Ähnlich wie bei einer elektrischen Maschine ist auch der Wirkungsgrad des Transformators gleich dem Verhältnis von Ausgangsleistung und Eingangsleistung (Wirkungsgrad = Ausgang / Eingang). Elektrische Geräte wie Transformatoren sind hocheffiziente Geräte. Wir wissen, dass es gibt verschiedene Arten von Transformatoren verfügbar auf dem Markt basierend auf der Anwendung, bei der der Volllastwirkungsgrad dieser Transformatoren zwischen 95% und 98,5% liegt. Wenn ein Transformator hocheffizient ist, haben sowohl der Eingang als auch der Ausgang fast den gleichen Wert. Daher ist es nicht praktikabel, den Wirkungsgrad des Transformators unter Verwendung von Ausgang / Eingang zu berechnen. In diesem Artikel wird daher ein Überblick über den Wirkungsgrad des Transformators gegeben.
Was ist die Effizienz von Transformatoren?
Der Wirkungsgrad des Transformators kann als Intensität oder Verlustleistung innerhalb eines Transformators definiert werden. Daher ist das Verhältnis der sekundären Wicklungen Leistungsabgabe an die Leistungsaufnahme der Primärwicklung. Die Effizienz kann wie folgt geschrieben werden.
Transformatorwirkungsgrad
Wirkungsgrad (η) = (Ausgangsleistung / Leistungsaufnahme) X 100
Im Allgemeinen kann die Effizienz mit „η“ bezeichnet werden. Die obige Gleichung ist für einen idealen Transformator geeignet, wo immer es keinen gibt Transformatorverluste sowie die gesamte Energie innerhalb des Eingangs wird zum Ausgang verschoben.
Daher, wenn Transformatorverluste berücksichtigt werden & wenn der Transformator Die Effizienz wird in praktischen Zuständen analysiert. Die folgende Gleichung wird hauptsächlich berücksichtigt.
Wirkungsgrad = ((Leistung O / P) / (Leistung O / P + Kupferverluste + Kernverluste)) × 100%
Oder es kann geschrieben werden als Wirkungsgrad = (Leistung i / p - Verluste) / Leistung i / p × 100
= 1 - (Verluste / i / p Leistung) × 100
Alle Eingaben, O / P und Verluste werden also hauptsächlich in Leistung (Watt) ausgedrückt.
Leistung eines Transformators
Immer wenn ein idealer Transformator ohne Verluste betrachtet wird, ist die Leistung des Transformators stabil, da die Spannung V multipliziert mit dem Strom I stabil ist.
Die Leistung innerhalb der Primärseite entspricht also der Leistung innerhalb der Sekundärseite. Wenn die Spannung des Transformators ansteigt, wird der Strom verringert. In ähnlicher Weise wird der Strom erhöht, wenn die Spannung verringert wird, so dass die Ausgangsleistung konstant gehalten werden kann. Daher ist die Primärleistung gleich der Sekundärleistung.
P.Primär= P.Sekundär
V.P.ichP.cosϕP.= V.S.ichS.cosϕS.
Wo ∅P.& ∅ssind sowohl primäre als auch sekundäre Phasenwinkel
Bestimmung des Transformatorwirkungsgrades
Im Allgemeinen ist der Wirkungsgrad eines normalen Transformators extrem hoch und liegt zwischen 96% und 99%. Der Wirkungsgrad des Transformators kann daher nicht durch hohe Genauigkeit durch direkte Messung von Ein- und Ausgang bestimmt werden. Die Hauptunterschiede zwischen den Messwerten von Ein- und Ausgang und Eingang von Instrumenten sind sehr gering, so dass ein Instrumentenfehler einen Fehler der 15% -Ordnungen innerhalb der Transformatorverluste verursacht.
Darüber hinaus ist es nicht bequem und teuer, die wesentlichen Ladegeräte mit den genauen Nennwerten für Spannung und Leistungsfaktor (PF) zum Laden des Transformators einzuschließen. Es gibt auch eine große Menge an Stromverschwendung und aus einem Test sind keine Informationen über die Anzahl der Transformatorverluste wie Eisen und Kupfer erhältlich.
Die Transformatorverluste können durch die genaue Methode bestimmt werden, Verluste aus Kurzschluss- und Leerlaufprüfungen zu berechnen, so dass der Wirkungsgrad bestimmt werden kann
Aus einem Leerlauftest kann der Eisenverlust wie P1 = P0 oder Wo bestimmt werden
Aus dem Kurzschlusstest kann der Kupferverlust bei Volllast wie Pc = Ps oder Wc bestimmt werden
Kupferverlust bei einer Last x-mal Volllast = I2zweiR.02=> xzweiPc
Transformatorwirkungsgrad (η) = V.zweiichzweiCosΦ / V.zweiichzweiCosΦ + Pi + xzweiPc
In der obigen Gleichung kann das Ergebnis von Instrumentenablesungen einfach auf Verluste beschränkt werden, so dass eine Gesamteffizienz erzielt werden kann, die im Vergleich zu der durch direkte Belastung erzielten Effizienz sehr genau ist.
Maximaler Wirkungsgrad eines Transformators
Wir wissen, dass Kupferverlust = I12R1 ist
Eisenverlust = Wi
Effizienz = 1 - Verluste / Input
= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)
= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)
Differenzieren Sie die obige Gleichung in Bezug auf I1
dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)
Der Wirkungsgrad ist bei dη / dI1 = 0 hoch
Daher ist der Wirkungsgrad des Transformators bei hoch
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Daher ist der Transformatorwirkungsgrad hoch, sobald die Kupfer- und Eisenverluste gleich sind.
Ganztägige Effizienz
Wie wir oben besprochen haben, kann der normale Wirkungsgrad des Transformators wie folgt angegeben werden
Gewöhnlicher Wirkungsgrad des Transformators = Leistung (Watt) / Leistung (Watt)
Bei einigen Arten von Transformatoren kann ihre Leistung jedoch nicht von ihrer Effizienz abhängen. Zum Beispiel werden in Verteilungstransformatoren ihre Primärfarben immer mit Strom versorgt. Ihre Sekundärwicklungen liefern jedoch die meiste Zeit eines Tages eine leichte Last
Sobald die Sekundärtransformatoren des Transformators keine Last mehr liefern, sind nur die Kernverluste des Transformators signifikant und Kupferverluste sind nicht vorhanden.
Kupferverluste sind nur dann signifikant, wenn Transformatoren geladen sind. Daher sind für diese Transformatoren Verluste wie Kupfer meist weniger wichtig. So kann die Leistung des Transformators anhand der an einem Tag verbrauchten Energie verglichen werden.
Der ganztägige Wirkungsgrad des Transformators ist im Vergleich zum normalen Wirkungsgrad immer geringer.
Faktoren, die den Wirkungsgrad eines Transformators beeinflussen das Folgende einschließen
- Der aktuelle Erwärmungseffekt in einer Spule
- Induziert Wirbelströme Heizwirkung
- Magnetisierung des Eisenkerns.
- Leckage von Flussmittel
Wie kann die Effizienz des Transformators verbessert werden?
Es gibt verschiedene Methoden zur Verbesserung der Effizienz von Transformatoren wie Schleifenfläche, Isolation, Spulenwiderstand und Flusskopplung.
Schleifenbereich
Isolierung
Die Isolierung zwischen den Kernblechen muss ideal sein, um Wirbelströme zu vermeiden.
Primär- und Sekundärspulenwiderstand
Das Material der Primär- und Sekundärspulen muss stabil sein, damit ihr elektrischer Widerstand extrem gering ist.
Flusskupplung
Beide Spulen des Transformators müssen so gewickelt sein, dass die Flusskopplung zwischen den Spulen am größten ist, da die Stromübertragung von einer Spule zur anderen während der Flussverknüpfungen stattfindet.
Hier geht es also um einen Überblick über die Effizienz von der Transformator . Transformatoren sind elektrische Geräte mit hohem Wirkungsgrad. Der größte Teil des Wirkungsgrads des Transformators liegt also zwischen 95% und 98,5%. Hier ist eine Frage für Sie, welche verschiedenen Arten von Transformatoren sind auf dem Markt erhältlich?
