Qualsiasi apparecchiatura elettrica subirà perdite durante il funzionamento a lungo termine e i trasformatori di alimentazione non fanno eccezione. Nelle perdite di un trasformatore di potenza, sono principalmente divisi in due parti: perdita di rame e perdita di ferro.
Perdita di rame
Definizione e principio
Il rame svolge un ruolo importante in un trasformatore. Gli avvolgimenti di un trasformatore di solito usano fili di rame e la "perdita di rame" nel trasformatore è la perdita generata dai fili di rame. La "perdita di rame" di un trasformatore è anche chiamata perdita di carico. La cosiddetta perdita di carico è una perdita variabile ed è modificabile. Quando il trasformatore funziona sotto carico, vi è resistenza quando la corrente passa attraverso il filo, con conseguente perdita di resistenza. Secondo la legge di Joule, quando la corrente attraversa questa resistenza, verrà generato il calore di Joule e maggiore è la corrente, maggiore è la perdita di potenza. Pertanto, la perdita di resistenza è proporzionale al quadrato della corrente e non ha nulla a che fare con la tensione. È proprio perché cambia con l'entità della corrente che la perdita di rame (perdita di carico) è una perdita variabile ed è anche la perdita principale durante il funzionamento del trasformatore.
Fattori influenzanti
Magnitudine di corrente: come menzionato sopra, la perdita di rame è proporzionale al quadrato della corrente, quindi l'entità della corrente è un fattore chiave che colpisce la perdita di rame.
Resistenza all'avvolgimento: la resistenza dell'avvolgimento influisce direttamente sulla perdita di rame. Maggiore è la resistenza, maggiore è la perdita di rame.
Numero di strati di bobina: maggiore è il numero di strati di bobina, più lungo è il percorso affinché la corrente fluisca nell'avvolgimento e la resistenza aumenterà di conseguenza, con conseguente aumento della perdita di rame.
Frequenza di commutazione: l'influenza della frequenza di commutazione sulla perdita di rame del trasformatore è direttamente correlata ai parametri distribuiti del trasformatore e alle caratteristiche di carico. Quando le caratteristiche di carico e i parametri distribuiti mostrano una caratteristica induttiva, la perdita di rame diminuisce all'aumentare della frequenza di commutazione; Quando insieme mostrano una caratteristica capacitiva, la perdita di rame aumenta all'aumentare della frequenza di commutazione.
Influenza della temperatura: la perdita di carico è anche influenzata dalla temperatura del trasformatore. Allo stesso tempo, il flusso magnetico di dispersione causato dalla corrente di carico genererà perdita di corrente parassita nell'avvolgimento e la perdita vagante nelle parti metalliche al di fuori dell'avvolgimento.
Metodi di calcolo
Esistono due formule di calcolo:
Formula basata sulla corrente e sulla resistenza nominale:
Ropper Loss (unità: kw)=i² × rc × Δt
Dove i è la corrente nominale del trasformatore, RC è la resistenza del filo di rame e Δt è il tempo di funzionamento del trasformatore.
Formula basata sulla corrente nominale e sulla resistenza al rame totale:
Perdita di rame=i² × r
Dove rappresenta la corrente nominale del trasformatore e r rappresenta la resistenza totale di rame del trasformatore.
La resistenza al rame totale R del trasformatore può essere calcolata con la seguente formula:
R = (R1 + R2) / 2
Laddove R1 rappresenta la resistenza del rame sul lato primario del trasformatore e R2 rappresenta la resistenza del rame sul lato secondario del trasformatore.
Metodi per ridurre la perdita di rame
Aumenta l'area trasversale dell'avvolgimento del trasformatore: ridurre la resistenza del conduttore, riducendo così efficacemente la perdita di rame del trasformatore.
Utilizzare materiali di conduttore di alta qualità: come un foglio di rame o un foglio di alluminio per ridurre la resistenza dell'avvolgimento.
Ridurre il tempo di funzionamento del carico chiaro del trasformatore: limitare la proporzione del tempo di funzionamento del carico chiaro del trasformatore è utile per ridurre la perdita di rame del trasformatore.
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