Apakah Kecekapan Transformer & Derivasinya

Sama seperti mesin elektrik, kecekapan transformer juga didefinisikan sama dengan nisbah kuasa output dan daya input (kecekapan = output / input). Peranti elektrik seperti transformer adalah peranti yang sangat cekap. Kami tahu bahawa ada pelbagai jenis transformer tersedia di pasaran berdasarkan aplikasi di mana kecekapan beban penuh transformer ini berkisar antara 95% hingga 98.5%. Apabila pengubah sangat cekap, maka input, dan juga output, mempunyai nilai yang hampir sama. Oleh itu, tidak praktikal untuk mengira kecekapan pengubah dengan menggunakan output / input. Jadi, artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan kecekapan pengubah.

Apakah Kecekapan Transformer?

Kecekapan transformer boleh didefinisikan sebagai intensiti atau jumlah kehilangan kuasa dalam transformer. Oleh itu, nisbah sekunder penggulungan output kuasa ke input kuasa penggulungan utama. Kecekapan boleh ditulis seperti berikut.

Kecekapan Transformer

Kecekapan (η) = (Output Daya / Input Kuasa) X 100

Secara amnya, kecekapan dapat dilambangkan dengan ‘η’. Persamaan di atas sesuai untuk pengubah yang ideal di mana sahaja tidak akan ada kerugian pengubah serta tenaga yang lengkap dalam input dialihkan ke output.

Oleh itu, sekiranya kerugian pengubah dipertimbangkan & jika pengubah kecekapan dianalisis dalam keadaan praktikal, persamaan berikut terutama dipertimbangkan.

Kecekapan = ((Kuasa O / P) / (Kekuatan O / P + Kerugian Tembaga + Kerugian Teras)) × 100%

Atau ia boleh ditulis sebagai Kecekapan = (Kuasa i / p - Kerugian) / Kuasa i / p × 100

= 1− (Kehilangan / Kuasa i / p) × 100

Jadi, semua input, o / p, dan kerugian dinyatakan terutamanya dari segi kuasa (Watt).

Kuasa Transformer

Apabila transformer ideal dipertimbangkan tanpa kerugian, maka daya transformer akan stabil kerana voltan V didarabkan melalui arus I stabil.

Jadi, kuasa dalam primer setara dengan kuasa dalam sekunder. Sekiranya voltan pengubah meningkat maka arus akan berkurang. Begitu juga, jika voltan diturunkan, maka arus akan meningkat sehingga daya output dapat dikekalkan tetap. Oleh itu daya primer sama dengan kuasa sekunder.

P_Utama= P_Menengah

V_PSaya_Pcosϕ_P= V_SSaya_Scosϕ_S

Di mana ∅_P& ∅_sadalah sudut fasa primer dan sekunder

Penentuan Kecekapan Transformer

Secara amnya, kecekapan transformer biasa sangat tinggi iaitu antara 96% hingga 99%. Oleh itu, kecekapan transformer tidak dapat ditentukan melalui ketepatan tinggi dengan mengukur input dan output secara langsung. Ketidaksamaan utama antara bacaan input dan output dan input instrumen sangat kecil sehingga kesalahan instrumen akan menyebabkan kesalahan pesanan 15% dalam kerugian pengubah.

Selain itu, tidak mudah dan mahal untuk memasukkan alat pemuat penting dengan penilaian tepat voltan & kuasa (PF) untuk memuatkan pengubah. Terdapat juga sejumlah besar pembaziran kuasa & tidak ada maklumat yang diperoleh daripada ujian mengenai jumlah kehilangan pengubah seperti besi & tembaga.

Kerugian transformer dapat ditentukan melalui kaedah yang tepat untuk mengira kerugian dari ujian litar pintas & litar terbuka, sehingga kecekapan dapat ditentukan

Dari ujian litar terbuka, kehilangan besi seperti P1 = P0 atau Wo dapat ditentukan

Dari ujian litar pintas, kehilangan tembaga pada beban penuh seperti Pc = Ps atau Wc dapat ditentukan

Kerugian tembaga pada beban x kali beban penuh = I2^duaR₀₂=> x^duaPc

Kecekapan transformer (η) = V_duaSaya_duaKosΦ / V_duaSaya_duaCosΦ + Pi + x^duaPc

Dalam persamaan di atas, hasil pembacaan instrumen dapat dibatasi kepada kerugian semata-mata sehingga keseluruhan kecekapan dapat dicapai darinya sangat tepat dibandingkan dengan kecekapan yang dicapai melalui pemuatan langsung.

Keadaan Kecekapan Maksimum Transformer

Kita tahu bahawa kehilangan tembaga = I12R1

Kehilangan besi = Wi

Kecekapan = 1- Kerugian / Input

= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)

= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)

Bezakan persamaan di atas berkenaan dengan I1

dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)

Kecekapan akan tinggi pada dη / dI1 = 0

Oleh itu, kecekapan transformer akan tinggi

R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1

I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1

I12R1 = Wi

Oleh itu, kecekapan pengubah akan tinggi apabila kehilangan tembaga dan besi setara.

Kecekapan Sepanjang Hari

Seperti yang telah kita bincangkan di atas bahawa kecekapan biasa pengubah dapat diberikan sebagai

Kecekapan Biasa Transformer = Output (Watt) / Input (Watt)

Walau bagaimanapun, dalam beberapa jenis transformer, prestasi mereka tidak bergantung pada kecekapannya. Sebagai contoh, dalam transformer pengedaran, primer mereka selalu bertenaga. Walau bagaimanapun, belitan sekunder mereka akan membebankan sedikit muatan sepanjang masa dalam sehari

Setelah sekunder pengubah tidak akan membebankan beban, selepas itu hanya kerugian teras pengubah yang ketara & kerugian tembaga tidak ada.

Kerugian tembaga hanya ketara apabila transformer dimuat. Oleh itu, untuk transformer ini, kerugian seperti tembaga kebanyakannya tidak penting. Jadi prestasi pengubah dapat dibandingkan berdasarkan tenaga yang digunakan dalam satu hari.

Kecekapan transformer sepanjang hari kurang selalu dibandingkan dengan kecekapan normalnya.

Faktor yang mempengaruhi kecekapan pengubah sertakan perkara berikut

• Kesan pemanasan semasa dalam gegelung
• Teraruh eddy semasa ini Kesan Pemanasan
• Pembesaran Teras Besi.
• Kebocoran Flux

Bagaimana Meningkatkan Kecekapan Transformer?

Terdapat kaedah yang berbeza untuk meningkatkan kecekapan transformer seperti kawasan gelung, penebat, ketahanan gegelung, dan gandingan fluks.

Kawasan gelung

Penebat

Penebat di antara kepingan teras mestilah sesuai untuk mengelakkan arus eddy.

Rintangan Gegelung Utama dan Sekunder

Bahan gegelung primer dan sekunder mestilah stabil sehingga rintangan elektriknya sangat sedikit.

Gandingan Flux

Kedua-dua gegelung transformer mesti dililit sedemikian rupa sehingga gandingan fluks di antara gegelung paling banyak kerana pemindahan kuasa dari satu gegelung ke gegelung lain berlaku semasa hubungan fluks.

Oleh itu, ini adalah mengenai gambaran keseluruhan kecekapan pengubah . Transformer adalah alat elektrik dengan kecekapan tinggi. Oleh itu, sebahagian besar kecekapan transformer berkisar antara 95% hingga 98.5%. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah jenis transformer yang terdapat di pasaran?