Podobnie jak w przypadku maszyny elektrycznej, sprawność transformatora jest również definiowana jako taka sama, jak stosunek mocy wyjściowej do mocy wejściowej (sprawność = moc wyjściowa / wejściowa). Urządzenia elektryczne, takie jak transformatory, są urządzeniami bardzo wydajnymi. Wiemy, że są różne typy transformatorów dostępne na rynku w oparciu o aplikację, w której sprawność tych transformatorów przy pełnym obciążeniu waha się od 95% do 98,5%. Gdy transformator jest bardzo wydajny, zarówno wejście, jak i wyjście mają prawie taką samą wartość. W związku z tym nie jest praktyczne obliczanie sprawności transformatora na podstawie wyjścia / wejścia. Tak więc w tym artykule omówiono przegląd wydajności transformatora.

Jaka jest wydajność transformatora?

Sprawność transformatora można zdefiniować jako intensywność lub wielkość strat mocy w transformatorze. Dlatego stosunek wtórnego kręte moc wyjściowa do wejścia zasilania uzwojenia pierwotnego. Wydajność można zapisać w następujący sposób.

Wydajność transformatora

Sprawność (η) = (moc wyjściowa / pobór mocy) X 100

Ogólnie sprawność można oznaczyć za pomocą „η”. Powyższe równanie jest odpowiednie dla idealnego transformatora wszędzie tam, gdzie nie będzie straty transformatora jak również cała energia z wkładu zostaje przeniesiona na wyjście.

Dlatego, jeśli uwzględni się straty transformatora, i jeśli transformator efektywność jest analizowana w ramach stanów praktycznych, rozważa się głównie następujące równanie.

Sprawność = ((Moc O / P) / (Moc O / P + Straty Miedzi + Straty Rdzenia)) × 100%

Albo można to zapisać jako Sprawność = (moc i / p - straty) / moc i / p × 100

= 1− (Straty / i / p moc) × 100

Tak więc wszystkie dane wejściowe, o / p i straty są wyrażane głównie w postaci mocy (waty).

Moc transformatora

Ilekroć rozważany jest idealny transformator bez strat, wówczas moc transformatora będzie stabilna, ponieważ napięcie V jest mnożone przez prąd I jest stabilne.

Tak więc moc w pierwotnym jest równoważna mocy w drugorzędnym. Jeśli napięcie transformatora wzrośnie, prąd zmniejszy się. Podobnie, jeśli napięcie zostanie zmniejszone, prąd zostanie zwiększony, aby moc wyjściowa mogła być utrzymana na stałym poziomie. Dlatego moc pierwotna jest równa mocy wtórnej.

P._Podstawowa= P_Wtórny

V_P.ja_P.cosϕ_P.= V_Sja_Scosϕ_S

Gdzie ∅_P.& ∅_ssą zarówno pierwotnymi, jak i wtórnymi kątami fazowymi

Wyznaczanie sprawności transformatora

Ogólnie sprawność normalnego transformatora jest niezwykle wysoka i waha się od 96% do 99%. Tak więc wydajność transformatora nie może być określona przez wysoką dokładność poprzez bezpośredni pomiar wejścia i wyjścia. Główna różnica między odczytami wejścia i wyjścia oraz wejścia przyrządów jest bardzo mała, ponieważ błąd przyrządu spowoduje błąd rzędu 15% w stratach transformatora.

Ponadto nie jest wygodne i kosztowne dołączenie podstawowych urządzeń obciążających o dokładnych wartościach znamionowych napięcia i współczynnika mocy (PF) w celu obciążenia transformatora. Występuje również duża ilość strat energii i nie można uzyskać żadnych informacji z testu dotyczących liczby strat transformatora, takich jak żelazo i miedź.

Straty transformatora można określić za pomocą dokładnej metody, polegającej na obliczeniu strat z testów zwarcia i obwodu otwartego, tak aby można było określić wydajność

Z testu obwodu otwartego można określić stratę żelaza, taką jak P1 = P0 lub Wo

Z testu zwarcia można określić stratę miedzi przy pełnym obciążeniu, takim jak Pc = Ps lub Wc

“co jest liniowe i nieliniowe? ”

Strata miedzi przy obciążeniu x razy pełne obciążenie = I2^dwaR₀₂=> x^dwaSzt

Sprawność transformatora (η) = V_dwaja_dwaCosΦ / V_dwaja_dwaCosΦ + Pi + x^dwaSzt

W powyższym równaniu wynik odczytów przyrządu może być ograniczony do strat po prostu tak, że ogólna sprawność może być z niego bardzo dokładna w porównaniu ze sprawnością osiąganą przez bezpośrednie obciążenie.

Warunek maksymalnej sprawności transformatora

Wiemy, że strata miedzi = I12R1

Utrata żelaza = Wi

Wydajność = 1 - Straty / wkład

= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)

= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)

Zróżnicuj powyższe równanie ze względu na I1

dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)

Sprawność będzie wysoka przy dη / dI1 = 0

Dlatego wydajność transformatora będzie wysoka na

R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1

I12R1 / V1 I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1

I12R1 = Wi

“Płytka obwodu ładowarki akumulatora 12 V ”

Dlatego wydajność transformatora będzie wysoka, gdy straty miedzi i żelaza będą równoważne.

Wydajność przez cały dzień

Jak omówiliśmy powyżej, zwykłą sprawność transformatora można podać jako

Zwykła sprawność transformatora = moc (waty) / wejście (waty)

Jednak w niektórych rodzajach transformatorów ich wydajność nie może zależeć od ich wydajności. Na przykład w transformatorach rozdzielczych ich części pierwotne są zawsze pod napięciem. Jednak ich uzwojenia wtórne będą zasilać niewielkie obciążenie przez większość czasu w ciągu dnia

Gdy strony wtórne transformatora nie będą zasilać żadnego obciążenia, wtedy tylko straty w rdzeniu transformatora są znaczące, a straty miedzi nie występują.

Straty miedzi są znaczne tylko po obciążeniu transformatorów. Dlatego w przypadku tych transformatorów straty takie jak miedź są przeważnie mniej ważne. Zatem wydajność transformatora można porównać na podstawie zużycia energii w ciągu jednego dnia.

Całodniowa sprawność transformatora jest zawsze mniejsza w porównaniu z jego normalną wydajnością.

Czynniki wpływające na sprawność transformatora obejmują następujące elementy

Aktualny efekt cieplny w cewce
Wywołany prądy wirowe Efekt ogrzewania
Magnetyzacja żelaznego rdzenia.
Wyciek strumienia

Jak poprawić wydajność transformatora?

Istnieją różne metody poprawy wydajności transformatorów, takie jak powierzchnia pętli, izolacja, rezystancja cewek i sprzężenie strumieniowe.

Obszar pętli

Izolacja

Izolacja między arkuszami rdzenia musi być idealna, aby zapobiegać prądom wirowym.

Rezystancja cewki pierwotnej i wtórnej

Materiał cewek pierwotnych i wtórnych musi być stabilny, aby ich opór elektryczny był bardzo mały.

Sprzęgło strumieniowe

Obie cewki transformatora muszą być nawinięte w taki sposób, aby sprzężenie strumieniowe między cewkami było jak największe, ponieważ przenoszenie mocy z jednej cewki do drugiej będzie odbywać się podczas połączeń strumieniowych.

Chodzi więc o przegląd wydajności transformator . Transformatory to urządzenia elektryczne o dużej sprawności. Zatem większość sprawności transformatora będzie się mieścić w zakresie od 95% do 98,5%. Oto pytanie do Ciebie, jakie typy transformatorów są dostępne na rynku?