Οι μετασχηματιστές είναι βασικά συστατικά στοιχεία σε ηλεκτρικά συστήματα, που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας μεταξύ των κυκλωμάτων. Λειτουργούν αποτελεσματικά αλλά βιώνουν απώλειες ενέργειας κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Οι δύο κύριοι τύποι απωλειών είναι οι απώλειες σιδήρου (πυρήνας) και χαλκού (ανεμοδαρμού) απώλειες.

Σιδερένια Απώλειες σε Μετασχηματιστές

Οι απώλειες σιδήρου, επίσης γνωστές ως απώλειες πυρήνα, συμβαίνουν λόγω του εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου στον πυρήνα μετασχηματιστή. Αυτές οι απώλειες προκαλούνται κυρίως από υστερήσεις και ρεύματα Eddy.

Η απώλεια ρεύματος σε υπερήχους προκύπτει από τη συνεχή μαγνητοποίηση και απομαγνητισμό του υλικού πυρήνα. Η απώλεια ρεύματος σε Eddy προκαλείται από την κυκλοφορία ρευμάτων που προκαλούνται μέσα στον πυρήνα λόγω της αλλαγής της μαγνητικής ροής.

Υπολογισμός των απωλειών σιδήρου

Οι απώλειες σιδήρου θεωρούνται γενικά σταθερές για ένα δεδομένο μετασχηματιστή σε συγκεκριμένη τάση και συχνότητα. Μπορούν να μετρηθούν άμεσα ή εκτιμώμενα με βάση τις ιδιότητες του υλικού πυρήνα.

Η τυπική φόρμουλα για την απώλεια υστερήσεων είναι:

Ph = η × B1.6 × f × V

όπου η είναι σταθερά, Β είναι η μέγιστη πυκνότητα ροής, f είναι η συχνότητα και V είναι ο όγκος του πυρήνα.

Απώλειες χαλκού σε Μετασχηματιστές

Οι απώλειες χαλκού συμβαίνουν λόγω της αντίστασης στις περιέλιξεις μετασχηματιστή. Όταν το ρεύμα ρέει μέσα από τα πηνία, κάποια ενέργεια διαλύεται ως θερμότητα.

Η απώλεια χαλκού μπορεί να υπολογιστεί με τη χρήση του τύπου:

Pcu = I2 × R

όπου εγώ είναι το ρεύμα που ρέει μέσα από την περιέλιξη, και R είναι η αντίσταση του σύρματος περιέλιξης.

Περίληψη

Η ελαχιστοποίηση των απωλειών σιδήρου και χαλκού είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση της απόδοσης μετασχηματιστή.