Потери мощности в трансформаторе     КПД трансформатора никогда не достигает 100 %, поскольку в нём всегда присутствуют потери электроэнергии. Потери в трансформаторах принято разделять на два вида: потери в меди (медные витки обмоток) и потери в стали (материал сердечника).

     Потери в меди возникают из-за собственного сопротивления медного проводника. Ток, протекая по обмотке, обуславливает некоторое падение напряжения, которое и является потерей мощности. При этом электрическая энергия преобразуется в тепловую, которая разогревает обмотку.

     Потери в стали в свою очередь состоят из потерь, вызванных вихревыми токами, и обусловленых циклическим перемагничиванием (гистерезис).

 

сердечник трансформатора    Вихревые токи возникают в проводнике, который находится в переменном магнитном поле. Этим условиям удовлетворяет стальной сердечник, на который намотаны медные витки. В нем постоянно возникают вихревые токи, величина которых может достигать достаточно больших значений, из-за которых в свою очередь происходит нагрев сердечника.

     Величина потерь, вызванных необходимостью циклического перемагничивания определяется в первую очередь качеством стали, из которой сделан сердечник. В сердечнике как бы находится большое количество диполей, которые под действием переменного магнитного поля периодически изменяют своё направление (поворачиваются с периодичностью изменения магнитного поля). В ходе пространственного изменения положения диполей возникают механические силы трения между ними, что вызывает дополнительный нагрев сердечника. Таким образом происходит преобразование магнитной энергии в тепловую (потери мощности на гистерезис).

     Чтобы снизить эти потери, применяется ряд мер. Потери, вызванные циклическим перемагничиванием, могут быть уменьшены, если использовать специальный структурированный особым образом магнитомягкий материал для изготовления сердечника (электротехническая сталь). Такой материал обладает большой магнитной проницаемостью, но при этом малой коэрцитивной силой.



     Для снижения потерь в меди применяется увеличение сечения проводников обоих обмоток, при этом электросопротивление их уменьшается. С другой стороны, это вызывает увеличение стоимости и веса трансформатора, поэтому достаточным считается такое сечение, при котором не возникает заметного нагрева обмоток. 

     Чтобы уменьшить вихревые токи, сердечник выполняется не в виде единого монолитного блока, а собирается из множества электроизолированных пластин. Толщина каждой из них может равняться всего нескольким десятым долям миллиметра. Также электрическую проводимость сильно снижает специально вводимый в сталь легирующий элемент - кремний.

     Комплексное использование мер по снижению потерь мощности позволяет довести КПД трансформаторов до 85-90%.


Рекомендуйте эту статью другим!



перемотка якоря болгарки
нояб 08, 2013 20983

Перемотка якоря болгарки

На полке с инструментами у каждого уважающего себя мужчины должна лежать «болгарка». И…
Система команд для микропроцессора
окт 29, 2015 1667

Система команд для микропроцессора

Общие сведения о системе команд. Фиксированный набор команд конкрет­ного…
янв 03, 2013 48073

Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях

Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях определяется величиной и характером…
REL551  терминал дифференциальной защиты линии
янв 19, 2014 2877

REL551 – терминал дифференциальной защиты линии

Надежность, эффективность, работоспособность энергосистемы во многом определяются уровнем…
нояб 07, 2012 2837

Проблемы газовой промышленности России, тенденции развития, перспективы

Газовая отрасль — одна из наиболее стабильно работающих отраслей ТЭК. Стабилизация добычи…