Izračunavanje gubitaka u epoksi lijevanom suhom trakcijskom ispravljačkom transformatoru ključan je aspekt i za proizvođače i za korisnike. Kao dobavljač epoksidnih lijevanih suhih vučnih ispravljačkih transformatora, razumijem važnost točnog određivanja ovih gubitaka. U ovom blogu istražit ću razne vrste gubitaka koji se javljaju u takvim transformatorima i metode za njihov izračun.
Vrste gubitaka u epoksi lijevanim suhim vučnim ispravljačkim transformatorima
1. Gubici jezgre
Gubici u jezgri, također poznati kao gubici u željezu, su gubici koji se javljaju u jezgri transformatora. Ti se gubici uglavnom sastoje od gubitka zbog histereze i gubitka na vrtložne struje.
-
Gubitak histereze: Gubitak histereze uzrokovan je preokretom magnetizacije u jezgri transformatora. Kada magnetsko polje u jezgri promijeni smjer, magnetske domene u materijalu jezgre moraju se ponovno poravnati. Ovaj proces ponovnog usklađivanja zahtijeva energiju koja se rasipa kao toplina. Gubitak zbog histereze može se izračunati pomoću Steinmetzove formule:
[P_h = k_h f B_m^{n} V]
gdje je (P_h) gubitak histereze, (k_h) je Steinmetzova konstanta, koja ovisi o materijalu jezgre, (f) je frekvencija izmjenične struje, (B_m) je maksimalna gustoća magnetskog toka u jezgri, (n) je Steinmetz eksponent (obično između 1,5 i 2,5), a (V) je volumen jezgre. -
Gubitak vrtložne struje: Gubitak vrtložne struje nastaje zbog induciranih struja, koje se nazivaju vrtložne struje, u jezgri transformatora. Te struje generira promjenjivo magnetsko polje i teku u zatvorenim krugovima unutar jezgre. Gubitak vrtložne struje može se izračunati pomoću sljedeće formule:
[P_e = k_e f^{2} B_m^{2} t^{2} V]
gdje je (P_e) gubitak vrtložne struje, (k_e) konstanta povezana s materijalom jezgre i njegovim otporom, (t) je debljina slojeva jezgre.
Ukupni gubitak u jezgri (P_{core}) zbroj je gubitka zbog histereze i gubitka zbog vrtložne struje:
[P_{core}=P_h + P_e]
2. Gubici bakra
Gubici bakra nastaju u namotima transformatora zbog otpora bakrenih vodiča. Kada struja teče kroz namote, snaga se rasipa kao toplina prema Jouleovom zakonu. Gubitak bakra može se izračunati pomoću formule:
[P_{cu}=I^{2}R]
gdje je (P_{cu}) gubitak bakra, (I) je struja koja teče kroz namot, a (R) je otpor namota.
U vučnom ispravljačkom transformatoru struja nije čisti sinusni val, već ima složen valni oblik zbog procesa ispravljanja. Stoga, da bismo točno izračunali gubitak bakra, moramo uzeti u obzir srednju kvadratnu (RMS) vrijednost struje. RMS vrijednost nesinusne struje (i(t)) tijekom perioda (T) dana je sa:
[I_{rms}=\sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}i^{2}(t)dt}]
Ukupni gubitak bakra u transformatoru s više namota zbroj je gubitaka bakra u svakom namotu.
3. Zalutali gubici
Zalutali gubici su dodatni gubici koje je teško precizno izračunati. Oni uključuju gubitke zbog tokova curenja, koji induciraju vrtložne struje u spremniku transformatora, strukturnim dijelovima i drugim vodljivim materijalima u blizini transformatora. Lutajući gubici mogu se procijeniti kao postotak ukupnih gubitaka opterećenja. Uobičajena aproksimacija je da su zalutali gubici oko 10% - 20% gubitaka bakra, ali ta vrijednost može varirati ovisno o dizajnu transformatora i radnim uvjetima.
Koraci izračuna
Korak 1: Odredite gubitak jezgre
- Prvo, dobijte svojstva materijala jezgre, kao što su Steinmetzova konstanta (k_h), Steinmetz eksponent (n) i otpor za izračun konstante gubitka vrtložne struje (k_e). Ova svojstva obično osigurava proizvođač materijala jezgre.
- Izmjerite ili izračunajte maksimalnu gustoću magnetskog toka (B_m) u jezgri. To se može odrediti iz konstrukcijskih parametara transformatora, kao što su broj zavoja, površina poprečnog presjeka jezgre i primijenjeni napon.
- Odredite frekvenciju (f) ulaznog napona i volumen (V) jezgre.
- Izračunajte gubitak zbog histereze i gubitak vrtložne struje pomoću gore navedenih formula, a zatim pronađite ukupni gubitak u jezgri.
Korak 2: Izračunajte gubitak bakra
- Izmjerite ili izračunajte otpor (R) svakog namota. Otpor se može mjeriti pomoću Wheatstoneovog mosta ili drugih uređaja za mjerenje otpora na određenoj temperaturi.
- Odredite efektivnu vrijednost struje koja teče kroz svaki namot. To može zahtijevati korištenje strujnih senzora i sustava za prikupljanje podataka za mjerenje trenutnog valnog oblika i zatim izračunavanje RMS vrijednosti.
- Izračunajte gubitak bakra za svaki namot koristeći formulu (P_{cu}=I^{2}R) i zbrojite ih kako biste dobili ukupni gubitak bakra.
Korak 3: Procijenite zalutale gubitke
Na temelju izračunatih gubitaka bakra, procijenite zalutale gubitke kao postotak (npr. 15%) ukupnih gubitaka bakra.
Korak 4: Izračunajte ukupne gubitke
Ukupni gubici (P_{ukupno}) u epoksidnom lijevanom suhom vučnom ispravljačkom transformatoru zbroj su gubitaka u jezgri, gubitaka u bakru i zaostalih gubitaka:
[P_{ukupno}=P_{core}+P_{cu}+P_{stray}]
Važnost izračuna gubitka
Precizan izračun gubitaka u epoksidnom lijevanom suhom vučnom ispravljačkom transformatoru od velike je važnosti. Prvo, gubici izravno utječu na učinkovitost transformatora. Transformator s velikim gubicima će trošiti više energije, što će rezultirati većim operativnim troškovima. Drugo, gubici stvaraju toplinu, što može uzrokovati porast temperature transformatora. Pretjerano povećanje temperature može oštetiti izolaciju namota i smanjiti životni vijek transformatora. Stoga, izračunavanjem gubitaka, možemo optimizirati dizajn transformatora kako bismo smanjili gubitke, poboljšali učinkovitost i osigurali pouzdan rad.
Kao dobavljač epoksi lijevanih suhih vučnih ispravljačkih transformatora, predani smo pružanju visokokvalitetnih proizvoda s malim gubicima. Naši transformatori dizajnirani su pomoću naprednih tehnologija i visokokvalitetnih materijala kako bi se smanjili gubici u jezgri i gubici bakra. Osim epoksidnih lijevanih suhih vučnih ispravljačkih transformatora, nudimo i druge vrste suhih transformatora, kao što suTransformator od lijevane smole od amorfne legureiSuhi pogonski izolacijski transformator. Možete kliknuti na poveznice kako biste saznali više o ovim proizvodima.
Ako ste zainteresirani za naše epoksi lijevane suhe vučne ispravljačke transformatore ili druge suhe transformatore i želite saznati više o izračunu gubitaka ili razgovarati o potencijalnoj nabavi, slobodno nas kontaktirajte. Radujemo se uspostavljanju dugoročne i obostrano korisne suradnje s vama.
Reference
- Osnove električnih strojeva, Stephen J. Chapman
- Inženjering transformatora: dizajn, tehnologija i dijagnostika, GK Dubey