Transformerlarning energiya yo'qotilishi

Трансформатордаги ёгиртишлар

Электр трансформатори статик дастур бўлиб, трансформатордаги механика ёгиртишлари кенг мақсадда эсга кармайди. Биз аниқ электр ёгиртишларин гисобга олинамиз.

Қандай да бўлган машинада ёгиртишнинг умумий таърифи киритилган энергия ва чиқиш энергияси ортасидаги фарқ сифатида белгиланади. Киритилган энергия трансформаторнинг биринчи жуфтligiga taqdim etilganda, bu energiya qismi tansformatorning markaziy yo'g'irtilishlarini (tansformatorning gisteresis yo'g'irtilishi va tansformatorning markaziy qismidagi eddy jarayon yo'g'irtilishi) kompensatsiya qilish uchun ishlatiladi va kiritilgan energiyaning qismi I2R yo'g'irtilishi sifatida yo'qoladi va birinchi va ikkinchi bo'g'inlarining ichki qarshiliklari sababli issiq shaklda ijobatlanadi.

Birinchi biri tansformatorning markaziy yo'g'irtilishi yoki demir yo'g'irtilishi deb ataladi va keyingisi tansformatorning ohm yo'g'irtilishi yoki mis’yoq yo'g'irtilishi deb bilinadi. Tansformatorning boshqa yo'g'irtilishi, mekhanik tuzilma va bo'g'in oqimlari bilan bog'liq bo'lgan tomonlama fluxlar orqali paydo bo'ladigan, tomonlama yo'g'irtilish deb ataladi.

Tansformatorning mis’yoq yo'g'irtilishi

Mis’yoq yo'g'irtilishi I²I2R yo'g'irtilishi, birinchi tomondagi I12R1 va ikkinchi tomondagi I22R2. Bu yerda, I1 va I2 birinchi va ikkinchi oqimlar, R1 va R2 esa bo'g'in qarshiliklari. Bu oqimlar yukka bog'liq bo'lgani uchun, tansformatorning mis’yoq yo'g'irtilishi yukka bog'liq bo'ladi.

Tansformatorning markaziy yo'g'irtilishi

Gisteresis yo'g'irtilishi va eddy jarayon yo'g'irtilishi, ikkalasi ham tansformatorning markaziy qismini qurish uchun ishlatiladigan materialning magnit xususiyatlari va uning dizayniga bog'liq. Shuning uchun, tansformatorning bu yo'g'irtilishlari sabit va yuk oqimi bilan bog'liq emas. Demak, tansformatorning markaziy yo'g'irtilishi, ya'ni tansformatorning demir yo'g'irtilishi, hamma yuk miqdorlari uchun sabit hisoblanishi mumkin.

Tansformatorning gisteresis yo'g'irtilishi quyidagicha belgilanadi,

Tansformatorning eddy jarayon yo'g'irtilishi quyidagicha belgilanadi,

Kh = Gisteresis doimiy soni.

Ke = Eddy jarayon doimiy soni.

Kf = form doimiy soni.

Mis’yoq yo'g'irtilishi quyidagicha belgilanishi mumkin,

IL2R2′ + tomonlama yo'g'irtilish

Bu yerda, IL = I2 = tansformatorning yuk miqdori, R2′ esa tansformatorning ikkinchi tomoniga murojaat etilgan qarshilik.

Endi biz tansformatorlardagi gisteresis yo'g'irtilishi va eddy jarayon yo'g'irtilishi haqida ko'proq tafsilot bilan gaplashamiz.

Tansformatorning gisteresis yo'g'irtilishi

Tansformatorning gisteresis yo'g'irtilishi ikkita usulda tushuntirilishi mumkin: fizikaviy va matematikaviy.

Gisteresis yo'g'irtilishi haqida fizikaviy tushuntirish

Tansformatorning markaziy qismi 'Sovaloq silindirli qog'ozlangan silitsiumlik demirdan' qilinadi. Demir juda yaxshi ferromagnit material. Bu turdagi materiallar juda tez magnetlanadi. Bu demakdir, har doim magnit flux o'tkazilsa, u magnit sifatida davra qiladi. Ferromagnit substansiyalar tuzilishida bir nechta domenlarga ega.

Domenlar - bu material tuzilishidagi juda kichik hududlar, bu yerda hamma dipollar bir xil yo'nalishga parallel qilib joylashgan. Boshqacha qilib aytganda, domenlar - bu tashqi yo'nalishga qarab tasodifiy joylashtirilgan kichik doimiy magnitlar.

Bu domenlar material tuzilishida tasodifiy ravishda joylashtirilgan, bu sababli aytilgan materialning umumiy magnit maydoni nol. Tashqi magnit maydoni (mmf) taqdim etilganda, tasodifiy yo'nalishdagi domenlar maydonga parallel joylashadi.

Maydon olib tashlandiktan so'ng, ko'pincha domenlar tasodifiy holatga qaytadi, ammo ba'zi domenlar parallel holatda qoladi. Bu o'zgarmagan domenlar sababli, substansiya qismlanib doimiy ravishda magnitlanadi. Bu magnitlik "Spontanni magnitlik" deb ataladi.

Bu magnitlikni nolga ayirish uchun qarama-qarshi mmf taqdim etilishi kerak. Tansformatorning markaziy qismiga taqdim etiladigan magnetmotiv kuch yoki mmf o'zgaruvchan. Har bir tsiklda domenlarning o'zgarishidan oqib, qo'shimcha ish amalga oshiriladi. Shu sababli, elektr energiyasi sarflanadi, bu tansformatorning gisteresis yo'g'irtilishi deb ataladi.

Tansformatorning gisteresis yo'g'irtilishining matematikaviy tushuntirilishi

Gisteresis yo'g'irtilishini aniqlash

L metr uzunlikdagi, a m2 kesim maydoniga ega bo'lgan ferromagnit namuna ringini, N dona izolyatsiya qilingan silindir bilan ifodalanganda, quyidagi rasmda ko'rsatilgandek,

Ko'rsatkich silindirdan o'tkazilayotgan oqim I amp farzi etiladi,

Magnetlash kuchi,

Bu paytda flux chastotasining qiymati B deb farzi etilsin,

Demak, ringning umumiy fluxi, Φ = BXa Wb

Agar silindirdan o'tkazilayotgan oqim o'zgaruvchan bo'lsa, demir ringda paydo bo'lgan flux ham o'zgaruvchan bo'ladi, shuning uchun induksiya (e′) quyidagicha ifodalangan bo'ladi,

Lenz qonuni asosida bu induksiya oqimni qarama-qarshi qilib boradi, shuning uchun, silindirda oqimni saqlash uchun manba unda teng va qarama-qarshi emf taqdim etishi kerak. Demak, taqdim etilgan emf,

Qisqa vaqt dt ichida, flux chastotasi o'zgarishidan oqib, sarflangan energiya,

Shunday qilib, bir toliq tsikldan o'tkazilishida amalga oshirilgan jami ish yoki sarflangan energiya,

Endi aL ringning hajmi va H.dB B – H chizmasidagi elementar strip maydoni bo'lsa,

Demak, bir tsikldan o'tkazilishida sarflangan energiya = ringning hajmi × gisteresis maydoni.Tansformator holatida, bu ring tansformatorning markaziy qismi sifatida qaralishi mumkin. Demak, amalga oshirilgan ish - bu tansformatorning markaziy qismidagi elektr energiyasi yo'g'irtilishi va bu tansformatorning gisteresis yo'g'irtilishi deb ataladi.

Eddy jarayon yo'g'irtilishi nima?

Tansformatorning birinchi tomoniga o'zgaruvchan oqim taqdim etilganda, bu o'zgaruvchan oqim markaziy fluxni tashkil etadi va bu flux ikkinchi tomondagi bo'g'in bilan bog'liq bo'lganda, ikkinchi tomonda induksiya hosil bo'ladi va yuk bilan bog'liq bo'lgan bo'g'in orqali oqim o'tadi.

Tansformatorning ba'zi o'zgaruvchan fluxlari tansformatorning boshqa oqimli qismlari, masalan, demir markazi yoki tansformatorning temir qoplamasi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Agar o'zgaruvchan flux bu qismlar bilan bog'liq bo'lsa, bu yerda mahally induksiya paydo bo'ladi.

Bu induksiya oqimlarni mahalliy ravishda aylanishga soladi. Bu aylanish oqimlari tansformatorning chiqishi ga hissa qo'shmaydi va issiq shaklda sarflanadi. Bu turdagi energiya yo'g'irtilishi tansformatorning eddy jarayon yo'g'irtilishi deb ataladi.

Bu eddy jarayon yo'g'irtilishining keng va oddiy tushuntirilishi. Bu yo'g'irtilishning tafsilotli tushuntirilishi bu bo'limda muhokama qilishning mavjud emas.