Потери мощности и КПД трансформатора

В трансформаторе теряется энергия в обмотках и в магнитопроводе. Потери мощности в обмотках равны:

Δ P_M=I₁²r₁+I₂²r₂=I₁²r_K

Потери мощности в магнитопроводе составляют (см. рис. 41):

где G – масса магнитопровода, кг;

B_m – амплитуда магнитной индукции, Тл;

Δ P ₁₀ – удельные потери в стали, Вт/кг, при

B_m = 1 Тл и f = 50 Гц;

Δ _{P 15} – удельные потери в стали, Вт/кг, при

B_m = 1,5 Тл и f = 50 Гц;

f – частота тока в обмотках, Гц.

Рис. 41. График потери мощности

Потери в обмотках зависят от нагрузки, потери в магнитопроводе практически не зависят от нагрузки. Коэффициент полезного действия трансформатора равен:

где Р ₂ – мощность, отдаваемая трансформатором;

Р ₁ – потребляемая мощность.

Выразив активную мощность, отдаваемую трансформатором, через полную мощность Р ₂ = S ₂ cos φ,получим:

Выразив S ₂ и I ₂ через коэффициент загрузки трансформатора β, имеем M₂ = β I _2ном, что соответствует S ₂ ≈ β S _ном, и так как U ₂ ≈ U _ном, получим:

где Δ P_k = Δ P _ном = I ²_ном r_k – потери мощности в обмотках при номинальной нагрузке;

Δ P_CT – потери мощности в магнитопроводе при номинальном напряжении.

Трансформаторы большой мощности при номинальной нагрузке и cos φ₂ = 1 обладают высоким КПД, доходящим до 0,98–0,99. Трансформаторы малой мощности имеют КПД примерно 0,82–0,9.

Дата добавления: 2015-05-06