Cada equipamento elétrico sofrerá perdas durante a operação de longo prazo eTransformadores de energianão são exceção. Nas perdas de transformadores de energia, eles são divididos principalmente em duas partes: perdas de cobre e perdas de ferro.
Perda de cobre
Definição
O cobre desempenha um papel importante nos transformadores de energia, e os fios de cobre são geralmente usados nos enrolamentos dos transformadores. A "perda de cobre" nos transformadores refere -se à perda causada por fios de cobre. A "perda de cobre" de um transformador, também conhecida como perda de carga, é uma perda variável que varia. Quando o transformador opera sob carga, haverá resistência quando a corrente passar pelo fio, resultando em perda de resistência. De acordo com a lei de Joule, a corrente que flui através desse resistor gerará calor de Joule, e maior a corrente, maior a perda de energia. Portanto, a perda de resistência é proporcional ao quadrado da corrente e independente da tensão. É precisamente porque muda com a magnitude da corrente que a perda de cobre (perda de carga) é uma perda variável e a principal perda durante a operação do transformador.
Fator de influência
Magnitude atual:Como mencionado acima, a perda de cobre é diretamente proporcional ao quadrado da corrente; portanto, a magnitude da corrente é um fator -chave que afeta a perda de cobre.
Resistência sinuosa:A resistência do enrolamento afeta diretamente a perda de cobre. Quanto maior a resistência, maior a perda de cobre.
Número de camadas de bobina:Quanto mais camadas de bobina houver, maior o caminho para a corrente fluir no enrolamento, e a resistência correspondente aumentará, resultando em aumento da perda de cobre.
Frequência de troca:O impacto da frequência de comutação na perda de cobre do transformador está diretamente relacionado aos parâmetros de distribuição e às características de carga do transformador. Quando as características da carga e os parâmetros distribuídos exibem características indutivas juntas, a perda de cobre diminui com o aumento da frequência de comutação; Ao exibir características capacitivas juntas, a perda de cobre aumenta com o aumento da frequência de comutação.
Efeito de temperatura:As perdas de carga também são afetadas pela temperatura do transformador, e o fluxo de vazamento causado pela corrente de carga gerará perdas de corrente de Foucault dentro do enrolamento e perdas perdidas nas partes metálicas fora do enrolamento.
Métodos para reduzir a perda de cobre
Aumentando a área transversal dos enrolamentos do transformador: reduzindo a resistência do condutor, reduzindo efetivamente as perdas de cobre nos transformadores.
Usando materiais condutores de alta qualidade, como papel alumínio de cobre ou papel alumínio para reduzir a resistência do enrolamento.
Reduzir o tempo de operação de carga leve dos transformadores: limitar a proporção de tempo de operação de carga de luz dos transformadores é benéfica para reduzir as perdas de cobre dos transformadores.
Perda de ferro
Definição
Ao contrário da perda de cobre, a perda de ferro nos transformadores não está relacionada a fatores como enrolamento e tamanho da corrente. Como o nome sugere, a perda de ferro está relacionada ao ferro e é gerada pelo núcleo de ferro. A perda de ferro de um transformador também é conhecida como "perda de sem carga" porque existe nos estados de carga total e de carga zero do transformador e é uma perda fixa doTransformador de alta tensão. No entanto, na carga, a perda de energia diminuirá à medida que a força do campo elétrico diminui.
classificação
A perda de ferro de transformadores é dividida emPerda de histereseeEddy Perda atual.
O princípio de trabalho do transformador de perda de histerese é baseado no princípio da indução eletromagnética para obter aumento de tensão e mudança de corrente. O fluxo magnético dentro do transformador flui no núcleo de ferro, que tem resistência magnética ao fluxo magnético, assim como um condutor tem resistência à corrente e também gera calor. Este tipo de perda é chamado de "perda de histerese"
Perda de corrente de Foucault: Quando o enrolamento primário de um transformador é energizado, o fluxo magnético gerado pela bobina flui através do núcleo de ferro. Como o próprio núcleo de ferro também é um condutor, um potencial elétrico é induzido em um plano perpendicular às linhas de campo magnético. Esse potencial elétrico forma um loop fechado na seção transversal do núcleo de ferro e gera corrente, como um vórtice, por isso é chamado de "corrente de redemoinho". A perda gerada por esta corrente de Foucault é chamada de "perda de corrente de redemoinho". É precisamente porque o núcleo de ferro gera correntes de redemoinho que é transformado em uma peça fina, porque quanto mais fina for, maior a resistência e menor a corrente.
Fator de influência
Tensão e frequência de trabalho: A perda de ferro está relacionada à tensão e frequência de trabalho dos transformadores, pois esses fatores podem afetar a força do campo magnético e o fenômeno da histerese no núcleo de ferro.
Material do núcleo: as propriedades da histerese do material central podem afetar a magnitude da perda de ferro. Se o material do núcleo de ferro não for selecionado corretamente, a perda de histerese aumentará.
Processo de fabricação: O processo de fabricação dos transformadores também tem um certo impacto na perda de ferro. Por exemplo, o método de empilhamento e o tratamento de isolamento do núcleo de ferro podem afetar o tamanho da perda de ferro.
Métodos para reduzir a perda de ferro
Escolhendo materiais de núcleo de ferro de alta qualidade: Escolha de materiais do núcleo de ferro com baixa perda de histerese pode reduzir a perda de ferro dos transformadores.
Otimize o processo de fabricação: melhorando o método de empilhamento e o tratamento de isolamento do núcleo de ferro, reduza a perda de ferro.
Projeto razoável: durante a fase de design do transformador, otimize o projeto estrutural e a seleção de parâmetros para reduzir a perda de ferro.
