变压器中的功率损耗
变压器的主要特性主要是绕组电压和变压器传输的功率。从一个绕组到另一个绕组的功率传输是通过电磁方式完成的,而从主电源提供给变压器的部分功率在变压器中丢失了。功率损失的部分称为损耗。
当电力通过变压器传输时,由于变压器两端的压降由短路电阻决定,因此次级绕组两端的电压会随着负载的变化而变化。变压器中的功率损耗和短路电压也是重要的特性。它们决定了变压器的效率和电网的运行模式。
变压器中的功率损耗是变压器设计经济性的主要特征之一。总归一化损耗包括空载损耗 (XX) 和短路损耗 (SC)。在空载(无负载连接)时,当电流仅流过连接到电源的线圈,而其他线圈中没有电流时,网络消耗的功率用于在无-产生磁通量负载,即用于磁化由变压器钢片组成的磁路。在某种程度上 交流电改变方向, 那么磁通量的方向也会改变。这意味着钢交替地被磁化和去磁。当电流从最大值变为零时,钢被退磁,磁感应强度降低,但有一定的延迟,即退磁变慢(当电流为零时,电感不为零点n)。磁化反转的延迟是钢对基本磁体重新定向的抵抗力的结果。
反转电流方向时的磁化曲线形成所谓的 迟滞电路,这对于每个等级的钢都是不同的,并且取决于最大磁感应强度 Wmax。环路覆盖的区域对应于磁化消耗的功率。随着钢在磁化反转过程中升温,提供给变压器的电能转化为热量并耗散到周围空间,即已经无可挽回地丢失了。这在物理上是失去了反转磁化的能量。
除了磁通流过磁路时的磁滞损耗外, 涡流损耗……如您所知,磁通量会产生电动势 (EMF),它不仅会在位于磁路核心的线圈中产生电流,还会在金属本身中产生电流。涡流在钢的位置以垂直于磁通方向的方向在闭环(涡流运动)中流动。为了减少涡流,磁路由单独的绝缘钢板组装而成。在这种情况下,板材越薄,基本电动势越小,由此产生的涡流也就越小,即涡流造成的功率损失更少。这些损失也会使磁路升温。为了减少涡流、损耗和发热,增加 电阻 通过将添加剂引入金属中来钢。
对于每个变压器,材料的消耗必须是最优的。对于磁路中给定的感应,其大小决定了变压器的功率。所以他们试图在磁路的核心部分使用尽可能多的钢,即。与选定的外部尺寸填充因子 kz 必须是最大的。这是通过在钢板之间应用最薄的绝缘层来实现的。目前,钢材在钢材生产过程中采用薄的耐热涂层,使得kz=0.950.96成为可能。
在变压器的生产中,由于对钢材进行了各种工艺操作,其成品结构的质量有一定程度的下降,结构损失比加工前的原始钢材增加了约2550%(当使用卷钢并压制无螺柱的磁链)。