Podobně jako u elektrického stroje je účinnost transformátoru také definována jako poměr výstupního výkonu a příkonu (účinnost = výkon / vstup). Elektrická zařízení, jako jsou transformátory, jsou vysoce účinná zařízení. Víme, že existují různé typy transformátorů dostupné na trhu založené na aplikaci, kde se účinnost plného zatížení těchto transformátorů pohybuje od 95% do 98,5%. Když je transformátor vysoce účinný, pak má vstup i výstup téměř stejnou hodnotu. Není tedy praktické vypočítat účinnost transformátoru pomocí výstupu / vstupu. Tento článek tedy pojednává o přehledu účinnosti transformátoru.
Jaká je účinnost transformátoru?
Účinnost transformátoru lze definovat jako intenzitu nebo velikost ztráty energie v transformátoru. Proto je poměr sekundární vinutí výstup energie na vstup primárního vinutí. Efektivitu lze zapsat jako následující.
Účinnost transformátoru
Účinnost (η) = (výkon / příkon) X 100
Účinnost lze obecně označit „η“. Výše uvedená rovnice je vhodná pro ideální transformátor, kdekoli nebude ztráty transformátoru stejně jako úplná energie uvnitř vstupu se přesune na výstup.
Pokud se tedy uvažují ztráty transformátoru & if transformátor účinnost je analyzována v praktických stavech, je brána v úvahu zejména následující rovnice.
Účinnost = ((Power O / P) / (Power O / P + ztráty mědi + ztráty jádra)) × 100%
Nebo to lze napsat jako Účinnost = (výkon i / p - ztráty) / výkon i / p × 100
= 1 - (ztráty / i / p výkon) × 100
Veškerý vstup, o / p a ztráty jsou tedy hlavně vyjádřeny výkonem (W).
Síla transformátoru
Kdykoli se uvažuje o ideálním transformátoru bez ztrát, bude výkon transformátoru stabilní, protože napětí V se znásobí proudem I, který je stabilní.
Síla v primárním je tedy ekvivalentní s výkonem v sekundárním. Pokud se napětí transformátoru zvýší, sníží se proud. Podobně, pokud se sníží napětí, zvýší se proud, aby bylo možné udržovat konstantní výstupní výkon. Proto se primární výkon rovná sekundárnímu výkonu.
PHlavní= PSekundární
PROTIPJáPcosϕP= VSJáScosϕS
Kde ∅P& ∅sjsou primární i sekundární fázové úhly
Stanovení účinnosti transformátoru
Účinnost normálního transformátoru je obecně extrémně vysoká, pohybuje se v rozmezí od 96% do 99%. Účinnost transformátoru tedy nelze určit vysokou přesností přímým měřením vstupu a výstupu. Hlavní rozdíl mezi odečty vstupu a výstupu a vstupu přístrojů je velmi malý, že chyba přístroje způsobí chybu 15% objednávek v rámci ztrát transformátoru.
Kromě toho není vhodné a nákladné zahrnout základní zatěžovací zařízení s přesnými hodnotami napětí a účiníku (PF) pro zatížení transformátoru. Existuje také velké plýtvání energií a z testu nelze získat žádné informace týkající se počtu ztrát transformátoru, jako je železo a měď.
Ztráty transformátoru lze určit pomocí přesné metody spočívající v výpočtu ztrát z testů zkratu a otevřeného obvodu, aby bylo možné určit účinnost
Z testu otevřeného obvodu lze určit ztrátu železa jako P1 = P0 nebo Wo
Z testu zkratu lze určit ztrátu mědi při plném zatížení, jako je Pc = Ps nebo Wc
Ztráta mědi při zatížení x krát plné zatížení = I2dvaR02=> xdvaPc
Účinnost transformátoru (η) = VdvaJádvaCosΦ / VdvaJádvaCosΦ + Pi + xdvaPc
Ve výše uvedené rovnici může být výsledek odečtu přístroje omezen na ztráty jednoduše, takže z něj lze dosáhnout celkové účinnosti, je velmi přesný ve srovnání s účinností dosaženou přímým zatížením.
Podmínka maximální účinnosti transformátoru
Víme, že ztráta mědi = I12R1
Ztráta železa = Wi
Efektivita = 1 - ztráty / vstup
= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)
= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)
Rozlište výše uvedenou rovnici s ohledem na I1
dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)
Účinnost bude vysoká při dη / dI1 = 0
Proto bude účinnost transformátoru vysoká při
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Proto bude účinnost transformátoru vysoká, jakmile budou ztráty mědi a železa ekvivalentní.
Celodenní účinnost
Jak jsme diskutovali výše, běžná účinnost transformátoru může být dána jako
Obyčejná účinnost transformátoru = výkon (W) / vstup (W)
U některých druhů transformátorů však jejich výkon nemůže záviset na jejich účinnosti. Například v distribučních transformátorech byly jejich primárky vždy pod napětím. Jejich sekundární vinutí však budou většinu dne dodávat mírné zatížení
Jakmile sekundární transformátory nebudou dodávat žádnou zátěž, potom jsou významné pouze ztráty jádra transformátoru a ztráty mědi nejsou přítomny.
Ztráty mědi jsou významné pouze po načtení transformátorů. Proto jsou pro tyto transformátory ztráty jako měď většinou méně důležité. Výkon transformátoru lze tedy porovnat na základě energie spotřebované za jediný den.
Celodenní účinnost transformátoru je ve srovnání s běžnou účinností méně vždy.
Faktory, které ovlivňují účinnost transformátoru zahrnout následující
- Aktuální topný efekt v cívce
- Indukovaný vířivý proud Efekt ohřevu
- Magnetizace železného jádra.
- Únik tavidla
Jak zlepšit účinnost transformátoru?
Existují různé metody pro zlepšení účinnosti transformátorů, jako je smyčková oblast, izolace, odpor cívek a vazba toku.
Oblast smyčky
Izolace
Izolace mezi deskami jádra musí být ideální, aby se zabránilo vířivým proudům.
Odpor primární a sekundární cívky
Materiál primárních a sekundárních cívek musí být stabilní, aby jejich elektrický odpor byl extrémně malý.
Flux Coupling
Obě cívky transformátoru musí být navinuty takovým způsobem, že spojování toku mezi cívkami je maximální, protože přenos energie z jedné cívky na druhou bude probíhat během spojování toku.
Jedná se tedy o přehled účinnosti systému transformátor . Transformátory jsou elektrická zařízení s vysokou účinností. Většina účinnosti transformátoru se tedy bude pohybovat od 95% do 98,5%. Zde je otázka, jaké jsou různé typy transformátorů dostupných na trhu?
