Energiasäästliku jaotustransformatori valimine

Transformaatorikaotuste määratlus

Transformaatorikaotused saavad peamiselt kaks tüüpi: töökoormuseta kaotused ja töökoormusega kaotused. Need kaotused on levinud kõikides transformaatorites, olenemata nende kasutusalast või võimsusest.

Siiski on veel kaks täiendavat kaotustüüpi: harmooniliste signaalide poolt põhjustatud kaotused ja suuremate transformaatorite korral eriti olulised jahutus- või abikaotused, mis tulenevad jahutusehituse (nt ventilatoorid ja pumbad) kasutamisest.

Töökoormuseta kaotused

Need kaotused tekivad transformaatori tuumikus alati, kui transformaator on energiseeritud (isegi siis, kui teine tsüklus on avatud). Neid nimetatakse ka raudkaotusteks või tuumikaotusteks, need jäävad konstandiks.
Töökoormuseta kaotused koosnevad:

Hüsteresekaotused

Need kaotused tekivad tuumikulehtede sees magnetsete domeenide sõrme liikumise tõttu, kui neid magnetiseeritakse ja demagnetiseeritakse vahelduvmagnetväljaga. Need sõltuvad tuumikuks kasutatud materjalist.

Hüsteresekaotused moodustavad tavaliselt üle poole töökoormuseta kaotustest (umbes 50% kuni 70%). Minevikus oli see osakaal väiksem (eddy current losside suurema panuse tõttu, eriti suurte lehtede korral, mis ei ole käinud läbi lazertraktimist).

Eddy current lossid

Need kaotused tekivad muutuva magnetvälja tõttu, mis genereerib eddy currenteid tuumikulehtedes, toodates soojust.
Neid kaotusi saab vähendada tuumiku ehitamisel õhutega, laminaatsetest lehtedest, mida on eraldatud üksteisest õhukesega verniks, et vähendada eddy currente. Praegu moodustavad eddy current lossid tavaliselt 30% kuni 50% töökoormuseta kaotustest. Jaotustransformaatorite efektiivsuse parandamise jõupingutuste hindamisel on suurimat edasiminekut saavutatud nende kaotuste vähendamisel.
Tuumikus on ka väikesed sirgemaarajad ja dielektrilised kaotused, mis moodustavad tavaliselt mitte rohkem kui 1% töökoormuseta kaotustest.

Töökoormusega kaotused

Need kaotused on tavaliselt teada kui kupari kaotused või lühikute kaotused. Töökoormusega kaotused muutuvad transformaatori töökoormuse tingimuste järgi.
Töökoormusega kaotused koosnevad:

Ohmiline soojuskaotus

Mõnikord nimetatud kupari kaotuseks, kuna see on töökoormusega kaotuste dominantsed vastuskomponendid. See kaotus tekib transformaatori vitšides ja on seotud joonte vastusega.
Nende kaotuste suurus kasvab proportsionaalselt töökoormuse strömiga ruudu ja on ka proportsionaalne vitši vastusega. Kaotusi saab vähendada suurendades juhi ristlikku lõikeala või lühendades vitši pikkust. Kupari kasutamine juhina aitab tasakaalustada kaalu, suuruse, hinda ja vastust; juhi läbimõõdu suurendamine muude disainitingimuste piirides võib kaotusi veelgi vähendada.

Juhi eddy current lossid

Eddy currentid, mis tekivad vahelduvströömi magnetväljade tõttu, tekivad ka vitšides. Eddy currente saab vähendada vähendades juhi ristlikku lõikeala, nii et kasutatakse vitšijuhke, et saavutada vajalik madal vastus ja kontrollida eddy currente.

Selle saab vältida kasutades pidevalt transponeeritud juhet (CTC). CTC-s transponeeritakse sideid sageli, et keskmistada fluxierinevusi ja võrdelda pinget.