سلام! به عنوان تامین کننده ترانسفورماتورهای فرکانس متوسط، اغلب از من در مورد نحوه محاسبه تلفات کل در این ترانسفورماتورها سؤال می شود. این یک جنبه حیاتی است، به ویژه برای کسانی که به دنبال بهینه سازی سیستم های الکتریکی خود هستند. بنابراین، بیایید درست شیرجه بزنیم و آن را تجزیه کنیم.
ابتدا باید بدانیم تلفات در ترانسفورماتور فرکانس متوسط چقدر است. عمدتاً دو نوع وجود دارد: تلفات هسته و تلفات مس.
تلفات هسته، همچنین به عنوان تلفات آهن شناخته می شود، در هسته مغناطیسی ترانسفورماتور رخ می دهد. این تلفات بیشتر به تلفات هیسترزیس و تلفات جریان گردابی تقسیم می شوند.
تلفات هیسترزیس به دلیل مغناطیس و مغناطیس زدایی مکرر مواد هسته اتفاق می افتد. هر بار که میدان مغناطیسی در هسته تغییر جهت می دهد، حوزه های مغناطیسی درون هسته باید دوباره تراز شوند. این فرآیند هم ترازی انرژی مصرف می کند و آن انرژی به عنوان گرما از دست می رود. میزان افت هیسترزیس به نوع ماده هسته و فرکانس جریان متناوب بستگی دارد. برای مثال، اگر از مواد هسته ای با کیفیت بالا و هیسترزیس پایین استفاده می کنید، تلفات نسبتاً کمتر خواهد بود.
از طرف دیگر تلفات جریان گردابی ناشی از جریان های القایی در هسته است. وقتی میدان مغناطیسی در هسته تغییر می‌کند، جریان‌هایی در گردش به نام جریان گردابی در مواد هسته ایجاد می‌کند. این جریان های گردابی از مقاومت هسته عبور می کنند و گرما تولید می کنند و در نتیجه انرژی را از دست می دهند. برای کاهش تلفات جریان گردابی، هسته معمولاً از ورق های چند لایه ساخته می شود. لمینیت ها از یکدیگر عایق هستند که مقاومت مسیر را برای جریان های گردابی افزایش می دهد و در نتیجه تلفات را کاهش می دهد.
حالا بیایید در مورد تلفات مس صحبت کنیم. این تلفات در سیم پیچ های ترانسفورماتور رخ می دهد. هنگامی که جریان از سیم پیچ های مسی عبور می کند، مقاومتی در سیم ایجاد می شود. طبق قانون اهم (V = IR)، هنگامی که جریان (I) از مقاومت (R) عبور می کند، توان به صورت گرما تلف می شود (P = I²R). بنابراین، تلفات مس به مجذور جریان عبوری از سیم پیچ ها و مقاومت سیم پیچ ها بستگی دارد. مقاومت سیم پیچ ها می تواند تحت تأثیر عواملی مانند سطح مقطع سیم و طول سیم قرار گیرد. سیم ضخیم تر مقاومت کمتری خواهد داشت و در نتیجه تلفات مس کمتری خواهد داشت.
برای محاسبه تلفات کل در یک ترانسفورماتور فرکانس متوسط، به سادگی تلفات هسته و تلفات مس را با هم جمع می کنیم.
بیایید با محاسبه تلفات اصلی شروع کنیم. فرمول کاهش هیسترزیس (Ph) به صورت زیر ارائه می شود:
Ph = Kh * f * Bm^n * V
که در آن Kh ثابت پسماند است که به ماده هسته بستگی دارد، f فرکانس جریان متناوب، Bm حداکثر چگالی شار در هسته، n توان اشتاینمتز است (معمولا بین 1.5 تا 2.5 بسته به ماده)، و V حجم هسته است.
فرمول کاهش جریان گردابی (Pe) به صورت زیر است:
Pe = I * f² * Bm² * t² * V
جایی که Ke ثابت جریان گردابی است، t ضخامت لایه لایه است.
سپس مجموع تلفات هسته (Pc) Pc = Ph+Pe است
برای تلفات مس، اگر جریان (I) از سیم پیچ و مقاومت (R) سیم پیچ را بدانیم، تلفات مس (Pcu) با Pcu = I²R داده می شود.
مجموع تلفات (Pt) در ترانسفورماتور Pt = Pc + Pcu است
توجه به این نکته ضروری است که این محاسبات بر اساس شرایط ایده آل است. در سناریوهای دنیای واقعی، ممکن است عوامل دیگری وجود داشته باشد که می تواند بر زیان تأثیر بگذارد، مانند ضررهای سرگردان. تلفات سرگردان توسط شارهای نشتی ایجاد می شود که با ساختارها و اجزای اطراف برهم کنش می کنند و منجر به اتلاف انرژی اضافی می شود.
هنگامی که شما یک ترانسفورماتور فرکانس متوسط را انتخاب می کنید، درک این تلفات بسیار مهم است. یک ترانسفورماتور با تلفات کمتر انرژی کارآمدتری خواهد داشت، که می تواند در درازمدت مقدار قابل توجهی در هزینه شما صرفه جویی کند. به عنوان مثال، اگر از یک ترانسفورماتور در یک محیط صنعتی استفاده می کنید که به طور مداوم کار می کند، حتی کاهش اندک تلفات می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها در طول زمان شود.
اکنون، اگر به دنبال یک ترانسفورماتور فرکانس متوسط هستید، ممکن است به برخی از ترانسفورماتورهای ویژه دیگر ما نیز علاقه مند شوید. ما ارائه می دهیمترانسفورماتور ضد آب، که برای محیط های بیرونی یا مرطوب عالی هستند. این ترانسفورماتورها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در برابر رطوبت و قرار گرفتن در معرض آب بدون افت عملکرد مقاومت کنند.
ما هم داریمترانسفورماتور تغییر فاز. از این ترانسفورماتورها برای کنترل زاویه فاز ولتاژ استفاده می شود که می تواند در سیستم های قدرت برای متعادل سازی بار و کنترل جریان برق بسیار مفید باشد.
و برای کاربردهایی که عایق الکتریکی مورد نیاز است، ماترانسفورماتور ایزولهیک انتخاب عالی است این عایق الکتریکی بین ورودی و خروجی را فراهم می کند و از تجهیزات و پرسنل در برابر خطرات الکتریکی محافظت می کند.
اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد ترانسفورماتورهای فرکانس متوسط ما یا هر یک از ترانسفورماتورهای ویژه دیگر ما هستید، یا اگر در مورد محاسبه تلفات یا سایر جنبه های فنی سؤالی دارید، در تماس نباشید. ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم تا ترانسفورماتور مناسب برای نیازهای خود را پیدا کنید و اطمینان حاصل کنیم که بهترین عملکرد و کارایی را دارید. برای یک بحث مفصل با ما تماس بگیرید و بیایید یک رابطه تجاری عالی را شروع کنیم!
مراجع
- اصول ماشین آلات الکتریکی اثر استفن جی چاپمن
- تجزیه و تحلیل و طراحی سیستم قدرت توسط J. Duncan Glover، Mulukutla S. Sarma و Thomas J. Overbye