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變壓器的功率、損耗、效率

發(fā)布時間:2024-09-19
(1)變壓器的功率。變壓器在傳輸功率的同時,要消耗一部分能量,這主要是鐵耗和銅耗。所有的損耗在變壓器內(nèi)部都轉(zhuǎn)化為熱量,一部分使變壓器的溫度升高,另一部分則散發(fā)到周圍的介質(zhì)中去。
變壓器的輸出功率p2=u2cosφ2,是與φ2有關(guān)的量,所以,在同等容許發(fā)熱的情況下,輸出功率的大小取決于負載的功率因數(shù)cosφ2,功率因數(shù)cosφ2越高,輸出的功率越大。如果向功率因數(shù)為零的負載供電,變壓器盡管在額定狀態(tài)下運行,但輸出的功率仍然為零。
(2)變壓器的損耗。變壓器的輸入功率與輸出功率之差就是變壓器的損耗,主要包括鐵耗和銅耗。變壓器的鐵耗近似等于空載損耗,銅耗近似等于負載損耗。在電源頻率不變的情況下,鐵耗與僅與鐵芯的磁通密度值有關(guān),而主磁通的密度值又大致與電源電壓成正比,只要電源電壓一定,主磁通及磁通密度值幾乎與負載無關(guān)。所以,無論變壓器空載或滿載,變壓器的鐵耗幾乎是一個固定的值。變壓器的銅耗與繞組中電流的大小有關(guān),隨負載的變化而變化,是一個可變的損耗。
(3)變壓器的效率。變壓器輸出的有功功率p2與輸入有功功率p1的百分比,稱為變壓器的效率,用η表示,即
因為輸入有功功率p1包括輸出有功功率p2、鐵耗pfe和銅耗pcu,所以
由于變壓器是靜止電氣設(shè)備,沒有機械損耗,效率很高,一般效率可達百分之九十幾,大容量變壓器可達97%左右。
(4)變壓器的最高效率。變壓器的效率與負載的大小及功率因數(shù)有關(guān)。當負載的功率因數(shù)為某一固定值時,變壓器接上負載后隨著負載的增加,變壓器的效率η由零很快上升到最大值,然后又略有降低。其原因如下:
1)鐵耗是固定損耗,當負載較小時,銅耗比較小,鐵耗對效率的影響是主要因素,效率隨負載的增加而很快提高。
2)銅耗與電流的平方成正比,當負載增大時,銅耗增加很快,從而使效率隨負載的增加而降低。
3)數(shù)學分析可以證明,在某一負載下,可變損耗(銅耗)與固定損耗(鐵耗)相等時,變壓器的效率最高。
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