Účinnosť transformátora je podobne ako pri elektrickom stroji definovaná rovnako ako pomer výstupného výkonu a príkonu (účinnosť = výkon / vstup). Elektrické zariadenia, ako sú transformátory, sú vysoko účinné zariadenia. Vieme, že existujú rôzne typy transformátorov dostupné na trhu na základe aplikácie, kde sa efektivita plného zaťaženia týchto transformátorov pohybuje od 95% do 98,5%. Keď je transformátor vysoko efektívny, potom má vstup aj výstup takmer rovnakú hodnotu. Nie je preto praktické vypočítať účinnosť transformátora pomocou výstupu / vstupu. Tento článok teda pojednáva o prehľade účinnosti transformátora.
Aká je účinnosť transformátora?
Účinnosť transformátora možno definovať ako intenzitu alebo veľkosť straty energie v transformátore. Preto je pomer sekundárny vinutie výstupný výkon na vstupný výkon primárneho vinutia. Efektivitu je možné napísať nasledovne.
Účinnosť transformátora
Účinnosť (η) = (výstupný výkon / príkon) X 100
Účinnosť sa dá všeobecne označiť znakom „η“. Vyššie uvedená rovnica je vhodná pre ideálny transformátor všade tam, kde nebude straty transformátora rovnako ako sa kompletná energia vo vstupe presunie na výstup.
Preto, ak sa uvažujú straty transformátora & ak transformátor efektívnosť je analyzovaná v praktických stavoch, berie sa do úvahy hlavne nasledujúca rovnica.
Účinnosť = ((Power O / P) / (Power O / P + straty medi + straty jadra)) × 100%
Alebo to možno napísať ako Účinnosť = (výkon i / p - straty) / výkon i / p × 100
= 1 - (Straty / i / p výkon) × 100
Takže všetok vstup, o / p a straty sú vyjadrené hlavne v hodnotách výkonu (wattov).
Sila transformátora
Kedykoľvek sa uvažuje o ideálnom transformátore bez strát, potom bude výkon transformátora stabilný, pretože napätie V sa znásobuje prúdom I, ktorý je stabilný.
Takže výkon v primárnom je ekvivalentný výkonu v sekundárnom. Ak sa napätie transformátora zvýši, prúd sa zníži. Podobne, ak sa zníži napätie, potom sa zvýši prúd, aby sa výstupný výkon mohol udržiavať konštantný. Preto sa primárny výkon rovná sekundárnemu výkonu.
PPrimárny= PSekundárne
V.PJaPcosϕP= VSJaScosϕS
Kde ∅P& ∅ssú primárne aj sekundárne fázové uhly
Stanovenie účinnosti transformátora
Účinnosť normálneho transformátora je všeobecne extrémne vysoká, pohybuje sa v rozmedzí od 96% do 99%. Takže o účinnosti transformátora nemožno rozhodnúť pomocou vysokej presnosti priamym meraním vstupu a výstupu. Hlavná rozdielnosť medzi údajmi na vstupe a výstupe a na vstupe prístrojov je veľmi malá, že chyba prístroja spôsobí chybu 15% objednávok v rámci strát transformátora.
Okrem toho nie je pohodlné a nákladné zahrnúť základné zaťažovacie zariadenia s presnou klasifikáciou napätia a účinníka (PF) na zaťaženie transformátora. Existuje tiež veľké straty energie a z testu nie je možné získať žiadne informácie týkajúce sa počtu strát transformátora, ako je železo a meď.
Straty transformátora je možné určiť pomocou presnej metódy spočívajúcej v výpočte strát z testov skratu a otvoreného obvodu, aby bolo možné určiť účinnosť.
Z testu otvoreného obvodu možno určiť stratu železa ako P1 = P0 alebo Wo
Z testu skratu možno určiť stratu medi pri plnom zaťažení ako Pc = Ps alebo Wc
Strata medi pri zaťažení x krát plné zaťaženie = I2dvaR02=> xdvaPc
Účinnosť transformátora (η) = VdvaJadvaCosΦ / VdvaJadvaCosΦ + Pi + xdvaPc
Vo vyššie uvedenej rovnici môže byť výsledok odpočtov prístroja obmedzený na straty jednoducho, takže z neho možno dosiahnuť celkovú účinnosť, ktorá je veľmi presná v porovnaní s účinnosťou dosiahnutou priamym zaťažením.
Podmienka maximálnej účinnosti transformátora
Vieme, že strata medi = I12R1
Strata železa = Wi
Účinnosť = 1 - straty / vstup
= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)
= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)
Vyššie uvedenú rovnicu diferencujte s ohľadom na I1
dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)
Účinnosť bude vysoká pri dη / dI1 = 0
Preto bude účinnosť transformátora vysoká pri
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Preto bude účinnosť transformátora vysoká, keď budú straty medi a železa ekvivalentné.
Celodenná efektívnosť
Ako sme už diskutovali vyššie, bežnú účinnosť transformátora možno uviesť ako
Bežná účinnosť transformátora = výkon (watt) / vstup (watt)
U niektorých druhov transformátorov však ich výkon nemôže závisieť od ich účinnosti. Napríklad v distribučných transformátoroch boli ich primárne napájané vždy. Ich sekundárne vinutia však väčšinu času za deň mierne zaťažia
Akonáhle sekundárne transformátory nebudú napájať žiadnu záťaž, potom sú významné iba straty v jadre transformátora a straty medi nie sú prítomné.
Straty medi sú významné iba po zaťažení transformátorov. Preto sú pre tieto transformátory straty ako meď väčšinou menej dôležité. Výkon transformátora teda možno porovnať na základe energie použitej za jediný deň.
Celodenná účinnosť transformátora je v porovnaní s bežnou účinnosťou menšia.
Faktory, ktoré ovplyvňujú účinnosť transformátora zahrňte nasledujúce
- Aktuálny vykurovací efekt v cievke
- Vyvolané vírivý prúd Účinok kúrenia
- Magnetizácia železného jadra.
- Únik tavidla
Ako zvýšiť účinnosť transformátora?
Existujú rôzne metódy na zlepšenie účinnosti transformátorov, ako napríklad oblasť slučky, izolácia, odpor cievok a väzba toku.
Oblasť slučky
Izolácia
Izolácia medzi vrstvami jadra musí byť ideálna, aby sa zabránilo vírivým prúdom.
Odolnosť primárnej a sekundárnej cievky
Materiál primárnych a sekundárnych cievok musí byť stabilný, aby bol ich elektrický odpor extrémne malý.
Flux Coupling
Obe cievky transformátora musia byť navinuté takým spôsobom, aby spájanie toku medzi cievkami bolo čo najvyššie, pretože prenos energie z jednej cievky na druhú bude prebiehať počas väzieb toku.
Jedná sa teda o prehľad efektívnosti transformátor . Transformátory sú elektrické zariadenia s vysokou účinnosťou. Väčšina účinnosti transformátora sa teda bude pohybovať od 95% do 98,5%. Tu je otázka, aké sú rôzne typy transformátorov dostupné na trhu?
