İdeal trafo çok verimlidir, dolayısıyla enerji kayıpları yoktur, bu da transformatörün giriş terminaline sağlanan gücün, transformatörün çıkış terminaline sağlanan güce eşdeğer olması gerektiği anlamına gelir. Yani giriş gücü ve çıkışı güç ideal bir transformatörde sıfır enerji kaybı dahil eşittir. Ancak pratikte trafo içerisindeki elektrik kayıplarından dolayı trafonun hem giriş hem de çıkış güçleri eşit olmayacaktır. Sabit bir cihazdır çünkü hareketli parçaları yoktur, bu nedenle mekanik kayıpları gözlemleyemeyiz ancak bakır ve demir gibi elektriksel kayıplar meydana gelecektir. Bu makale, bir transformatördeki farklı kayıp türlerine genel bir bakışı tartışmaktadır.
Bir Transformatördeki Kayıp Türleri
Transformatörde meydana gelebilecek demir, bakır, histerezis, girdap, kaçak & dielektrik gibi farklı kayıp türleri vardır. Bakır kaybı temel olarak direnç trafo sargısında, çekirdek içindeki manyetizasyon değişikliğinden dolayı histerezis kayıpları meydana gelecektir.
Bir Transformatördeki Kayıp Türleri
Transformatördeki Demir Kayıpları
Demir kayıpları, esas olarak transformatörün çekirdeğindeki değişen akı yoluyla meydana gelir. Çekirdekte bu kayıp meydana geldiğinde buna çekirdek kaybı denir. Bu tür bir kayıp esas olarak malzemenin manyetik transformatörün çekirdeğindeki özellikler. Transformatördeki çekirdek demir ile yapılabildiği için bunlara demir kayıpları denir. Bu tür kayıplar, histerezis ve girdap akımı gibi iki kategoriye ayrılabilir.
Hassasiyet kaybı
Bu tür bir kayıp esas olarak alternatif akım Transformatörün çekirdeğine uygulandığında manyetik alan tersine çevrilir. Bu kayıp, esas olarak transformatörde kullanılan çekirdek malzemeye bağlıdır. Bu kaybı azaltmak için, yüksek kaliteli çekirdek malzemesi kullanılabilir. CRGO- Soğuk haddelenmiş tane yönelimli Si çeliği, trafonun çekirdeği gibi yaygın olarak kullanılabilir, böylece Histerezis kaybı azaltılabilir. Bu kayıp, aşağıdaki denklem kullanılarak gösterilebilir.
Ph = Khf Bx m
Nerede
'Kh', transformatördeki çekirdek malzemenin kalitesine ve hacmine bağlı olan sabittir
'Bm', çekirdek içindeki en yüksek akı yoğunluğudur
'F' alternatif akı frekansıdır, aksi takdirde arz
'X', Steinmetz'in sabitidir ve bu sabitin değeri esas olarak 1.5'ten 2.5'e değişir.
Eddy Akım Kaybı
Akı kapalı bir devreye bağlandığında, devre içinde bir emf indüklenebilir ve bir arz devrede. Akım değerinin akışı esas olarak bir emf ve devre bölgesindeki direncin toplamına bağlıdır.
Transformatörün çekirdeği iletken bir malzeme ile tasarlanabilir. EMF'deki akım akışı, malzemenin gövdesi içinde sağlanabilir. Bu akım akışı girdap akımı olarak bilinir. Bu akım, iletken değişen bir manyetik alan yaşadığında ortaya çıkacaktır.
Bu akımlar herhangi bir işlevsel görevi yerine getirmekten sorumlu olmadığında, manyetik malzeme içinde bir kayıp oluşturur. Bu yüzden Eddy Current Kaybı olarak adlandırılır. Bu kayıp, göbeğin hafif laminasyonlar kullanılarak tasarlanmasıyla azaltılabilir. Girdap akımı denklemi aşağıdaki denklem kullanılarak türetilebilir.
Pe = KeBm2t2f2V watt
Nerede,
'Ke', girdap akımının ortak etkinliğidir. Bu değer, esas olarak manyetik malzemenin özdirenci ve çekirdek malzemenin hacmi gibi doğasına ve laminasyonların genişliğine bağlıdır.
'Bm', wb / m2 cinsinden en yüksek akı yoğunluğu oranıdır
'T', laminasyonun metre cinsinden genişliğidir
'F', Hz cinsinden ölçülen manyetik alanın ters frekansıdır
'V', m3 cinsinden manyetik malzeme miktarıdır
Bakır Kaybı
Bakır kayıpları, transformatörün sargılarındaki Ohmik direnç nedeniyle meydana gelir. Transformatörün birincil ve ikincil sargıları I1 ve I2 ise, bu sargıların direnci R1 ve R2'dir. Yani sargılarda meydana gelen bakır kayıpları sırasıyla I12R1 ve I22R2'dir. Böylece bakır kaybının tamamı olacak
Pc = I12R1 + I22R2
Bu kayıplara değişken veya omik kayıplar da denir çünkü bu kayıplar yüke göre değişecektir.
Başıboş Kayıp
Bir transformatörde bu tür kayıplar, sızıntı alanının oluşması nedeniyle meydana gelebilir. Bakır ve demir kayıpları ile karşılaştırıldığında başıboş kayıpların yüzdesi daha azdır, bu nedenle bu kayıplar ihmal edilebilir.
Dielektrik Kayıp
Bu kayıp esas olarak transformatörün yağı içinde meydana gelir. Burada yağ bir yalıtım malzemesidir. Transformatördeki yağ bozulduğunda, aksi halde yağ kalitesi düştüğünde transformatörün verimliliği etkilenecektir.
Transformatörün Verimliliği
Verimliliğin tanımı bir elektrikli makineye benzer. Çıkış gücü ile giriş gücünün oranıdır. Verimlilik aşağıdaki formülle hesaplanabilir.
Verimlilik = Çıkış Gücü / Giriş Gücü.
Transformatör oldukça verimli bir cihazdır ve bu cihazların yük verimliliği esas olarak% 95 -% 98,5 arasında değişmektedir. Bir transformatör yüksek verimli olduğunda, giriş ve çıkışı hemen hemen aynı değere sahiptir ve bu nedenle yukarıdaki formülü kullanarak transformatörün verimliliğini hesaplamak pratik değildir. Ancak verimliliğini bulmak için aşağıdaki formülü kullanmak daha iyidir
Verimlilik = (Girdi - Kayıplar) / Girdi => 1 - (Kayıplar / Girdi).
Bakır kaybı I2R1, demir kaybı Wi olsun
Verimlilik = 1-Kayıplar / Girdi
= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1
Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1
Yukarıdaki denklemi 'I1' e göre farklılaştırın
d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1
'Ƞ', d Ƞ / dI1 = 0'da maksimumdur
Bu nedenle, verimlilik 'Ƞ' maksimum olacaktır.
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 = Kablosuz
Bu nedenle, demir ve bakır kayıpları eşit olduğunda transformatör verimi en yüksek olabilir.
Yani Bakır kaybı = Demir kaybı.
Dolayısıyla, bu tamamen bir bir transformatördeki kayıp türlerine genel bakış . Bir transformatörde, çeşitli nedenlerden dolayı enerji kaybı meydana gelebilir. Böylece trafo verimi düşecektir. Bir transformatördeki farklı kayıp türlerinin ana nedenleri, bobindeki ısının etkisi, manyetik akı sızıntısı, çekirdeğin manyetizasyonu ve demanyetizasyonudur. İşte size bir soru, piyasada bulunan farklı transformatör türleri nelerdir?
