμα την απώλεια αντίστασης. Σύμφωνα με τον νόμο του Joule, αυτή η αντίσταση θα δημιουργήσει θερμότητα Joule όταν το ρεύμα ρέει μέσα από αυτήν, και όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η απώλεια ισχύος. Επομένως, η απώλεια αντίστασης είναι ανάλογη με το τετράγωνο του ρεύματος και δεν έχει καμία σχέση με την τάση. Ακριβώς επειδή αλλάζει με το ρεύμα, η απώλεια χαλκού (απώλεια φορτίου) είναι μια μεταβλητή απώλεια και είναι επίσης η κύρια απώλεια κατά τη λειτουργία του μετασχηματιστή.

Παράγοντες που επηρεάζουν

Μέγεθος ρεύματος: Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η απώλεια χαλκού είναι ανάλογη με το τετράγωνο του ρεύματος, επομένως το μέγεθος του ρεύματος είναι ο βασικός παράγοντας που επηρεάζει την απώλεια χαλκού.
Αντίσταση περιέλιξης: Η αντίσταση της περιέλιξης επηρεάζει άμεσα την απώλεια χαλκού. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση, τόσο υψηλότερη είναι η απώλεια χαλκού. Αριθμός στρώσεων πηνίου: Όσο περισσότερες στρώσεις πηνίου υπάρχουν, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαδρομή για τη ροή του ρεύματος στην περιέλιξη και η αντίσταση θα αυξηθεί ανάλογα, με αποτέλεσμα την αύξηση της απώλειας χαλκού. Συχνότητα μεταγωγής: Η επίδραση της συχνότητας μεταγωγής στην απώλεια χαλκού του μετασχηματιστή σχετίζεται άμεσα με τις κατανεμημένες παραμέτρους και τα χαρακτηριστικά φορτίου του μετασχηματιστή. Όταν τα χαρακτηριστικά φορτίου και οι κατανεμημένες παράμετροι είναι επαγωγικές, η απώλεια χαλκού μειώνεται με την αύξηση της συχνότητας μεταγωγής. όταν είναι χωρητικές, η απώλεια χαλκού αυξάνεται με την αύξηση της συχνότητας μεταγωγής. Επίδραση θερμοκρασίας: Η απώλεια φορτίου επηρεάζεται επίσης από τη θερμοκρασία του μετασχηματιστή. Ταυτόχρονα, η διαρροή ροής που προκαλείται από το ρεύμα φορτίου θα δημιουργήσει απώλεια ρευμάτων Foucault στην περιέλιξη και απώλεια διασποράς στο μεταλλικό τμήμα έξω από την περιέλιξη.

Μέθοδος υπολογισμού

Υπάρχουν δύο τύποι τύπων υπολογισμού
1. Τύπος που βασίζεται στην ονομαστική ένταση ρεύματος και την αντίσταση:
Απώλεια χαλκού (μονάδα: kW) = I² × Rc × Δt
Όπου I είναι η ονομαστική ένταση ρεύματος του μετασχηματιστή, Rc είναι η αντίσταση του χάλκινου αγωγού και Δt είναι ο χρόνος λειτουργίας του μετασχηματιστή.
2. Τύπος που βασίζεται στην ονομαστική ένταση ρεύματος και τη συνολική αντίσταση χαλκού: Απώλεια χαλκού = I² × R
Όπου I αντιπροσωπεύει την ονομαστική ένταση ρεύματος του μετασχηματιστή και R αντιπροσωπεύει τη συνολική αντίσταση χαλκού του μετασχηματιστή. Η συνολική αντίσταση χαλκού R του μετασχηματιστή μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο:

R = (R1 + R2) / 2
Όπου R1 αντιπροσωπεύει την πρωτεύουσα αντίσταση χαλκού του μετασχηματιστή και R2 αντιπροσωπεύει τη δευτερεύουσα αντίσταση χαλκού του μετασχηματιστή.

Μέθοδοι για τη μείωση της απώλειας χαλκού

Αύξηση της διατομής περιέλιξης του μετασχηματιστή: μειώστε την αντίσταση του αγωγού, μειώνοντας έτσι αποτελεσματικά την απώλεια χαλκού του μετασχηματιστή. Χρησιμοποιήστε υλικά αγωγών υψηλής ποιότητας: όπως φύλλο χαλκού ή φύλλο αλουμινίου για τη μείωση της αντίστασης περιέλιξης. Μειώστε τον χρόνο λειτουργίας του μετασχηματιστή με ελαφρύ φορτίο: περιορίστε την αναλογία του χρόνου κατά τον οποίο ο μετασχηματιστής είναι ελαφρά φορτισμένος, γεγονός που συμβάλλει στη μείωση της απώλειας χαλκού του μετασχηματιστή.