Olgem tõelised{0}}trafod ei muuda kogu sisendvõimsust võluväel kasulikuks väljundiks. Need on kindlasti üsna tõhusad, kuid alati on energiat, mis "imatakse" ja muutub soojuseks. See soojus tuleneb peamiselt kahest suurest kaotusest:
Põhikaod (rauakaod)
Vase kaod (mähise kaod)
Kui mõistate neid kaotusi, saate nendega palju paremini hakkamatõhusust, termiline disain, jajooksvad kulud. Ja ausalt öeldes ei ole trafo kaod ainult teoreetiline,{1}}need kaod mõjutavad otseselt seda, kui palju maksate ja kui kaua seadmed tervena püsivad.
Trafo kadude tüübid
Põhikaod (-koormuskaod puuduvad)
Tuumakaod on enamasti olemas isegi siis, kui trafo ei ole tugevalt koormatud. Sellepärast kutsutakse neid sagelikoormuskadu pole--nad jäävadüsna konstantnekoormaga.
Põhikaod hõlmavad tavaliselt järgmist:
Hüstereesi kadu: energia, mida kasutatakse tuumamaterjali magnetdomeenide ümberpööramiseks
Pöörisvoolu kaotus: laminaatides indutseeritud voolud, mis muutuvad ka soojuseks
Kuidas mõõdetakse põhikaod?
Neid mõõdetakse kasutadesAvatud ahela (OC) test:
Primaarvoolule rakendatakse nimipinge
Sekundaarne on jäänudavatud-ahelaga
Vattmeetri näit annab teile tuumakao, mis tavaliselt kirjutatakse järgmiselt
Ligikaudsed põhi-kahjusuhted
Insenerid kasutavad sageli selliseid lihtsustatud valemeid (see on hea suundumuste mõistmiseks, kuigi tõelised trafod pole kunagi "täiuslikud"):
Kus:
Vase kaod (koormuskaod)
Vase kaod tekivad seetõttu, et vool liigub läbi mähiste. Ja alati, kui vool läbib takistust, saate kütte-klassikaliselt
.
Põhipunkt:vase kaod kasvavad koormusvoolu ruuduga, mis tähendab, et need võivad trafo suurema koormuse korral kiiresti üles tõusta.
Kuidas mõõdetakse vase kadusid?
Need leitakse kasutadesLühise (SC) test:
Üks mähis on lühises
Teisele mähisele rakendatakse järk-järgult pinget, kuni ringleb nimivool
Vattmeetri näit ontäis-koormuse vase kadu, mida sageli nimetatakse
Vase kadu mis tahes koormustasemel
Kui koormusvool on
ja nimivool on
, siis:
Nii et jah-kui laadite trafo 50%, ei vähene vasekod poole võrra; need langevad umbes veerandini. See on "ruudu" efekt, mis teeb oma asja.
Trafo efektiivsuse arvutamine
Trafo tõhusus näitab, kui palju kasulikku võimsust te tegelikult välja saate, võrreldes sellega, mida kulutate, sealhulgas kaod:
Praktilisem viis (kasutades kVA, PF ja koormusfraktsiooni)
Tegelikes{0}}arvutustes kasutatakse tavaliselt kVA reitingut ja võimsustegurit (PF). Üks praktiline vorm on:
Millal jõuab efektiivsus haripunkti?
Maksimaalne efektiivsus saavutatakse tavaliselt siis, kui:
Ja paljudes jaotustrafodes satub see "armas koht" sageli ümber50–70% täiskoormusest. (See pole loodusseadus, kuid see on tavaline muster.)
Praktiline näide (töötav stsenaarium)
Oletame, et meil on a500 kVA, 11 kV/415 Vjaotustrafo koos tootja katseandmetega:
Vase kadu antud koormuse juures
Kui koormus on
, siis:
Näiteks 50% koormuse korral:
See on üsna lähedal südamiku kadudele (1,8 kW), mis selgitab, miks efektiivsus on sageli selle laadimistaseme juures kõrgeim.
Kaod ja efektiivsus erinevatel koormustel (Unity PF)
(Kasutage unity PF-i nagu teie algses näites.)
| Koormus (%) | Koormus kVA | Vase kadu (kW) | Kogukadu (kW) | Väljund (kW) | Tõhusus (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 25 | 125 | 0.39 | 2.19 | 125 | 98.27 |
| 50 | 250 | 1.55 | 3.35 | 250 | 98.68 |
| 75 | 375 | 3.49 | 5.29 | 375 | 98.61 |
| 100 | 500 | 6.20 | 8.00 | 500 | 98.43 |
Faktorid, mis mõjutavad trafo kadusid
Kahjud ei juhtu lihtsalt,{0}}neid mõjutavad mitmed disaini- ja toimimisdetailid, näiteks:
Põhimaterjal
Paremad materjalid (nt kõrgekvaliteediline{0}}räniteras või amorfsed sulamid) vähendavad tavaliselt hüstereesi.
Kujundusvoo tihedus
Madalam
aitab vähendada tuumakadusid,-kuid see võib nõuda suuremat tuuma suurust.
Mähise takistus
Paksemad juhid / madalam takistus vähendavad üldiselt vase kadusid.
Temperatuur
Vastupidavus suureneb temperatuuri tõustes, seega suurenevad ka vase kaod. (Sõltuvalt IEC/IEEE konventsioonidest korrigeeritakse sageli standardile, näiteks 75 kraadi.)
Harmoonikud koormuses
Mittelineaarsed koormused võivad lisada täiendavaid pöörisvoolusid ja hajuvaid kadusid,-nii et "tegelik kadu" võib olla hullem, kui võiks eeldada kena puhta sinusoidaalse koormuse korral.
Tüüpiline kahjujaotus (rusikareegel)
Erinevat tüüpi/suurused trafod kipuvad jagama kadusid erinevalt. Üldine ligikaudne juhend on:
Väiksemad jaotustrafod: südamiku kadu võib olla ~25–40%, vask ~60–75%
Võimsus (suuremad) trafod: südamiku kadu ~30–50%, vask ~50–70%
Jällegi on see kujunduse lõikes erinev,{0}}kuid see on kasulik vaimne pilt.
Kokkuvõte- / Kokkuvõte
Kui arvutate trafo kaod täpselt, saate teha targemaid otsuseid:
kuidas trafo suurust määrata,
kuidas seda tõhusalt laadida,
ja kuidas planeerida hooldust enne, kui asjad kulukaks lähevad.
OC- ja SC-testid annavad kindlaid reaalseid{0}}andmeid, kuid kaasaegne trafotehnika läheb sageli sellest kaugemale,-kasutades lõplike elementide analüüsi, et hinnata selliseid asju nagu hajuvad kadud ja kuumade kohtade temperatuurid (kus rikkeriskid kipuvad peituma).
Kasvavate elektrihindade ja kogu maailmas karmimate tõhususnõuetega (mõelge DOE/EU{0}}stiilis algatustele) ei ole kadude minimeerimine enam lihtsalt "tore omada"-see on tõeline majanduslik ja keskkonnaalane prioriteet.
Alumine rida:kontrollige alati andmesildi andmeid ja järgige selliseid standardeid naguIEC 60076kui vajate sertifitseeritud kahjuväärtusi.
