Vilka är transformatorns förluster?

Förlusten i krafttransformatorer inkluderar huvudsakligen kopparförlust och järnförlust. Detta beror på att all elektrisk utrustning kommer att producera förluster under en lång driftperiod, och krafttransformatorer är inget undantag.

Vad är järnskada?

Till skillnad från kopparförlust är järnförlusten i en transformator oberoende av faktorer som lindning och strömstorlek. Ur namnsynpunkt är järnskador nära besläktade med järn, de produceras av järnkärnan. Järnförlusten i transformatorn är också känd som "tomgångsförlust", vilket beror på att järnförlusten alltid finns i transformatorn, oavsett om det är full belastning eller noll belastning, och tillhör en fast förlust i transformatorn. Under belastningsprocessen kommer dock effektförlusten att minska med minskningen av den elektriska fältstyrkan.

Klassificering av transformatorjärnförlust

Transformatorns järnförlust är uppdelad i hysteresförlust och virvelströmsförlust.

Hysteresförlust

Transformatorns funktionsprincip är baserad på principen om elektromagnetisk induktion för att uppnå spänningsökning och -fall samt strömförändringar. Det magnetiska flödet i transformatorn flyter på järnkärnan. Järnkärnan har magnetiskt motstånd mot det magnetiska flödet, precis som en ledare har motstånd mot ström. På liknande sätt genereras även värme, och denna förlust kallas "hysteresförlust".

Virvelströmsförlust

När en ström appliceras på transformatorns primärlindning, flyter det magnetiska flödet som genereras av spolen i järnkärnan. Eftersom kärnan i sig är en ledare induceras en elektrisk potential i ett plan vinkelrätt mot magnetfältlinjen. Denna potential skapar en sluten slinga i kärnans tvärsnitt, vilket i sin tur genererar en elektrisk ström. Denna ström fungerar som en roterande virvel, därav namnet "virvel". Förlusten som orsakas av virvelström kallas "virvelströmsförlust". Det är på grund av att kärnan skapar virvelströmmar som den görs till en tunn plåt. Ju tunnare kärnan är, desto högre resistans, desto lägre ström.

Påverkande faktorer för transformatorjärnförlust

• Driftspänning och frekvens: Järnförluster är relaterade till transformatorns driftspänning och frekvens eftersom dessa faktorer påverkar magnetfältets styrka och hysteres i kärnan.
• Kärnmaterial: Kärnmaterialets hysteresegenskaper påverkar storleken på järnförlusten. Om kärnmaterialet inte väljs väl kommer hysteresförlusten att öka.
• Tillverkningsprocess: Transformatorns tillverkningsprocess har också en viss inverkan på järnförlusten. Till exempel kommer kärnlamineringsmetoden, isoleringsbehandling etc. att påverka storleken på järnförlusten.

Hur minskar man järnförlusten i transformatorn?

• Välj högkvalitativt järnkärnmaterial: Att välja järnkärnmaterial med liten hysteresförlust kan minska transformatorns järnförlust.
• Optimera tillverkningsprocessen: Minska järnförlusten genom att förbättra kärnlamineringsmetoden, isoleringsbehandlingen och andra tillverkningsprocesser.
• Rimlig design: I transformatorns designfas minskas järnförluster genom att optimera strukturdesign och parameterval.

Kopparförlust

Koppar spelar en viktig roll i transformatorer. Koppartrådar används vanligtvis i lindningarna på transformatorer. "Kopparförlusten" i transformatorn är den förlust som orsakas av koppartrådarna. Transformatorns "Kopparförlust" kallas också lastförlust. Den så kallade lastförlusten är variabel och förändrad förlust.

Den ändras med strömförändringen, kopparförlusten (belastningsförlusten) är en variabel förlust, och det är också den huvudsakliga förlusten i transformatordrift.

Påverkande faktorer för transformatorkopparförlust

• Strömstorlek: Som nämnts ovan är kopparförlusten proportionell mot kvadraten av strömmen, så strömmens storlek är den viktigaste faktorn som påverkar kopparförlusten.
• Lindningsresistans: Lindningens resistans påverkar direkt kopparförlusten. Ju större resistans, desto högre kopparförlust.
• Antal spollager: Ju fler spollager det finns, desto längre blir strömmens flödesväg i lindningen, och resistansen ökar i motsvarande grad, vilket resulterar i ökad kopparförlust.
• Switchfrekvens: Effekten av switchfrekvensen på transformatorns kopparförlust är direkt relaterad till transformatorns distributionsparametrar och belastningsegenskaper. När lastegenskaperna och distributionsparametrarna är induktiva minskar kopparförlusten när switchfrekvensen ökar; när de är kapacitiva ökar kopparförlusten när switchfrekvensen ökar.
• Temperaturpåverkan: Lastförlusten påverkas också av transformatorns temperatur. Samtidigt kommer läckflödet som orsakas av lastströmmen att producera virvelströmsförluster i lindningen och spridd förlust i metalldelarna utanför lindningen.

Hur minskar man kopparförlusten i en transformator?

• Öka transformatorns lindningstvärsnittsarea: minska ledarresistansen och minska därmed effektivt transformatorns kopparförlust.
• Använd högkvalitativa ledarmaterial, såsom kopparfolie eller aluminiumfolie, för att minska lindningsmotståndet.
• Minska transformatorns drifttid vid lätt belastning: Att begränsa andelen drifttid vid lätt belastning för transformatorn kommer att bidra till att minska transformatorns kopparförlust.