ประเภทของการสูญเสียในหม้อแปลงและประสิทธิภาพ

อุดมคติ หม้อแปลงไฟฟ้า มีประสิทธิภาพมากดังนั้นจึงไม่มีการสูญเสียพลังงานซึ่งหมายความว่ากำลังไฟที่จ่ายให้กับขั้วอินพุตของหม้อแปลงจะต้องเทียบเท่ากับพลังงานที่จ่ายให้กับขั้วเอาท์พุทของหม้อแปลง ดังนั้นกำลังอินพุตและเอาต์พุต อำนาจ ในหม้อแปลงในอุดมคติจะเท่ากันรวมถึงการสูญเสียพลังงานเป็นศูนย์ แต่ในทางปฏิบัติทั้งอินพุตและเอาต์พุตของหม้อแปลงจะไม่เท่ากันเนื่องจากการสูญเสียทางไฟฟ้าภายในหม้อแปลง เป็นอุปกรณ์แบบคงที่เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนย้ายได้ดังนั้นเราจึงไม่สามารถสังเกตการสูญเสียทางกลได้ แต่จะเกิดการสูญเสียทางไฟฟ้าเช่นทองแดงและเหล็ก บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของการสูญเสียประเภทต่างๆในหม้อแปลง

ประเภทของการสูญเสียในหม้อแปลงไฟฟ้า

มีการสูญเสียประเภทต่างๆที่จะเกิดขึ้นในหม้อแปลงเช่นเหล็กทองแดงฮิสเทอรีซิสน้ำวนหลงทางและอิเล็กทริก การสูญเสียทองแดงส่วนใหญ่เกิดจาก ความต้านทาน ในหม้อแปลงที่คดเคี้ยวในขณะที่การสูญเสียฮิสเทรีซิสจะเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการดึงดูดภายในแกน

ประเภทของการสูญเสียในหม้อแปลงไฟฟ้า

การสูญเสียเหล็กในหม้อแปลงไฟฟ้า

การสูญเสียเหล็กส่วนใหญ่เกิดจากฟลักซ์สลับภายในแกนของหม้อแปลง เมื่อการสูญเสียนี้เกิดขึ้นภายในแกนแล้วจะเรียกว่าการสูญเสียหลัก การสูญเสียประเภทนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัสดุ แม่เหล็ก คุณสมบัติภายในแกนของหม้อแปลง แกนในหม้อแปลงสามารถทำด้วยเหล็กดังนั้นจึงเรียกว่าการสูญเสียเหล็ก การสูญเสียประเภทนี้สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทเช่น hysteresis และกระแสวน

การสูญเสีย Hysteresis

การสูญเสียประเภทนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อ กระแสสลับ ถูกนำไปใช้กับแกนกลางของหม้อแปลงจากนั้นสนามแม่เหล็กจะกลับด้าน การสูญเสียนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัสดุหลักที่ใช้ในหม้อแปลง เพื่อลดการสูญเสียนี้สามารถใช้วัสดุแกนคุณภาพสูงได้ CRGO- เหล็ก Si ที่เน้นเมล็ดรีดเย็นสามารถใช้ทั่วไปเช่นแกนของหม้อแปลงเพื่อลดการสูญเสีย Hysteresis การสูญเสียนี้สามารถแสดงได้โดยใช้สมการต่อไปนี้

Ph = Khf Bx ม

ที่ไหน

‘kh’ คือค่าคงที่ขึ้นอยู่กับคุณภาพและปริมาตรของวัสดุหลักในหม้อแปลง

‘Bm’ คือความหนาแน่นของฟลักซ์สูงสุดภายในแกนกลาง

'f' คือความถี่ของฟลักซ์ที่สลับกันหรือจัดหา

‘x’ คือค่าคงที่ของ Steinmetz และค่าของค่าคงที่ส่วนใหญ่จะเปลี่ยนจาก 1.5 เป็น 2.5

การสูญเสียกระแสวน

เมื่อเชื่อมต่อฟลักซ์กับวงจรปิดแล้ว e.m.f สามารถเกิดขึ้นภายในวงจรและมี จัดหา ในวงจร การไหลของค่ากระแสส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับผลรวมของ e.m.f และความต้านทานในพื้นที่ของวงจร
แกนของหม้อแปลงสามารถออกแบบด้วยวัสดุนำไฟฟ้า การไหลของกระแสไฟฟ้าในแรงเคลื่อนไฟฟ้าสามารถจ่ายได้ภายในตัวของวัสดุ การไหลของกระแสนี้เรียกว่ากระแสวน กระแสนี้จะเกิดขึ้นเมื่อตัวนำสัมผัสกับสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง

เมื่อกระแสเหล่านี้ไม่สามารถรับผิดชอบในการทำหน้าที่ใด ๆ ได้ก็จะสร้างการสูญเสียภายในวัสดุแม่เหล็ก ดังนั้นจึงเรียกว่าเป็น Eddy Current Loss การสูญเสียนี้สามารถลดลงได้โดยการออกแบบแกนโดยใช้การเคลือบผิวเล็กน้อย สมการกระแสวนสามารถหาได้โดยใช้สมการต่อไปนี้

Pe = KeBm2t2f2V วัตต์

ที่ไหน

'Ke' เป็นค่าสัมประสิทธิ์ของกระแสไหลวน ค่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุแม่เหล็กเช่นความต้านทานและปริมาตรของวัสดุหลักและความกว้างของการเคลือบ

'Bm' คืออัตราความหนาแน่นของฟลักซ์สูงสุดในหน่วย wb / m²

‘T’ คือความกว้างของการเคลือบภายในไม่เกินเมตร

‘F’ คือความถี่ของการย้อนกลับของสนามแม่เหล็กที่วัดเป็นเฮิรตซ์

‘V’ คือปริมาณของวัสดุแม่เหล็กในหน่วย m3

การสูญเสียทองแดง

การสูญเสียทองแดงเกิดขึ้นเนื่องจากความต้านทานโอห์มมิกในขดลวดของหม้อแปลง หากขดลวดหลักและรองของหม้อแปลงคือ I1 และ I2 ความต้านทานของขดลวดเหล่านี้คือ R1 & R2 ดังนั้นการสูญเสียทองแดงที่เกิดขึ้นในขดลวดคือ I12R1 และ I22R2 ตามลำดับ ดังนั้นการสูญเสียทองแดงทั้งหมดจะเป็น

พีซี = I12R1 + I22R2

การสูญเสียเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าการสูญเสียตัวแปรหรือโอห์มมิกเนื่องจากการสูญเสียเหล่านี้จะเปลี่ยนไปตามภาระ

หลงทาง

การสูญเสียประเภทนี้ในหม้อแปลงอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการเกิดสนามไฟฟ้ารั่ว เมื่อเปรียบเทียบกับการสูญเสียทองแดงและเหล็กเปอร์เซ็นต์ของการสูญเสียที่หลงทางจะน้อยกว่าดังนั้นการสูญเสียเหล่านี้จึงถูกละเลย

การสูญเสียอิเล็กทริก

การสูญเสียนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นภายในน้ำมันของหม้อแปลง น้ำมันเป็นวัสดุฉนวน เมื่อน้ำมันในหม้อแปลงเสื่อมสภาพเป็นอย่างอื่นเมื่อคุณภาพน้ำมันลดลงประสิทธิภาพของหม้อแปลงจะได้รับผลกระทบ

ประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า

คำจำกัดความของประสิทธิภาพคล้ายกับเครื่องไฟฟ้า เป็นอัตราส่วนของกำลังขับและกำลังไฟฟ้าเข้า ประสิทธิภาพสามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้

ประสิทธิภาพ = กำลังขับ / กำลังไฟฟ้าเข้า

หม้อแปลงเป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงและประสิทธิภาพในการรับน้ำหนักของอุปกรณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 95% - 98.5% เมื่อหม้อแปลงมีประสิทธิภาพสูงอินพุตและเอาต์พุตจะมีค่าเกือบเท่ากันดังนั้นจึงไม่สามารถคำนวณประสิทธิภาพของหม้อแปลงได้โดยใช้สูตรข้างต้น แต่เพื่อหาประสิทธิภาพให้ใช้สูตรต่อไปนี้ดีกว่า

ประสิทธิภาพ = (Input - Losses) / Input => 1 - (Losses / Iinput)

ให้การสูญเสียทองแดงเป็น I2R1 ในขณะที่การสูญเสียธาตุเหล็กคือ Wi

ประสิทธิภาพ = 1-Losses / Input

= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1

Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1

แยกความแตกต่างของสมการข้างต้นด้วยความเคารพกับ 'I1'

d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1

'Ƞ' สูงสุดที่ d Ƞ / dI1 = 0

ดังนั้นประสิทธิภาพ 'Ƞ' จะสูงสุดที่

R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1

I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1

I12R1 = Wi

ดังนั้นประสิทธิภาพของหม้อแปลงจะสูงที่สุดเมื่อการสูญเสียเหล็กและทองแดงเท่ากัน

ดังนั้นการสูญเสียทองแดง = การสูญเสียธาตุเหล็ก

ดังนั้นทั้งหมดนี้จึงเกี่ยวกับไฟล์ ภาพรวมของประเภทของการสูญเสียในหม้อแปลง . ในหม้อแปลงการสูญเสียพลังงานอาจเกิดขึ้นได้จากหลายสาเหตุ ดังนั้นประสิทธิภาพของหม้อแปลงจะลดลง สาเหตุหลักของการสูญเสียประเภทต่างๆในหม้อแปลงเกิดจากผลของความร้อนในขดลวดการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็กการทำให้เป็นแม่เหล็กและการขจัดแม่เหล็กของแกน นี่คือคำถามสำหรับคุณหม้อแปลงประเภทต่างๆที่มีอยู่ในตลาดมีอะไรบ้าง?