Існують відповідні технічні вимоги до різних типів трансформаторів, які можна виразити відповідними технічними параметрами. Наприклад, основні технічні параметри силового трансформатора включають: номінальну потужність, номінальну напругу та коефіцієнт напруги, номінальну частоту, робочий температурний клас, перевищення температури, швидкість регулювання напруги, ізоляційні характеристики та вологостійкість. Для загальних низькочастотних трансформаторів основними технічними параметрами є: коефіцієнт трансформації, частотні характеристики, нелінійні спотворення, магнітне та електростатичне екранування, коефіцієнт корисної дії тощо.
Основні параметри трансформатора включають коефіцієнт напруги, частотні характеристики, номінальну потужність та коефіцієнт корисної дії.
(1）Коефіцієнт напруги
Зв'язок між коефіцієнтом напруги n трансформатора та кількістю витків і напругою первинної та вторинної обмоток такий: n=V1/V2=N1/N2, де N1 – первинна обмотка трансформатора, N2 – вторинна обмотка, V1 – напруга на обох кінцях первинної обмотки, а V2 – напруга на обох кінцях вторинної обмотки. Коефіцієнт напруги n підвищувального трансформатора менше 1, коефіцієнт напруги n знижувального трансформатора більше 1, а коефіцієнт напруги роздільного трансформатора дорівнює 1.
(2）Номінальна потужність P. Цей параметр зазвичай використовується для силових трансформаторів. Він стосується вихідної потужності, за якої силовий трансформатор може працювати тривалий час без перевищення заданої температури за заданої робочої частоти та напруги. Номінальна потужність трансформатора залежить від площі перерізу залізного осердя, діаметра емальованого дроту тощо. Трансформатор має велику площу перерізу залізного осердя, діаметр товстого емальованого дроту та велику вихідну потужність.
(3）Частотна характеристика Частотна характеристика означає, що трансформатор має певний робочий діапазон частот, і трансформатори з різними робочими діапазонами частот не можна взаємозамінювати. Коли трансформатор працює поза своїм діапазоном частот, температура підвищується або трансформатор не працюватиме нормально.
(4）ККД відноситься до співвідношення вихідної потужності та вхідної потужності трансформатора при номінальному навантаженні. Це значення пропорційне вихідній потужності трансформатора, тобто чим більша вихідна потужність трансформатора, тим вищий ККД; чим менша вихідна потужність трансформатора, тим нижчий ККД. Значення ККД трансформатора зазвичай становить від 60% до 100%.
При номінальній потужності співвідношення вихідної потужності та вхідної потужності трансформатора називається коефіцієнтом корисної дії трансформатора, а саме
η= x100%
Деη – ККД трансформатора; P1 – вхідна потужність, а P2 – вихідна потужність.
Коли вихідна потужність P2 трансформатора дорівнює вхідній потужності P1, коефіцієнт корисної діїη Якщо напруга дорівнює 100%, трансформатор не створюватиме жодних втрат. Але насправді такого трансформатора немає. Коли трансформатор передає електричну енергію, він завжди створює втрати, які в основному включають втрати в міді та втрати в залізі.
Втрати в міді стосуються втрат, спричинених опором котушки трансформатора. Коли струм нагрівається через опір котушки, частина електричної енергії перетворюється на теплову енергію та втрачається. Оскільки котушка зазвичай намотана ізольованим мідним дротом, це називається втратами в міді.
Втрати в залізі трансформатора включають два аспекти. Перший – це втрати на гістерезис. Коли змінний струм проходить через трансформатор, напрямок і розмір магнітної силової лінії, що проходить через кремнієвий сталевий лист трансформатора, відповідно змінюються, що призводить до тертя молекул всередині кремнієвого сталевого листа одна об одну та вивільнення теплової енергії, втрачаючи таким чином частину електричної енергії, що називається гістерезисними втратами. Інший – це втрати на вихрові струми, коли трансформатор працює. Через залізний сердечник проходить магнітна силова лінія, і індукований струм генерується в площині, перпендикулярній до магнітної силової лінії. Оскільки цей струм утворює замкнутий контур і циркулює у формі виру, його називають вихровим струмом. Існування вихрового струму призводить до нагрівання залізного сердечника та споживання енергії, що називається втратами на вихрові струми.
Коефіцієнт корисної дії трансформатора тісно пов'язаний з його потужністю. Зазвичай, чим більша потужність, тим менші втрати та вихідна потужність, і тим вищий коефіцієнт корисної дії. І навпаки, чим менша потужність, тим нижчий коефіцієнт корисної дії.
Час публікації: 07 грудня 2022 р.
