Трансформатордың үздікtesі

Трансформатордың Эффективтілігінің Кіріктірулары

Трансформаторлар снабжениялық жүйелер мен көбейту арасындағы ең маңызды байланыс. Трансформатордың эффективтілігі оның іске қосылуына және жастануына тиімді тәсілмен әсер етеді. Трансформатордың негізгі эффективтілігі жалпы өлшемде 95 – 99% аралығында. Жоғары деңгейдегі энергиясы бар трансформаторларда өте аз жоюлар болғандықтан, эффективтілік 99.7%-ге дейін жетуі мүмкін. Трансформатордың енгізу және шығысу өлшемдері жүкке тапсырылған кезде жүргізілмейді, себебі ваттметрдің өлшемдері әдетте 1 – 2% қателері болады. Сондықтан, эффективтілік есептеулері үшін OC және SC тесттері қолданылады, трансформатордың номиналдық ядро және намыстың жоюларын есептеу үшін. Ядро жоюлары трансформатордың номиналдық напряжениеға байланысты, ал медь жоюлары трансформатордың бастапқы және соңғы намыстары арқылы өткен токтарға байланысты. Осылайша, трансформаторды тұрақты напряжение және частота шарттарында қолдану өте маңызды. Трансформатордың температурасы жылу өндіріп, трансформатордың май қасиеттерінің өміріне әсер етеді және серіпті әдістерді таңдауға шешім береді. Температуралық көтерілу оборудование өлшемдерін шектейді. трансформатордың эффективтілігі төмендегідей беріледі:

• Шығыс энергиясы - номиналдық жүк (вольт-ампер) бөлігі мен жүк қуатының көбейтіндісі

• Жоюлар - намыстың медь жоюлары + демір жоюлары + диэлектрикалық жоюлар + жоюлар.

• Демір жоюлары - трансформатордың ядро құрылымындағы гистерезис және эдди токтарының жоюлары. Бұл жоюлар ядродағы магниттық индукцияға байланысты. Математикалық,
  Гистерезис жоюлары :
  
  Эдди токтарының жоюлары :
  
  Мұнда kh және ke - тұрақты, Bmax - пик магниттық индукция, f - басқару сигналының частотасы, t - ядроның қалыңдығы. Гистерезис жоюларындагы 'n' деген сан - Стейнметц тұрақтысы, оның мәні жуық 2.
  

• Диэлектрикалық жоюлар трансформатордың майында болады. Төмен напряжение трансформаторлары үшін, бұл жоюлар ескерілмейді.

• Көпшілік токтар метал фрейм, резервуар және т.б. жағдайларда жоюларды жасайды, бұлар трансформатордың айналуына байланысты, сондықтан "жоюлар" деп аталады. Бұл жоюлар жүк токтарына байланысты, сондықтан "жоюлар" деп аталады. Бұл жоюлар токтардың және реактивті токтардың жоюларын өрнектейді.

Трансформатордың Эффективтілігін Есептеу

Трансформатордың эквивалентті цепьі бастапқы жағына сүйене отырып келесідей көрсетілген. Мұнда Rc - ядро жоюлары. Короткое замыкание (SC) тестін қолдану арқылы, медь жоюларын есептеу үшін эквивалентті сопротивление табуға болады

Біз x% - ден номиналдық немесе толық жүк 'S' (VA) және Pcufl(ватт) - толық жүк медь жоюлары және cosθ - жүк қуатын анықтаймыз. Сонымен қатар, Pi (ватт) - ядро жоюлары. Медь және демір жоюлары трансформатордағы негізгі жоюлар болғандықтан, эффективтілікті есептеу кезінде тек бұл екі түрлі жоюлар қарастырылады. Сондықтан, трансформатордың эффективтілігі мынаған тең болады:

Мұнда, x2Pcufl = медь жоюлары (Pcu) толық жүктен x% қатынасында.
Максималды эффективтілік (ηmax) өзгерісіз жоюлар мен өзгерісіз жоюлар тең болғанда жасалады. Медь жоюлары жүкке байланысты, сондықтан ол өзгерісіз жоюлар. Демек, максималды эффективтілік шарты мынаған тең:

Енді біз максималды эффективтілікті мынаған тең болады деп жазуға болады:

Бұл максималды эффективтілікті толық жүкте тұрақты және өзгерісіз жоюларды туындау арқылы алуға болады дегенді көрсетеді. Бірақ, медь жоюлары тұрақты демір жоюларынан өте жоғары болғандықтан, максималды эффективтілікті алу қиын.