Hvad forårsager høje hystereses tab i transformatorer ved lave frekvenser?

Årsagen til, at hysteresetab er højere i transformatorer ved lave frekvenser, skyldes primært karakteristika ved selve hystereffekten snarere end lavfrekvent mætning. Her er en detaljeret forklaring:

Grundlæggende Begreb om Hysteresetab

Hysteresetab er energitabet, der opstår i transformatorens kjerne på grund af vendepunktet for magnetiske domæner under magnetiseringsprocessen. Størrelsen af hysteresetabet afhænger af arealet af hysterekurven, som repræsenterer magnetiseringskurven. Et større areal af hysterekurven resulterer i højere hysteresetab.

Årsager til Højere Hysteresetab ved Lave Frekvenser

Større Areal af Hysterekurven:

Ved lave frekvenser er magnetiseringsfrekvensen lavere, og de magnetiske ændringer foregår mere langsomt i hver cyklus. Dette betyder, at de magnetiske domæner har mere tid til at vende, hvilket resulterer i et større areal af hysterekurven.

Et større areal af hysterekurven fører direkte til øget hysteresetab.

Øget Magnetiseringsdybde:

Ved lave frekvenser ændrer det magnetiske felt sig mere langsomt, hvilket øger dybden af magnetisering. Dette betyder, at en større del af kernen deltar i magnetiseringsprocessen, hvilket øger antallet og omfanget af domænevendninger, og dermed øger hysteresetabet.

Langsommere Ændring af Magnetisk Intensitet:

Ved lave frekvenser er hastigheden af ændringen i det magnetiske felt langsommere, hvilket fører til en langsommere ændring i magnetisk intensitet. Dette resulterer i større modstand mod domænevendninger, så hver vendning forbruger mere energi.

Forskelle fra Lavfrekvent Mætning

Lavfrekvent Mætning: Lavfrekvent mætning refererer til tendensen for den magnetiske fluxdensitet til lettere at nå mætningsniveauer ved lave frekvenser på grund af de langsomme ændringer i det magnetiske felt. I mætning formindskes permeabiliteten i kernen, og magnetiseringsstrømmen stiger skarpt. Dog påvirker dette hovedsageligt eddystraftstab, ikke hysteresetab.

Hysteresetab: Hysteresetab er primært forbundet med vendepunktet for magnetiske domæner og ikke med, om den magnetiske fluxdensitet når mætning. Selv i usaturatede forhold kan lav frekvens stadig føre til øget hysteresetab.

Oversigt over Påvirkende Faktorer

• Magnetiseringsfrekvens: Ved lave frekvenser er magnetiseringsfrekvensen lavere, hvilket giver magnetiske domæner mere tid til at vende, og dermed øger arealet af hysterekurven.

• Magnetiseringsdybde: Ved lave frekvenser øges magnetiseringsdybden, hvilket involverer mere af kernen i magnetiseringsprocessen.

• Ændring af Magnetisk Intensitet: Ved lave frekvenser er ændringen i magnetisk intensitet langsommere, hvilket øger modstanden mod domænevendninger og energien, der forbruges per vendning.

Konklusion

Den primære årsag til højere hysteresetab i transformatorer ved lave frekvenser er det større areal af hysterekurven, som resulterer fra den øgede tid til domænevendninger, øget magnetiseringsdybde og langsommere ændringer i magnetisk intensitet. Selvom lavfrekvent mætning også kan påvirke transformatorens ydeevne, påvirker den primært eddystraftstab snarere end hysteresetab.