변압기의 에너지 손실 유형 설명

추운날 비비면 손이 따뜻해지는거 아시죠? 그것은 마찰이 움직임을 열로 바꾸는 것입니다. 변압기 내부에서는 매우 유사한 일이 진행됩니다. 전기는 구리 코일을 통과해야 하며 전기 마찰과 같은 저항-을 겪게 됩니다. 이는 열을 밀어내고 붐을 일으키며 이는 조명이나 가전제품에 결코 전달되지 않는 에너지입니다. 엔지니어들은 그냥 그렇게 부르죠구리 손실(주로 전선은 일반적으로 구리이기 때문입니다).

그리고 이건 안정적이지 않아요. 변압기가 실제로 수행하는 작업의 양에 따라 증가합니다. 아무것도 하지 않고 그냥 연결했을 때보다 고속 충전을 할 때 휴대폰 충전기가 눈에 띄게 뜨거워지는 것을 느껴본 적이 있나요? 같은 거래-전류가 높을수록 "마찰"이 더 많아지고 열 낭비도 더 많아집니다. 결론: 수요가 증가하면 권선이 빠르게 가열됩니다.

디자이너들은 매우 확실한 해결책, 즉 더 두꺼운 전선으로 반격합니다. 도로를 넓혀서 교통체증이 많이 발생하지 않도록 하는 것이라고 생각하세요. 물론 변압기를 더 크고 더 비싸게 만들지만, 수치를 보면 더 시원하게 작동하고, 더 오래 지속되며, 낭비가 적은 제품이라면 그만한 가치가 있다는 것을 알 수 있습니다. 이는 솔직히 전체 전력 시스템이 100% 완벽하지 않은 이유를 알아내기 위한 출발점입니다.

구리 손실은 사용량에 따라 오지만, 아무것도 연결하지 않은 경우에도 항상 사라지는 또 다른 손실이 있습니다. 빨간 신호등에 앉아 엔진을 공회전하고 여전히 휘발유를 들이키는 자동차를 상상해 보십시오. Transformer도 같은 일을 합니다.-그냥 '깨어' 있고 준비 상태를 유지하기 위해 약간의 전력을 소비합니다. 우리는 이것을 부른다부하 손실 없음-또는철분 손실(와이어가 아닌 코어에서 발생하기 때문입니다)

코어는 기본적으로 자기장을 유도하기 위해 존재하는 특수 강철의 큰 스택입니다. 하지만 그 필드는 금속 내부에서도 튕겨져 나와 열을 생성합니다. 변압기가 전력망에 연결되어 있는 동안에는 항상 켜져 있으므로 집에서 전력이 약간 또는 톤에 관계없이 손실이 꽤 일정하게 유지됩니다-.

실제로 그 꾸준한 배경 열의 원인은 무엇입니까? 두 명의 큰 범인.

변화하는 자기장은 단지 핵을 정중하게 통과하는 것이 아니라-금속 내부에 작은 소용돌이 모양의 전기 고리를 휘젓습니다.와전류. 그들은 아무 쓸모도 없이 빙글빙글 돌아다니면서 미니 단락과 같은 일을 가열할 뿐입니다.

예전에는 견고한 철심이 -쉽게 형성되고 많은 에너지를 낭비하는 큰 소용돌이에 대한 악몽이었습니다. 수정? 코어를 초-강판으로 자르고 각각 절연체(예: 바니시)로 코팅합니다. 단단한 벽돌 하나가 아닌 카드 한 벌처럼 쌓으세요. 이러한 절연층은 큰 루프가 형성되는 것을 차단합니다. 정말 간단하고 스마트한 해킹입니다.-적층와전류 손실을 크게 줄이고 모든 것을 더 시원하게 만듭니다.

그러면 또 다른 이상한 것이 있습니다. 대형 변압기 주변에서 낮은 소음이 들리는 것을 발견할 수 있습니다.-이는 단순한 소음이 아닙니다. 말 그대로 작은 수준에서 진동하는 것은 핵심입니다.

강철 내부에는 수십억 개의 미세한 자기 영역(작은 막대 자석을 생각해 보세요)이 있습니다. 변압기가 꺼지면 모두가 모든 방향을 가리키고 있습니다. 그러나 AC 전원을 연결하면 필드에서 한 방향으로 스냅된 다음 다른 방향으로 전환됩니다. 초당 60회(또는 그리드에 따라 50회)입니다.

그 뒤집기는 쉽지 않습니다. 스트레스로부터 따뜻해질 때까지 클립을 앞뒤로 구부리는 것과 같은 끌림이 있습니다. 뒤집을 때마다 약간의 에너지가 열로 손실됩니다. 그건히스테리시스 손실. 모든 영역이 뒤집히는 집단적 흔들림이 윙윙거리는 소리로 들립니다.

엔지니어들은 일반 철 대신 실리콘 강철을 사용하여 이 문제를 해결합니다.-실리콘은 도메인을 더 쉽게 뒤집고, 끌림과 열을 줄이고, 소음을 줄여줍니다. 완전히 지울 수는 없지만 이 합금은 많은 도움이 됩니다.

좋은 코어라도 자기장의 모든 비트를 가둘 수는 없습니다. 일부 플럭스는 몰래 빠져나와 탱크, 볼트 또는 클램프에 부딪혀 그곳에서 더 많은 와전류를 발생시킵니다. 그건길 잃은 손실-작지만 있을 건 다 있어요.

단열도 완벽하지 않습니다. 변압기는 단락을 방지하기 위해 기름과 특수 종이를 사용합니다. 강한 전기장은 플라스틱을 계속해서 구부리는 것처럼 분자에 압력을 가합니다.-약간 따뜻해집니다. 그건유전 손실, 일반적으로 작습니다.

이러한 추가 비용은 코어 및 구리 손실에 비해 작은 감자이지만 수백만 개의 변압기로 인해 이러한 손실이 합산된다는 것을 의미하기 때문에 엔지니어는 와트당 땀을 흘립니다.

이러한 모든 손실은 두 가지 버킷으로 요약됩니다.

지속적인 손실(주로 철/핵심 관련 항목)-항상 존재합니다. 예를 들어 공회전 엔진 비용이 발생합니다.

가변 손실(주로 구리)-가속 페달을 밟는 것과 같이 더 많은 전류/부하로 인해 폭발합니다.

구리 손실은 전류(I²R)와 정사각형이므로 빠르게 증가합니다. 따라서 변압기는 최대 폭발에서 가장 효율적이지 않습니다. 최고 효율은 일반적으로 약 50~75% 부하에 도달하며, 고정된 배경 배수가 상승하는 가변 배수의 균형을 잘 유지합니다.

추측하지 않고 이러한 숨겨진 손실을 어떻게 찾아낼 수 있습니까? 두 가지 기본 테스트:

개방-회로 테스트: 기본 전원을 켜고 보조 연결을 끊은 상태로 둡니다. 권선에 전류가 거의 없음 → 구리 손실이 0에 가깝습니다. 입력 전력은 기본적으로 코어 손실(지속적인 허밍 부분)과 동일합니다.

단락-회로 테스트: 2차측을 단락시키고 낮은 전압을 인가하여 정격 전류를 밀어냅니다. 코어 플럭스는 작습니다 → 코어 손실은 무시할 수 있습니다. 입력 전력 ≒ 전체-부하 구리 손실.

이 두 숫자를 사용하면 모든 로드에서의 동작을 예측할 수 있습니다.

아마도 여러분은 극 변압기나 녹색 패드{0}}장착 상자를 지나가다가 거의 눈치 채지 못했을 것입니다. 지금? 아시다시피-에너지의 일부가 열로 빠져 나가기 때문에 그들은 열심히 일하고 흥얼거리며 몸을 풀고 있습니다.

물론 현대의 효율은 99% 이상이지만 전국적으로 1% 손실은 단지 폐열을 만들기 위해 추가 발전소에 전력을 공급하는 것과 같습니다. 모든 법안은 보이지 않는 비효율성의 일부를 조용히 다루고 있습니다.

이것이 바로 그리드 업그레이드가 멈추지 않는 이유입니다. 다음에 통과할 때 고개를 끄덕여 보세요.-그것은 우리의 조명을 좀 더 깨끗하게 유지하는 낭비에 맞서는 거대하고 조용한 싸움의 일부입니다. 당신이 그것에 대해 생각하면 꽤 멋지다.

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