خسائر عدم تحميل المحولات بالتفصيل: التعريف والأسباب والحسابات

ما هو فقدان المحول عند عدم التحميل

يشير فقدان المحول في حالة عدم وجود حمل إلى الطاقة النشطة التي يستهلكها المحول عندما يكون الملف الثانوي للمحول مفتوح الدائرة ويطبق الملف الأولي التردد المقدر والجهد المقدر. وهذا هو، في حالة عدم وجود حمل، المحول نفسه عند تشغيل الخسارة. يتكون فقدان عدم التحميل بشكل أساسي من فقدان الحديد وفقدان التيار بدون حمل.

فقدان الحديد (فقدان القلب))

عندما يكون قلب المحول في المجال الكهرومغناطيسي المتناوب، فإن المادة الأساسية ستكون بسبب تيار الدوامة المغناطيسية المتناوبة وتأثير التباطؤ، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة. ويرتبط هذا الجزء من الفقد بتصميم المحول ومستوى الجهد وخصائص المواد، وعادةً ما يكون هذا الجزء من الفقد لا يمكن تجنبه.

فقدان التيار بدون حمل

عندما يكون المحول في حالة عدم التحميل، على الرغم من عدم وجود حمل، ولكن بسبب ملف المحول لا يزال يتدفق التيار، يسمى هذا الجزء من التيار الناتج عن فقدان النحاس بفقدان تيار عدم التحميل. وهو مرتبط بمقاومة التيار المستمر لملف المحول وحجم التيار.

على الرغم من أن خسائر عدم التحميل عادة ما تمثل نسبة مئوية صغيرة من إجمالي الخسائر، إلا أنها يمكن أن تؤثر على الكفاءة الكلية للمحولات، خاصة أثناء التشغيل على المدى الطويل.

أسباب الفقد الزائد للمحول في حالة عدم التحميل

عادةً ما يشير فقدان المحول في حالة عدم التحميل الكبير جدًا إلى وجود مشاكل في التصميم أو التشغيل، وتشمل الأسباب الرئيسية ما يلي:

رداءة جودة المواد الأساسية

تؤثر مادة القلب بشكل مباشر على التباطؤ وخسائر التيار الدوامي. إذا كانت المواد الأساسية المستخدمة مثل جودة صفائح الفولاذ السيليكونية رديئة، فإن فقدان التباطؤ وفقدان التيار الدوامي سيزداد، مما يؤدي إلى ارتفاع فقدان عدم التحميل.

تصميم القلب الحديدي غير معقول

ستؤثر مساحة المقطع العرضي لقلب الحديد وشكله وتكنولوجيا المعالجة وعوامل أخرى على توزيع التدفق المغناطيسي للمحول. إذا لم يكن التصميم مناسبًا، فإن القلب الحديدي يتشبع بسهولة، مما يزيد بدوره من الخسارة.

تذبذب الجهد كبير جداً

يرتبط فقدان عدم التحميل بالجهد المطبق على الجانب الابتدائي للمحول. عندما يكون تذبذب الجهد كبيرًا، ستتغير كثافة التدفق المغناطيسي في القلب الحديدي، مما يؤدي إلى زيادة فقد الحديد. إذا كان الجهد الفعلي أعلى من الجهد المقنن، سيزداد الفقد أضعافًا مضاعفة.

مشاكل جودة معالجة لب الحديد

سيزيد قلب الحديد في عملية المعالجة، إذا كان هناك قطع غير دقيق، أو عزل سيئ بين الطبقات أو تلامس ضعيف لرقائق الحديد، من فقدان التباطؤ وفقدان التيار الدوامي.

تقادم المحول

المحول مع زيادة وقت التشغيل، قد ينخفض أداء العزل والنفاذية المغناطيسية للقلب الحديدي، مما يؤدي إلى زيادة فقدان عدم التحميل.

كيفية حساب فقدان المحول عند عدم التحميل

يتكون فقدان المحول عند عدم التحميل بشكل أساسي من فقدان الحديد وفقدان التيار عند عدم التحميل، والذي يمثل فقدان الحديد الجزء الرئيسي منه.

فيما يلي معادلة حساب خسارة عدم التحميل.

فقدان عدم التحميل = k × P × G

من بينها:

k: معامل عملية عدم فقدان الحمل، اعتمادًا على تصميم المحول وعملية تصنيعه;

P: فقدان الوحدة، وعادةً ما يتم تحديده من خلال خصائص المادة;

G: وزن القلب الحديدي، اعتمادًا على حجم المحول ومادته.

الحساب التفصيلي لفقدان الحديد:

يتكون فقد الحديد بشكل أساسي من فقد التباطؤ وفقد التيار الدوامي ، والمعادلة هي:

من بينها:

ك ن و ك و: ثابت;

f: تردد الجهد الخارجي للمحول الخارجي;

Bm: كثافة التدفق القصوى في القلب الحديدي;

n: ثابت شتاينميتز، عادةً 2.5 إلى 3.5.

وهذا يعني أن فقدان عدم التحميل يرتبط ارتباطًا وثيقًا بحجم الجهد المطبق والتردد وأداء المادة الأساسية. إن الحفاظ على ثبات الجهد واختيار مواد أساسية عالية الجودة أثناء التشغيل هو المفتاح للتحكم في خسائر عدم التحميل.