Pierderi de putere în transformator
Principalele caracteristici ale unui transformator sunt în primul rând tensiunea înfășurării și puterea transmisă de transformator. Transferul puterii de la o înfășurare la alta se face electromagnetic, în timp ce o parte din puterea furnizată transformatorului de la rețeaua de alimentare se pierde în transformator. Partea pierdută a puterii se numește pierderi.
Când puterea este transmisă printr-un transformator, tensiunea pe înfășurările secundare se modifică cu o modificare a sarcinii din cauza căderii de tensiune pe transformator, care este determinată de rezistența la scurtcircuit. Pierderea de putere în transformator și tensiunea de scurtcircuit sunt, de asemenea, caracteristici importante. Ele determină randamentul transformatorului și modul de funcționare al rețelei electrice.
Pierderea de putere în transformator este una dintre principalele caracteristici ale economiei de proiectare a transformatorului. Pierderile totale normalizate constau din pierderi fără sarcină (XX) și pierderi în scurtcircuit (SC).La gol (fără sarcină conectată), când curentul curge numai prin bobina conectată la sursa de alimentare și nu există curent în celelalte bobine, puterea consumată de rețea este cheltuită pentru a crea un flux magnetic la zero. sarcina, adica pentru magnetizarea unui circuit magnetic format din foi de otel pentru transformator. În măsura în care curentul alternativ își schimbă direcția, atunci se schimbă și direcția fluxului magnetic. Aceasta înseamnă că oțelul este magnetizat și demagnetizat alternativ. Când curentul se schimbă de la maxim la zero, oțelul este demagnetizat, inducția magnetică scade, dar cu o oarecare întârziere, adică. demagnetizarea încetinește (când curentul ajunge la zero, inductanța nu este punctul zero n). Întârzierea inversării magnetizării este o consecință a rezistenței oțelului la reorientarea magneților elementari.
Curba de magnetizare la inversarea direcției curentului formează așa-numita circuit de histerezis, care este diferit pentru fiecare calitate de oțel și depinde de inducția magnetică maximă Wmax. Zona acoperită de buclă corespunde puterii consumate pentru magnetizare. Pe măsură ce oțelul se încălzește în timpul inversării magnetizării, energia electrică furnizată transformatorului este transformată în căldură și disipată în spațiul înconjurător, de exemplu. este iremediabil pierdut. Aceasta este din punct de vedere fizic pierderea puterii pentru a inversa magnetizarea.
În plus față de pierderile de histerezis atunci când fluxul magnetic curge prin circuitul magnetic, pierderi de curent turbionar… După cum știți, fluxul magnetic induce o forță electromotoare (EMF), care creează un curent nu numai în bobina situată pe miezul circuitului magnetic, ci și în metalul însuși. Curenții turbionari curg într-o buclă închisă (mișcare turbioare) la locul oțelului într-o direcție perpendiculară pe direcția fluxului magnetic. Pentru a reduce curenții turbionari, circuitul magnetic este asamblat din foi de oțel izolate separate. În acest caz, cu cât foaia este mai subțire, cu atât EMF elementară este mai mică, cu atât este mai mic curentul turbionar creat de aceasta, adică. pierderi de putere mai reduse din cauza curenților turbionari. Aceste pierderi încălzesc și circuitul magnetic. Pentru a reduce curenții turbionari, pierderile și încălzirea, creșteți rezistență electrică oţel prin introducerea de aditivi în metal.
Pentru fiecare transformator, consumul de materiale trebuie să fie optim.Pentru o inducție dată în circuitul magnetic, dimensiunea acestuia determină puterea transformatorului. Așa că încearcă să aibă cât mai mult oțel în secțiunea centrală a circuitului magnetic, adică. cu dimensiunea exterioară selectată factorul de umplere kz trebuie să fie cel mai mare. Acest lucru se realizează prin aplicarea celui mai subțire strat de izolație între foile de oțel. În prezent, oțelul este utilizat cu un strat subțire rezistent la căldură aplicat în procesul de producție a oțelului și care face posibilă obținerea kz = 0,950,96.
În producția unui transformator, din cauza diferitelor operațiuni tehnologice cu oțel, calitatea acestuia în structura finită se deteriorează într-o anumită măsură, iar pierderile în structură se obțin cu aproximativ 2550% mai mult decât în oțelul original înainte de prelucrare (când folosind oțel spiralat și apăsând lanțul magnetic fără știfturi).