A transzformátor veszteségeinek csökkentése
Már láttuk, hogy a transzformátor hatékonysága nagyon magas értékeket ér el. Mindazonáltal, függetlenül attól, mekkora a hatékonysága, a művelet során (20-25 év) a transzformátorban visszaélésszerűen elvesztett teljesítményveszteségek igen jelentősek. Ezért a hatékonyság minden lehetséges növekedését, azaz a veszteségcsökkentés továbbra is a transzformátor gyártásának egyik fő feladata. Természetesen nem minden itt van attól, hogy az egyes csomópontokat vagy a transzformátort összeszerelve dolgozzon. Mindazonáltal a veszteségek okainak alapos ismerete és a csökkentésük módjai nélkülözhetetlenek az összeszerelés alatt álló gyártási műveletek sikeres fejlesztéséhez és megfelelő végrehajtásához.
Már megvizsgáltuk, hogy hol és miért fordulnak elő veszteségek a transzformátorban. Lássuk, milyen lehetőségek vannak a transzformátorok veszteségeinek csökkentésére. Amikor beszélnek a transzformátor hatékonyságának növeléséről, először is fontolóra veszik a fáradt veszteségek csökkentését - a transzformátor állandó veszteségeit. Az acél veszteségeinek csökkentése érdekében többféleképpen lehet. Az első a mágneses fluxus Φο nagyságának csökkenése. Ez azonban a legkedvezőtlenebb út, hiszen ugyanazzal az emf-vel meg kell teremteni a tekercsek számának növelését, azaz használjon több réz vagy alumínium huzalokat.
Előnyösebb egy másik módszert használni: a mágneses fluxus csökkentése nélkül használjon olyan elektromos acélokat, amelyek nagy ellenállással rendelkeznek (az örvényáramok csökkentése érdekében) és csökkentik a hiszterézis miatt bekövetkező veszteségeket. Egy másik módszer a vékony szigetelt lemezek mágneses rendszere, amely drasztikusan csökkenti az örvényáramokból származó veszteségeket. A mágneses áramkörök széles körben történő használata ferde lemezcsuklókkal és lyuk nélkül az aktív acélban csökkenti az alapjárati veszteségeket.
Különösen fontos azonban, hogy a transzformátor összeszerelő tudja-e, hogy az acélipari veszteségek hogyan függnek a megfelelő gyártási műveletek teljesítményétől. A hidegen hengerelt acél, gyakorlatilag minden transzformátor esetében, nagyon érzékeny a mechanikai hatásokra. Még a lemezek vágása és bélyegzése során is romlik a vágóélben lévő acél mágneses tulajdonságai. Az acélcsíkok, a lemezek könyökei, a kemény munka könnyen megtöri a kristályok orientációját, növeli a speciális veszteségeket és a mágnesezési teljesítményt. A mágneses mag összeállítása előtt a lemezek szükségszerűen magas hőmérsékletű hőkezelésen mennek keresztül a kemencékben, ami visszaállítja az acél mágneses jellemzőit.
A mágneses áramkör összeszerelésekor azonban a felső járom kiömlése és újratöltése miatt az acél újra könnyen károsodhat. Ezekben a műveletekben a kollektoroknak különleges figyelmet és pontosságot kell tanúsítani az acéllemezek kezelésénél, és nem okozhatnak mechanikai sérülést. Minél óvatosabb az összeszerelő a lemezekkel együtt, annál kevesebb az üresjárat vesztése az összeszerelt transzformátorban.
A tapasztalatok azt mutatják, hogy a transzformátor acélban kifejezett vesztesége 1,3-1,5-szer nagyobb, mint a kiindulási anyagban. Ez nagymértékben függ az építési minőségtől. Jól összeszerelve a transzformátor mágneses rendszerének veszteségei csak 25-30% -kal meghaladják a megmunkálás megkezdése előtt az acél veszteségét.
A tekercselés veszteségeinek csökkentése a transzformátor terhelési áramaiból a legkönnyebb a tekercselővezetékek keresztmetszetének növelésével. Ez azonban gazdaságilag nem veszteséges, mivel ebben az esetben nem csak a tekercsek, hanem a mágneses áramkör mérete is elkerülhetetlenül emelkedik. az aktív anyagok tömege nő, és a transzformátor üresjárati vesztesége nő. Ezért a tekercselő vezetékek méretei ritkán nőnek, leggyakrabban, ha a tekercsek mechanikai szilárdsága ezt megkívánja.
Vannak más módok a veszteségek csökkentésére a tekercsekben. Már tudjuk, hogy a tekercsek terhelése mellett további veszteségek is vannak. Ezek a veszteségek nem csak csökkentik a transzformátor hatékonyságát, csökkentik annak hatékonyságát, hanem gyakran a transzformátorszerkezet egyes elemeiben is koncentrálódnak, ami veszélyes fűtést okoz. Ilyen fűtés általában a tekercsek felső és alsó fordulata (tekercsek), a présgyűrűkben, az ívesgerendákban és a transzformátor tartályban történik.
A szóródási fluxusok nagyon érzékenyek a tekercsek mágneses szimmetriájára. Elegendő a tekercsek enyhén elmozdulása is egymáshoz képest, hogy a szórást élesen növeljék. Az ilyen elmozdulások különösen gyakoriak a magasságban: az egyik tekercs laza vagy kissé eltérhet a másiktól. Ez szinte mindig megtöri a mágneses szimmetriát és növeli a szóródást. Ezért, amikor a fúvóka (szerelési) tekercselés kollektor gondosan ellenőrizniük kell a magasság, az elmozdulása megakadályozható a tekercsek, egyenletessége a csatornák között, azok szigorúan koncentrikusan elhelyezett, a mag.
A tekercsek, csapok és a tartály közötti meghatározott intervallumok megsérülése általában megváltoztatja a szóródási folyamok irányát, és gyakran veszélyes helyi fűtést okozhat a járadag tartályában vagy polcában.
A transzformátor teljesítményvesztesége és hatékonysága.
A transzformátorokat nem aktív, hanem teljes kapacitással normalizálják, mert A transzformátorok adott frekvencián mért dimenzióit főként a névleges feszültség és áram határozza meg. Névleges, azaz. fűtéssel engedélyezett, az áram határozza meg a transzformátor tekercselésének vezetékeinek keresztmetszetét. A mágneses fluxus és a mágneses áramkör méretei függenek a fordulásonkénti feszültségtől. Ezért a fő névleges érték az S = U I névleges teljes teljesítmény. Az átalakulás során keletkező energiaveszteségek konstansok és változók, a terheléstől függően. Az állandó teljesítményveszteségek az acél mágneses áramkör veszteségeit tartalmazzák hiszterézis és örvényáramok esetén. Az acél veszteségeit az áramlás és a frekvencia értéke határozza meg, és nem függ a terheléstől. U = const és f = const esetén az áramlás amplitúdója változatlan. Az acél veszteségei megegyeznek a transzformátor által fogyasztott aktív energiával.
A változó veszteségek veszteségek a réz tekercsekben:
Ebből következik, hogy az I1 = I1n tekercsekben lévő veszteségek megegyeznek a kísérlet aktív hatalmaival. az I1nom számára. A transzformátor hatékonysága
ahol P1 és P2 - fogyasztják és aktív erőt adnak. H.x. P2 = 0 és
h = 0. Ahogy a P2 nő, a hatékonyság nő, eléri a maximális értékét, majd elkezdődik
csökken. A nagy terhelésnél jelentkező csökkenést a tekercsek veszteségeinek erőteljes növekedése magyarázza, mert a folyó négyzetének arányában nőnek. A maximális hatékonyság a pc = pM. A transzformátor úgy van kialakítva, hogy a hmax a legvalószínűbb terhelésnél legyen elérhető, egyenlő (0,5-0,75) P2n értékkel. P2 = P2 esetén közel van a h maximális értékéhez, és nagy transzformátorokban 98-99% -os értéket ér el.
Ábra. 32. A transzformátor hatékonysága a terheléstől függően.
A transzformátor tekercsek összekötő csoportjai
Mostanáig az építőiparban a transzformátor vektor diagram véljük, hogy az EMF fázis tekercs HV és LV tekercsek fázisban. De ez csak akkor igaz, ha a transzformátor primer és szekunder tekercselése egy irányban, valamint a tekercsek termináljainak címkézése ugyanaz, mint az 1. ábrán látható. 2.1, a. Ha egy transz-alakítója a változás irányát vagy tekercselés LV átrendezett szimbólumai következtetéseit, a EMF lenne eltolt fázisban viszonyítva az EMF 180 ° (ábra. 10.1, B). Az EMF és az EMF közötti fáziseltolódás szokásos a vegyületcsoporton keresztül történő kifejezésre. Mivel ez a fáziseltolódás változhat 0-tól 360 °, és a nyírási multiplicitás 30 °, akkor utalni vegyület a csoport kapott egy sor számok: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 és 0.
A tekercselő HH lineáris EMF vektorának elmozdulási szöge a tekercselés VN lineáris EMF vektorához képest úgy határozható meg, hogy megszorozzuk a kapcsolódási csoportot 30 ° -kal jelölő számot. Az eltolás szöge az EMF EM hullámosító vektorból számolva az óramutató járásával megegyező irányban az EMF tekercs vektorhoz. Például az 5. vegyületcsoport azt jelzi, hogy az EMF EM fázis a BH EMF vektorból fázisban 5-30 ° = 150 ° szögben elmarad.
A csoportok elfogadott megnevezése jobb megértéséhez a vegyületeket összehasonlítjuk az órával. Ebben az esetben a tekercs HH EM tekercs vektora megfelel a 12-es számjegyre beállított perc kéznek, és a tekercs ÒN EMF tekercs vektorja az óramutató járásával megegyező irányban (10.2. Ábra). Nem szabad megfeledkezni arról, hogy az EMF vektorok fázisában való egybeesés, és egyenértékű a dialógusos óra kezének egybeesésével, a 0 (és nem 12) csoport jelöli. Ezenkívül nem szabad megfeledkezni arról, hogy az EMF vektorok forgásának pozitív irányát a forgó órákkal szemben elforgatjuk.
Így egyfázisú transzformátorban csak két kapcsolati csoport lehetséges: a 0. csoport a fázis egybeesésnek és a 6. csoportnak felel meg, amely megfelel a fáziseltolódásnak és 180 ° között. E csoportok közül a GOST csak a 0 csoportot adja meg, az I / I-0 jelöli.
Ábra. 10.1. Egyfázisú transzformátorok tekercselési csoportjai:
Ábra. 10.2. Az óra kéz helyzetének összehasonlítása a kapcsolódási csoportok kijelölésével.
A különböző módon, hogy a tekercseket dreiphasenstromtransformatoren hozhat létre 12 különböző vegyületet csoportok, úgy példaként kapcsolási rajz „csillag - Star” (ábra 10.3 a.). Az EMF vektordiagramjai azt mutatják, hogy ebben az esetben a lineáris EMF-ek közötti váltás nulla. Ennek ellenőrzéséhez összehangolásával egy pont és egy vektor diagram alkalmazva EMF tekercsek HV és LV. Következésképpen a jelzett karmantyúcsatlakozási rendszerek esetében a 0 csoport zajlik; Y / Y-0 jelöli. Ha a LV oldalán a nulla pont és csatlakoztassa a bilincsek, b és c, egy lőni terminális EMF x, y és z, az EMF változik fázisban 180 ° -kal, és Transfrm-Matora fog tartozni egy csoport 6 (Y / Y -6) ( 10.3 ábra, b).
Amikor csatlakoztatja a csillag-delta tekercseket a 2. ábrán. 10.4, a, van a 11. csoport (Y / # 916; -11). Ha az on-swap-start és végei a tekercságakban HH, a vektor 180 ° -kal elfordítja, és a transzformátor fog utalni a csoport 5 (Y / # 916; -5) (. Ábra 10.4, b).
HH és LV tekercsek, például Y / Y és # 916; / # 916; , akkor a vegyületek még a csoportjait is előállíthatjuk, és egyenlőtlen rendszerekhez például Y / # 916; vagy # 916; / Y, - furcsa. A (0, 6, 11 és 5) vegyületek négy csoportját alapvetőnek nevezzük. Minden egyes bázikus csoport a vegyület körkörös újracímkézés terminálok egyik oldalán a transzformátor, például a LV oldalán (csatlakozás nélkül változás áramkör) előállíthatók két származék a csoport. Például, ha a transzformátor egy Y csoport, / Y-O vegyület (10.3 ábra, a) tekercselés LV terminálok és újra-jel helyett a szekvencia abc veszi SAB szekvenciát, az EMF vektor van forgatva 120 ° -kal, így szerezzen egy Y csoport, / Y vegyület -4. Ha a következtetések tekercselés LV újra-mark BSA sorrendben, a vektor forog egy másik 120 °, és csak a 240 °; megkapjuk az Y / Y-8 csoportot.
10. ábra: Tekercselési kapcsolási sémák és vektordiagramok: a - az Y / Y -0: b csoport esetében: b-az Y / Y-6 csoport esetében
Ábra. 10.4. Tekercselési kapcsolási diagramok és vektordiagramok: