Mi a transzformátor minősítése és működési jellemzői részletesen

1. Névleges feszültség 【U1N】【U2N】.

Elsődleges oldali névleges feszültség [U1N]: a normál üzemi feszültség effektív értékében megadott szigetelési szilárdság és megengedett hő alapján.

Másodlagos névleges feszültség [U2N]: az elektromos rendszerben, amikor a névleges feszültség elsődleges oldala, a terhelés nélküli feszültség effektív értékének szekunder oldala; a műszerekben, amikor a névleges feszültség elsődleges oldala, a névleges terhelés feszültség effektív értékének szekunder oldala.

2. Névleges áram [I1N] [I2N]

Névleges áram 【I1N】【I2N】: az elsődleges és másodlagos tekercseken folyamatos működés közben áthaladó áram maximális effektív értékére utal.

3. Névleges kapacitás 【SN】

Névleges kapacitás 【SN】 = 【U2N】 × 【I2N】.

A névleges feszültség és a névleges áram szorzatának első és második oldalára, azaz a névleges látszólagos teljesítményükre vonatkozik. A névleges teljesítmény a transzformátor elektromos teljesítményt továbbító képességét tükrözi, de a tényleges kimenő teljesítmény és a névleges teljesítmény nem tévesztendő össze.

Például:

Egy transzformátor névleges teljesítménnyel [SN] = 1000 kVA:

Ha a terhelés teljesítménytényezője 1, a maximális kimenő aktív teljesítmény 1000 kW.

Ha a terhelés teljesítménytényezője 0,7, a maximális aktív teljesítmény P = 1000 × 0,7 = 700 kW.

A transzformátor tényleges kimenő teljesítménye a szekunder oldalon lévő terhelés méretétől és jellegétől függ.

4. Névleges frekvencia [fN]

Névleges frekvencia [fN]: a transzformátorra utal, amelyet a teljesítményfrekvenciához kell csatlakoztatni. A mi villamosenergia-rendszerünk szabványos frekvenciája 50 Hz.

Ideális esetben a transzformátor működési elvének elemzése és a fő fizikai mennyiségek szerepének kiemelése érdekében figyelmen kívül hagyjuk a primer és szekunder tekercseket az ellenállásban és a szivárgó elektromotoros erőben a tényleges munkára.

A gyakorlatban a transzformátor terhelés alatt működik, és a terhelés növekedésével az ellenállás feszültségesése és a szivárgó elektromotoros erő az elsődleges és a szekunder tekercseken megnő, ami a szekunder tekercs kapocsfeszültségének [U2] csökkenését eredményezi. Amikor a transzformátor primer tekercsfeszültségének [U1] és a terhelés teljesítménytényezőjének [cosψ] kell lennie, a szekunder tekercsfeszültséget [U2] a terhelésáram-változási görbével a transzformátor külső jellemzőinek nevezik.

Transzformátor ellenállásos és induktív külső jelleggörbe diagramja

Ellenállásos és induktív terhelések esetén a külső jelleggörbe lefelé meredek, és minél kisebb az induktív terhelés teljesítménytényezője, annál gyorsabban csökken a feszültség [U2]. A transzformátor külső karakterisztikájának változásának mértéke a feszültség [△U%] változásának mértékével fejezhető ki.

A feszültségváltozási sebesség a transzformátorra utal a terhelés nélküli terhelésről a teljes terhelésre, a változás összegének szekunder oldali feszültségére [U2] és a terhelés nélküli szekunder oldali feszültség [U20] százalékára. Általában a nagyobb kapacitású transzformátor feszültségváltozási sebessége kisebb, a teljesítménytranszformátor feszültségváltozási sebessége általában körülbelül 5%, míg a kis transzformátorok feszültségváltozási sebessége akár 20% is lehet.

A háztartási konnektorokban a feszültség a hálózati transzformátorból származik, ezért a feszültség nem állandó 220 V, hanem méréskor ingadozik. A feszültségingadozás mértéke fontos műszaki mutató, amely befolyásolja az áramellátás minőségét.

5. Transzformátor hatásfok és veszteség

A teljesítmény átvitele során az elsődleges és másodlagos tekercsek és a vasmag az energia egy részét, azaz a tekercsek rézveszteségét [△PCu] és a vasmag vasveszteségét [△PFe] fogyasztja, így a kimenő teljesítmény valamivel kisebb lesz, mint a bemenő teljesítmény.

Transzformátor hatékonysága [η

A transzformátor hatásfokát a kimeneti teljesítmény [P2] és a bemeneti teljesítmény [P1] hányadosaként határozzák meg, és általában százalékban fejezik ki.

Ha nincs terhelés, bár [P2] = 0, de [△PCu] ≠ 0 és [△PFe] ≠ 0, így [η] = 0. A terhelés növekedésével a [η] hatékonysága először nő, de a rézveszteség miatt a növekedéssel arányos áram négyzetével a terhelés hatékonysága a maximális érték előtt eléri, majd csökkenni kezd.

Transzformátor hatásfok és terhelési áram [I2] kapcsolati görbe

A névleges terhelésben a kis transzformátor hatékonysága körülbelül 60%-90%, a nagy teljesítményű transzformátorok hatékonysága 96%-99%. A könnyű terhelés hatékonysága azonban alacsonyabb, ezért a transzformátor kapacitását ésszerűen kell kiválasztani, hogy elkerüljék a hosszú távú könnyű terhelést vagy a terhelés nélküli működést.