Для различных типов трансформаторов существуют соответствующие технические требования, которые могут быть выражены соответствующими техническими параметрами. Например, к основным техническим параметрам силового трансформатора относятся: номинальная мощность, номинальное напряжение и коэффициент трансформации, номинальная частота, класс рабочей температуры, повышение температуры, коэффициент регулирования напряжения, изоляционные характеристики и влагостойкость. Для трансформаторов общего назначения низкой частоты основными техническими параметрами являются: коэффициент трансформации, частотные характеристики, нелинейные искажения, магнитное и электростатическое экранирование, КПД и т. д.
К основным параметрам трансформатора относятся коэффициент трансформации напряжения, частотные характеристики, номинальная мощность и КПД.
(1）Соотношение напряжений
Соотношение между коэффициентом трансформации n трансформатора и числом витков и напряжением первичной и вторичной обмоток описывается следующим образом: n = V1/V2 = N1/N2, где N1 — первичная обмотка трансформатора, N2 — вторичная обмотка, V1 — напряжение на обоих концах первичной обмотки, а V2 — напряжение на обоих концах вторичной обмотки. Коэффициент трансформации n повышающего трансформатора меньше 1, коэффициент трансформации n понижающего трансформатора больше 1, а коэффициент трансформации разделительного трансформатора равен 1.
(2）Номинальная мощность P. Этот параметр обычно используется для силовых трансформаторов. Он обозначает выходную мощность, при которой силовой трансформатор может работать длительное время без превышения заданной температуры при заданной рабочей частоте и напряжении. Номинальная мощность трансформатора зависит от площади поперечного сечения железного сердечника, диаметра эмалированного провода и т. д. Трансформатор с большой площадью поперечного сечения железного сердечника, большим диаметром эмалированного провода имеет большую выходную мощность.
(3）Частотная характеристика. Частотная характеристика указывает на то, что трансформатор имеет определенный диапазон рабочих частот, и трансформаторы с разными диапазонами рабочих частот не взаимозаменяемы. При работе трансформатора за пределами этого диапазона частот температура повышается или трансформатор не работает нормально.
(4）КПД — это отношение выходной мощности трансформатора к входной мощности при номинальной нагрузке. Это значение пропорционально выходной мощности трансформатора, то есть чем больше выходная мощность трансформатора, тем выше КПД; чем меньше выходная мощность трансформатора, тем ниже КПД. КПД трансформатора обычно составляет от 60% до 100%.
При номинальной мощности отношение выходной мощности трансформатора к входной мощности называется КПД трансформатора, а именно:
η= x100%
Гдеη P1 — это КПД трансформатора, P1 — входная мощность, а P2 — выходная мощность.
Когда выходная мощность P2 трансформатора равна входной мощности P1, КПДη Если коэффициент полезного действия равен 100%, трансформатор не будет производить никаких потерь. Но на самом деле таких трансформаторов не существует. При передаче электрической энергии трансформатор всегда производит потери, которые в основном включают потери в меди и в железе.
Медные потери — это потери, вызванные сопротивлением обмотки трансформатора. Когда ток нагревается через сопротивление обмотки, часть электрической энергии преобразуется в тепловую энергию и теряется. Поскольку обмотка обычно наматывается изолированным медным проводом, это называется медными потерями.
Потери в железе трансформатора включают два аспекта. Первый — это гистерезисные потери. Когда переменный ток проходит через трансформатор, направление и величина силовой линии магнитного поля, проходящей через лист кремниевой стали трансформатора, соответственно изменяются, вызывая трение молекул внутри листа кремниевой стали друг о друга и выделение тепловой энергии, тем самым теряя часть электрической энергии, что называется гистерезисными потерями. Второй аспект — это вихревые потери, возникающие во время работы трансформатора. Через железный сердечник проходит силовая линия магнитного поля, и в плоскости, перпендикулярной силовой линии магнитного поля, генерируется индуцированный ток. Поскольку этот ток образует замкнутый контур и циркулирует в виде водоворота, он называется вихревыми токами. Наличие вихревых токов приводит к нагреву железного сердечника и потреблению энергии, что называется вихревыми потерями.
КПД трансформатора тесно связан с его мощностью. Как правило, чем выше мощность, тем меньше потери и выходная мощность, и тем выше КПД. И наоборот, чем ниже мощность, тем ниже КПД.
Дата публикации: 07.12.2022
