เช่นเดียวกับเครื่องไฟฟ้าประสิทธิภาพของหม้อแปลงยังกำหนดเช่นเดียวกับอัตราส่วนของกำลังขับและกำลังไฟฟ้าเข้า (ประสิทธิภาพ = เอาต์พุต / อินพุต) อุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นหม้อแปลงเป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูง เรารู้ว่ามี หม้อแปลงประเภทต่างๆ มีจำหน่ายในตลาดตามแอพพลิเคชั่นที่ประสิทธิภาพการโหลดเต็มของหม้อแปลงเหล่านี้มีตั้งแต่ 95% ถึง 98.5% เมื่อหม้อแปลงมีประสิทธิภาพสูงอินพุตและเอาต์พุตจะมีค่าเกือบเท่ากัน ดังนั้นจึงไม่สามารถคำนวณประสิทธิภาพของหม้อแปลงโดยใช้เอาต์พุต / อินพุตได้จริง ดังนั้นบทความนี้จะกล่าวถึงภาพรวมของประสิทธิภาพของหม้อแปลง
ประสิทธิภาพของ Transformer คืออะไร?
ประสิทธิภาพของหม้อแปลงสามารถกำหนดได้เป็นความเข้มหรือปริมาณการสูญเสียพลังงานภายในหม้อแปลง ดังนั้นอัตราส่วนของรอง คดเคี้ยว กำลังส่งออกไปยังอินพุตกำลังของขดลวดปฐมภูมิ ประสิทธิภาพสามารถเขียนได้ดังต่อไปนี้
ประสิทธิภาพของหม้อแปลง
ประสิทธิภาพ (η) = (กำลังขับ / กำลังไฟฟ้าเข้า) X 100
โดยทั่วไปประสิทธิภาพสามารถแสดงได้ด้วย 'η' สมการข้างต้นเหมาะสำหรับหม้อแปลงในอุดมคติทุกที่ที่ไม่มี การสูญเสียหม้อแปลง เช่นเดียวกับพลังงานที่สมบูรณ์ภายในอินพุตจะถูกย้ายไปที่เอาต์พุต
ดังนั้นหากมีการพิจารณาการสูญเสียของหม้อแปลง & if หม้อแปลงไฟฟ้า ประสิทธิภาพถูกวิเคราะห์ภายในสถานะการปฏิบัติโดยส่วนใหญ่จะพิจารณาสมการต่อไปนี้
ประสิทธิภาพ = ((กำลัง O / P) / (กำลัง O / P + การสูญเสียทองแดง + การสูญเสียแกน)) × 100%
หรืออื่น ๆ ก็สามารถเขียนเป็น ประสิทธิภาพ = (พลังงาน i / p - การสูญเสีย) / พลังงาน i / p × 100
= 1− (กำลังสูญเสีย / i / p) × 100
ดังนั้นอินพุต o / p และการสูญเสียทั้งหมดจะแสดงในรูปของกำลังไฟ (วัตต์) เป็นหลัก
พลังของหม้อแปลงไฟฟ้า
เมื่อใดก็ตามที่พิจารณาหม้อแปลงในอุดมคติโดยไม่มีการสูญเสียกำลังของหม้อแปลงจะคงที่เนื่องจากแรงดันไฟฟ้า V คูณผ่านกระแส I จะเสถียร
ดังนั้นพลังภายในหลักจึงเทียบเท่ากับพลังภายในตัวรอง หากแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงเพิ่มขึ้นกระแสจะลดลง ในทำนองเดียวกันถ้าแรงดันไฟฟ้าลดลงกระแสจะเพิ่มขึ้นเพื่อให้สามารถรักษากำลังขับให้คงที่ได้ ดังนั้นพลังหลักจึงเท่ากับพลังรอง
ปหลัก= ปรอง
Vปผมปcosϕป= Vสผมสcosϕส
ที่ไหน∅ป& ∅เอสเป็นมุมเฟสหลักและรอง
การกำหนดประสิทธิภาพของหม้อแปลง
โดยทั่วไปประสิทธิภาพของหม้อแปลงธรรมดาจะสูงมากตั้งแต่ 96% ถึง 99% ดังนั้นประสิทธิภาพของหม้อแปลงจึงไม่สามารถตัดสินใจได้ด้วยความแม่นยำสูงโดยการวัดอินพุตและเอาต์พุตโดยตรง ความแตกต่างหลักระหว่างการอ่านอินพุตและเอาต์พุตและอินพุตของเครื่องมือนั้นน้อยมากที่ข้อผิดพลาดของเครื่องมือจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดของคำสั่ง 15% ภายในการสูญเสียหม้อแปลง
นอกจากนี้ไม่สะดวกและมีราคาแพงที่จะรวมอุปกรณ์โหลดที่จำเป็นของการจัดอันดับที่แน่นอนของแรงดันไฟฟ้าและตัวประกอบกำลัง (PF) เพื่อโหลดหม้อแปลง นอกจากนี้ยังมีการสูญเสียพลังงานจำนวนมากและไม่มีข้อมูลใด ๆ จากการทดสอบเกี่ยวกับจำนวนการสูญเสียของหม้อแปลงเช่นเหล็กและทองแดง
การสูญเสียหม้อแปลงสามารถกำหนดได้ด้วยวิธีการที่ถูกต้องคือการคำนวณการสูญเสียจากการทดสอบไฟฟ้าลัดวงจรและการทดสอบวงจรเปิดเพื่อให้สามารถกำหนดประสิทธิภาพได้
จากการทดสอบวงจรเปิดสามารถกำหนดการสูญเสียเหล็กเช่น P1 = P0 หรือ Wo ได้
จากการทดสอบการลัดวงจรสามารถกำหนดการสูญเสียทองแดงของโหลดเต็มเช่น Pc = Ps หรือ Wc ได้
การสูญเสียทองแดงในโหลด x คูณโหลดเต็ม = I2สองร02=> xสองพีซี
ประสิทธิภาพของหม้อแปลง (η) = VสองผมสองCosΦ / V.สองผมสองCosΦ + Pi + xสองพีซี
ในสมการข้างต้นผลของการอ่านเครื่องมือสามารถ จำกัด เฉพาะการสูญเสียเพื่อให้ประสิทธิภาพโดยรวมสามารถบรรลุได้จากความแม่นยำมากเมื่อเทียบกับประสิทธิภาพที่ได้จากการโหลดโดยตรง
สภาพประสิทธิภาพสูงสุดของหม้อแปลงไฟฟ้า
เรารู้ว่าการสูญเสียทองแดง = I12R1
การสูญเสียธาตุเหล็ก = Wi
ประสิทธิภาพ = 1- การสูญเสีย / อินพุต
= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)
= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)
แยกความแตกต่างของสมการข้างต้นด้วยความเคารพกับ I1
dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)
ประสิทธิภาพจะสูงที่dη / dI1 = 0
ดังนั้นประสิทธิภาพของหม้อแปลงจะสูงที่
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
ดังนั้นประสิทธิภาพของหม้อแปลงจะสูงเมื่อมีการสูญเสียทองแดงและเหล็กเท่ากัน
ประสิทธิภาพตลอดทั้งวัน
ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วข้างต้นว่าประสิทธิภาพปกติของหม้อแปลงสามารถกำหนดเป็น
ประสิทธิภาพปกติของหม้อแปลง = เอาต์พุต (วัตต์) / อินพุต (วัตต์)
อย่างไรก็ตามในหม้อแปลงบางชนิดประสิทธิภาพไม่สามารถขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพได้ ตัวอย่างเช่นในหม้อแปลงระบบจำหน่ายไพรมารีของพวกเขาจะมีพลังเสมอ อย่างไรก็ตามขดลวดทุติยภูมิของพวกเขาจะให้โหลดเล็กน้อยเกือบตลอดเวลาในหนึ่งวัน
เมื่อหม้อแปลงรองจะไม่จ่ายโหลดใด ๆ หลังจากนั้นมีเพียงการสูญเสียหลักของหม้อแปลงเท่านั้นที่มีนัยสำคัญและไม่มีการสูญเสียทองแดง
การสูญเสียทองแดงมีนัยสำคัญเมื่อโหลดหม้อแปลงเท่านั้น ดังนั้นสำหรับหม้อแปลงเหล่านี้การสูญเสียเช่นทองแดงส่วนใหญ่มีความสำคัญน้อยกว่า ดังนั้นจึงสามารถเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหม้อแปลงได้ตามพลังงานที่ใช้ในหนึ่งวัน
ประสิทธิภาพตลอดทั้งวันของหม้อแปลงจะน้อยกว่าเมื่อเทียบกับประสิทธิภาพปกติของหม้อแปลง
ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า รวมสิ่งต่อไปนี้
- ผลความร้อนปัจจุบันในขดลวด
- ชักนำ กระแสน้ำวน ผลความร้อน
- การสะกดจิตของแกนเหล็ก
- การรั่วไหลของฟลักซ์
วิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า
มีวิธีการต่างๆในการปรับปรุงประสิทธิภาพของหม้อแปลงเช่นพื้นที่วงฉนวนความต้านทานของขดลวดและการต่อฟลักซ์
พื้นที่วน
ฉนวนกันความร้อน
ฉนวนกันความร้อนระหว่างแผ่นแกนต้องเหมาะอย่างยิ่งเพื่อป้องกันกระแสน้ำวน
ความต้านทานของขดลวดหลักและรอง
วัสดุของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิต้องมีความเสถียรเพื่อให้ความต้านทานไฟฟ้ามีน้อยมาก
ข้อต่อฟลักซ์
ขดลวดทั้งสองของหม้อแปลงจะต้องพันกันในลักษณะที่การเชื่อมต่อของฟลักซ์ระหว่างขดลวดนั้นมากที่สุดเนื่องจากการถ่ายโอนพลังงานจากขดลวดหนึ่งไปยังอีกขดหนึ่งจะเกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมต่อของฟลักซ์
ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับภาพรวมของประสิทธิภาพของ หม้อแปลงไฟฟ้า . หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง ดังนั้นประสิทธิภาพส่วนใหญ่ของหม้อแปลงจะอยู่ในช่วง 95% ถึง 98.5% นี่คือคำถามสำหรับคุณหม้อแปลงประเภทต่างๆที่มีอยู่ในตลาดมีอะไรบ้าง?
