Samoin kuin sähkökone, myös muuntajan hyötysuhde määritellään samaksi kuin lähtötehon ja tulotehon suhde (hyötysuhde = lähtö / tulo). Sähkölaitteet, kuten muuntajat, ovat erittäin tehokkaita laitteita. Tiedämme, että niitä on erityyppisiä muuntajia saatavana markkinoilla sovelluksen perusteella, jossa näiden muuntajien täyden kuormituksen hyötysuhde on 95-98,5%. Kun muuntaja on erittäin tehokas, tulolla ja lähdöllä on melkein sama arvo. Siksi ei ole käytännöllistä laskea muuntajan hyötysuhdetta käyttämällä lähtöä / tuloa. Joten tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta muuntajan tehokkuudesta.
Mikä on muuntajan hyötysuhde?
Muuntajan tehokkuus voidaan määritellä muuntajan tehohäviöksi tai suuruudeksi. Siksi toissijaisen suhde käämitys lähdön ensiökäämin tehonsyöttöön. Tehokkuus voidaan kirjoittaa seuraavasti.
Muuntajan tehokkuus
Tehokkuus (η) = (teholähde / virransyöttö) X 100
Yleensä hyötysuhde voidaan merkitä merkinnällä η. Yllä oleva yhtälö soveltuu ihanteelliseen muuntajaan missä sitä ei ole muuntajahäviöt samoin kuin tulon koko energia siirtyy lähtöön.
Siksi, jos muuntajan häviöitä pidetään & jos muuntaja hyötysuhde analysoidaan käytännön tiloissa, seuraavaa yhtälöä tarkastellaan pääasiassa.
Tehokkuus = ((Virta O / P) / (Virta O / P + kuparihäviöt + ydinhäviöt)) × 100%
Tai muuten se voidaan kirjoittaa Tehokkuus = (teho i / p - häviöt) / teho i / p × 100
= 1− (Häviöt / i / p teho) × 100
Joten kaikki panos, o / p ja häviöt ilmaistaan pääasiassa tehona (watteina).
Muuntajan teho
Aina kun katsotaan ihanteellista muuntajaa ilman häviöitä, muuntajan teho on vakaa, koska jännite V kerrottuna virran I kautta on vakaa.
Joten primäärin teho on sama kuin toissijaisen teho. Jos muuntajan jännite kasvaa, virta pienenee. Vastaavasti, jos jännitettä pienennetään, virtaa lisätään niin, että lähtöteho voidaan pitää vakiona. Siksi ensisijainen teho on yhtä suuri kuin toissijainen teho.
PEnsisijainen= PToissijainen
VPMinäPcosϕP= VSMinäScosϕS
Missä ∅P& ∅sovat ensisijaisia ja sekundaarisia vaihekulmia
Muuntajan hyötysuhteen määrittäminen
Yleensä normaalin muuntajan hyötysuhde on erittäin korkea, se vaihtelee 96%: sta 99%: iin. Joten muuntajan tehokkuutta ei voida päättää suurella tarkkuudella mittaamalla tulo ja lähtö suoraan. Suurin ero tulojen ja lähtöjen ja instrumenttien syötteiden lukemissa on hyvin pieni, että instrumenttivirhe aiheuttaa muuntajan häviöiden 15%: n tilausten virheen.
Lisäksi ei ole kätevää ja kallista sisällyttää jännitteen ja tehokertoimen (PF) tarkkuusluokan olennaiset latauslaitteet muuntajan kuormitukseen. Tehohävikkiä on myös paljon, eikä testistä saada tietoa muuntajahäviöiden lukumäärästä, kuten rauta ja kupari.
Muuntajan häviöt voidaan määrittää tarkalla menetelmällä olisi laskea häviöt oikosulku- ja avoimen piirin testeistä, jotta tehokkuus voidaan määrittää
Avoimen piirin testistä voidaan määrittää rautahäviö, kuten P1 = P0 tai Wo
Oikosulkutestistä voidaan määrittää kuparihäviö täyskuormilla, kuten Pc = Ps tai Wc
Kuparin menetys kuormalla x kertaa täysi kuorma = I2kaksiR02=> xkaksiPc
Muuntajan hyötysuhde (η) = VkaksiMinäkaksiCosΦ / VkaksiMinäkaksiCosΦ + Pi + xkaksiPc
Edellä olevassa yhtälössä instrumentin lukemien tulos voidaan rajoittaa häviöihin yksinkertaisesti siten, että siitä voidaan saavuttaa yleinen hyötysuhde, joka on erittäin tarkka verrattuna suoralla kuormituksella saavutettuun hyötysuhteeseen.
Muuntajan suurin hyötysuhde
Tiedämme, että kuparihäviö = I12R1
Rautahäviö = Wi
Tehokkuus = 1 - Häviöt / panos
= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)
= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)
Erota yllä oleva yhtälö I1: n suhteen
dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)
Hyötysuhde on korkea, kun dη / dI1 = 0
Siksi muuntajan hyötysuhde on korkea
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Siksi muuntajan hyötysuhde on korkea, kun kupari- ja rautahäviöt ovat vastaavia.
Tehokkuus koko päivän ajan
Kuten edellä keskustelimme, muuntajan tavanomainen hyötysuhde voidaan antaa
Muuntajan tavallinen hyötysuhde = lähtö (wattia) / tulo (wattia)
Joissakin muuntajissa niiden suorituskyky ei kuitenkaan voi riippua niiden tehokkuudesta. Esimerkiksi jakelumuuntajissa niiden primaarit ovat aina jännitteisiä. Niiden sekundäärikäämit tuottavat kuitenkin pienen kuormituksen suurimman osan ajasta päivässä
Kun muuntajan toissijainen ei tuota mitään kuormitusta, sen jälkeen vain muuntajan ydinhäviöt ovat merkittäviä ja kuparihäviöitä ei ole.
Kuparihäviöt ovat merkittäviä vain, kun muuntajat on ladattu. Siksi näille muuntajille kuparin kaltaiset häviöt ovat enimmäkseen vähemmän tärkeitä. Muuntajan suorituskykyä voidaan siis verrata yhden päivän kulutetun energian perusteella.
Muuntajan koko päivän hyötysuhde on vähemmän aina verrattuna sen normaaliin hyötysuhteeseen.
Muuntajan tehokkuuteen vaikuttavat tekijät Sisällytä seuraavat
- Nykyinen lämmitysteho kelassa
- Indusoitu pyörrevirta Lämmitysvaikutus
- Iron Core -magnetisaatio.
- Fluxin vuoto
Kuinka parantaa muuntajan tehokkuutta?
Muuntajien tehokkuuden parantamiseksi on olemassa erilaisia menetelmiä, kuten silmukan pinta-ala, eristys, kelojen kestävyys ja vuon kytkentä.
Silmukka-alue
Eristys
Sydänlevyjen eristeen on oltava ihanteellinen pyörrevirtojen estämiseksi.
Ensisijaisen ja toissijaisen kelan vastus
Ensisijaisten ja toissijaisten kelojen materiaalin on oltava vakaa niin, että niiden sähköinen vastus on erittäin pieni.
Flux-kytkentä
Muuntajan molemmat kelat on kierrettävä siten, että kelojen välinen vuon kytkentä on äärimmäisen voimakasta, kun tehonsiirto kelasta toiseen tapahtuu vuon kytkemisen aikana.
Näin ollen kyse on yleiskatsauksesta muuntaja . Muuntajat ovat erittäin tehokkaita sähkölaitteita. Joten muuntajan hyötysuhde vaihtelee 95 prosentista 98,5 prosenttiin. Tässä on kysymys sinulle, mitä erilaisia muuntajia on saatavana markkinoilla?
