Kaikenlaiset sähkölaitteet kokevat menetyksiä pitkäaikaisen toiminnan aikana, ja voimanmuuntajat eivät ole poikkeus. Voimamuuntajien menetyksissä ne on jaettu pääasiassa kahteen osaan: kuparin menetys ja raudan menetys.
Kuparin menetys
Määritelmä ja periaate
Kuparilla on tärkeä rooli muuntajissa. Muuntajien käämiöissä käytetään yleensä kuparilangoja, ja muuntajan "kuparihäviö" on kuparilangan aiheuttama häviö. Muuntajan "kuparin menetys" tunnetaan myös nimellä kuormitushäviö. Niin kutsuttu kuormitushäviö on muuttuva menetys ja se muuttuu. Kun muuntaja toimii kuorman alla, on vastus, kun virta kulkee johtojen läpi, mikä johtaa vastushäviöön. Joulen lain mukaan, kun virta kulkee tämän vastuksen läpi, Joule Heat syntyy ja mitä suurempi virta, sitä suurempi tehonmenetys on. Siten vastushäviö on verrannollinen virran neliöön, eikä sillä ole mitään tekemistä jännitteen kanssa. Juuri siksi, että se muuttuu virran suuruuden myötä, kuparinhäviö (kuorman menetys) on muuttuva menetys, ja se on myös tärkein menetys muuntajan toiminnan aikana.
Vaikuttavat tekijät
Nykyinen suuruus: Kuten edellä mainittiin, kuparihäviö on verrannollinen virran neliöön, joten virran suuruus on avaintekijä, joka vaikuttaa kuparin menetykseen.
Käämityskestävyys: Käämityksen vastus vaikuttaa suoraan kuparin menetykseen. Mitä suurempi vastus, sitä suurempi kuparin menetys.
Käämikerrosten lukumäärä: Mitä enemmän kelakerrosten lukumäärää, sitä pidempi virran polku virtausvirtauksen virtaus on myös ja vastus kasvaa vastaavasti, mikä johtaa kuparin menetyksen lisääntymiseen.
Kytkentätaajuus: Kytkentätaajuuden vaikutus muuntajan kuparihäviöön liittyy suoraan muuntajan jakautumisparametreihin ja kuormitusominaisuuksiin. Kun kuormitusominaisuuksilla ja jakautumisparametreilla on induktiivinen ominaisuus, kuparin menetys vähenee kytkentätaajuuden kasvaessa; Kun niillä yhdessä on kapasitiivinen ominaisuus, kuparin menetys kasvaa kytkentätaajuuden kasvaessa.
Lämpötilavaikutus: Muuntajan lämpötila vaikuttaa myös kuormitushäviöön. Samanaikaisesti kuormitusvirran aiheuttama vuotomagneettinen vuoto tuottaa pyörrevirran menetyksen käämityksen ja kulkevan menetyksen menetyksessä käämityksen ulkopuolella.
Laskentamenetelmä
Laskentakaavia on kaksi:
Kaava, joka perustuu nimellisvirtaan ja vastus:
Kuparin menetys (yksikkö: kW)=i² × rc × ΔT
Jos minä olen muuntajan nimellisvirta, RC on kuparilangan vastus ja AT on muuntajan toiminta -aika.
Kaava, joka perustuu nimellisvirtaan ja kupariresistenssiin: kuparinhäviö=i² × R
Missä minä edustaa muuntajan nimellisvirtaa ja R edustaa muuntajan kupariresistenssiä. Muuntajan kupariresistenssi R voidaan laskea seuraavalla kaavalla:
R = (R1 + R2) / 2
Missä R1 edustaa muuntajan ensisijaista kupariresistenssiä ja R2 edustaa muuntajan sekundaarista sivukuparireskiä.
Menetelmät kuparin menetyksen vähentämiseksi
Lisää muuntajan käämin poikkileikkauspinta-ala: Vähennä johtimen vastus, vähentäen siten muuntajan kuparin menetystä tehokkaasti.
Käytä korkealaatuisia johdinmateriaaleja: kuten kuparikalvo tai alumiinifolio käämityskestävyyden vähentämiseksi.
Vähennä muuntajan valonkuormituskäyttöaikaa: muuntajan valonkuormitusajan osuuden rajoittaminen on hyödyllistä muuntajan kuparin menetyksen vähentämisessä.
Rautahäviö
Määritelmä ja periaate
Erilainen kuin kuparin menetys, muuntajan rautahäviöllä ei ole mitään tekemistä sellaisten tekijöiden kanssa, kuten virran käämitys ja suuruus. Kuten nimestä voi päätellä, raudan menetys liittyy rautaan, ja sen syntyy rautaydin. Muuntajan rautahäviö tunnetaan myös nimellä "no-kuormituksen menetys", koska se on muuntajan sekä täyden kuormitus- että nollakuormitustilassa ja on muuntajan kiinteä menetys. Kuormassa tehonhäviö kuitenkin vähenee, kun sähkökentän lujuus vähenee.
Luokitus
Muuntajan rautahäviö on jaettu hystereesin menetykseen ja pyörrevirran menetykseen.
● Hystereesihäviö Muuntajan työperiaate perustuu sähkömagneettisen induktion periaatteeseen jännitemuunnon ja virranmuutoksen saavuttamiseksi. Muuntajan magneettinen flux virtaa rautaydin. Raudan ytimessä on magneettinen vastus magneettiseen vuotoon, aivan kuten johtimella on vastusvirta, ja myös lämpö syntyy. Tällaista menetystä kutsutaan "hystereesin menetykseksi".
● Pyörynvirtahäviö muuntajan ensisijaisen käämityksen jälkeen on virran, magneettinen vuoto, jonka kela virtaa rautaydin. Koska rautaydin itsessään on myös johdin, indusoitu elektromotiivivoima syntyy kohtisuorassa tasolla magneettikenttälinjoihin nähden. Tämä elektromotiivivoima muodostaa suljetun silmukan raudan ytimen poikkileikkaukselle ja tuottaa virran, joka on kuin pyörre, joten sitä kutsutaan "pyörrevirtaksi". Tämän pyörrevirran aiheuttamaa tappiota kutsutaan "Eddy -virran tappioksi". Juuri siksi, että rautaydin tuottaa pyörrevirtoja, se tehdään ohuiksi levyiksi, koska mitä ohuempi se on, sitä suurempi vastus ja sitä pienempi virta.
Vaikuttavat tekijät
Käyttöjännite ja taajuus: Raudan menetys liittyy muuntajan käyttöjännitteeseen ja taajuuteen, koska nämä tekijät vaikuttavat rautaydin magneettikentän lujuuteen ja hystereesien ilmiöön.
Raudan ydinmateriaali: Rautaydinmateriaalin hystereesiominaisuudet vaikuttavat rautahäviön suuruuteen. Jos valittu rautaydinmateriaali ei ole hyvä, hystereesin menetys kasvaa.
Valmistusprosessi: Muuntajan valmistusprosessilla on myös tietty vaikutus raudan menetykseen. Esimerkiksi raudan ytimen, eristyskäsittelyn jne. Laminointimenetelmä vaikuttaa kaikki raudan menetyksen suuruuteen.
Laskentamenetelmä
Kaava perustuu nimellisvirtaan ja hystereesiin ja vastushäviöihin:
Raudan menetys (yksikkö: kva)=i² × (rm + ra)
Jos minä olen muuntajan nimellisvirta, RM on rautaydin hystereesin menetys ja RA on raudan ytimen vastushäviö.
Kaava, joka perustuu vakiona, magneettisen vuon tiheyteen ja käyttötaajuuteen:
P _ rauta=kf × (bm)^2 × f
Jos p _ rauta on rautahäviö, KF on vakio, BM on magneettinen vuon tiheys ja F on muuntajan käyttötaajuus.
Menetelmät raudan menetyksen vähentämiseksi
Valitse korkealaatuiset rautaydinmateriaalit: Valitse rautaydinmateriaalit, joilla on pieni hystereesihäviö, mikä voi vähentää muuntajan rautahäviötä.
Optimoi valmistusprosessi: Vähennä raudan menetystä parantamalla raudan ytimen, eristyskäsittelyn ja muiden valmistusprosessien laminointimenetelmää.
Kohtuullinen suunnittelu: Muuntajan suunnitteluvaiheen aikana vähennä raudan menetystä optimoimalla rakennesuunnittelu ja parametrien valinta.
CTA -osa (muuntoprosentin parantaminen):
📞 Hanki yksinomaiset ratkaisut Etelä -Amerikan ja Afrikan markkinoille nyt
Email:jsm687254@gmail.com
Consult Engineers kautta Whatsapp: +86 15706806907 (liitetty tuote -manuaalisella PDF: llä)