2015-01-22
864
В трансформаторе теряется энергия в обмотках и в магнитопроводе. Потери мощности в обмотках равны
Δ Р м = I 12 r 1 + I 22 r 2 = I 12 r к .
Потери мощности в магнитопроводе составляют
| Δ Р ст = GBmn Δ Р 10( | f | )1,3; |
(8,18)
| n = 5,69lg | Δ Р 15 | ; |
| Δ Р 10 |
где G — масса магнитопровода, кг; Вm — амплитуда магнитной индукции, Тл; Δ Р 10 — удельные потери в стали, Вт/кг, при Вm = 1 Тл и f = 50 Гц; Δ Р 15 — удельные потери в стали, Вт/кг, при Вm = 1,5 Тл и f = 50 Гц; f — частота тока в обмотках, Гц.
Потери в обмотках зависят от нагрузки, потери в магнитопроводе практически не зависят от нагрузки. Коэффициент полезного действия трансформатора равен
| η = | P 2 | = | P 2 | . |
| P 1 | P 2 + Δ Р м + Δ Р ст |
где Р 2 — мощность, отдаваемая трансформатором; P 1 - потребляемая мощность.
Выразив активную мощность, отдаваемую трансформатором, через полную мощность Р 2 = S 2cos φ2, получим
| η = | S 2 cos φ2 | . |
| S 2 cos φ2 + I 12 r к + Δ Р ст | ||
Рис. 8.23. Зависимость КПД трансформатора от коэффициента загрузки
Выразив S 2 и I 2 через коэффициент загрузки трансформатора β, имеем М 2 = β I 2ном, что соответствует S 2 ≈ β S ном, и так как U 2≈ U 2ном, получим
|
|
|
| η = | β S 2ном cos φ2 | . |
| β S ном cos φ2 + Δ P кβ2 + Δ P ст |
(4.65a)
где Δ P к = Δ P ном = I 21ном r к — потери мощности в обмотках при номинальной нагрузке; Δ P ст — потери мощности в магнитопроводе при номинальном напряжении.
На рис. 8.23 изображены графики зависимости КПД от коэффициента загрузки трансформатора при различных значениях cos φ2.
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.
