Effektförluster i transformatorn
De viktigaste egenskaperna hos en transformator är i första hand lindningsspänningen och den effekt som överförs av transformatorn. Överföringen av kraft från en lindning till en annan sker elektromagnetiskt, medan en del av kraften som tillförs transformatorn från nätaggregatet går förlorad i transformatorn. Den förlorade delen av kraften kallas förluster.
När kraft överförs genom en transformator ändras spänningen över sekundärlindningarna med en förändring i belastningen på grund av spänningsfallet över transformatorn, vilket bestäms av kortslutningsresistansen. Effektbortfall i transformatorn och kortslutningsspänning är också viktiga egenskaper. De bestämmer transformatorns effektivitet och driftsättet för det elektriska nätverket.
Effektförlusten i transformatorn är en av de viktigaste egenskaperna hos transformatorkonstruktionens ekonomi. Totala normaliserade förluster består av tomgångsförluster (XX) och kortslutningsförluster (SC).Vid tomgång (ingen last ansluten), när strömmen endast flyter genom spolen som är ansluten till strömkällan, och det inte finns någon ström i de andra spolarna, förbrukas strömmen som förbrukas av nätverket för att skapa ett magnetiskt flöde utan belastning, dvs. för magnetisering av en magnetisk krets bestående av plåtar av transformatorstål. Så pass att växelström ändrar riktning, då ändras också riktningen för det magnetiska flödet. Detta innebär att stålet växelvis magnetiseras och avmagnetiseras. När strömmen ändras från maximalt till noll avmagnetiseras stålet, den magnetiska induktionen minskar, men med viss fördröjning, d.v.s. avmagnetisering saktar ner (när strömmen når noll är induktansen inte nollpunkt n). Fördröjningen av magnetiseringsomkastningen är en följd av stålets motstånd mot omorientering av elementära magneter.
Magnetiseringskurvan vid omkastning av strömriktningen bildar den sk hystereskrets, som är olika för varje stålkvalitet och beror på den maximala magnetiska induktionen Wmax. Arean som täcks av slingan motsvarar den effekt som går åt för magnetisering. När stålet värms upp under magnetiseringsomkastning, omvandlas den elektriska energin som tillförs transformatorn till värme och avleds till det omgivande utrymmet, d.v.s. är oåterkalleligt förlorad. Detta är fysiskt förlusten av kraft för att vända magnetiseringen.
Förutom hysteresförlusterna när det magnetiska flödet strömmar genom den magnetiska kretsen, virvelströmsförluster… Som ni vet inducerar det magnetiska flödet en elektromotorisk kraft (EMF), som skapar en ström inte bara i spolen som är placerad på kärnan i den magnetiska kretsen, utan även i själva metallen. Virvelströmmar flyter i en sluten slinga (virvelrörelse) vid platsen för stålet i en riktning vinkelrät mot riktningen för det magnetiska flödet. För att minska virvelströmmar är den magnetiska kretsen sammansatt av separata isolerade stålplåtar. I detta fall, ju tunnare arket är, desto mindre är den elementära EMF, desto mindre virvelström som skapas av den, d.v.s. mindre effektförlust från virvelströmmar. Dessa förluster värmer också upp magnetkretsen. För att minska virvelströmmar, förluster och uppvärmning, öka elektrisk resistans stål genom att tillsätta tillsatser i metallen.
För varje transformator måste materialförbrukningen vara optimal.För en given induktion i magnetkretsen bestämmer dess storlek transformatorns effekt. De försöker alltså ha så mycket stål som möjligt i kärnsektionen av den magnetiska kretsen, dvs. med den valda ytterdimensionen måste fyllningsfaktorn kz vara störst. Detta uppnås genom att applicera det tunnaste lagret av isolering mellan stålplåtarna. För närvarande används stål med en tunn värmebeständig beläggning som appliceras i stålproduktionsprocessen och gör det möjligt att erhålla kz = 0,950,96.
Vid tillverkning av en transformator, på grund av olika tekniska operationer med stål, försämras dess kvalitet i den färdiga strukturen i viss utsträckning, och förlusterna i strukturen erhålls med cirka 2550% mer än i originalstålet före dess bearbetning (när med hjälp av lindat stål och pressning av magnetkedjan utan dubbar).