Las pérdidas del transformador en vacío en detalle: definición, causas y cálculos
Hora de publicación: 2024-09-30 14:39:24
Índice
Qué es la pérdida en vacío del transformador
La pérdida en vacío de un transformador se refiere a la potencia activa consumida por el transformador cuando el devanado secundario del transformador está en circuito abierto y el devanado primario aplica la frecuencia nominal y la tensión nominal. Es decir, en ausencia de carga, el propio transformador cuando el funcionamiento de la pérdida. La pérdida en vacío se compone principalmente de la pérdida de hierro y la pérdida de corriente en vacío.
Pérdida de hierro (pérdida de núcleo)
Cuando el núcleo del transformador está en el campo electromagnético alterno, el material del núcleo será debido a la corriente parásita de flujo magnético alterno y el efecto de histéresis, lo que resulta en la pérdida de energía. Esta parte de la pérdida está relacionada con el diseño del transformador, el nivel de tensión y las propiedades del material, y suele ser inevitable.
Pérdida de corriente en vacío
cuando el transformador está en el estado sin carga, aunque no hay carga, pero debido a la bobina del transformador sigue siendo el flujo de corriente, esta parte de la corriente generada por la pérdida de cobre se llama pérdida de corriente en vacío. Está relacionada con la resistencia de CC de la bobina del transformador y el tamaño de la corriente.
Aunque las pérdidas en vacío suelen representar un pequeño porcentaje de las pérdidas totales, pueden afectar a la eficiencia global del transformador, especialmente durante el funcionamiento a largo plazo.
Causas de las pérdidas excesivas del transformador en vacío
Una pérdida en vacío del transformador demasiado grande suele indicar que hay problemas en el diseño o el funcionamiento, entre las principales razones se incluyen:
Mala calidad del material del núcleo
El material del núcleo afecta directamente a las pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault. Si el material del núcleo utilizado, como la chapa de acero al silicio, es de mala calidad, aumentarán las pérdidas por histéresis y por corrientes de Foucault, lo que provocará un aumento de las pérdidas en vacío.
El diseño del núcleo de hierro no es razonable
El área de la sección transversal del núcleo de hierro, la forma, la tecnología de procesamiento y otros factores afectarán a la distribución del flujo magnético del transformador. Si el diseño no es adecuado, el núcleo de hierro se satura con facilidad, lo que a su vez aumenta las pérdidas.
La fluctuación de tensión es demasiado grande
Las pérdidas en vacío están relacionadas con la tensión aplicada al primario del transformador. Cuando la fluctuación de tensión es grande, la densidad de flujo magnético en el núcleo de hierro cambiará, lo que provocará un aumento de las pérdidas de hierro. Si la tensión real es superior a la nominal, la pérdida aumentará exponencialmente.
Problemas de calidad en el tratamiento del núcleo de hierro
El núcleo de hierro en el proceso de transformación, si hay un corte inexacto, un mal aislamiento entre capas o un mal contacto de las virutas de hierro, aumentará la pérdida por histéresis y la pérdida por corrientes parásitas.
Envejecimiento del transformador
Transformador con el aumento del tiempo de funcionamiento, el rendimiento del aislamiento y la permeabilidad magnética del núcleo de hierro puede disminuir, lo que resulta en un aumento de la pérdida en vacío.
Cómo calcular las pérdidas del transformador en vacío
La pérdida en vacío del transformador se compone principalmente de la pérdida de hierro y la pérdida de corriente en vacío, de las cuales la pérdida de hierro es la parte principal.
La fórmula para calcular la pérdida en vacío es la siguiente.
pérdida en vacío = k × P × G
Entre ellas:
k: coeficiente del proceso de pérdida en vacío, que depende del diseño y del proceso de fabricación del transformador;
P: pérdida unitaria, generalmente determinada por las propiedades del material;
G: peso del núcleo de hierro, en función del volumen y del material del transformador.
Cálculo detallado de la pérdida de hierro:
La pérdida de hierro se compone principalmente de la pérdida por histéresis y la pérdida por corrientes parásitas, la fórmula es:
Entre ellas:
kn y kw: constante;
f: la frecuencia de la tensión externa del transformador;
Bm : densidad de flujo máxima en el núcleo de hierro;
n: Constante de Shteinmetz, normalmente de 2,5 a 3,5.
Esto significa que la pérdida en vacío está estrechamente relacionada con el tamaño de la tensión aplicada, la frecuencia y el rendimiento del material del núcleo. Mantener la estabilidad de la tensión y seleccionar materiales de núcleo de alta calidad durante el funcionamiento es la clave para controlar las pérdidas en vacío.
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