Подобно электрической машине, КПД трансформатора также определяется как соотношение выходной мощности и входной мощности (КПД = выход / вход). Электрические устройства, такие как трансформаторы, являются высокоэффективными устройствами. Мы знаем что есть разные типы трансформаторов доступны на рынке в зависимости от области применения, в которой КПД этих трансформаторов при полной нагрузке составляет от 95% до 98,5%. Когда трансформатор высокоэффективен, вход и выход имеют почти одинаковое значение. Таким образом, нецелесообразно рассчитывать КПД трансформатора, используя выход / вход. Итак, в этой статье обсуждается обзор эффективности трансформатора.
Каков КПД трансформатора?
КПД трансформатора можно определить как интенсивность или количество потерь мощности в трансформаторе. Следовательно, соотношение вторичных обмотки выходная мощность на вход мощности первичной обмотки. Эффективность можно записать следующим образом.
КПД трансформатора
КПД (η) = (выходная мощность / потребляемая мощность) X 100
Обычно КПД можно обозначать как «η». Приведенное выше уравнение подходит для идеального трансформатора везде, где не будет трансформаторные потери а также вся энергия на входе перемещается на выход.
Следовательно, если учесть потери в трансформаторе и если трансформатор Эффективность анализируется в рамках практических положений, в основном рассматривается следующее уравнение.
КПД = ((Мощность O / P) / (Мощность O / P + потери в меди + потери в сердечнике)) × 100%
Или иначе это можно записать как КПД = (Мощность i / p - потери) / Мощность i / p × 100
= 1− (Потери / i / p Мощность) × 100
Таким образом, все входные сигналы и потери в основном выражаются в мощности (Вт).
Мощность трансформатора
Когда рассматривается идеальный трансформатор без потерь, мощность трансформатора будет стабильной, потому что напряжение V, умноженное на ток I, стабильно.
Таким образом, мощность первичной обмотки эквивалентна мощности вторичной. Если напряжение трансформатора увеличивается, то ток уменьшается. Точно так же, если напряжение уменьшается, то ток будет увеличиваться, так что выходная мощность может поддерживаться постоянной. Следовательно, первичная мощность равна вторичной мощности.
пНачальный= PВторичный
Vпяпcosϕп=VSяScosϕS
Где ∅п& ∅sпервичные, а также вторичные фазовые углы
Определение КПД трансформатора
Как правило, КПД обычного трансформатора чрезвычайно высок и составляет от 96% до 99%. Таким образом, эффективность трансформатора не может быть определена с высокой точностью путем прямого измерения входа и выхода. Основное различие между показаниями входов и выходов и входов инструментов очень мало: ошибка инструмента приведет к ошибке порядка 15% в пределах потерь трансформатора.
Кроме того, не удобно и дорого включать важные загрузочные устройства с точными номинальными значениями напряжения и коэффициента мощности (PF) для нагрузки трансформатора. Существует также большое количество потерь мощности, и в результате испытаний не может быть получено никакой информации о количестве потерь в трансформаторе, таких как железо и медь.
Потери трансформатора можно определить с помощью точного метода расчета потерь при испытаниях на короткое замыкание и обрыв цепи, чтобы можно было определить КПД.
Из теста на обрыв цепи можно определить потери в стали, такие как P1 = P0 или Wo.
Из теста короткого замыкания можно определить потери в меди при полной нагрузке, например, Pc = Ps или Wc.
Потери меди при нагрузке x раз при полной нагрузке = I2двар02=> хдваПК
КПД трансформатора (η) = VдваядваCosΦ / VдваядваCosΦ + Pi + xдваПК
В приведенном выше уравнении результат показаний прибора может быть ограничен потерями просто, так что общая эффективность может быть достигнута с его помощью очень точно по сравнению с эффективностью, достигаемой при прямой нагрузке.
Условие максимального КПД трансформатора
Мы знаем, что потери в меди = I12R1
Потеря железа = Wi
Эффективность = 1- Потери / Вход
= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)
= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)
Продифференцируем указанное выше уравнение относительно I1
dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)
КПД будет высоким при dη / dI1 = 0.
Следовательно, КПД трансформатора будет высоким при
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Следовательно, КПД трансформатора будет высоким, если потери в меди и стали эквивалентны.
Эффективность на весь день
Как мы обсуждали выше, обычный КПД трансформатора может быть задан как
Обычный КПД трансформатора = Выход (Вт) / Вход (Вт)
Однако в некоторых типах трансформаторов их производительность не может зависеть от их эффективности. Например, в распределительных трансформаторах их первичные обмотки всегда находятся под напряжением. Однако их вторичные обмотки большую часть дня будут обеспечивать небольшую нагрузку.
Если вторичная обмотка трансформатора не будет обеспечивать нагрузку, после этого будут существенными потери только в сердечнике трансформатора, а потери в меди отсутствуют.
Потери в меди значительны только после нагрузки трансформатора. Следовательно, для этих трансформаторов потери, такие как медь, в основном менее важны. Таким образом, производительность трансформатора можно сравнить на основе энергии, потребляемой за один день.
Эффективность трансформатора в течение всего дня всегда меньше по сравнению с его нормальным КПД.
Факторы, влияющие на КПД трансформатора включая следующее
- Текущий эффект нагрева в змеевике
- Индуцированный вихревые токи Эффект нагрева
- Намагниченность железного сердечника.
- Утечка флюса
Как повысить эффективность трансформатора?
Существуют различные методы повышения эффективности трансформаторов, такие как площадь контура, изоляция, сопротивление катушек и магнитная связь.
Площадь петли
Изоляция
Изоляция между листами жилы должна быть идеальной для предотвращения вихревых токов.
Сопротивление первичной и вторичной катушек
Материал первичной и вторичной катушек должен быть стабильным, чтобы их электрическое сопротивление было крайне низким.
Флюсовая муфта
Обе катушки трансформатора должны быть намотаны таким образом, чтобы магнитная связь между катушками была максимальной, поскольку передача мощности от одной катушки к другой будет происходить во время магнитных связей.
Таким образом, речь идет об обзоре эффективности трансформатор . Трансформаторы - это электрические устройства с высоким КПД. Таким образом, КПД трансформатора составляет от 95% до 98,5%. Вот вам вопрос, какие типы трансформаторов доступны на рынке?
