Un ideale trasformatore è molto efficiente, quindi non hanno perdite di energia, il che significa che la potenza fornita al terminale di ingresso del trasformatore deve essere equivalente a quella fornita al terminale di uscita del trasformatore. Quindi la potenza in ingresso e in uscita energia in un trasformatore ideale sono uguali comprese zero perdite di energia. Ma in pratica, sia la potenza di ingresso che quella di uscita del trasformatore non saranno uguali a causa delle perdite elettriche all'interno del trasformatore. È un dispositivo statico perché non ha parti mobili, quindi non possiamo osservare perdite meccaniche ma si verificheranno perdite elettriche come rame e ferro. Questo articolo discute una panoramica dei diversi tipi di perdite in un trasformatore.
Tipi di perdite in un trasformatore
Ci sono diversi tipi di perdite che si verificheranno nel trasformatore come ferro, rame, isteresi, vortici, vaganti e dielettrici. La perdita di rame si verifica principalmente a causa di la resistenza nell'avvolgimento del trasformatore mentre si verificheranno perdite di isteresi dovute alla variazione di magnetizzazione all'interno del nucleo.
Tipi di perdite in un trasformatore
Perdite di ferro in un trasformatore
Le perdite di ferro si verificano principalmente attraverso il flusso alternato all'interno del nucleo del trasformatore. Una volta che questa perdita si verifica all'interno del nucleo, viene chiamata perdita del nucleo. Questo tipo di perdita dipende principalmente dal materiale magnetico proprietà all'interno del nucleo del trasformatore. Il nucleo del trasformatore può essere realizzato con ferro, quindi queste sono chiamate perdite di ferro. Questo tipo di perdita può essere classificato in due tipi come isteresi e correnti parassite.
Perdita di isteresi
Questo tipo di perdita si verifica principalmente quando il corrente alternata viene applicato al nucleo del trasformatore quindi il campo magnetico verrà invertito. Questa perdita dipende principalmente dal materiale del nucleo utilizzato nel trasformatore. Per ridurre questa perdita, è possibile utilizzare il materiale del nucleo di alta qualità. CRGO - L'acciaio al Si orientato a grani laminati a freddo può essere utilizzato comunemente come il nucleo del trasformatore in modo da ridurre la perdita di isteresi. Questa perdita può essere rappresentata utilizzando la seguente equazione.
Ph = Khf Bx m
Dove
'Kh' è la costante che dipende dalla qualità e dal volume del materiale del nucleo nel trasformatore
'Bm' è la più alta densità di flusso all'interno del nucleo
'F' è la frequenza del flusso alternato altrimenti fornita
'X' è la costante di Steinmetz e il valore di questa costante cambia principalmente da 1,5 a 2,5.
Perdita di correnti parassite
Una volta che il flusso è collegato a un circuito chiuso, è possibile indurre una e.m.f all'interno del circuito e c'è un fornitura nel circuito. Il flusso del valore di corrente dipende principalmente dalla somma di una e.m.f e resistenza nella regione del circuito.
Il nucleo del trasformatore può essere progettato con un materiale conduttore. Il flusso di corrente nell'emf può essere fornito all'interno del corpo del materiale. Questo flusso di corrente è noto come correnti parassite. Questa corrente si verificherà quando il conduttore sperimenterà un campo magnetico alterante.
Quando queste correnti non sono responsabili di svolgere alcun compito funzionale, allora genera una perdita all'interno del materiale magnetico. Quindi si chiama perdita di correnti parassite. Questa perdita può essere ridotta progettando il nucleo utilizzando lievi laminazioni. L'equazione delle correnti parassite può essere derivata utilizzando la seguente equazione.
Pe = KeBm2t2f2V watt
Dove,
'Ke' è il coefficiente di correnti parassite. Questo valore dipende principalmente dalla natura del materiale magnetico come la resistività e il volume del materiale del nucleo e la larghezza dei laminati
'Bm' è il più alto tasso di densità di flusso in wb / m2
'T' è la larghezza della laminazione in metri
'F' è la frequenza di inversione del campo magnetico misurata in Hz
'V' è la quantità di materiale magnetico in m3
Perdita di rame
Le perdite di rame si verificano a causa della resistenza ohmica negli avvolgimenti del trasformatore. Se gli avvolgimenti primario e secondario del trasformatore sono I1 e I2, la resistenza di questi avvolgimenti è R1 e R2. Quindi le perdite di rame che si sono verificate negli avvolgimenti sono rispettivamente I12R1 e I22R2. Quindi, l'intera perdita di rame sarà
Pc = I12R1 + I22R2
Queste perdite sono chiamate anche perdite variabili o ohmiche perché queste perdite cambieranno in base al carico.
Perdita vagante
Questi tipi di perdite in un trasformatore possono verificarsi a causa del verificarsi del campo di dispersione. Rispetto alle perdite di rame e ferro, la percentuale di perdite vaganti è inferiore, quindi queste perdite possono essere trascurate.
Perdita dielettrica
Questa perdita si verifica principalmente nell'olio del trasformatore. Qui l'olio è un materiale isolante. Una volta che l'olio nel trasformatore si deteriora, altrimenti quando la qualità dell'olio diminuisce, l'efficienza del trasformatore ne risentirà.
Efficienza del trasformatore
La definizione di efficienza è simile a una macchina elettrica. È il rapporto tra potenza di uscita e potenza di ingresso. L'efficienza può essere calcolata con la seguente formula.
Efficienza = Potenza in uscita / Potenza in ingresso.
Il trasformatore è un dispositivo altamente efficiente e l'efficienza di carico di questi dispositivi varia principalmente tra il 95% e il 98,5%. Quando un trasformatore è altamente efficiente, il suo ingresso e uscita hanno quasi lo stesso valore, e quindi non è pratico calcolare l'efficienza del trasformatore utilizzando la formula sopra. Ma per trovare la sua efficienza, è meglio usare la seguente formula
Efficienza = (Input - Perdite) / Input => 1 - (Perdite / Iinput).
Sia la perdita di rame I2R1 mentre la perdita di ferro è Wi
Efficienza = 1-Perdite / Input
= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1
Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1
Differenzia l'equazione di cui sopra rispetto a 'I1'
d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1
'Ƞ' è il massimo con d Ƞ / dI1 = 0
Pertanto, l'efficienza 'Ƞ' sarà massima a
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Pertanto, l'efficienza del trasformatore può essere massima quando le perdite di ferro e rame sono uguali.
Quindi, perdita di rame = perdita di ferro.
Quindi, si tratta di un file panoramica dei tipi di perdite in un trasformatore . In un trasformatore, la perdita di energia può verificarsi per diversi motivi. Quindi l'efficienza del trasformatore sarà ridotta. Le ragioni principali dei diversi tipi di perdite in un trasformatore sono dovute all'effetto del calore nella bobina, alla dispersione del flusso magnetico, alla magnetizzazione e alla smagnetizzazione del nucleo. Ecco una domanda per te, quali sono i diversi tipi di trasformatori disponibili sul mercato?
