من به عنوان ارائه دهنده ترانسفورماتورهای کوره ، اهمیت اساسی محاسبه دقیق تلفات برق در این ترانسفورماتورهای تخصصی را درک می کنم. ترانسفورماتورهای کوره برای پاسخگویی به خواسته های الکتریکی منحصر به فرد کوره های صنعتی ، مانند کوره های قوس و کوره های القایی ، که به جریانهای بالا و سطح ولتاژ خاص نیاز دارند ، طراحی شده اند. تلفات برق در این ترانسفورماتورها نه تنها بر بهره وری انرژی تأثیر می گذارد بلکه بر عملکرد کلی و طول عمر تجهیزات نیز تأثیر می گذارد. در این پست وبلاگ ، من برخی از بینش های کلیدی در مورد چگونگی محاسبه تلفات برق در ترانسفورماتورهای کوره را به اشتراک می گذارم.
انواع تلفات برق در ترانسفورماتورهای کوره
قبل از ورود به روشهای محاسبه ، درک انواع مختلف تلفات برق که در ترانسفورماتورهای کوره رخ می دهد ، ضروری است. دو دسته اصلی تلفات برق وجود دارد: بدون - تلفات بار و تلفات بار.
بدون - تلفات بار (تلفات آهن)
NO - تلفات بار ، که به عنوان ضرر آهن نیز شناخته می شود ، حتی در صورت عدم تأمین ترانسفورماتور نیز رخ می دهد. این تلفات در درجه اول به دلیل خاصیت مغناطیسی هسته ترانسفورماتور است. دو مؤلفه تلفات آهن وجود دارد: تلفات هیسترزیس و زیان کنونی.
-
ضرر هیسترزیس: تلفات هیسترزیس ناشی از واژگونی میدان مغناطیسی در هسته ترانسفورماتور است. با عبور جریان متناوب از سیم پیچ اولیه ، میدان مغناطیسی در هسته به طور مداوم تغییر می کند. حوزه های مغناطیسی موجود در مواد اصلی باید خود را با تغییر میدان مغناطیسی تغییر دهند که به انرژی نیاز دارد. این انرژی به عنوان گرما از بین می رود و در نتیجه تلفات هیسترزیس ایجاد می شود. فرمول تلفات هیسترزیس توسط:
[p_h = k_h f b_m^{n} v]
جایی که (p_h) از بین رفتن هیسترزیس است ، (k_h) ثابت است که به ماده اصلی بستگی دارد ، (f) فرکانس جریان متناوب است ، (b_m) حداکثر چگالی شار مغناطیسی در هسته است ، (n) نمایشگر استینمتز (معمولاً بین 1.5 و 2.5) و (v) حجم هسته است. -
ادی - ضررهای فعلی: eddy - تلفات فعلی توسط جریانهای ناشی از (جریانهای ادی) در هسته ترانسفورماتور ایجاد می شود. هنگامی که میدان مغناطیسی موجود در هسته تغییر می کند ، جریان های گردش را در مواد اصلی القا می کند. این جریانهای گردو از طریق مقاومت هسته جریان می یابند ، گرما تولید می کنند و باعث تلفات برق می شوند. فرمول Eddy - ضررهای فعلی:
[p_e = k_e f^{2} b_m^{2} t^{2} v]
جایی که (P_E) از بین رفتن Eddy - جریان ، (K_E) یک ثابت مربوط به ماده اصلی و مقاومت آن است ، (T) ضخامت لمینت ها در هسته است.
از دست دادن NO - NO - ((P_ {NL})) مجموع تلفات هیسترزیس و زیان کنونی است:
[p_ {nl} = p_h + p_e]
تلفات بار (تلفات مس)
تلفات بار ، که به عنوان تلفات مس نیز شناخته می شود ، هنگامی رخ می دهد که ترانسفورماتور بار را تأمین می کند. این تلفات به دلیل مقاومت در برابر سیم پیچ های ترانسفورماتور است. هنگامی که جریان در سیم پیچ ها جریان می یابد ، یک قطره ولتاژ در مقاومت سیم پیچ ها وجود دارد و قدرت مطابق فرمول (P = I^{2} R) به عنوان گرما از بین می رود.
از دست دادن بار ((P_ {L})) را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
[p_ {l} = i_ {rms}^{2} r_ {eq}]
جایی که (i_ {rms}) مقدار ریشه - میانگین - مربع (rms) جریان بار است و (r_ {eq}) مقاومت معادل سیم پیچ های ترانسفورماتور است که به طرف اصلی یا ثانویه اشاره شده است.
محاسبه تلفات برق
برای محاسبه کل تلفات برق در یک ترانسفورماتور کوره ، باید هر دو ضرر بدون بار و تلفات بار را در نظر بگیریم.
مرحله 1: تعیین ضررهای بار را تعیین کنید
ضررهای بدون بار معمولاً توسط سازنده ترانسفورماتور در برگه داده ترانسفورماتور ارائه می شود. با این حال ، اگر برگه داده در دسترس نباشد ، می توانید با استفاده از فرمول های ذکر شده در بالا ، ضررهای بار NO را تخمین بزنید. برای استفاده از این فرمولها ، باید خصوصیات اصلی مواد ، فرکانس منبع تغذیه ، حداکثر چگالی شار مغناطیسی و حجم هسته را بدانید.
مرحله 2: ضررهای بار را تعیین کنید
برای محاسبه تلفات بار ، ابتدا باید جریان بار را تعیین کنید. جریان بار در یک ترانسفورماتور کوره به نیازهای انرژی کوره بستگی دارد. For example, if the furnace has a power rating of (P_{furnace}) and the voltage at the secondary side of the transformer is (V_{secondary}), the load current (I_{load}) can be calculated using the formula (I_{load}=\frac{P_{furnace}}{V_{secondary}}) (assuming a resistive load).
پس از جریان بار ، باید مقاومت معادل سیم پیچ های ترانسفورماتور را پیدا کنید. مقاومت معادل آن را می توان با استفاده از یک متر مقاومت اندازه گیری کرد یا از سازنده ترانسفورماتور بدست آمد. سپس ، می توانید با استفاده از فرمول ضررهای بار را محاسبه کنید (P_ {l} = i_ {بار}^{2} r_ {eq}).
مرحله 3: محاسبه کل تلفات برق را محاسبه کنید
کل تلفات برق ((P_ {کل})) در ترانسفورماتور کوره ، مجموع تلفات NO - بار و تلفات بار است:
[p_ {total} = p_ {nl}+p_ {l}]
عوامل مؤثر بر تلفات برق
چندین عامل می توانند در ترانسفورماتورهای کوره بر ضررهای برق تأثیر بگذارند:
- سطح بار: با افزایش بار در ترانسفورماتور ، تلفات بار متناسب با مربع جریان بار افزایش می یابد. بنابراین ، بهره برداری از ترانسفورماتور در سطح بار بالاتر منجر به ضرر قدرت بالاتر خواهد شد.
- درجه حرارت: مقاومت سیم پیچ ترانسفورماتور با دما افزایش می یابد. با افزایش دما ، تلفات بار نیز افزایش می یابد. علاوه بر این ، درجه حرارت بالا همچنین می تواند بر خصوصیات مغناطیسی هسته تأثیر بگذارد و منجر به افزایش تلفات بار NO شود.
- بسامد: هر دو ضرر هیسترزیس و ضرر و زیان جاری به طور مستقیم با فرکانس منبع تغذیه متناسب هستند. فرکانس های بالاتر منجر به ضرر NO بالاتر می شود.
اهمیت محاسبه تلفات برق
محاسبه دقیق تلفات برق در ترانسفورماتورهای کوره به دلایل مختلف بسیار مهم است:
- کارایی انرژی: با درک ضررهای برق ، می توانید برای بهبود بهره وری انرژی ترانسفورماتور قدم بردارید. به عنوان مثال ، می توانید یک ترانسفورماتور با ضرر و زیان NO کمتر را انتخاب کنید یا توزیع بار را بهینه کنید تا تلفات بار را کاهش دهد.
- صرفه جویی در هزینه: کاهش تلفات برق می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در هزینه در طول عمر ترانسفورماتور شود. مصرف انرژی کمتر به معنای صورتحساب برق کمتری است که می تواند تأثیر مثبتی در خط پایین کار صنعتی داشته باشد.
- قابلیت اطمینان تجهیزات: تلفات قدرت بالا می تواند باعث گرم شدن ترانسفورماتور شود ، که می تواند به عایق آسیب برساند و طول عمر ترانسفورماتور را کاهش دهد. با محاسبه و به حداقل رساندن تلفات برق ، می توانید قابلیت اطمینان و ماندگاری ترانسفورماتور را بهبود بخشید.
پایان
محاسبه تلفات برق در ترانسفورماتورهای کوره یک کار پیچیده اما اساسی برای اطمینان از بهره وری انرژی ، صرفه جویی در هزینه و قابلیت اطمینان تجهیزات است. به عنوانترانسفورماتورهای کورهتأمین کننده ، ما متعهد هستیم که ترانسفورماتورهای با کیفیت بالا را با ضرر کم مصرف ارائه دهیم. تیم متخصصان ما می توانند به شما در انتخاب ترانسفورماتور مناسب برای برنامه خاص خود کمک کنند و به شما در بهینه سازی عملکرد آن کمک کنند.
اگر در بازار یک هستیدترانسفورماتورهای کورهیاترانسفورماتور، ما از شما دعوت می کنیم تا برای بحث مفصل در مورد نیازهای خود با ما تماس بگیرید. تیم فروش باتجربه ما خوشحال خواهد شد که یک راه حل سفارشی را برای شما ارائه دهد که نیازها و بودجه شما را برآورده کند.
منابع
- سیستم های برق ، توسط استیونسون جونیور ، WD
- مهندسی ترانسفورماتور: طراحی ، فناوری و تشخیص ، توسط GK Dubey.