一.變壓器損耗
變壓器的損耗可以分為兩大類:鐵耗和銅耗(鋁線變壓器稱之為鋁耗)。每類當(dāng)中又有基本損耗和附加損耗之分。
變壓器的空載損耗主要為鐵耗,穩(wěn)態(tài)短路負(fù)載損耗主要為銅耗。 (1)鐵耗 pfe= m i02 rm
鐵耗分基本鐵耗和附加鐵耗?;捐F耗主要是磁滯和渦流損耗。渦流損耗通過采用疊片鐵心而大大降低,所以總鐵耗中磁滯損耗份額較大約占60~70%。
附加鐵耗主要有:在鐵心接縫等處由于磁通密度分布不均勻所引起的損耗 ;在拉緊螺桿、鐵軛夾件,油箱壁等構(gòu)件處所產(chǎn)生的渦流損耗。
由于鐵耗由磁密及其頻率等決定,在一次側(cè)電壓不變時(shí),磁密基本不變,所以變壓器載額定電源下正常運(yùn)行時(shí),鐵耗基本不變,稱為不變損耗。鐵耗在等效電路中用勵(lì)磁電阻上的損耗來表示。 pfe= m i02 rm
(2)銅耗 pcu=β2 pkn
銅耗分基本銅耗和附加銅耗?;俱~耗指繞組電流引起的歐姆電阻損耗。附加銅耗指由于集膚效應(yīng)所引起的電流在導(dǎo)線截面分布不均勻所產(chǎn)生的額外損耗。
銅耗隨著負(fù)載電流的變化而變化。額定電流時(shí)的銅耗稱為額定銅耗
pkn=m(i1n2r1+i2n2r2)一般負(fù)載時(shí)的銅耗pcu=m(i1n2r1+i2n2r2)=β2m(i12r1+i22r2) =β2pkn
由短路負(fù)載試驗(yàn)在額定電流時(shí)測(cè)得的損耗可以認(rèn)為是pkn.
二.變壓器的效率η
輸入功率:p1=mu1i1cosφ1=p2+σp
輸入出率:p2=mu2i2cosφ2=βsncosφ2
效率: η=p2/p1=p2/(p2+σp)
=βsncosφ2/(βsncosφ2+pfe+β2pkn)
三.最大效率
將效率公式變換為 η=sncosφ2/(sncosφ2+pfe/β+βpkn)
假設(shè)cosφ2不變,空載時(shí)β=0,輸出功率η=0。β開始增大時(shí),pfe/β變小而βpkn增大,但由于β值尚小,pfe/β起主導(dǎo)作用,故效率增大,當(dāng)β增大到βm時(shí),效率會(huì)達(dá)到最大值ηmax,在進(jìn)一步增大β時(shí),η反而會(huì)降低。
令dη/dβ=0,解得β2pkn = pfe 。即當(dāng): 可變損耗=不變損耗時(shí)η最大。 βm=sqrt(pfe/pkn),一般βm=0.5~0.77