In jeglichen elektrischen Geräten wird während des langfristigen Betriebs Verluste erleiden, und Stromtransformatoren sind keine Ausnahme. Bei den Verlusten eines Power -Transformators sind sie hauptsächlich in zwei Teile unterteilt: Kupferverlust und Eisenverlust.
Kupferverlust
Definition und Prinzip
Kupfer spielt eine wichtige Rolle in einem Transformator. Die Wicklungen eines Transformators verwenden normalerweise Kupferdrähte, und der "Kupferverlust" im Transformator ist der von den Kupferdrähten erzeugte Verlust. Der "Kupferverlust" eines Transformators wird auch als Lastverlust bezeichnet. Der sogenannte Lastverlust ist ein variabler Verlust und veränderlich. Wenn der Transformator unter Last arbeitet, gibt es Widerstand, wenn der Strom durch den Draht führt, was zu einem Widerstandsverlust führt. Nach dem joule -Gesetz wird, wenn der Strom diesen Widerstand durchläuft, Joule Wärme erzeugt und je größer der Strom ist, desto größer ist der Stromverlust. Daher ist der Widerstandsverlust proportional zum Quadrat des Stroms und hat nichts mit der Spannung zu tun. Gerade weil es sich mit der Größe des Stroms ändert, ist der Kupferverlust (Lastverlust) ein variabler Verlust und auch der Hauptverlust während des Betriebs des Transformators.
Einflussfaktoren
Stromgröße: Wie oben erwähnt, ist der Kupferverlust proportional zum Quadrat des Stroms, sodass die Größe des Stroms ein Schlüsselfaktor ist, der den Kupferverlust beeinflusst.
Wickelwiderstand: Der Widerstand der Wicklung wirkt sich direkt auf den Kupferverlust aus. Je größer der Widerstand ist, desto höher der Kupferverlust.
Anzahl der Spulenschichten: Je mehr die Anzahl der Spulenschichten, desto länger wird der Weg für den Strom in der Wicklung und der Widerstand entsprechend erhöht, was zu einem Anstieg des Kupferverlusts führt.
Schaltfrequenz: Der Einfluss der Schaltfrequenz auf den Kupferverlust des Transformators hängt direkt mit den verteilten Parametern des Transformators und den Lasteigenschaften zusammen. Wenn die Lasteigenschaften und verteilten Parameter zusammen ein induktives Merkmal aufweisen, nimmt der Kupferverlust mit zunehmender Schaltfrequenz ab. Wenn sie zusammen ein kapazitives Merkmal aufweisen, nimmt der Kupferverlust mit zunehmender Schaltfrequenz zu.
Temperatureinfluss: Der Lastverlust wird auch durch die Temperatur des Transformators beeinflusst. Gleichzeitig erzeugt der durch den Laststrom verursachte Leckage -Magnetfluss einen Wirbelstromverlust bei den Wickel- und Streunerverlust in den Metallteilen außerhalb der Wicklung.
Berechnungsmethoden
Es gibt zwei Berechnungsformeln:
Formel basierend auf Nennstrom und Widerstand:
Kupferverlust (Einheit: KW)=i² × RC × ΔT
Wo ich der Nennstrom des Transformators ist, ist RC der Widerstand des Kupferdrahtes und ΔT die Betriebszeit des Transformators.
Formel basierend auf Nennstrom und Gesamtkupferwiderstand:
Kupferverlust=i² × r
Wo ich den Nennstrom des Transformators darstellt und R den gesamten Kupferwiderstand des Transformators darstellt.
Der gesamte Kupferwiderstand R des Transformators kann durch die folgende Formel berechnet werden:
R = (R1 + R2) / 2
Wobei R1 den Kupferwiderstand auf der Primärseite des Transformators darstellt und R2 den Kupferwiderstand auf der Sekundärseite des Transformators darstellt.
Methoden zur Reduzierung des Kupferverlusts
Erhöhen Sie den Querschnittsbereich der Transformatorwicklung: Reduzieren Sie den Leiterwiderstand und verringern so den Kupferverlust des Transformators effektiv.
Verwenden Sie hochwertige Leitermaterialien: wie Kupferfolie oder Aluminiumfolie, um den Widerstand der Wicklung zu verringern.
Reduzieren Sie die leichte Betriebszeit des Transformators: Die Begrenzung des Anteils der Lichtlastbetriebszeit des Transformators ist vorteilhaft, um den Kupferverlust des Transformators zu verringern.
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