一、變壓器的損耗
變壓器的損耗是變壓器的質(zhì)量指標(biāo)之一,變壓器的損耗包括空載損耗和負(fù)載損耗。
1、空載損耗
空載損耗又稱為鐵損pfe,它是由勵(lì)磁電流在變壓器鐵芯中產(chǎn)生的交變磁通引起的。鐵損pfe為恒定損耗,與變壓器的負(fù)載無(wú)關(guān)。鐵損又分為渦流損耗和磁滯損耗。
1)渦流損耗
渦流損耗是交變磁通在鐵芯中產(chǎn)生的感應(yīng)電流引起的熱損失,其大小與鐵芯材料的電阻率和鐵芯厚度有關(guān)。
2)磁滯損耗
磁滯損耗是在交變磁場(chǎng)作用下使鐵芯的磁疇周期性旋轉(zhuǎn)引起的鐵芯發(fā)熱損耗。其大小與鐵芯材料、鐵芯的結(jié)構(gòu)、加工工藝及加工質(zhì)量等因素有關(guān)。
2、負(fù)載損耗
負(fù)載損耗又稱為銅損pcu或短路損耗。它包括由電流在繞組直流電阻上產(chǎn)生的損耗、繞組的渦流損耗以及漏磁場(chǎng)在繞組和金屬部件中產(chǎn)生的雜散損耗。銅損pcu除與繞組所用的導(dǎo)電材料有關(guān)外,還與繞組導(dǎo)線的截面積、絕緣結(jié)構(gòu)、繞組繞制方式、金屬部件材質(zhì)性能、漏磁通的屏蔽方法等因素有關(guān)。
二、變壓器的功率
1、變壓器的輸入功率
加在變壓器一次繞組上的電壓,稱為輸入電壓,用ul表示;一次繞組中產(chǎn)生的電流,稱為輸入電流,用i1表示;產(chǎn)生的功率,稱為輸入功率,用pl表示。
變壓器的輸入功率與輸入電壓、輸入電流成正比,用公式表示為:p1=u1×i1
式中ul為輸入電壓,單位v;i1為輸入電流,單位a;p1為輸入功率,單位w。
變壓器的輸入功率p1就是電源供給變壓器的電能。輸入功率p1越大,電源供給變壓器的電能就多;輸入功率p1越小,電源供給變壓器的電能就越少。
2、變壓器的輸出功率
變壓器在工作中,二次繞組上產(chǎn)生的電壓稱為輸出電壓,用u2表示;輸出電壓供給負(fù)載形成一定的電流,稱為輸出電流,用i2表示;產(chǎn)生的功率,稱為輸出功率,用p2表示。
變壓器的輸出功率跟輸出電壓、輸出電流成正比。用公式表示為:p2=u2×i2
式中u2為輸出電壓,單位v;i2為輸出電流,單位a;p2為輸出功率,單位w。
變壓器的輸出功率p2是指變壓器能夠供給負(fù)載電能的大小。選用變壓器時(shí),必須保證變壓器的輸出功率等于或大于負(fù)載的功率。
三、變壓器的效率
在額定功率時(shí),變壓器的輸出功率與輸入功率的比值,叫做變壓器的效率,即
η=p2/p1×100%
式中η為變壓器的效率;p1為輸入功率,p2為輸出功率。
1、空載時(shí)輸出功率為零,所以變壓器效率η=0。
2、負(fù)載較小時(shí),鐵損相對(duì)較大,變壓器效率η較低。
3、負(fù)載增加,變壓器效率η隨之增加。但超過(guò)某一負(fù)載時(shí),因銅耗占的比例增大,變壓器的效率η反而降低。
4、變壓器的負(fù)荷率用β表示,β=s/sn,s為實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷,sn為額定負(fù)荷??梢宰C明:pcu=pfe=β2pcun時(shí),變壓器的效率高。
輸入功率和輸出功率分別為p1和p2,變壓器的二次側(cè)功率因數(shù)為cosφ2,則有:η=p2/p1×100%=(p1-pfe-pcu)/p1×100%
=[1-(pfe+pcu)/(p2+pfe+pcu)] ×100%
=[1-(pfe+β2pcun)/(βsncosφ2+pfe+β2pcun)] ×100%
故變壓器最大效率計(jì)算公式如下:
ηm==[1-2pfe/(βmsncosφ2+2pfe)] ×100%
式中βm為變壓器的最大負(fù)荷率;sn為變壓器的功率等級(jí);cosφ2為功率因數(shù)。
可見變壓器的效率與變壓器的最大負(fù)荷率、變壓器的功率等級(jí)和功率因數(shù)有密切關(guān)系。