Kako se općenito određuje vrijednost gubitka transformatora?

Gubitak gvožđa je uzrokovan gubitkom vrtložne struje i gubitkom histereze koje generiše gvozdeno jezgro transformatora kada se promeni magnetni tok. Gubici u bakru su otporni gubici zbog struje koja prolazi kroz zavojnice transformatora.

Vrijednost gubitka transformatora obično je navedena u tehničkim specifikacijama ili standardima, kao što je standard IEC 60076. Proizvođači će odrediti vrijednost gubitaka transformatora na osnovu ovih propisa prilikom projektovanja i proizvodnje transformatora.

Gubici transformatora uglavnom uključuju dvije kategorije: gubitak željeza (koji se naziva i gubitak bez opterećenja) i gubitak bakra (koji se također naziva gubitak opterećenja). Ovi gubici direktno utiču na efikasnost i performanse transformatora. U nastavku ću detaljno opisati uzroke i metode izračuna ova dva gubitka.

1. Gubitak gvožđa
Gubitak željeza nastaje u željeznoj jezgri transformatora i uglavnom uključuje dva dijela: gubitak histereze i gubitak vrtložne struje.

Gubitak histereze: Kada se materijal željeznog jezgra magnetizira i demagnetizira u naizmjeničnom magnetskom polju, dolazi do gubitka energije. Ovaj gubitak se naziva gubitkom histereze. Gubitak histereze se odnosi na površinu petlje histereze materijala, frekvenciju magnetskog polja i maksimalnu vrijednost gustine magnetskog fluksa.

Gubitak vrtložne struje: Naizmjenično magnetno polje u gvozdenom jezgru će generisati vrtložne struje u materijalu gvozdenog jezgra. Ove vrtložne struje stvaraju toplotnu energiju pod otporom materijala gvozdenog jezgra, uzrokujući tako gubitke. Gubici vrtložnih struja proporcionalni su otpornosti materijala, debljini jezgra, frekvenciji magnetskog polja i kvadratu gustine magnetnog fluksa.

2. Gubitak bakra
Gubici bakra nastaju u namotajima transformatora, uglavnom zbog gubitaka topline uzrokovanih otporom u namotima.

Gubitak opterećenja: Kada struja prolazi kroz namotaj transformatora, otpor namotaja uzrokuje gubitak energije, koji se povećava proporcionalno kvadratu struje opterećenja. Stoga, kada se poveća opterećenje transformatora, povećavaju se i gubici bakra.

Smanjenje gubitka
Kako bi smanjili ove gubitke, proizvođači su poduzeli različite mjere:
- Koristite čelične limove od silikona sa visokom magnetskom propusnošću i niskim gubitkom histereze da biste smanjili gubitak željeza.
- Usvojite podijeljenu strukturu željeznog jezgra kako biste smanjili gubitke vrtložnih struja.
- Koristite visoko provodljive materijale i optimiziran dizajn namotaja za smanjenje gubitaka bakra

Standardi i propisi
Vrijednost gubitka transformatora obično mora biti u skladu sa propisima Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC) ili drugih relevantnih tijela za standardizaciju. Na primjer, serija standarda IEC 60076 detaljno opisuje metode za projektovanje transformatora, ispitivanje i procjenu gubitaka.

Kroz ove mjere i proračune, proizvođači transformatora mogu dizajnirati transformatore visoke efikasnosti koji zadovoljavaju potrebe industrije i civilne primjene.