Điều gì gây ra tổn thất hysteresis cao trong biến áp ở tần số thấp

Lý do khiến tổn thất hysteresis cao hơn ở các biến áp ở tần số thấp chủ yếu là do đặc tính của hiệu ứng hysteresis chính nó, chứ không phải do bão hòa tần số thấp. Dưới đây là giải thích chi tiết:

Khái niệm Cơ bản về Tổn thất Hysteresis

Tổn thất hysteresis là sự mất năng lượng xảy ra trong lõi biến áp do sự lật ngược của các miền từ trong quá trình từ hóa. Độ lớn của tổn thất hysteresis phụ thuộc vào diện tích của vòng hysteresis, đại diện cho đường cong từ hóa. Diện tích vòng hysteresis lớn hơn dẫn đến tổn thất hysteresis cao hơn.

Lý do cho Tổn thất Hysteresis Cao hơn ở Tần số Thấp

Diện tích Vòng Hysteresis Lớn hơn:

Ở tần số thấp, tần số từ hóa thấp hơn và sự thay đổi từ tính diễn ra chậm hơn trong mỗi chu kỳ. Điều này có nghĩa là các miền từ có nhiều thời gian hơn để lật ngược, dẫn đến diện tích vòng hysteresis lớn hơn.

Diện tích vòng hysteresis lớn hơn trực tiếp dẫn đến tăng tổn thất hysteresis.

Độ Sâu Từ Hóa Tăng:

Ở tần số thấp, trường từ thay đổi chậm hơn, làm tăng độ sâu từ hóa. Điều này có nghĩa là một phần lớn hơn của lõi tham gia vào quá trình từ hóa, tăng số lượng và phạm vi lật ngược miền, và do đó tăng tổn thất hysteresis.

Thay đổi Mức Độ Từ Tính Chậm Hơn:

Ở tần số thấp, tốc độ thay đổi của trường từ chậm hơn, dẫn đến thay đổi mức độ từ tính chậm hơn. Điều này gây ra sức cản lớn hơn cho việc lật ngược miền, khiến mỗi lần lật tiêu tốn nhiều năng lượng hơn.

Sự Khác Biệt với Bão hòa Tần số Thấp

Bão hòa Tần số Thấp: Bão hòa tần số thấp đề cập đến xu hướng mật độ thông lượng từ dễ đạt mức bão hòa hơn ở tần số thấp do sự thay đổi từ trường chậm hơn. Trong trạng thái bão hòa, độ thấm của lõi giảm và dòng điện từ hóa tăng mạnh. Tuy nhiên, điều này chủ yếu ảnh hưởng đến tổn thất dòng xoáy, không phải tổn thất hysteresis.

Tổn thất Hysteresis: Tổn thất hysteresis chủ yếu liên quan đến việc lật ngược các miền từ, không phải với việc mật độ thông lượng từ có đạt mức bão hòa hay không. Ngay cả trong điều kiện không bão hòa, tần số thấp vẫn có thể dẫn đến tăng tổn thất hysteresis.

Tóm tắt Các Yếu tố Ảnh hưởng

• Tần số Từ hóa: Ở tần số thấp, tần số từ hóa thấp hơn, cho các miền từ nhiều thời gian hơn để lật ngược, do đó tăng diện tích vòng hysteresis.

• Độ Sâu Từ hóa: Ở tần số thấp, độ sâu từ hóa tăng, kéo theo nhiều phần của lõi tham gia vào quá trình từ hóa.

• Thay đổi Mức Độ Từ Tính: Ở tần số thấp, sự thay đổi mức độ từ tính chậm hơn, tăng sức cản đối với việc lật ngược miền và năng lượng tiêu tốn cho mỗi lần lật.

Kết luận

Lý do chính khiến tổn thất hysteresis cao hơn ở các biến áp ở tần số thấp là diện tích vòng hysteresis lớn hơn, kết quả từ thời gian lật ngược miền từ tăng, độ sâu từ hóa tăng, và sự thay đổi mức độ từ tính chậm hơn. Mặc dù bão hòa tần số thấp cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất biến áp, nhưng nó chủ yếu ảnh hưởng đến tổn thất dòng xoáy, không phải tổn thất hysteresis.