A transzformátor hatékonysága

A transzformátor hatásfokát a transzformátor által leadott P2 teljesítmény és a terhelés aránya határozza meg a hálózat által fogyasztott P1 teljesítményhez:

η = P2 / P1

A hatásfok a transzformátor feszültségátalakításának hatásfokát jellemzi.

A gyakorlati számításoknál a transzformátor hatásfoka a képlet alapján kerül kiszámításra

η = 1 – (∑P – (P2 + ∑P),

ahol ∑P = Pmail + Pmg – teljes veszteség a transzformátorban.

Ez a képlet kevésbé érzékeny a P1 és P2 meghatározásának hibáira, ezért pontosabb hatásfok értékét teszi lehetővé.

A transzformátor által a hálózatba szállított nettó teljesítményt a képlet számítja ki

P2 = m NS U2n NS I2n NS kng NS Cosφ2 = kng NS Сn NS Cosφ2,

ahol kng = I2 / I2n — a transzformátor terhelési tényezője.

A tekercsek elektromos veszteségeit a transzformátor rövidzárlati tapasztalata határozza meg.

Pmail = kng2 NS PYes,

ahol Pk = rk x I21n — rövidzárlati veszteségek névleges áramerősség mellett.

Az acél veszteségeit Rmg az üresjárati teszt alapján határozzuk meg: rmg = Ro

Feltételezzük, hogy a transzformátor minden üzemmódjában állandóak, mivel amikor u1 = const Az EMF az üzemmódokban jelentéktelen mértékben változik.

A fentiek alapján a transzformátor hatásfoka a következő képlettel határozható meg:

η = (Po + kng2 NS PSe) / (kng NS Сn NS Cosφ2 + Po + kng2 NS PSe),

Ennek a kifejezésnek az elemzése azt mutatja, hogy a transzformátor hatásfoka akkor van maximális terhelésnél, ha a tekercsekben a veszteségek megegyeznek az acél veszteségeivel.

Rizs. 1. A transzformátor terhelési tényezőjének optimális értékének meghatározása

Ebből megkapjuk a transzformátor terhelési tényezőjének optimális értékét:

kngopt = √Po / PTo be

A modern teljesítménytranszformátorokban a veszteségi együttható Po/P1 = (0,25 — 0,4); ezért η maximuma kng = 0,5 — 0,6 értéknél jelentkezik (1. ábra).

Az η (kng) görbéből látható, hogy a transzformátor hatásfoka szinte állandó a 0,5-től 1,0-ig terjedő terhelésváltozások széles tartományában. Alacsony terhelésnél a transzformátor η értéke meredeken csökken.

Transzformátor alállomás