Дата последнего обновления файла 15.08.2013

Коэффициент полезного действия трансформатора

Коэффициент полезного действия трансформатора (к.п.д), как и в других мощных устройствах, является одним из важнейших параметров. КПД трансформатора определяется как отношение активной мощности переменного тока, потребляемой нагрузкой к активной мощности, потребляемой от электросети. Формула определения кпд записывается следующим образом:

            (1)
где Pc — потери в сердечнике трансформатора (динамические и статические);
     — потери в его обмотках;
     — активное сопротивление всех обмоток трансформатора, приведённое к вторичной цепи.

В реальных условиях трансформатор может работать не только в номинальном режиме. Для оценки степени его загрузки по току используется коэффициент загрузки , где I — номинальный выходной ток трансформатора. Тогда ток вторичной обмотки можно записать следующим образом:

I2 = βI

После подстановки этого выражения в формулу (1), выражение для вычисления кпд трансформатроы принимает следующий вид:

            (5)

Потери в сердечнике трансформатора Pc не зависят от выходного тока I2, а значит и от коэффициента загрузки β. Их можно назвать потерями холостого хода. Если исследовать выражение (5) на экстремум по β, то КПД трансформатора будет иметь максимум η = ηmax при Pc ≈ Pобм. При этом коэффициент загрузки βОПТ = 0,5 ... 0,6. Зависимость потерь в сердечнике трансформатора, его обмотках и КПД от β приведена на рисунке 1.


Рисунок 1 Зависимость КПД трансформатора от коэффициента загрузки β

Потери в обмотках согласно закону Ома пропорциональны квадрату тока и коэффициента загрузки. При постоянном потребляемом токе, что обычно выполняется в маломощных силовых трансформаторах задаемся номинальным током нагрузки (β = 1). В мощных трансформаторах, где ток нагрузки обычно изменяется во времени значение коэффициента загрузки выбирается ββОПТ, что соответствует наименьшим потерям. Крутизна этой зависимости невысокая, максимум выражен слабо и, поэтому, условие Pc ≈ Pобм не является строгим. Для иллюстрации приведём типовые значения КПД и коэффициента мощности χ на частоте 50 Гц для маломощных трансформаторов. Эта зависимость показана на рисунке 2 [31].


Рисунок 2 Зависимость реализуемого КПД и коэффициента мощности χ от требуемой активной мощности трансформатора

Из графиков, приведенных на рисунке 2, видно, что с ростом выходной мощности растут и максимально достижимые энергетические показатели трансформатора.

Литература:

  1. Алиев И.И. Электротехнический справочник. – 4-е изд. испр. – М.: ИП Радио Софт, 2006. – 384с.
  2. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С.
  3. Режимы работы трансформатора

Вместе со статьей "Коэффициент полезного действия трансформатора" читают:

Основные понятия и классификация трансформаторов
http://digteh.ru/BP/KlassTransf/

Режимы работы и схема замещения трансформатора
http://digteh.ru/BP/SxZamTransf/

Внешняя характеристика трансформатора
http://digteh.ru/BP/VnXarTransf/

Мощность трансформатора
http://digteh.ru/BP/PowerTransf/

Трехфазные трансформаторы
http://digteh.ru/BP/3_FazTransf/

Импульсные трансформаторы
http://digteh.ru/BP/ImpTransf/


Автор Микушин А. В. All rights reserved. 2001 ... 2015

Предыдущие версии сайта:
http://neic.nsk.su/~mavr
http://digital.sibsutis.ru/

пЕИРХМЦ@Mail.ru


Rambler's Top100