變壓器中的功率損耗

變壓器的主要特性主要是繞組電壓和變壓器傳輸的功率。從一個繞組到另一個繞組的功率傳輸是通過電磁方式完成的,而從主電源提供給變壓器的部分功率在變壓器中丟失了。功率損失的部分稱為損耗。

當電力通過變壓器傳輸時,由於變壓器兩端的壓降由短路電阻決定,因此次級繞組兩端的電壓會隨著負載的變化而變化。變壓器中的功率損耗和短路電壓也是重要的特性。它們決定了變壓器的效率和電網的運行模式。

變壓器中的功率損耗是變壓器設計經濟性的主要特徵之一。總歸一化損耗包括空載損耗 (XX) 和短路損耗 (SC)。在空載(無負載連接)時,當電流僅流過連接到電源的線圈,而其他線圈中沒有電流時,網絡消耗的功率用於在無-產生磁通量負載,即用於磁化由變壓器鋼片組成的磁路。在某種程度上 交流電改變方向, 那麼磁通量的方向也會改變。這意味著鋼交替地被磁化和去磁。當電流從最大值變為零時,鋼被退磁,磁感應強度降低,但有一定的延遲,即退磁變慢(當電流為零時,電感不為零點n)。磁化反轉的延遲是鋼對基本磁體重新定向的抵抗力的結果。

反轉電流方向時的磁化曲線形成所謂的 遲滯電路,這對於每個等級的鋼都是不同的,並且取決於最大磁感應強度 Wmax。環路覆蓋的區域對應於磁化消耗的功率。隨著鋼在磁化反轉過程中升溫,提供給變壓器的電能轉化為熱量並耗散到周圍空間,即已經無可挽回地丟失了。這在物理上是失去了反轉磁化的能量。

除了磁通流過磁路時的磁滯損耗外, 渦流損耗……如您所知,磁通量會產生電動勢 (EMF),它不僅會在位於磁路核心的線圈中產生電流,還會在金屬本身中產生電流。渦流在鋼的位置以垂直於磁通量方向的方向在閉環(渦流運動)中流動。為了減少渦流,磁路由單獨的絕緣鋼板組裝而成。在這種情況下,板材越薄,基本電動勢越小,由此產生的渦流也越小,即渦流造成的功率損失更少。這些損失也會使磁路升溫。為了減少渦流、損耗和發熱,增加 電阻 通過將添加劑引入金屬中來鋼。

對於每個變壓器,材料的消耗必須是最優的。對於磁路中給定的感應,其大小決定了變壓器的功率。所以他們試圖在磁路的核心部分使用盡可能多的鋼,即。與選定的外部尺寸填充因子 kz 必須是最大的。這是通過在鋼板之間應用最薄的絕緣層來實現的。目前,鋼材在鋼材生產過程中採用薄的耐熱塗層,使得kz=0.950.96成為可能。

在變壓器的生產中,由於對鋼材進行了各種工藝操作,其成品結構的質量有一定程度的下降,結構損失比加工前的原始鋼材增加了約2550%(當使用捲鋼並壓制無螺柱的磁鏈)。

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