Vad orsakar höga hysteresisförluster i transformatorer vid låga frekvenser

Anledningen till att hysteresförlust är högre i transformatorer vid låga frekvenser beror huvudsakligen på egenskaperna hos hystereffekten själv, snarare än nedsättning vid låg frekvens. Här följer en detaljerad förklaring:

Grundläggande Begrepp om Hysteresförlust

Hysteresförlust är den energiförlust som uppstår i transformatorernas kärna på grund av vändningen av magnetiska domäner under magnetiseringsprocessen. Storleken på hysteresförlusten beror på arean av hysteresloopen, vilket representerar magnetiseringskurvan. En större hystereslooparea resulterar i högre hysteresförlust.

Orsaker till Högre Hysteresförlust vid Låga Frekvenser

Större Hystereslooparea:

Vid låga frekvenser är magnetiseringsfrekvensen lägre, och de magnetiska förändringarna inträffar mer långsamt inom varje cykel. Detta innebär att de magnetiska domänerna har mer tid att vända, vilket resulterar i en större hystereslooparea.

En större hystereslooparea leder direkt till ökad hysteresförlust.

Ökad Magnetiseringsdjup:

Vid låga frekvenser ändras det magnetiska fältet mer långsamt, vilket ökar magnetiseringsdjupet. Detta innebär att en större del av kärnan deltar i magnetiseringsprocessen, vilket ökar antalet och omfattningen av domänvändningar, och därmed ökar hysteresförlusten.

Långsammare Förändring av Magnetisk Intensitet:

Vid låga frekvenser är förändringstakten av det magnetiska fältet långsammare, vilket leder till en långsammare förändring av den magnetiska intensiteten. Detta resulterar i större motstånd mot domänvändning, vilket gör att varje vändning kräver mer energi.

Skillnad från Nedsättning vid Låg Frekvens

Nedsättning vid Låg Frekvens: Nedsättning vid låg frekvens syftar på tendensen för den magnetiska flödestätheten att lättare nå sättningnivåer vid låga frekvenser på grund av de långsammare magnetiska fältsförändringarna. Vid sättning minskar permeabiliteten i kärnan, och magnetiseringsströmmen ökar skarpt. Men detta påverkar huvudsakligen virvelförluster, inte hysteresförluster.

Hysteresförlust: Hysteresförlust är huvudsakligen kopplad till vändningen av magnetiska domäner och inte med om den magnetiska flödestätheten når sättning. Även i osättade villkor kan låg frekvens fortfarande leda till ökad hysteresförlust.

Sammanfattning av Påverkande Faktorer

• Magnetiseringsfrekvens: Vid låga frekvenser är magnetiseringsfrekvensen lägre, vilket ger de magnetiska domänerna mer tid att vända, vilket ökar hystereslooparean.

• Magnetiseringsdjup: Vid låga frekvenser ökar magnetiseringsdjupet, vilket involverar mer av kärnan i magnetiseringsprocessen.

• Förändring av Magnetisk Intensitet: Vid låga frekvenser är förändringen av den magnetiska intensiteten långsammare, vilket ökar motståndet mot domänvändning och energin som konsumeras per vändning.

Slutsats

Den primära anledningen till högre hysteresförlust i transformatorer vid låga frekvenser är den större hystereslooparean, vilket resulterar från den ökade tiden för domänvändning, ökat magnetiseringsdjup och långsammare förändringar av den magnetiska intensiteten. Medan nedsättning vid låg frekvens också kan påverka transformatorns prestanda, påverkar den huvudsakligen virvelförluster snarare än hysteresförluster.