การเลือกหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพในการกระจายพลังงาน

คำนิยามของความสูญเสียของหม้อแปลง

ความสูญเสียของหม้อแปลงสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักคือ ความสูญเสียขณะไม่มีโหลดและความสูญเสียขณะมีโหลด ความสูญเสียเหล่านี้พบได้ในทุกประเภทของหม้อแปลง ไม่ว่าจะใช้งานในสถานการณ์ใดหรือมีอัตรากำลังเท่าใดก็ตาม

อย่างไรก็ตาม มีความสูญเสียเพิ่มเติมสองประเภทคือ ความสูญเสียที่เกิดจากฮาร์โมนิก และความสูญเสียที่มีความสำคัญสำหรับหม้อแปลงขนาดใหญ่ เช่น ความสูญเสียจากการทำความเย็นหรือความสูญเสียจากการใช้อุปกรณ์เสริม ซึ่งเกิดจากการใช้อุปกรณ์ทำความเย็นเช่น พัดลมและปั๊ม

ความสูญเสียขณะไม่มีโหลด

ความสูญเสียเหล่านี้เกิดขึ้นในแกนหม้อแปลงเมื่อมีการจ่ายไฟให้กับหม้อแปลง (แม้ว่าวงจรรองจะถูกตัดวงจร) ความสูญเสียเหล่านี้ยังเรียกว่าความสูญเสียของเหล็กหรือความสูญเสียของแกน ซึ่งมีค่าคงที่
ความสูญเสียขณะไม่มีโหลดประกอบด้วย:

ความสูญเสียจากการเปลี่ยนสภาพแม่เหล็ก

ความสูญเสียเหล่านี้เกิดจากการเคลื่อนไหวของโดเมนแม่เหล็กภายในแผ่นแกนที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กและทำให้ไม่เป็นแม่เหล็กโดยสนามแม่เหล็กสลับ ความสูญเสียเหล่านี้ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ในการผลิตแกน

ความสูญเสียจากการเปลี่ยนสภาพแม่เหล็กโดยทั่วไปจะประมาณ 50% ถึง 70% ของความสูญเสียรวมขณะไม่มีโหลด ในอดีต ร้อยละนี้น้อยลง (เนื่องจากความสูญเสียจากการไหลวนมีส่วนมากขึ้น โดยเฉพาะในแผ่นที่มีความหนาแน่นสูงและไม่ผ่านการรักษาด้วยเลเซอร์)

ความสูญเสียจากการไหลวน

ความสูญเสียเหล่านี้เกิดจากสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงซึ่งสร้างกระแสไหลวนในแผ่นแกน ทำให้เกิดความร้อน
ความสูญเสียเหล่านี้สามารถลดลงได้โดยการสร้างแกนจากแผ่นบางๆ ที่ฉนวนกันด้วยชั้นวานิชบางๆ เพื่อลดกระแสไหลวน ปัจจุบัน ความสูญเสียจากการไหลวนโดยทั่วไปจะประมาณ 30% ถึง 50% ของความสูญเสียรวมขณะไม่มีโหลด เมื่อประเมินความพยายามในการเพิ่มประสิทธิภาพของหม้อแปลงกระจาย ความก้าวหน้าที่สำคัญที่สุดคือการลดความสูญเสียเหล่านี้
ยังมีความสูญเสียเล็กน้อยจากกระแสหลุดและความสูญเสียจากฟิล์มฉนวนในแกนหม้อแปลง ซึ่งโดยทั่วไปจะไม่เกิน 1% ของความสูญเสียรวมขณะไม่มีโหลด

ความสูญเสียขณะมีโหลด

ความสูญเสียเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันว่าความสูญเสียของทองแดงหรือความสูญเสียขณะสั้นวงจร ความสูญเสียขณะมีโหลดเปลี่ยนแปลงตามสภาพการโหลดของหม้อแปลง
ความสูญเสียขณะมีโหลดประกอบด้วย:

ความสูญเสียความร้อนจากการต้านทาน

บางครั้งเรียกว่าความสูญเสียของทองแดง เนื่องจากเป็นส่วนต้านทานหลักของความสูญเสียขณะมีโหลด ความสูญเสียนี้เกิดขึ้นในวงจรหม้อแปลงและเกิดจากความต้านทานของตัวนำ
ความสูญเสียเหล่านี้เพิ่มขึ้นตามกำลังสองของกระแสโหลดและยังเป็นสัดส่วนกับความต้านทานของวงจร สามารถลดลงได้โดยการเพิ่มพื้นที่ตัดขวางของตัวนำหรือลดความยาวของวงจร การใช้ทองแดงเป็นตัวนำช่วยให้สมดุลระหว่างน้ำหนัก ขนาด ต้นทุน และความต้านทาน การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำภายใต้ข้อจำกัดของการออกแบบสามารถลดความสูญเสียได้มากขึ้น

ความสูญเสียจากการไหลวนของตัวนำ

กระแสไหลวนที่เกิดจากสนามแม่เหล็กของกระแสสลับยังเกิดขึ้นในวงจรหม้อแปลง การลดพื้นที่ตัดขวางของตัวนำสามารถลดกระแสไหลวนได้ ดังนั้นจึงใช้ตัวนำแบบสายกลมเพื่อให้มีความต้านทานต่ำพร้อมควบคุมความสูญเสียจากการไหลวน

สามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการใช้ตัวนำที่ถูกเปลี่ยนตำแหน่งอย่างต่อเนื่อง (CTC) ใน CTC สายถูกเปลี่ยนตำแหน่งอย่างบ่อยครั้งเพื่อเฉลี่ยความแตกต่างของฟลักซ์และปรับความต่างศักย์ให้เท่ากัน