Apakah kerugian yang berlaku dalam transformer ideal dan bagaimana cara menguranginya
Pengubah ideal adalah model teori yang mengandaikan tiada kerugian. Walau bagaimanapun, dalam aplikasi praktikal, pengubah sentiasa mengalami beberapa kerugian. Kerugian-kerugian ini boleh dikategorikan secara utama kepada dua jenis: kerugian kuprum (kerugian rintangan) dan kerugian besi (kerugian inti). Berikut adalah penjelasan terperinci tentang kerugian-kerugian ini dan bagaimana untuk mengurangkannya:
1. Kerugian Kuprum
Definisi
Kerugian kuprum adalah kerugian tenaga disebabkan oleh rintangan pada lilitan pengubah. Apabila arus mengalir melalui lilitan, rintangan dawai menyebabkan pemanasan Joule (kerugian I²R).
Kaedah Pengurangan
Gunakan Bahan Rendah Rintangan: Pilih bahan dengan kekonduksian yang baik, seperti kuprum atau perak, untuk mengurangkan rintangan lilitan.
Tingkatkan Luas Penyeberangan Konduktor: Memperbesar luas penyeberangan konduktor boleh mengurangkan rintangannya, seterusnya mengurangkan kerugian kuprum.
Optimumkan Reka Bentuk: Merancang susunan lilitan dengan betul dan meminimumkan panjang lilitan juga boleh mengurangkan rintangan.
Tingkatkan Kecekapan Pendinginan: Sistem pendinginan yang cekap boleh membantu pembebasan haba, mengurangkan kenaikan rintangan akibat peningkatan suhu.
2. Kerugian Besi
Definisi
Kerugian besi adalah kerugian tenaga disebabkan oleh kerugian histeresis dan kerugian arus eddy di dalam inti pengubah.
Kerugian Histeresis
Kerugian histeresis disebabkan oleh kesan histeresis magnetik pada bahan inti. Setiap kali arah magnetisasi berubah, sejumlah tenaga tertentu dikonsumsi.
Kerugian Arus Eddy
Kerugian arus eddy disebabkan oleh medan magnet berayun yang menginduksi arus eddy di dalam inti. Arus-arus ini mengalir di dalam inti dan menghasilkan haba.
Kaedah Pengurangan
Gunakan Bahan Permeabiliti Tinggi: Pilih bahan dengan kerugian histeresis rendah, seperti keluli silikon, untuk mengurangkan kerugian histeresis.
Gunakan Inti Lapisan: Memotong inti menjadi lapisan nipis boleh mengurangkan laluan untuk arus eddy, seterusnya mengurangkan kerugian arus eddy.
Tingkatkan Rintangan Inti: Menambah lapisan insulasi atau menggunakan bahan tinggi rintangan di dalam inti boleh meningkatkan rintangan inti, mengurangkan arus eddy.
Optimumkan Frekuensi: Untuk aplikasi frekuensi tinggi, pilih bahan dan reka bentuk yang sesuai untuk frekuensi tinggi untuk mengurangkan kerugian inti.
3. Kerugian Lain
Kerugian Insulasi
Bahan insulasi juga boleh menghasilkan kerugian, terutamanya dalam keadaan voltan tinggi dan persekitaran suhu tinggi atau kelembapan tinggi.
Kaedah Pengurangan
Gunakan Bahan Insulasi Berkualiti Tinggi: Memilih bahan yang tahan terhadap suhu tinggi dan voltan tinggi boleh mengurangkan kerugian insulasi.
Optimumkan Reka Bentuk Insulasi: Merancang struktur insulasi dengan betul dan meminimumkan ketebalan bahan insulasi boleh meningkatkan kecekapan insulasi.
Kerugian Pendinginan
Sistem pendingin sendiri mengkonsumsi tenaga, seperti kuasa yang diperlukan untuk kipas dan pam bendalir pendingin.
Kaedah Pengurangan
Sistem Pendingin Cekap: Menggunakan sistem pendingin yang cekap, seperti konveksi semula jadi atau pendinginan cecair, boleh mengurangkan penggunaan tenaga sistem pendingin.
Kawalan Cerdas: Melaksanakan sistem kawalan cerdas untuk menyesuaikan operasi sistem pendingin berdasarkan keperluan sebenar boleh mengelakkan penggunaan tenaga yang tidak perlu.
Kesimpulan
Untuk mengurangkan kerugian dalam pengubah praktikal, pendekatan-pendekatan berikut boleh diambil:
Pilihan Bahan: Gunakan bahan konduktif rendah rintangan dan bahan inti permeabiliti tinggi.
Optimumkan Reka Bentuk: Merancang susunan lilitan dan struktur inti dengan betul untuk mengurangkan rintangan dan laluan arus eddy.
Sistem Pendingin: Meningkatkan kecekapan pendinginan untuk mengurangkan kenaikan rintangan akibat kenaikan suhu.
Insulasi dan Optimumkan Frekuensi: Pilih bahan insulasi berkualiti tinggi dan optimumkan reka bentuk untuk aplikasi frekuensi tinggi.
