Transformátory zo suchého odlievania sú široko používané v rôznych elektrických aplikáciách vďaka ich vynikajúcemu výkonu, bezpečnosti a šetrnosti k životnému prostrediu. Ako dodávateľ suchých odlievaných transformátorov je pochopenie typických strát v týchto transformátoroch kľúčové pre našich zákazníkov aj pre nás. Tieto znalosti pomáhajú pri optimalizácii dizajnu, zlepšovaní efektívnosti a znižovaní prevádzkových nákladov. V tomto blogu preskúmame hlavné typy strát v transformátoroch zo suchej živice.
1. Straty medi (I²R Straty)
Straty medi, známe tiež ako straty I²R, sa vyskytujú vo vinutiach transformátora. Tieto straty sú výsledkom odporu medených vodičov použitých vo vinutí. Keď vinutím preteká elektrický prúd, vzniká teplo podľa Jouleovho zákona (P = I^{2}R), kde (P) je strata výkonu, (I) je prúd pretekajúci vinutím a (R) je odpor vinutia.
Veľkosť strát medi závisí od záťažového prúdu. So zvyšujúcim sa zaťažením transformátora sa zvyšuje aj prúd pretekajúci vinutiami a straty medi sa zvyšujú úmerne so štvorcom prúdu. Napríklad, ak sa záťažový prúd zdvojnásobí, straty medi sa zvýšia štvornásobne.
Na minimalizáciu strát v medi používame kvalitné medené vodiče s nízkym odporomZnižovací transformátor suchého typu. Okrem toho optimalizujeme prierezovú plochu vinutia. Väčšia plocha prierezu znižuje odpor vinutia, čím sa znižujú straty medi. Zväčšenie plochy prierezu však tiež zvyšuje náklady a veľkosť transformátora, takže je potrebné nájsť rovnováhu medzi nákladmi, veľkosťou a účinnosťou.
2. Straty železa
V magnetickom jadre transformátora dochádza k stratám železa, nazývaným aj straty jadra. Tieto straty možno ďalej rozdeliť na dve hlavné zložky: straty hysterézne a straty vírivými prúdmi.
Straty hysterézie
Hysterézne straty sú spôsobené opakovanou magnetizáciou a demagnetizáciou materiálu jadra, keď striedavý prúd v primárnom vinutí mení smer. Keď sa magnetické pole v jadre obráti, magnetické domény v materiáli jadra sa musia znova vyrovnať. Tento proces opätovného nastavenia vyžaduje energiu, ktorá sa rozptýli ako teplo, čo vedie k stratám hysterézie.
Hysterézna strata je úmerná frekvencii striedavého prúdu a ploche hysteréznej slučky materiálu jadra. Na zníženie hysteréznych strát používame vysokokvalitné materiály magnetického jadra s úzkymi hysteréznymi slučkami, ako je kremíková oceľ s orientovaným zrnom. Tieto materiály majú nízku koercitivitu, čo znamená, že na zvrátenie magnetizácie jadra je potrebné menej energie.
Straty vírivým prúdom
Straty vírivými prúdmi sú spôsobené indukovanými prúdmi, známymi ako vírivé prúdy, v jadre transformátora. Keď sa magnetické pole v jadre zmení, indukuje cirkulujúce prúdy v materiáli jadra podľa Faradayovho zákona elektromagnetickej indukcie. Tieto vírivé prúdy prechádzajú cez odpor materiálu jadra, vytvárajú teplo a spôsobujú straty energie.
Na minimalizáciu strát vírivými prúdmi používame laminované jadrá. Jadro je tvorené tenkými plátmi magnetického materiálu, ktoré sú od seba izolované. Táto izolácia zmenšuje plochu prierezu, cez ktorú môžu vírivé prúdy pretekať, čím sa zvyšuje odpor cesty pre vírivé prúdy a znižujú sa straty vírivými prúdmi.
3. Straty zatúlané
Rozptýlené straty sú dodatočné straty, ktoré sa vyskytujú v transformátore v dôsledku únikových tokov. Únikové toky sú magnetické toky, ktoré nespájajú primárne a sekundárne vinutie transformátora. Tieto toky môžu indukovať prúdy v konštrukčných častiach transformátora, ako je nádrž, konzoly a iné vodivé komponenty, čo má za následok stratu rozptylu.
Straty rozptylu je ťažké presne vypočítať, pretože závisia od mnohých faktorov, ako je geometria transformátora, umiestnenie konštrukčných častí a veľkosť únikových tokov. Na zníženie rozptylových strát používame magnetické tienenieVzduchom izolovaný suchý transformátor. Magnetické tienenie pomáha presmerovať zvodové toky preč z vodivých konštrukčných častí, čím sa znižujú indukované prúdy a súvisiace straty.
4. Dielektrické straty
V izolačných materiáloch transformátora vznikajú dielektrické straty. V suchých odlievaných živicových transformátoroch živica použitá na zapuzdrenie vinutí pôsobí ako izolant. Keď sa na izoláciu aplikuje striedavé napätie, elektrické pole v izolácii spôsobí polarizáciu molekúl v izolačnom materiáli. Tento proces polarizácie vyžaduje energiu a časť tejto energie sa rozptýli ako teplo, čo vedie k dielektrickým stratám.
Veľkosť dielektrických strát závisí od vlastností izolačného materiálu, ako je jeho dielektrická konštanta a tangens straty, ako aj od frekvencie a napätia aplikovaného elektrického poľa. Pre minimalizáciu dielektrických strát používame vysokokvalitné živicové materiály s nízkostratovými tangentami. Okrem toho zabezpečujeme správne vytvrdzovanie a spracovanie živice počas výrobného procesu, aby sme zachovali integritu izolácie a znížili dielektrické straty.
Vplyv strát na výkon transformátora
Straty v transformátoroch zo suchej živice majú významný vplyv na ich výkon. Vysoké straty znamenajú, že viac energie sa premrhá vo forme tepla, čím sa znižuje celková účinnosť transformátora. Menej účinný transformátor vyžaduje väčší vstupný výkon na dodanie rovnakého množstva výstupného výkonu, čo má za následok vyššie prevádzkové náklady pre užívateľa.
Okrem toho môže teplo generované stratami spôsobiť zvýšenie teploty transformátora. Nadmerné zvýšenie teploty môže znehodnotiť izolačné materiály, znížiť ich životnosť a zvýšiť riziko zlyhania izolácie. To môže viesť k nákladným opravám alebo dokonca k výmene transformátora.
Ako dodávateľ sme sa zaviazali minimalizovať straty v našomDistribučný transformátor odlievanej živicezlepšiť ich účinnosť a spoľahlivosť. Neustále investujeme do výskumu a vývoja, aby sme preskúmali nové materiály a výrobné techniky, ktoré môžu ďalej znižovať straty v našich transformátoroch.
Záver
Na záver možno konštatovať, že transformátory zo suchého liateho živice zažívajú niekoľko typov strát, vrátane strát medi, strát železa, strát rozptylom a dielektrických strát. Každý typ straty má svoje vlastné príčiny a charakteristiky a pochopenie týchto strát je nevyhnutné pre optimalizáciu konštrukcie a výkonu transformátorov.
Ako profesionálny dodávateľ suchých odlievaných transformátorov venujeme veľkú pozornosť výberu vysoko kvalitných materiálov a používame pokročilé výrobné procesy na minimalizáciu týchto strát. Naším cieľom je poskytnúť našim zákazníkom transformátory, ktoré sú nielen efektívne, ale aj spoľahlivé a nákladovo efektívne.
Ak máte záujem o kúpu transformátorov zo suchého odlievania živice alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa našich produktov, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali na rokovania o obstarávaní. Tešíme sa na spoluprácu pri plnení vašich potrieb v oblasti elektrickej energie.
Referencie
- "Transformer Engineering: Design, Technology, and Diagnostics" od V. Ganapathy
- "Elektrické energetické systémy: Koncepčný úvod" od Richarda H. Lassetera