Et ideal transformator er veldig effektiv, slik at de ikke har energitap, noe som betyr at strømmen som leveres til transformatorens inngangsterminal, må være ekvivalent med strømmen som tilføres transformatorens utgangsterminal. Så inngangseffekt og utgang makt i en ideell transformator er like inkludert null energitap. Men i praksis vil ikke både inngangs- og utgangseffekten til transformatoren være lik på grunn av elektriske tap i transformatoren. Det er en statisk enhet fordi den ikke har noen bevegelige deler, så vi kan ikke observere mekaniske tap, men elektriske tap vil oppstå som kobber og jern. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over forskjellige typer tap i en transformator.
Typer av tap i en transformator
Det er forskjellige typer tap som vil oppstå i transformatoren, som jern, kobber, hysterese, virvel, bortkommen og dielektrisk. Kobbertapet oppstår hovedsakelig pga motstanden i transformatorviklingen mens hysteresetap vil oppstå på grunn av magnetiseringsendringen i kjernen.
Typer av tap i en transformator
Jerntap i en transformator
Jerntap oppstår hovedsakelig gjennom vekslende strømning i transformatorens kjerne. Når dette tapet oppstår i kjernen, kalles det kjernetap. Denne typen tap avhenger hovedsakelig av materialet magnetisk egenskaper i kjernen til transformatoren. Kjernen i transformatoren kan lages med jern, så disse kalles jerntap. Denne typen tap kan kategoriseres i to typer som hysterese samt virvelstrøm.
Hysteresetap
Denne typen tap oppstår hovedsakelig når vekselstrøm påføres transformatorens kjerne, da blir magnetfeltet reversert. Dette tapet avhenger hovedsakelig av kjernematerialet som brukes i transformatoren. For å redusere dette tapet kan høykvalitets kjernematerialet brukes. CRGO- Kaldvalset kornorientert Si-stål kan brukes ofte som kjernen i transformatoren, slik at tap av hysterese kan reduseres. Dette tapet kan representeres ved å bruke følgende ligning.
Ph = Khf Bx m
Hvor
‘Kh’ er konstanten som avhenger av kvaliteten og volumet til kjernematerialet i transformatoren
‘Bm’ er den høyeste flytdensiteten i kjernen
‘F’ er den vekslende strømningsfrekvensen ellers
‘X’ er konstanten til Steinmetz, og verdien av denne konstanten endres hovedsakelig fra 1,5 til 2,5.
Eddy Current Tap
Når fluxen er koblet til en lukket krets, kan en emf induseres i kretsen, og det er en forsyning i kretsen. Strømmen av nåværende verdi avhenger hovedsakelig av summen av en fm og motstand i kretsområdet.
Kjernen til transformatoren kan utformes med et ledende materiale. Strømmen i emgen kan tilføres i materialets kropp. Denne strømmen er kjent som virvelstrøm. Denne strømmen vil oppstå når lederen opplever et endrende magnetfelt.
Når disse strømningene ikke er ansvarlige for å utføre noen funksjonell oppgave, genererer det et tap i magnetmaterialet. Så det kalles som et Eddy Current Loss. Dette tapet kan reduseres ved å utforme kjernen ved hjelp av lette lamineringer. Virvelstrømsligningen kan utledes ved å bruke følgende ligning.
Pe = KeBm2t2f2V watt
Hvor,
‘Ke’ er koeffektiv av virvelstrøm. Denne verdien avhenger hovedsakelig av magnetmaterialets natur som resistivitet og volum av kjernematerialet og bredden på lamineringene
‘Bm’ er den høyeste hastigheten på flytdensitet i wb / m2
‘T’ er bredden på laminering innen meter
‘F’ er frekvensen for reversering av magnetfeltet målt i Hz
‘V’ er mengden magnetisk materiale i m3
Kobber tap
Kobbertap oppstår på grunn av ohmsk motstand i transformatorens viklinger. Hvis transformatorens primære og sekundære viklinger er I1 og I2, er motstanden til disse viklingene R1 og R2. Så kobbertapene som oppstod i viklingene er henholdsvis I12R1 og I22R2. Så, hele kobbertapet vil være
Pc = I12R1 + I22R2
Disse tapene kalles også variable eller ohmske tap fordi disse tapene vil endres basert på belastningen.
Stray Loss
Disse typer tap i en transformator kan oppstå på grunn av forekomsten av lekkasjefeltet. Sammenlignet med kobber- og jerntap er prosentandelen av bortkomne tap mindre, slik at disse tapene kan overses.
Dielektrisk tap
Dette tapet oppstår hovedsakelig i transformatorens olje. Her er olje et isolasjonsmateriale. Når oljen i transformatoren forverres ellers når oljekvaliteten reduseres, vil transformatorens effektivitet bli påvirket.
Effektivitet av transformator
Definisjonen av effektivitet er lik en elektrisk maskin. Det er forholdet mellom utgangseffekt og inngangseffekt. Effektiviteten kan beregnes med følgende formel.
Effektivitet = Utgangseffekt / Inngangseffekt.
Transformatoren er en svært effektiv enhet, og belastningseffektiviteten til disse enhetene varierer hovedsakelig mellom 95% - 98,5%. Når en transformator er svært effektiv, har inngang og utgang nesten samme verdi, og det er derfor ikke praktisk å beregne effektiviteten til transformatoren ved å bruke formelen ovenfor. Men for å finne effektiviteten er følgende formel bedre å bruke
Effektivitet = (Input - Losses) / Input => 1 - (Losses / Iinput).
La kobbertap være I2R1 mens jerntap er Wi
Effektivitet = 1-tap / inngang
= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1
Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1
Differensiere ovenstående ligning med hensyn til 'I1'
d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1
‘Ƞ’ er maksimum ved d Ƞ / dI1 = 0
Derfor vil effektiviteten ‘Ƞ’ være maksimal kl
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Derfor kan transformatoreffektiviteten være høyest når jern- og kobbertap er like.
Så kobbertap = jerntap.
Dermed handler dette om en oversikt over typer tap i en transformator . I en transformator kan energitap oppstå på grunn av flere grunner. Så transformatoreffektiviteten vil bli redusert. Hovedårsakene til forskjellige typer tap i en transformator skyldes effekten av varme i spolen, magnetisk flukslekkasje, magnetisering og demagnetisering av kjernen. Her er et spørsmål til deg, hva er de forskjellige typene transformatorer som er tilgjengelige i markedet?
