변압기에서 전력 손실을 일으키는 원인은 무엇입니까?

우리는 변압기가 전기 시스템의 중요한 부분이라는 것을 알고 있습니다. 우리는 일상 생활에서 도로 옆에있는 폴란드의 변압기를 볼 수 있습니다 (극의 변압기가 무엇인지 알아 보려면 클릭하십시오). 이 기능은 전압을 높이고 분포를 위해 전압을 낮추어 회로간에 전력을 전송하는 것입니다. 그러나 실제적인 이유 (재료, 설계, 환경 등)로 인해 에너지 변환 효율은 대부분의 장치와 마찬가지로 완벽하지 않습니다. 따라서 변압기 전력 손실의 원인을 이해하는 것은 변압기 효율을 향상시키고 성능을 최적화하는 데 중요한 참조의 중요성입니다.

이 기사에서는 변압기 전력 손실을 유발하는 주요 요인을 소개하고 이러한 손실을 줄이기위한 특정 방법에 대해 논의 할 것입니다. 변압기의 작동 효율에 영향을 줄 수있는 많은 요소가 있으며, 주로 변압기의 설계, 사용 된 재료 및 작업 조건을 포함하여 많은 요소가 있습니다. 아래에서는 이러한 요소를 분석하여 변압기 전력 손실의 주요 소스를 결정합니다.

1. 변압기의 설계 및 구조는 효율성에 중요한 역할을합니다.다른 변압기와 비교하여 최적의 형상 및 최소 코어 갭을 갖는 변압기는 전력 손실을 크게 줄일 수 있습니다. Well - 설계된 변압기는 최소 누출 플럭스 및 최적의 자기 커플 링을 보장하여 에너지 폐기물을 최소화하고 에너지 변환 효율을 향상시킵니다. (야웨이 변압기가장 전문적인 기술 디자이너가 있으며 가장 전문적인 변압기 디자인을 제공 할 것입니다)

2. 변압기를 만드는 데 사용되는 재료는 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.높은 - 등급 실리콘 스틸은 실리케이트 마그네슘과 포스페이트로 만들어지며, 히스테리시스 손실이 낮은 것으로 알려져 있기 때문에, 실리콘 함량이 높은이 실리콘 스틸은 일반적으로 코어 손실을 최소화하기위한 코어를 만드는 재료로 선택됩니다. 마찬가지로, 변압기의 구리 손실을 줄이기 위해 고도 전도성 구리 또는 알루미늄이 와인딩 재료로 선택됩니다.

3. 부하 수준 및 온도와 같은 작동 조건은 또한 변압기의 효율에 영향을 미칩니다.정격 하중에서 또는 거의 근처에서 작동하는 변압기는 일반적으로 더 효율적입니다. 또한, 변압기의 작동 환경이 통풍이 잘되지 않거나 환기가 나빠서 주변 온도가 너무 높으면 변압기가 과열되어 변압기 내부의 권선의 저항이 증가하고 구리 손실 (열 손실)이 높아집니다.

변압기의 전력 손실은 코어 손실과 구리 손실의 두 가지 범주로 대략적으로 나눌 수 있습니다. 이러한 손실을 이해하는 것은 변압기 성능을 향상시키는 데 필수적입니다. 이 두 가지 주요 손실을 줄이는 방법은 다음과 같습니다.

1. 구리 손실을 줄입니다

고도로운 재료 사용 :저항을 줄이기 위해 고품질 구리 또는 알루미늄 고품질 구리 또는 알루미늄을 선택하십시오. 저항 감소가 손실을 줄이는 이유는 무엇입니까? 저항은 전력 전송의 장애물로 작용하기 때문에, 전류가 통과 할 때 저항의 존재로 인해 불필요한 열 손실이 발생하므로 저항을 줄이면 에너지 손실을 줄이고 에너지 절약을 달성 할 수 있습니다.

와인딩 설계 최적화 :두꺼운 코일을 사용하여 권선의 저항을 줄이고 현재 경로를 줄이기 위해 합리적인 와인딩 레이아웃을 설계하십시오. 구리 손실은 도체를 통과하는 전류의 저항에 의해 생성 된 열입니다. 코일이 더 두껍게되면, 도체의 십자가 - 단면 영역이 증가하고 그에 따라 저항이 감소합니다. 이는 동일한 전류가 지나면 더 두꺼운 코일이 더 적은 열 손실을 생성한다는 것을 의미합니다. 동시에, 두꺼운 코일은 과도한 전류 밀도로 인한 국소 가열을 줄일 수있는 도체에 전류를보다 고르게 분포시킬 수 있습니다. 이것은 전반적인 열 손실을 줄이는 데 도움이됩니다. 또한 두꺼운 코일은 열을보다 효과적으로 소산하여 온도 증가로 인한 추가 손실을 줄일 수 있습니다. 열 소산 성능이 우수하면 도체가 더 낮은 온도에서 작동하여 효율성을 향상시킵니다. 마지막 요점은 피부 효과를 줄이는 것입니다. 높은 - 주파수 작동 하에서 전류는 피부 효과라고하는 도체 표면에 집중하는 경향이 있습니다. 두꺼운 코일은 더 큰 표면적을 제공하여 피부 효과가 전류 분포에 미치는 영향을 줄이고 손실을 줄입니다.

2. 변압기의 철 손실을 실행하십시오

높은 - 성능 코어 재료를 사용하십시오

낮은 - 손실 실리콘 스틸 시트 :우리는 자성 투과성이 높고 히스테리시스 손실이 낮은 낮은 - 손실 실리콘 스틸 시트 또는 페라이트 재료를 선택할 수 있습니다. (히스테리시스 손실 : 자기 재료가 자기장에서 반복적으로 자화되고 탈마그화 될 때 에너지가 소비됩니다)

합금 조성 개선 :에디 전류 손실을 줄이기 위해 합금 코어 재료를 사용하십시오. (변화하는 자기장이 코어에서 에디 전류를 생성 할 때, 이러한 와전류 전류는 에너지 손실을 유발합니다. 실리콘 스틸 시트와 같은 재료를 사용하면 와상 전류 손실을 줄일 수 있습니다.)

라미네이트 코어를 사용하십시오

라미네이트 디자인 :코어 재료를 여러 얇은 시트로 나누고 서로 절연하고 와전류의 형성을 줄이고 손실을 줄입니다.

코어 모양을 최적화하십시오

토로이드 코어 :Toroidal 또는 닫힌 코어 설계를 사용하여 자기 플럭스의 커플 링 효율을 향상시키고 누출 손실을 줄입니다. (누출 손실 : 자기장의 불완전한 결합으로 인한 에너지 손실.이 에너지 부분은 2 차 권선으로 전달되지 않습니다.)

작동 주파수를 증가시킵니다

경우에 따라 변압기의 작동 빈도를 증가 시키면 히스테리시스 루프의 영역이 점점 작아지고 그에 따라 손실이 줄어들 기 때문에 변압기의 작동 빈도를 증가시킬 수 있습니다.

작동 온도를 줄입니다

효과적인 냉각 시스템을 통해 트랜스포머의 작동 온도를 적합한 범위 내에서 유지하여 온도 증가로 인한 손실을 줄입니다.

플럭스 밀도를 최적화하십시오

합리적인 디자인 :변압기의 적용에 따르면, 코어의 플럭스 밀도는 과도한 플럭스 밀도로 인한 추가 손실을 피하기 위해 합리적으로 설계되었습니다.

냉각 시스템 최적화와 같은 손실 감소, - 부하 손실 감소 및 변압기 효율 향상과 관련된 기술적 문제와 관련하여야웨이 트랜스 포모가장 신뢰할 수있는 보증 및 서비스를 제공 할 수 있습니다.

요컨대, 작동 원리는입니다"전기는 자기를 생성하고, 자기는 전기를 생성한다".이 기본 작업 원리는 변압기가 에너지 보존 법칙에 따라 많은 손실을 일으키지 않을 것이라고 결정합니다. 이제 현대 변압기는 일반적으로 설계, 재료 및 작동 조건에 따라 95%에서 99% 사이의 효율성을 달성 할 수 있습니다. 높은 - 전력 변압기의 경우, 전력이 98%와 99% 사이에 {99%가 잘 설계되고 적절한 경우에 적절합니다. 변압기, 효율은 일반적으로 95%에서 98% 사이에 약간 낮을 수 있습니다. - 품질 변압기의 경우, 효율은 95%미만일 수 있습니다.

변압기의 작동 원리는 전자기 유도이지만 엄격하게 말하면 상호 유도 현상 때문입니다. 다음은 유도법과 상호 유도 현상에 대한 설명입니다.

전자기 유도의 원리 : 코일과 관련된 자기 플럭스가 변화 할 때 (또는 우리는 코일을 통과하거나 통과하는 자기 플럭스가 변화한다는 것을 이해할 수있을 때, 코일은 전자 력을 유발할 것입니다 (전기 유전자 력은 전력 공급을 특성화하는 데 사용되는 물리적 수량입니다. 그에 따라 지속적으로 생성됩니다. 이것은 "전자기"에 대한 가장 직관적 인 설명입니다.

구체적으로, Faraday의 전자기 유도 원리에 따르면, 유도 된 전자력 (유도 전류)의 진폭은 코일을 통과하는 자기 플럭스의 변화 속도에 비례한다. 우리는이 진술을 수학적 방식으로보다 직관적으로 설명 할 수 있습니다., 여기서 e는 유도 전자력인데, n은 코일의 회전 수입니다.자기 플럭스의 변화 속도입니다.

상호 인덕턴스를 살펴 보자 : 1 차 코일에서 교대 전류가 변화하는 것은 변화하는 자기장을 생성하고, 변화하는 자기장은 2 차 코일을 통과하여 2 차 코일, 즉 유도 된 전류의 전자 유전자 력을 유도합니다 : EMF. 상호 인덕턴스는 Faraday의 법의 직접적인 결과입니다.

변압기는 상호 인덕턴스의 가장 좋은 예이며, 우리는이를 다음과 같이 정의합니다. 한 코일의 변화하는 전류가 다른 인접 코일에서 전자 유전자 력 (전류)을 유도 할 때 발생하는 현상은 상호 인덕턴스라고합니다 (우리가 일반적으로 전기를 자력을 생성하는 전기를 생성합니다.).

자세히, Lenz의 법칙에 따르면, 두 코일 사이의 상호 인덕턴스에 의해 생성 된 전류는 상호 인덕턴스 계수 (M)은 전자 데이터에 따라 Henry (H)에서 측정 된 상호 인덕턴스 계수 (M)에 의해 영향을 받는다. 두 코일의 상호 인덕턴스는 동일합니다..

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