Трансформатордың шығыны қандай?

Қуат трансформаторының жоғалуына негізінен мыс пен темірдің жоғалуы кіреді. Себебі кез келген электр жабдықтары ұзақ уақыт жұмыс істеген кезде шығындар тудырады, ал қуат трансформаторлары да ерекшелік емес.

Темірдің зақымдануы дегеніміз не?

Мыс шығынынан айырмашылығы, трансформатордың темір шығыны орама және ток мөлшері сияқты факторларға тәуелді емес. Атауы тұрғысынан алғанда, темірдің зақымдануы темірмен тығыз байланысты, ол темір өзегінен пайда болады. Трансформатордың темір шығыны «жүктемесіз шығын» деп те аталады, себебі темір шығыны трансформаторда әрқашан болады, ол толық жүктеме немесе нөлдік жүктеме болсын және трансформатордың бекітілген шығынына жатады. Дегенмен, жүктеме процесінде қуат шығыны электр өрісі кернеулігінің төмендеуімен азаяды.

Трансформаторлық темір шығынының жіктелуі

Трансформатордың темір шығыны гистерезис шығыны және құйынды ток шығыны болып бөлінеді.

Гистерезистің жоғалуы

Трансформатордың жұмыс принципі кернеудің жоғарылауы мен төмендеуіне және токтың өзгеруіне қол жеткізу үшін электромагниттік индукция принципіне негізделген. Трансформатордағы магнит ағыны темір өзегі бойымен ағады. Темір өзегі магнит ағынына магниттік кедергіге ие, дәл өткізгіштің токқа кедергісі сияқты. Сол сияқты, жылу да пайда болады, және бұл шығын «гистерезис шығыны» деп аталады.

Құйынды ток шығыны

Трансформатордың бірінші реттік орамасына ток берілгенде, катушка тудыратын магнит ағыны темір өзекте ағады. Өзектің өзі өткізгіш болғандықтан, магнит өрісі сызығына перпендикуляр жазықтықта электрлік потенциал пайда болады. Бұл потенциал өзектің көлденең қимасында тұйықталған цикл жасайды, ол өз кезегінде электр тогын тудырады. Бұл ток айналмалы құйын сияқты әрекет етеді, сондықтан «құйын» деп аталады. Құйынды токтан туындаған шығын «құйынды токтың жоғалуы» деп аталады. Өзек құйынды токтар тудыратындықтан, ол жұқа параққа айналады. Өзек неғұрлым жұқа болса, кедергі соғұрлым жоғары болады, ток соғұрлым төмен болады.

Трансформатор темірінің жоғалуына әсер ететін факторлар

• Жұмыс кернеуі мен жиілігі: Темірдің жоғалуы трансформатордың жұмыс кернеуі мен жиілігімен байланысты, себебі бұл факторлар өзектегі магнит өрісінің кернеулігі мен гистерезиске әсер етеді.
• Өзек материалы: Өзек материалының гистерезис қасиеттері темірдің жоғалу шамасына әсер етеді. Егер өзек материалы дұрыс таңдалмаса, гистерезис жоғалуы артады.
• Өндіріс процесі: Трансформаторды өндіру процесі темірдің жоғалуына да белгілі бір әсер етеді. Мысалы, өзекті ламинациялау әдісі, оқшаулауды өңдеу және т.б. темірдің жоғалу мөлшеріне әсер етеді.

Трансформатордағы темір шығынын қалай азайтуға болады?

• Жоғары сапалы темір өзек материалын таңдаңыз: Гистерезис шығыны аз темір өзек материалын таңдау трансформатордың темір шығынын азайтуы мүмкін.
• Өндіріс процесін оңтайландыру: Өзек ламинациялау әдісін, оқшаулауды өңдеуді және басқа да өндірістік процестерді жақсарту арқылы темір шығынын азайтыңыз.
• Ақылға қонымды дизайн: Трансформаторды жобалау кезеңінде темір шығындары құрылымдық дизайн мен параметрлерді таңдауды оңтайландыру арқылы азайтылады.

Мыстың жоғалуы

Мыс трансформаторларда маңызды рөл атқарады. Мыс сымдары әдетте трансформаторлардың орамаларында қолданылады. Трансформатордағы «мыс шығыны» - мыс сымдарының әсерінен болатын шығын. Трансформатордың «мыс шығыны» жүктеме шығыны деп те аталады. Жүктеме шығыны деп аталатын нәрсе - айнымалы шығын және өзгерістер.

Ол ток күшінің өзгеруімен өзгереді, мыс шығыны (жүктеме шығыны) айнымалы шығын болып табылады және трансформатор жұмысындағы негізгі шығын болып табылады.

Трансформатор мысының жоғалуына әсер ететін факторлар

• Ток мөлшері: Жоғарыда айтылғандай, мыс шығыны ток күшіне пропорционалды, сондықтан ток күші мыс шығынына әсер ететін негізгі фактор болып табылады.
• Орам кедергісі: Орам кедергісі мыс шығынына тікелей әсер етеді. Кедергі неғұрлым жоғары болса, мыс шығыны соғұрлым жоғары болады.
• Катушка қабаттарының саны: Катушка қабаттары неғұрлым көп болса, орамдағы ток ағынының жолы соғұрлым ұзарады және кедергі сәйкесінше артады, бұл мыстың жоғалуына әкеледі.
• Коммутация жиілігі: Коммутация жиілігінің трансформатор мысының жоғалуына әсері трансформатордың таралу параметрлері мен жүктеме сипаттамаларымен тікелей байланысты. Жүктеме сипаттамалары мен таралу параметрлері индуктивті болған кезде, коммутация жиілігі артқан сайын мыстың жоғалуы азаяды; олар сыйымдылық болған кезде, коммутация жиілігі артқан сайын мыстың жоғалуы артады.
• Температураның әсері: Жүктеменің жоғалуына трансформатордың температурасы да әсер етеді. Сонымен қатар, жүктеме тогынан туындаған ағып кету ағыны орамдағы құйынды ток шығындарын және орамның сыртындағы металл бөлшектердегі адасқан шығындарды тудырады.

Трансформатордағы мыс шығынын қалай азайтуға болады?

• Трансформатор орамасының көлденең қимасының ауданын арттырыңыз: өткізгіштің кедергісін азайтыңыз, осылайша трансформатордың мыс шығынын тиімді түрде азайтыңыз.
• Орама кедергісін азайту үшін жоғары сапалы өткізгіш материалдарды пайдаланыңыз: мысалы, мыс фольга немесе алюминий фольга.
• Трансформатордың жеңіл жүктеме кезіндегі жұмыс уақытын қысқарту: Трансформатордың жеңіл жүктеме кезіндегі жұмыс уақытының үлесін шектеу трансформатордың мыс шығынын азайтуға көмектеседі.