Cales son as perdas do transformador?

A perda dun transformador de potencia inclúe principalmente a perda de cobre e a perda de ferro. Isto débese a que calquera equipo eléctrico producirá perdas durante un longo período de funcionamento, e os transformadores de potencia non son unha excepción.

Que é o dano do ferro?

A diferenza da perda por cobre, a perda por ferro dun transformador é independente de factores como o enrolamento e o tamaño da corrente. Desde o punto de vista do nome, o dano por ferro está estreitamente relacionado co ferro, xa que se produce no núcleo de ferro. A perda por ferro do transformador tamén se coñece como "perda sen carga", xa que a perda por ferro sempre existe no transformador, xa sexa a plena carga ou a carga cero, e pertence a unha perda fixa do transformador. Non obstante, durante o proceso de carga, a perda de potencia diminuirá coa diminución da intensidade do campo eléctrico.

Clasificación das perdas de ferro dos transformadores

A perda de ferro do transformador divídese en perda por histérese e perda por correntes de Foucault.

Perda por histérese

O principio de funcionamento do transformador baséase no principio da indución electromagnética para conseguir subidas e baixadas de tensión e cambios de corrente. O fluxo magnético no transformador flúe sobre o núcleo de ferro. O núcleo de ferro ten resistencia magnética ao fluxo magnético, do mesmo xeito que un condutor ten resistencia á corrente. Do mesmo xeito, tamén se xerará calor, e esta perda chámase "perda por histérese".

Perda por correntes de Foucault

Cando se aplica corrente ao enrolamento primario do transformador, o fluxo magnético xerado pola bobina flúe no núcleo de ferro. Debido a que o núcleo en si é un condutor, indúcese un potencial eléctrico nun plano perpendicular á liña de campo magnético. Este potencial crea un bucle pechado na sección transversal do núcleo, que á súa vez xera unha corrente eléctrica. Esta corrente actúa como un vórtice rotatorio, de aí o nome "vórtice". A perda causada polas correntes de Foucault chámase "perda por correntes de Foucault". É debido a que o núcleo crea correntes de Foucault que se converte nunha lámina delgada. Debido a que canto máis delgado é o núcleo, maior é a resistencia, menor é a corrente.

Factores que inflúen na perda de ferro do transformador

• Tensión e frecuencia de funcionamento: as perdas de ferro están relacionadas coa tensión e a frecuencia de funcionamento do transformador porque estes factores afectan á intensidade do campo magnético e á histérese no núcleo.
• Material do núcleo: As propiedades de histérese do material do núcleo afectarán á magnitude da perda de ferro. Se o material do núcleo non se selecciona ben, a perda por histérese aumentará.
• Proceso de fabricación: O proceso de fabricación do transformador tamén ten un certo impacto na perda de ferro. Por exemplo, o método de laminación do núcleo, o tratamento de illamento, etc. afectarán o tamaño da perda de ferro.

Como reducir a perda de ferro do transformador?

• Escolla un material de núcleo de ferro de alta calidade: a selección dun material de núcleo de ferro con pequenas perdas por histérese pode reducir as perdas de ferro do transformador.
• Optimizar o proceso de fabricación: reducir a perda de ferro mellorando o método de laminación do núcleo, o tratamento do illamento e outros procesos de fabricación.
• Deseño razoable: na fase de deseño do transformador, as perdas de ferro redúcense optimizando o deseño estrutural e a selección de parámetros.

Perda de cobre

O cobre xoga un papel importante nos transformadores. Os fíos de cobre úsanse normalmente nos enrolamentos dos transformadores. A "perda de cobre" no transformador é a perda causada polos fíos de cobre. A "perda de cobre" do transformador tamén se denomina perda de carga. A chamada perda de carga é unha perda variable e cambia.

Cambia co cambio de corrente, a perda de cobre (perda de carga) é unha perda variable e tamén é a principal perda no funcionamento do transformador.

Factores que inflúen na perda de cobre do transformador

• Tamaño da corrente: como se mencionou anteriormente, a perda de cobre é proporcional ao cadrado da corrente, polo que o tamaño da corrente é o factor clave que afecta á perda de cobre.
• Resistencia do enrolamento: A resistencia do enrolamento afecta directamente á perda de cobre. Canto maior sexa a resistencia, maior será a perda de cobre.
• Número de capas da bobina: Cantas máis capas da bobina haxa, maior será o percorrido para que a corrente flúa no enrolamento e a resistencia aumentará en consecuencia, o que resultará nun aumento das perdas de cobre.
• Frecuencia de conmutación: O efecto da frecuencia de conmutación na perda de cobre do transformador está directamente relacionado cos parámetros de distribución e as características de carga do transformador. Cando as características de carga e os parámetros de distribución son indutivos, a perda de cobre diminúe a medida que aumenta a frecuencia de conmutación; cando son capacitivos, a perda de cobre aumenta a medida que aumenta a frecuencia de conmutación.
• Influencia da temperatura: A perda de carga tamén se ve afectada pola temperatura do transformador. Ao mesmo tempo, o fluxo de fuga causado pola corrente de carga producirá perdas por correntes de Foucault no enrolamento e perdas parásitas nas partes metálicas fóra do enrolamento.

Como reducir as perdas de cobre nun transformador?

• Aumentar a área da sección transversal do enrolamento do transformador: reducir a resistencia do condutor, reducindo así eficazmente a perda de cobre do transformador.
• Empregar materiais condutores de alta calidade: como lámina de cobre ou lámina de aluminio para reducir a resistencia do enrolamento.
• Reducir o tempo de funcionamento con carga lixeira do transformador: Limitar a proporción do tempo de funcionamento con carga lixeira do transformador axudará a reducir a perda de cobre do transformador.