КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Энергетические показатели трансформатора
К энергетическим показателям трансформатора относятся: КПД и коэффициент мощности. КПД трансформатора – это отношение активной (полезной) мощности в нагрузке к потребляемой (активной) мощности трансформатора, т.е.
(1.15)
где Pмаг=Pгист+Рвих.токи - потери в магнитопроводе трансформатора. Они являются постоянными потерями, не зависящими от тока нагрузки, и включают в себя два вида потерь: потери на “гистерезис” (перемагничивание сердечника трансформатора) и потери на “вихревые” токи (круговые или токи Фуко, перпендикулярные направлению основного магнитного потока). Потери в магнитопроводе зависят от многих параметров:
(1.16) где - коэффициент, зависящий от типа ферромагнитного материала; Bx – величина магнитной индукция (определяемая положением рабочей точки на кривой намагничивания трансформатора); f – частота (Гц); G -вес магнитопровода (кг); С увеличением частоты преобразования возрастают магнитные потери, поэтому используют материалы с малыми удельными потерями и понижают рабочее значение магнитной индукции Bx. Потери на гистерезис определяются площадью петли гистерезиса:
Рисунок 1.17 Петля гистерезиса Учитывая, что Роб = I2 Rоб – потери в обмотках. Получим соотношение для КПД в зависимости от коэффициента нагрузки . Потери в магнитопроводе определяются из опыта “холостого хода” и равны Pмаг=P10. Мощность в нагрузке P2 можно представить в виде (1.17) Потери в обмотках трансформатора равны: (1.18) где P1К – потери определяемые из опыта “короткого замыкания”. Таким образом, выражение для КПД принимает вид:
(1.19)
Исследуя его на экстремум, находим оптимальное значение β. КПД будет иметь максимум при Отсюда:
При проектировании трансформатора необходимо добиваться равенства потерь в магнитопроводе потерям в обмотках для обеспечения эффективной работы трансформатора. При расчете трансформатора за критерии оптимизации выбираются: КПД, габаритные размеры, стоимость и температурный режим работы трансформатора. При Pмаг > Pоб (β < βопт) получим минимальную стоимость, большой вес и габариты трансформатора. Если же Pмаг < Pоб, то имеем высокую стоимость, меньшую массу и объем. Графически эти зависимости можно представить так: Рисунок 1.18 Зависимости КПД, габаритные размеры и температурный режим работы трансформатора
|