Muuntajan tyhjäkäyntihäviöt yksityiskohtaisesti: määritelmä, syyt ja laskelmat.

Mikä on muuntajan tyhjäkäyntihäviö

Muuntajan tyhjäkäyntihäviöllä tarkoitetaan muuntajan kuluttamaa aktiivitehoa, kun muuntajan toisiokäämi on avokytketty ja ensiökäämitys käyttää nimellistaajuutta ja nimellisjännitettä. Toisin sanoen ilman kuormaa muuntaja itse, kun toiminta häviää. Kuormittamaton häviö koostuu pääasiassa rautahäviöstä ja kuormittamattomuusvirtahäviöstä.

Rautahäviö (ydinhäviö)

kun muuntajan ydin on vaihtelevassa sähkömagneettisessa kentässä, ydinmateriaali on vaihtelevan magneettivuon pyörrevirran ja hystereesivaikutuksen vuoksi, mikä johtaa energian menetykseen. Tämä osa häviöstä liittyy muuntajan suunnitteluun, jännitetasoon ja materiaaliominaisuuksiin, yleensä väistämättä.

Kuormittamaton virran menetys

kun muuntaja on kuormittamattomassa tilassa, vaikka kuormaa ei ole, mutta muuntajan kelan vuoksi virtaa edelleen virtaa, tätä osaa kuparihäviön tuottamasta virrasta kutsutaan kuormittamattomaksi virran häviöksi. Se liittyy muuntajan kelan tasavirtavastukseen ja virran kokoon.

Vaikka tyhjäkäyntihäviöt muodostavat yleensä vain pienen prosenttiosuuden kokonaishäviöistä, ne voivat silti vaikuttaa muuntajan kokonaishyötysuhteeseen erityisesti pitkäaikaisen käytön aikana.

Syyt muuntajan liiallisiin tyhjäkäyntihäviöihin

Muuntajan tyhjäkäyntihäviö on liian suuri, mikä yleensä osoittaa, että suunnittelussa tai toiminnassa on ongelmia, ja tärkeimmät syyt ovat:

Ydinmateriaalin huono laatu

Ytimen materiaali vaikuttaa suoraan hystereesiin ja pyörrevirtahäviöihin. Jos käytetyn ytimen materiaali, kuten piiteräslevyn laatu, on huono, hystereesihäviö ja pyörrevirtahäviö kasvavat, mikä johtaa tyhjäkäyntihäviön kasvuun.

Rautaydin on kohtuuton

Rautasydämen poikkipinta-ala, muoto, käsittelytekniikka ja muut tekijät vaikuttavat muuntajan magneettivuon jakautumiseen. Jos suunnittelu ei ole asianmukaista, rautasydän kyllästyy helposti, mikä puolestaan lisää häviötä.

Jännitteen vaihtelu on liian suurta

Kuormitushäviö liittyy muuntajan ensiöpuolelle syötettyyn jännitteeseen. Kun jännitteen vaihtelu on suurta, magneettivuon tiheys rautasydämessä muuttuu, mikä johtaa suurempiin rautahäviöihin. Jos todellinen jännite on suurempi kuin nimellisjännite, häviö kasvaa eksponentiaalisesti.

Rautaytimen käsittelyyn liittyvät laatuongelmat

Rautasydän käsittelyprosessissa, jos leikkaus on epätarkka, kerrosten välinen huono eristys tai rautalastujen huono kosketus, lisää hystereesihäviötä ja pyörrevirtahäviötä.

Muuntajan vanheneminen

Muuntajan toiminta-ajan kasvaessa rautasydämen eristyskyky ja magneettinen permeabiliteetti voivat heikentyä, mikä johtaa lisääntyneeseen tyhjäkäyntihäviöön.

Muuntajan tyhjäkäyntihäviön laskeminen

Muuntajan tyhjäkäyntihäviö koostuu pääasiassa rautahäviöstä ja tyhjäkäyntivirtahäviöstä, joista rautahäviö on tärkein osa.

Kuormittamattomuushäviön laskentakaava on seuraava.

tyhjäkäyntihäviö = k × P × G

Heidän joukossaan:

k: kuormittamattomuushäviön prosessikerroin, joka riippuu muuntajan suunnittelusta ja valmistusprosessista;

P: yksikköhäviö, joka määräytyy yleensä materiaalin ominaisuuksien perusteella;

G: rautasydämen paino, joka riippuu muuntajan tilavuudesta ja materiaalista.

Yksityiskohtainen laskelma rautahäviöstä:

Rautahäviö koostuu pääasiassa hystereesihäviöstä ja pyörrevirtahäviöstä, kaava on:

Heidän joukossaan:

kn ja kw: vakio;

f: muuntajan ulkoisen jännitteen taajuus;

Bm : suurin vuontiheys rautasydämessä;

n: Shteinmetzin vakio, yleensä 2,5-3,5.

Tämä tarkoittaa, että kuormittamaton häviö liittyy läheisesti syötetyn jännitteen suuruuteen, taajuuteen ja ydinmateriaalin suorituskykyyn. Jännitteen vakauden säilyttäminen ja korkealaatuisten ydinmateriaalien valitseminen käytön aikana on avain kuorman tyhjäkäyntihäviöiden hallintaan.