모든 종류의 전기 장비는 장기 작동 중에 손실을 경험하며 전력 변압기도 예외는 아닙니다. 전력 변압기의 손실에서, 그들은 주로 구리 손실과 철 손실의 두 부분으로 나뉩니다.
구리 손실
정의와 원리
구리는 변압기에서 중요한 역할을합니다. 변압기의 권선은 일반적으로 구리 와이어를 사용하며 변압기의 "구리 손실"은 구리 와이어에 의해 생성 된 손실입니다. 변압기의 "구리 손실"은 하중 손실이라고도합니다. 소위 하중 손실은 가변 손실이며 변경됩니다. 변압기가 하중 하에서 작동 할 때, 전류가 와이어를 통과 할 때 저항이있어 저항 손실이 발생합니다. Joule의 법칙에 따르면, 전류 가이 저항을 통과하면 Joule 열이 생성되고 전류가 클수록 전력 손실이 커집니다. 따라서, 저항 손실은 전류의 제곱에 비례하며 전압과 관련이 없습니다. 정확히 전류의 크기에 따라 변하기 때문에 구리 손실 (하중 손실)은 가변 손실이며 변압기 작동 중 주요 손실이기도합니다.
영향 요인
전류 크기 : 위에서 언급 한 바와 같이, 구리 손실은 전류의 제곱에 비례하므로 전류의 크기는 구리 손실에 영향을 미치는 핵심 요소입니다.
와인딩 저항 : 와인딩의 저항은 구리 손실에 직접적인 영향을 미칩니다. 저항이 클수록 구리 손실이 높아집니다.
코일 층의 수 : 코일 층의 수가 많을수록 전류가 권선에서 흐르는 경로가 길고 그에 따라 저항이 증가하여 구리 손실이 증가합니다.
스위칭 주파수 : 변압기의 구리 손실에 대한 스위칭 주파수의 영향은 변압기의 분포 매개 변수 및 하중 특성과 직접 관련이 있습니다. 부하 특성 및 분포 매개 변수가 함께 유도 특성을 나타내는 경우, 스위칭 주파수가 증가함에 따라 구리 손실이 감소합니다. 그것들이 함께 용량 성 특성을 나타내면, 스위칭 주파수가 증가함에 따라 구리 손실이 증가합니다.
온도 영향 : 부하 손실은 또한 변압기의 온도에 의해 영향을받습니다. 동시에, 하중 전류로 인한 누설 자기 플럭스는 와인딩 외부의 금속 부품에서 와인딩에서 와인딩 및 길 잃은 손실을 생성합니다.
계산 방법
두 가지 계산 공식이 있습니다.
정격 전류 및 저항을 기반으로 한 공식 :
구리 손실 (단위 : KW)=I² × RC × ΔT
I가 변압기의 정격 전류 인 RC는 구리선의 저항이며, ΔT는 변압기의 작동 시간입니다.
정격 전류 및 총 구리 저항을 기반으로 한 공식 : 구리 손실=I² × R
여기서 I는 변압기의 정격 전류를 나타내고 R은 변압기의 총 구리 저항을 나타냅니다. 변압기의 총 구리 저항 R은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.
R = (R1 + R2) / 2
여기서 R1은 변압기의 1 차 구리 저항을 나타내고 R2는 변압기의 2 차 구리 저항을 나타낸다.
구리 손실을 줄이는 방법
변압기 권선의 단면적을 증가시킵니다. 도체 저항을 줄여 변압기의 구리 손실을 효과적으로 줄입니다.
구리 호일 또는 알루미늄 호일과 같은 고품질 도체 재료를 사용하여 와인딩 저항을 줄입니다.
변압기의 광 부하 작동 시간을 줄이기 : 변압기의 광선 작동 시간의 비율을 제한하는 것은 변압기의 구리 손실을 줄이는 데 유리합니다.
철 손실
정의와 원리
구리 손실과는 달리 변압기의 철 손실은 와인딩 및 전류의 크기와 같은 요인과 관련이 없습니다. 이름에서 알 수 있듯이 철 손실은 철과 관련이 있으며 철 코어에 의해 생성됩니다. 변압기의 철 손실은 변압기의 전체 부하 및 제로 부하 상태에 존재하며 변압기의 고정 손실이기 때문에 "무부질 손실"이라고도합니다. 그러나 하중에서 전기장 강도가 감소함에 따라 전력 손실이 감소합니다.
분류
변압기의 철 손실은 히스테리시스 손실 및 와상 전류 손실로 나뉩니다.
● 히스테리시스 손실 변압기의 작동 원리는 전압 변환 및 전류 변화를 달성하기위한 전자기 유도의 원리에 기초합니다. 변압기의 자기 플럭스는 철 코어에서 흐릅니다. 철 코어는 도체가 전류에 대한 저항성을 갖는 것처럼 자기 플럭스에 대한 자기 저항을 가지며 열도 생성됩니다. 이러한 손실을 "히스테리시스 손실"이라고합니다.
● 에디 전류 손실 변압기의 1 차 권선 후에 통전 한 후 코일로 생성 된 자기 플럭스가 철 코어에서 흐릅니다. 철 코어 자체는 또한 도체이기 때문에, 자기장 라인에 수직 인 평면에서 유도 된 전자력이 생성 될 것이다. 이 전자 힘은 철 코어의 단면에 폐쇄 루프를 형성하고 소용돌이와 같은 전류를 생성하므로 "에디 전류"라고합니다. 이 와상 전류에 의해 생성 된 손실을 "에디 전류 손실"이라고합니다. 철 코어가 얇은 시트로 만들어지는 에디 전류를 생성하기 때문에 정확하게는 얇기 때문에 저항이 커지고 전류가 작기 때문입니다.
영향 요인
작동 전압 및 주파수 : 철 손실은 변압기의 작동 전압 및 주파수와 관련이 있습니다. 이러한 요소는 철 코어에서 자기장 강도 및 히스테리시스 현상에 영향을 미치기 때문입니다.
철 코어 재료 : 철 코어 재료의 히스테리시스 특성은 철 손실의 크기에 영향을 미칩니다. 선택된 철 코어 재료가 좋지 않으면 히스테리시스 손실이 증가합니다.
제조 공정 : 변압기의 제조 공정은 또한 철 손실에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 철 코어, 절연 처리 등의 라미네이션 방법은 모두 철 손실의 크기에 영향을 미칩니다.
계산 방법
정격 전류 및 히스테리시스 및 저항 손실을 기반으로하는 공식 :
철 손실 (단위 : KVA)=i² × (RM + RA)
내가 변압기의 정격 전류 인 경우, RM은 철 코어의 히스테리시스 손실이며, RA는 철 코어의 저항 손실입니다.
일정한, 자기 플럭스 밀도 및 작동 주파수를 기반으로하는 공식 :
p _ 철=kf × (bm)^2 × f
P _ 철은 철 손실, KF는 일정하고 BM은 자기 플럭스 밀도이며 F는 변압기의 작동 주파수입니다.
철 손실을 줄이는 방법
고품질 철 코어 재료 선택 : 히스테리시스 손실이 적은 철 코어 재료를 선택하여 변압기의 철 손실을 줄일 수 있습니다.
제조 공정 최적화 : 철 코어, 단열 처리 및 기타 제조 공정의 라미네이션 방법을 개선하여 철 손실을 줄입니다.
합리적인 설계 : 변압기의 설계 단계에서 구조 설계 및 매개 변수 선택을 최적화하여 철 손실을 줄입니다.
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