Podobno kot pri električnem stroju je tudi izkoristek transformatorja enak razmerju med izhodno in vhodno močjo (izkoristek = izhod / vhod). Električne naprave, kot so transformatorji, so zelo učinkovite naprave. Vemo, da obstajajo različne vrste transformatorjev na voljo na trgu glede na uporabo, kjer je celotna učinkovitost obremenitve teh transformatorjev med 95% in 98,5%. Kadar je transformator zelo učinkovit, ima vhod in izhod skoraj enako vrednost. Zato ni praktično izračunati izkoristek transformatorja z uporabo izhoda / vhoda. Torej, ta članek obravnava pregled učinkovitosti transformatorja.
Kakšna je učinkovitost transformatorja?
Učinkovitost transformatorja lahko definiramo kot intenzivnost ali količino izgube moči znotraj transformatorja. Zato je razmerje sekundarnega navijanje izhodne moči na vhodno moč primarnega navitja. Učinkovitost lahko zapišemo takole.
Učinkovitost transformatorja
Učinkovitost (η) = (izhodna moč / vhodna moč) X 100
Na splošno lahko učinkovitost označimo z „η“. Zgornja enačba je primerna za idealen transformator, kjer koli ga ne bo izgube transformatorja kot tudi celotna energija znotraj vhoda se premakne na izhod.
Torej, če se upoštevajo izgube transformatorja in če transformator Učinkovitost se analizira znotraj praktičnih stanj, pretežno se upošteva naslednja enačba.
Učinkovitost = ((moč O / P) / (moč O / P + izgube bakra + izgube jedra)) × 100%
Ali pa se lahko zapiše kot Učinkovitost = (moč i / p - izgube) / moč i / p × 100
= 1− (izgube / i / p moči) × 100
Vsi vhodni podatki, o / p in izgube so v glavnem izraženi v moči (Watts).
Moč transformatorja
Kadar se šteje, da je idealen transformator brez izgub, bo moč transformatorja stabilna, ker je napetost V, pomnožena s tokom I, stabilna.
Torej, moč znotraj primarnega je enakovredna moči znotraj sekundarnega. Če se napetost transformatorja poveča, se tok zmanjša. Podobno, če se napetost zmanjša, se bo tok povečal, tako da bo izhodna moč lahko konstantna. Zato je primarna moč enaka sekundarni moči.
PPrimarno= PSekundarni
VPjazPcosϕP= VSjazScosϕS
Kje ∅P& ∅sso primarni kot tudi sekundarni fazni koti
Določanje učinkovitosti transformatorja
Na splošno je izkoristek običajnega transformatorja izredno visok in znaša od 96% do 99%. Tako učinkovitosti transformatorja ni mogoče določiti z visoko natančnostjo z neposrednim merjenjem vhoda in izhoda. Glavna neenakost med odčitki vhodnih in izhodnih in vhodnih vrednosti instrumentov je zelo majhna, da bo napaka instrumenta povzročila napako 15% ukazov znotraj izgub transformatorja.
Poleg tega za obremenitev transformatorja ni priročno in drago vključiti bistvene naprave za obremenitev s točnimi ocenami napetosti in faktorja moči (PF). Obstaja tudi velika poraba električne energije in iz preskusa ni mogoče dobiti informacij o številu izgub transformatorjev, kot sta železo in baker.
Izgube transformatorja je mogoče določiti z natančno metodo, ki bi bila izračunavanje izgub zaradi preizkusov kratkega stika in odprtega kroga, tako da je mogoče določiti učinkovitost
S preskusom odprtega kroga lahko ugotovimo izgubo železa, kot je P1 = P0 ali Wo
S preskusom kratkega stika lahko določimo izgubo bakra pri polnih obremenitvah, kot sta Pc = Ps ali Wc
Izguba bakra pri obremenitvi x krat polna obremenitev = I2dvaR02=> xdvaPc
Učinkovitost transformatorja (η) = VdvajazdvaCosΦ / VdvajazdvaCosΦ + Pi + xdvaPc
V zgornji enačbi je lahko rezultat odčitkov instrumenta omejen na izgube preprosto tako, da je iz njega mogoče doseči celotno učinkovitost zelo natančno v primerjavi z učinkovitostjo, doseženo z neposrednim obremenjevanjem.
Stanje največje učinkovitosti transformatorja
Vemo, da je izguba bakra = I12R1
Izguba železa = Wi
Učinkovitost = 1- Izgube / vhod
= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)
= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)
Zgornjo enačbo ločimo glede na I1
dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)
Izkoristek bo visok pri dη / dI1 = 0
Zato bo izkoristek transformatorja visok pri
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Zato bo izkoristek transformatorja velik, ko bodo izgube bakra in železa enakovredne.
Celodnevna učinkovitost
Kot smo že razpravljali, lahko običajni izkoristek transformatorja podamo kot
Navadna učinkovitost transformatorja = izhodna moč (vati) / vhodna moč (vati)
Vendar pri nekaterih vrstah transformatorjev njihova zmogljivost ne more biti odvisna od njihove učinkovitosti. Na primer, v razdelilnih transformatorjih so bili njihovi osnovni elementi vedno pod napetostjo. Vendar pa bodo njihova sekundarna navitja večino dneva oskrbela z majhno obremenitvijo
Ko transformatorji ne bodo napajali, bodo izgube jedra transformatorja pomembne in izgube bakra ne bodo prisotne.
Izgube bakra so velike šele, ko so transformatorji obremenjeni. Zato so pri teh transformatorjih izgube, kot je baker, večinoma manj pomembne. Tako je moč transformatorja primerjati glede na porabljeno energijo v enem dnevu.
Celodnevni izkoristek transformatorja je vedno manjši kot njegov običajni izkoristek.
Dejavniki, ki vplivajo na učinkovitost transformatorja vključujejo naslednje
- Trenutni učinek ogrevanja v tuljavi
- Inducirano vrtinčni tok Učinek ogrevanja
- Magnetizacija železnega jedra.
- Uhajanje toka
Kako izboljšati učinkovitost transformatorja?
Obstajajo različne metode za izboljšanje učinkovitosti transformatorjev, kot so območje zanke, izolacija, odpornost tuljav in pretočna sklopka.
Območje zanke
Izolacija
Izolacija med jedrnimi ploščami mora biti idealna za preprečevanje vrtinčnih tokov.
Odpornost primarne in sekundarne tuljave
Material primarnih in sekundarnih tuljav mora biti stabilen, tako da je njihov električni upor izredno majhen.
Pretočna sklopka
Obe tuljavi transformatorja morata biti naviti tako, da je med tuljavami največja vezava toka, saj med pretočnimi povezavami poteka prenos moči z ene tuljave na drugo.
Gre torej za pregled učinkovitosti sistema transformator . Transformatorji so električne naprave z visokim izkoristkom. Torej, večina izkoristka transformatorja se bo gibala med 95% in 98,5%. Tukaj je vprašanje za vas, katere različne vrste transformatorjev so na voljo na trgu?
