كل معدات كهربائية سوف تعاني من خسائر أثناء التشغيل على المدى الطويل ، ومحولات الطاقةلا استثناء. في خسائر محولات الطاقة ، يتم تقسيمها بشكل أساسي إلى جزأين: خسائر النحاس وخسائر الحديد.
خسارة النحاس
تعريف
يلعب النحاس دورًا مهمًا في محولات الطاقة ، وعادة ما تستخدم الأسلاك النحاسية في لفات المحولات. يشير "فقدان النحاس" في المحولات إلى الخسارة الناجمة عن الأسلاك النحاسية. "فقدان النحاس" للمحول ، المعروف أيضًا باسم فقدان الحمل ، هو خسارة متغيرة تختلف. عندما يعمل المحول تحت الحمل ، ستكون هناك مقاومة عندما يمر التيار عبر السلك ، مما يؤدي إلى فقدان المقاومة. وفقًا لقانون Joule ، فإن التيار يتدفق عبر هذا المقاوم سيولد حرارة Joule ، وكلما زاد التيار ، زاد فقدان الطاقة. لذلك ، فإن فقدان المقاومة يتناسب مع مربع التيار ومستقل عن الجهد. إنه على وجه التحديد لأنه يتغير مع حجم التيار أن فقدان النحاس (فقدان الحمل) هو خسارة متغيرة وخسارة رئيسية أثناء تشغيل المحول.
عامل التأثير
الحجم الحالي:كما ذكر أعلاه ، فإن فقدان النحاس يتناسب مباشرة مع مربع التيار ، وبالتالي فإن حجم التيار هو عامل رئيسي يؤثر على فقد النحاس.
مقاومة متعرج:تؤثر مقاومة اللف بشكل مباشر على فقد النحاس. كلما ارتفعت المقاومة ، كلما زاد فقدان النحاس.
عدد طبقات الملف:كلما زاد عدد طبقات الملف ، كلما طالت مسار التيار في التدفق في اللف ، وستزداد المقاومة المقابلة ، مما يؤدي إلى زيادة فقدان النحاس.
تردد التبديل:يرتبط تأثير تردد التبديل على فقدان النحاس المحول مباشرة بمعلمات التوزيع وخصائص تحميل المحول. عندما تظهر خصائص الحمل والمعلمات الموزعة خصائص استقرائية معًا ، يتناقص فقدان النحاس مع زيادة تردد التبديل ؛ عند إظهار الخصائص السعة معًا ، يزداد فقدان النحاس مع زيادة تردد التبديل.
تأثير درجة الحرارة:تتأثر خسائر الحمل أيضًا بدرجة حرارة المحول ، وسوف يولد تدفق التسرب الناجم عن تيار الحمل خسائر تيار الدوامة داخل الخسائر المتعرجة والطائكة في الأجزاء المعدنية خارج اللف.
طرق للحد من فقدان النحاس
زيادة المساحة المستعرضة للفات المحولات: تقليل مقاومة الموصل ، وبالتالي تقليل خسائر النحاس بشكل فعال في المحولات.
باستخدام مواد موصل عالية الجودة مثل رقائق النحاس أو رقائق الألومنيوم لتقليل مقاومة اللف.
تقليل وقت تشغيل الحمل الضوئي للمحولات: الحد من نسبة تشغيل الحمل الخفيف من المحولات مفيد لتقليل خسائر النحاس من المحولات.
فقدان الحديد
تعريف
على عكس فقدان النحاس ، لا يرتبط فقدان الحديد في المحولات بعوامل مثل اللف والحجم الحالي. كما يوحي الاسم ، يرتبط فقدان الحديد بالحديد ويتم إنشاؤه بواسطة قلب الحديد. يُعرف فقدان الحديد للمحول أيضًا باسم "خسارة عدم التحميل" لأنه موجود في كل من حالات الحمل الكاملة وحمل الصفر للمحول وهو خسارة ثابتة لـمحول الجهد العالي. ومع ذلك ، في الحمل ، سينخفض فقدان الطاقة مع انخفاض قوة المجال الكهربائي.
تصنيف
ينقسم فقدان الحديد للمحولات إلىفقدان التباطؤوإدي الخسارة الحالية.
يعتمد مبدأ العمل لمحول فقدان التباطؤ على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي لتحقيق ارتفاع الجهد والتغير الحالي. يتدفق التدفق المغناطيسي داخل المحول على قلب الحديد ، والذي يحتوي على مقاومة مغناطيسية للتدفق المغناطيسي ، تمامًا مثل الموصل له مقاومة للتيار ، ويولد الحرارة أيضًا. هذا النوع من الخسارة يسمى "فقدان التباطؤ"
خسارة التيار الدوامة: عندما يتم تنشيط اللف الأساسي للمحول ، يتدفق التدفق المغناطيسي الناتج عن الملف عبر قلب الحديد. نظرًا لأن النواة الحديدية نفسها هي أيضًا موصل ، يتم إحداث إمكانات كهربائية في مستوى عمودي على خطوط المجال المغناطيسي. تشكل هذه الإمكانات الكهربائية حلقة مغلقة على المقطع العرضي للنواة الحديدية وتولد التيار ، مثل دوامة ، لذلك يطلق عليها "تيار الدوامة". وتسمى الخسارة الناتجة عن هذا التيار الدوامة "خسارة الحالية الدوامة". وذلك على وجه التحديد لأن النواة الحديدية تولد تيارات الدوامة التي يتم تحويلها إلى قطعة رقيقة ، لأنه كلما كان أرق ، زادت المقاومة وأصغر التيار.
عامل التأثير
جهد العمل والتردد: يرتبط فقدان الحديد بجهد العمل وتواتر المحولات ، حيث يمكن أن تؤثر هذه العوامل على قوة المجال المغناطيسي وظاهرة التباطؤ في قلب الحديد.
المواد الأساسية: يمكن أن تؤثر خصائص التباطؤ للمادة الأساسية على حجم فقدان الحديد. إذا لم يتم تحديد المادة الأساسية الحديدية بشكل صحيح ، فستزيد فقدان التباطؤ.
عملية التصنيع: عملية تصنيع المحولات لها أيضًا تأثير معين على فقدان الحديد. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤثر طريقة التراص ومعالجة العزل في قلب الحديد على حجم فقدان الحديد.
طرق لتقليل فقدان الحديد
اختيار المواد الأساسية الحديدية عالية الجودة: اختيار المواد الأساسية الحديدية مع فقدان التباطؤ المنخفض يمكن أن يقلل من فقدان الحديد للمحولات.
تحسين عملية التصنيع: من خلال تحسين طريقة التراص ومعالجة العزل في قلب الحديد ، تقليل فقدان الحديد.
تصميم معقول: خلال مرحلة تصميم المحولات ، قم بتحسين التصميم الهيكلي واختيار المعلمات لتقليل فقدان الحديد.
