Pagsayop sa Energia sa mga Transformer

Pagkawas sa Transformer

Pasensya na ang electrical transformer mao ang usa ka static device, ang mechanical loss sa transformer normal nga dili masangpot. Karon, gitimbangan nato ang electrical losses sa transformer.

Ang pagkawas sa anumang machine kasagaran gihulagway isip ang kahiubos tali sa input power ug output power. Kon ang input power gisupply sa primary sa transformer, ang uban niining power adunay gamit aron mapalitan ang core losses sa transformer, sama sa Hysteresis loss ug Eddy current loss sa core sa transformer, ug ang uban adunay pagkawas isip I2R loss ug gipadala isip heat sa primary ug secondary windings, tungod kay ang mga winding adunay internal resistance.

Ang unang gihatagan og pangalan mao ang core loss o iron loss sa transformer ug ang sunod gitawag og ohmic loss o copper loss sa transformer. Usa pang pagkawas nga mahitabo sa transformer, gitawag og Stray Loss, tungod sa Stray fluxes nga may kalabutan sa mechanical structure ug winding conductors.

Copper Loss sa Transformer

Ang Copper loss mao ang I²I2R loss, may I12R1 sa primary side ug I22R2 sa secondary side. Ania, ang I1 ug I2 mao ang primary ug secondary currents, ug ang R1 ug R2 mao ang resistances sa mga winding. Tungod kay ang mga current depende sa load, ang copper loss sa transformer mag-usab-usab basehan sa load.

Core Losses sa Transformer

Ang Hysteresis loss ug eddy current loss, parehas depende sa magnetic properties sa materyales nga gigamit sa pagtukod sa core sa transformer ug ang design. Busa, ang mga pagkawas sa transformer fixed ug dili depende sa load current. Busa, ang core losses sa transformer, gitawag usab og iron loss sa transformer, mahimong isip constant sa tanang range sa load.

Ang Hysteresis loss sa transformer gihatagan og simbolo isip,

Ang Eddy current loss sa transformer gihatagan og simbolo isip,

Kh = Hysteresis constant.

Ke = Eddy current constant.

Kf = form constant.

Ang Copper loss mahimong simpleng gihatagan og simbolo isip,

IL2R2′ + Stray loss

Asa, IL = I2 = load sa transformer, ug R2′ mao ang resistance sa transformer referred to secondary.

Karon, atong paghisgoton ang Hysteresis loss ug Eddy current loss sa mas detalyado para sa maayo nga pagkakaintiha sa topic sa losses sa transformers.

Hysteresis Loss sa Transformer

Ang Hysteresis loss sa transformers mahimong gihatagan og explanation sa duha ka paagi: physically ug mathematically.

Physical Explanation sa Hysteresis Loss

Ang magnetic core sa transformer gihimo sa 'Cold Rolled Grain Oriented Silicon Steel'. Ang steel mao ang maayo nga ferromagnetic material. Kini nga materyales dako kaayo nga sensitive sa pagmagnetize. Busa, kon ang magnetic flux mohitabo, ito magbehabe isip magnet. Ang ferromagnetic substances adunay numero sa domains sa ilang structure.

Ang domains mao ang dako kaayo nga rehiyon sa materyales nga ang tanang dipoles parallel sa sama nga direksyon. Sa uban nga pulong, ang domains sama sa small permanent magnets nga random sa structure sa substance.

Ang mga domains arranged sa materyales sa random manner, aron ang net resultant magnetic field sa materyales zero. Kon ang external magnetic field (mmf) giapply, ang randomly directed domains align parallel sa field.

Pasensya na ang field giremove, ang uban sa domains return sa random positions, pero ang uban remain aligned. Tungod kay ang unchanged domains, ang substance mahimong slightly magnetized permanently. Kini nga magnetism gitawag og “Spontaneous Magnetism”.

Arong neutralize kini nga magnetism, ang some opposite mmf required giapply. Ang magnetomotive force o mmf giapply sa core sa transformer alternating. Para sa bawg cycle tungod sa domain reversal, adunay extra work done. Tungod niini, adunay consumption sa electrical energy nga gitawag og Hysteresis loss sa transformer.

Mathematical Explanation sa Hysteresis Loss sa Transformer

Determination sa Hysteresis Loss

Considera ang ring sa ferromagnetic specimen sa circumference L meter, cross-sectional area a m2 ug N turns of insulated wire sama sa picture sa side,

Gitimbangan nato, ang current flowing through the coil mao ang I amp,

Magnetizing force,

Let, ang flux density sa instant mao ang B,

Therefore, total flux through the ring, Φ = BXa Wb

Tungod kay ang current flowing through the solenoid alternating, ang flux produced sa iron ring alternating in nature, so ang emf (e′) induced will be expressed as,

According to Lenz's law this induced emf will oppose the flow of current, therefore, in order to maintain the current I in the coil, the source must supply an equal and opposite emf. Hence applied emf,

Energy consumed in short time dt, during which the flux density has changed,

Thus, total work done or energy consumed during one complete cycle of magnetism is,

Now aL is the volume of the ring and H.dB is the area of the elementary strip of B – H curve shown in the figure above,

Therefore, Energy consumed per cycle = volume of the ring × area of hysteresis loop. In the case of transformer, this ring can be considered as magnetic core of transformer. Hence, the work done is nothing but the electrical energy loss in transformer core and this is known as hysteresis loss in transformer.

Unsa ang Eddy Current Loss?

Sa transformer, kita mogsupply og alternating current sa primary, kini nga alternating current produces alternating magnetizing flux sa core ug as this flux links with secondary winding, there will be induced voltage sa secondary, resulting current to flow through the load connected with it.

Usa ka bahin sa alternating fluxes sa transformer; may link sa other conducting parts sama sa steel core o iron body sa transformer etc. As alternating flux links sa mga bahin sa transformer, there would be a locally induced emf.

Tungod sa mga emfs, there would be currents which will circulate locally sa mga bahin sa transformer. These circulating current will not contribute sa output sa transformer ug dissipated isip heat. This type of energy loss gitawag og eddy current loss sa transformer.

Kini mao ang broad ug simple explanation sa eddy current loss. The detail explanation sa kini nga loss wala sa scope sa discussion sa chapter.