Què provoca pèrdues d'histèresi altes en transformadors a baixes freqüències?

La raó per la qual la pèrdua d'histèresi és més elevada en els transformadors a baixes freqüències es deu principalment a les característiques de l'efecte d'histèresi en si mateix, més que a la saturació a baixa freqüència. Aquí tens una explicació detallada:

Concepte Bàsic de la Pèrdua d'Histèresi

La pèrdua d'histèresi és la pèrdua d'energia que ocorre al nucli del transformador deguda a la inversió dels dominis magnètics durant el procés de magnetització. La magnitud de la pèrdua d'histèresi depèn de l'àrea del bucle d'histèresi, que representa la corba de magnetització. Un àrea més gran del bucle d'histèresi resulta en una pèrdua d'histèresi més elevada.

Raons per la Major Pèrdua d'Histèresi a Baixes Freqüències

Àrea Més Gran del Bucle d'Histèresi:

A baixes freqüències, la freqüència de magnetització és menor, i els canvis magnètics ocorren més lentament en cada cicle. Això significa que els dominis magnètics tenen més temps per invertir-se, resultant en un àrea més gran del bucle d'histèresi.

Una àrea més gran del bucle d'histèresi porta directament a un increment de la pèrdua d'histèresi.

Profunditat de Magnetització Incrementada:

A baixes freqüències, el camp magnètic canvia més lentament, augmentant la profunditat de la magnetització. Això significa que una part més gran del nucli participa en el procés de magnetització, incrementant el nombre i l'abast de les inversions de dominis, i així incrementant la pèrdua d'histèresi.

Canvi Més Lent de la Intensitat Magnètica:

A baixes freqüències, la velocitat de canvi del camp magnètic és més lenta, portant a un canvi més lent de la intensitat magnètica. Això resulta en una major resistència a les inversions de dominis, fent que cada inversió consumi més energia.

Diferència amb la Saturació a Baixa Freqüència

Saturació a Baixa Freqüència: La saturació a baixa freqüència fa referència a la tendència de la densitat de flux magnètic a arribar més fàcilment a nivells de saturació a baixes freqüències degut als canvis més lents del camp magnètic. En la saturació, la permeabilitat del nucli disminueix, i la corrent de magnetització augmenta de manera brusca. Tanmateix, això afecta principalment les pèrdues per corrents de Foucault, no les pèrdues d'histèresi.

Pèrdua d'Histèresi: La pèrdua d'histèresi està principalment associada a la inversió dels dominis magnètics i no amb si la densitat de flux magnètic arriba a la saturació. Fins i tot en condicions de no saturació, una baixa freqüència encara pot portar a un increment de la pèrdua d'histèresi.

Resum dels Factors Influent

• Freqüència de Magnetització: A baixes freqüències, la freqüència de magnetització és menor, donant més temps als dominis magnètics per invertir-se, així augmentant l'àrea del bucle d'histèresi.

• Profunditat de Magnetització: A baixes freqüències, la profunditat de magnetització augmenta, implicant més del nucli en el procés de magnetització.

• Canvi de la Intensitat Magnètica: A baixes freqüències, el canvi de la intensitat magnètica és més lent, incrementant la resistència a les inversions de dominis i l'energia consumida per cada inversió.

Conclusió

La raó principal per la major pèrdua d'histèresi en els transformadors a baixes freqüències és l'àrea més gran del bucle d'histèresi, que resulta del temps addicional disponible per a les inversions de dominis, l'augment de la profunditat de magnetització i els canvis més lents de la intensitat magnètica. Encara que la saturació a baixa freqüència també pot afectar el rendiment del transformador, aquesta afecta principalment les pèrdues per corrents de Foucault més que les pèrdues d'histèresi.