Simile a una macchina elettrica, l'efficienza del trasformatore è anche definita come il rapporto tra la potenza di uscita e la potenza di ingresso (efficienza = uscita / ingresso). I dispositivi elettrici come i trasformatori sono dispositivi altamente efficienti. Sappiamo che ci sono diversi tipi di trasformatori disponibile sul mercato in base all'applicazione dove l'efficienza a pieno carico di questi trasformatori varia dal 95% al 98,5%. Quando un trasformatore è altamente efficiente, l'ingresso, così come l'uscita, ha quasi lo stesso valore. Pertanto non è pratico calcolare l'efficienza del trasformatore utilizzando l'uscita / ingresso. Quindi, questo articolo discute una panoramica dell'efficienza del trasformatore.
Qual è l'efficienza del trasformatore?
L'efficienza del trasformatore può essere definita come l'intensità o la quantità di perdita di potenza all'interno di un trasformatore. Pertanto, il rapporto del secondario avvolgimenti potenza in uscita all'ingresso di alimentazione dell'avvolgimento primario. L'efficienza può essere scritta come segue.
Efficienza del trasformatore
Efficienza (η) = (Potenza in uscita / Potenza assorbita) X 100
In generale, l'efficienza può essere indicata con 'η'. L'equazione sopra è adatta per un trasformatore ideale ovunque non ci sarà perdite del trasformatore così come l'energia completa all'interno dell'input viene spostata nell'output.
Pertanto, se si considerano le perdite del trasformatore e se il trasformatore l'efficienza viene analizzata all'interno di stati pratici, viene principalmente considerata la seguente equazione.
Efficienza = ((Power O / P) / (Power O / P + Perdite rame + Perdite core)) × 100%
Oppure può essere scritto come Efficienza = (Potenza i / p - Perdite) / Potenza i / p × 100
= 1− (Perdite / i / p Potenza) × 100
Quindi, tutti gli input, o / p e le perdite sono espressi principalmente in termini di potenza (Watt).
Potenza di un trasformatore
Ogni volta che si considera un trasformatore ideale senza perdite, la potenza del trasformatore sarà stabile perché la tensione V viene moltiplicata per la corrente I è stabile.
Quindi, la potenza all'interno del primario è equivalente alla potenza all'interno del secondario. Se la tensione del trasformatore aumenta, la corrente diminuirà. Allo stesso modo, se la tensione viene ridotta, la corrente verrà aumentata in modo che la potenza di uscita possa essere mantenuta costante. Quindi la potenza primaria è uguale alla potenza secondaria.
PPrimario= PSecondario
VPioPcosϕP= VSioScosϕS
Dove ∅P& ∅Ssono angoli di fase primari e secondari
Determinazione dell'efficienza del trasformatore
Generalmente l'efficienza di un normale trasformatore è estremamente elevata e va dal 96% al 99%. Quindi l'efficienza del trasformatore non può essere decisa attraverso un'elevata precisione misurando direttamente l'ingresso e l'uscita. La differenza principale tra le letture di ingresso e uscita e ingresso di strumenti è molto piccola che un errore dello strumento causerà un errore del 15% degli ordini all'interno delle perdite del trasformatore.
Inoltre, non è conveniente e costoso includere i dispositivi di caricamento essenziali dei valori esatti di tensione e fattore di potenza (PF) per caricare il trasformatore. C'è anche una grande quantità di spreco di energia e non è possibile ottenere informazioni da un test sul numero di perdite del trasformatore come ferro e rame.
Le perdite del trasformatore possono essere determinate attraverso il metodo accurato che consiste nel calcolare le perdite da test di cortocircuito e circuito aperto, in modo che l'efficienza possa essere determinata
Da un test a circuito aperto, è possibile determinare la perdita di ferro come P1 = P0 o Wo
Dalla prova di cortocircuito è possibile determinare la perdita di rame a pieno carico come Pc = Ps o Wc
Perdita di rame su un carico x volte a pieno carico = I2DueR02=> xDuePc
Efficienza del trasformatore (η) = VDueioDueCosΦ / VDueioDueCosΦ + Pi + xDuePc
Nell'equazione di cui sopra, il risultato delle letture dello strumento può essere limitato alle perdite semplicemente in modo che l'efficienza complessiva possa essere ottenuta da essa è molto accurata rispetto all'efficienza ottenuta attraverso il caricamento diretto.
Condizione di massima efficienza di un trasformatore
Sappiamo che la perdita di rame = I12R1
Perdita di ferro = Wi
Efficienza = 1- Perdite / Input
= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)
= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)
Differenziare l'equazione di cui sopra rispetto a I1
dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)
L'efficienza sarà alta con dη / dI1 = 0
Pertanto, l'efficienza del trasformatore sarà elevata a
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 / V1 I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Pertanto, l'efficienza del trasformatore sarà elevata una volta che le perdite di rame e ferro saranno equivalenti.
Efficienza per tutto il giorno
Come abbiamo discusso sopra, l'efficienza ordinaria del trasformatore può essere data come
Efficienza ordinaria del trasformatore = Uscita (Watt) / Ingresso (Watt)
Tuttavia, in alcuni tipi di trasformatori, le loro prestazioni non possono dipendere dalla loro efficienza. Ad esempio, nei trasformatori di distribuzione, i loro primari sono sempre eccitati. Tuttavia, i loro avvolgimenti secondari forniranno un leggero carico per la maggior parte del tempo in un giorno
Una volta che il secondario del trasformatore non fornisce alcun carico, dopo di che solo le perdite del nucleo del trasformatore sono significative e le perdite di rame non sono presenti.
Le perdite di rame sono significative solo una volta caricati i trasformatori. Pertanto, per questi trasformatori, le perdite come il rame sono per lo più meno importanti. Quindi le prestazioni del trasformatore possono essere confrontate in base all'energia utilizzata in un solo giorno.
L'efficienza per tutto il giorno del trasformatore è sempre inferiore rispetto alla normale efficienza dello stesso.
Fattori che influenzano l'efficienza di un trasformatore include il seguente
- L'attuale effetto di riscaldamento in una bobina
- Indotto correnti parassite Effetto riscaldante
- Magnetizzazione di Iron Core.
- Perdita di flusso
Come migliorare l'efficienza del trasformatore?
Esistono diversi metodi per migliorare l'efficienza dei trasformatori come l'area del loop, l'isolamento, la resistenza delle bobine e l'accoppiamento del flusso.
Area loop
Isolamento
L'isolamento tra i fogli del nucleo deve essere ideale per prevenire le correnti parassite.
Resistenza della bobina primaria e secondaria
Il materiale delle bobine primarie e secondarie deve essere stabile in modo che la loro resistenza elettrica sia estremamente ridotta.
Accoppiamento di flusso
Entrambe le bobine del trasformatore devono essere avvolte in modo tale che l'accoppiamento del flusso tra le bobine sia massimo poiché il trasferimento di potenza da una bobina all'altra avverrà durante i collegamenti del flusso.
Quindi, si tratta di una panoramica dell'efficienza di il trasformatore . I trasformatori sono dispositivi elettrici ad alta efficienza. Quindi, la maggior parte dell'efficienza del trasformatore varierà dal 95% al 98,5%. Ecco una domanda per te, quali sono i diversi tipi di trasformatori disponibili sul mercato?
