एक ट्रांसफार्मर में बिजली की हानि का क्या कारण है?

हम सभी जानते हैं कि ट्रांसफार्मर विद्युत प्रणाली का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। हम अपने दैनिक जीवन में सड़क के बगल में डंडे पर ट्रांसफार्मर देख सकते हैं (यह जानने के लिए क्लिक करें कि डंडे पर क्या ट्रांसफार्मर हैं)। इसका कार्य वोल्टेज को आगे बढ़ाकर और फिर वितरण के लिए वोल्टेज को नीचे ले जाकर सर्किट के बीच बिजली प्रसारित करना है। हालांकि, व्यावहारिक कारणों (सामग्री, डिजाइन, पर्यावरण, आदि) के कारण, उनकी ऊर्जा रूपांतरण दक्षता अधिकांश उपकरणों की तरह सही नहीं है। इसलिए, ट्रांसफार्मर पावर लॉस के कारणों को समझना ट्रांसफार्मर दक्षता में सुधार और इसके प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण संदर्भ महत्व है।

इस लेख में, मैं उन मुख्य कारकों का परिचय दूंगा जो ट्रांसफार्मर पावर लॉस का कारण बनते हैं और इन नुकसान को कम करने के लिए विशिष्ट तरीकों पर चर्चा करते हैं। ऐसे कई कारक हैं जो ट्रांसफार्मर की ऑपरेटिंग दक्षता को प्रभावित कर सकते हैं, मुख्य रूप से ट्रांसफार्मर के डिजाइन, उपयोग की जाने वाली सामग्री और काम करने की स्थिति शामिल हैं। नीचे मैं ट्रांसफॉर्मर पावर लॉस के मुख्य स्रोतों को निर्धारित करने के लिए इन कारकों का विश्लेषण करूंगा।

1. ट्रांसफार्मर का डिजाइन और निर्माण इसकी दक्षता में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।अन्य ट्रांसफार्मर की तुलना में, इष्टतम ज्यामिति और न्यूनतम कोर अंतर के साथ ट्रांसफार्मर बिजली के नुकसान को काफी कम कर सकते हैं। एक अच्छी तरह से - डिज़ाइन किया गया ट्रांसफार्मर न्यूनतम रिसाव प्रवाह और इष्टतम चुंबकीय युग्मन सुनिश्चित करता है, जिससे ऊर्जा अपशिष्ट को कम किया जाता है और ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में सुधार होता है। (YAWEI ट्रांसफार्मरसबसे पेशेवर तकनीकी डिजाइनर हैं और आपको सबसे पेशेवर ट्रांसफार्मर डिजाइन प्रदान करेंगे)

2। ट्रांसफार्मर बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री सीधे इसके प्रदर्शन को प्रभावित करेगी।चूंकि उच्च - ग्रेड सिलिकॉन स्टील मैग्नीशियम सिलिकेट और फॉस्फेट से बना है, और इसके कम हिस्टैरिसीस लॉस के लिए जाना जाता है, उच्च सिलिकॉन सामग्री के साथ इस सिलिकॉन स्टील को आमतौर पर कोर लॉस को कम करने के लिए कोर बनाने के लिए सामग्री के रूप में चुना जाता है। इसी कारण से, ट्रांसफॉर्मर के तांबे के नुकसान को कम करने के लिए अत्यधिक प्रवाहकीय तांबे या एल्यूमीनियम को घुमावदार सामग्री के रूप में चुना जाता है।

3। लोड स्तर और तापमान जैसी परिचालन की स्थिति ट्रांसफार्मर की दक्षता को भी प्रभावित करती है।रेटेड लोड पर या उसके पास संचालित होने वाले ट्रांसफार्मर आम तौर पर अधिक कुशल होते हैं। इसके अलावा, यदि ट्रांसफार्मर का ऑपरेटिंग वातावरण खराब हवादार है या परिवेश का तापमान खराब वेंटिलेशन के कारण बहुत अधिक है, तो ट्रांसफार्मर ओवरहीट करेगा, जो ट्रांसफार्मर के अंदर घुमावदार के प्रतिरोध को बढ़ाएगा और उच्च तांबे की हानि (गर्मी हानि) का नेतृत्व करेगा।

ट्रांसफार्मर की शक्ति हानि को मोटे तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: कोर लॉस और कॉपर लॉस। ट्रांसफार्मर प्रदर्शन में सुधार के लिए इन नुकसान को समझना आवश्यक है। यहां इन दो प्रमुख नुकसानों को कम करने के तरीके दिए गए हैं:

1। तांबे की हानि को कम करें

अत्यधिक प्रवाहकीय सामग्रियों का उपयोग करें:प्रतिरोध को कम करने के लिए उच्च - गुणवत्ता वाले तांबे या एल्यूमीनियम को घुमावदार सामग्री के रूप में चुनें। प्रतिरोध को कम करने से नुकसान कम क्यों होता है? क्योंकि प्रतिरोध पावर ट्रांसमिशन में एक बाधा के रूप में कार्य करता है, जब वर्तमान गुजरने पर प्रतिरोध के अस्तित्व के कारण अनावश्यक गर्मी हानि उत्पन्न होगी, तो प्रतिरोध को कम करने से ऊर्जा की हानि कम हो जाएगी और ऊर्जा की बचत प्राप्त होगी।

वाइंडिंग डिज़ाइन का अनुकूलन करें:वाइंडिंग के प्रतिरोध को कम करने के लिए मोटे कॉइल का उपयोग करें, और वर्तमान पथ को कम करने के लिए एक उचित घुमावदार लेआउट डिजाइन करें। कॉपर लॉस कंडक्टर के माध्यम से वर्तमान गुजरने के प्रतिरोध से उत्पन्न गर्मी है। जब कॉइल मोटा होता है, तो कंडक्टर का क्रॉस - अनुभागीय क्षेत्र बढ़ जाता है और प्रतिरोध तदनुसार कम हो जाता है। इसका मतलब यह है कि जब एक ही करंट पास से गुजरता है, तो मोटा कॉइल कम गर्मी हानि का उत्पादन करेगा। उसी समय, मोटी कॉइल कंडक्टर में वर्तमान को अधिक समान रूप से वितरित कर सकते हैं जो अत्यधिक वर्तमान घनत्व के कारण स्थानीय हीटिंग को कम कर सकते हैं। यह समग्र गर्मी हानि को कम करने में मदद करता है। इसके अलावा, मोटे कॉइल गर्मी को अधिक प्रभावी ढंग से फैला सकते हैं, बढ़े हुए तापमान के कारण अतिरिक्त नुकसान को कम कर सकते हैं। अच्छा गर्मी अपव्यय प्रदर्शन कंडक्टर को कम तापमान पर काम करने में मदद करता है, जिससे दक्षता में सुधार होता है। अंतिम बिंदु त्वचा के प्रभाव को कम करना है: उच्च - आवृत्ति संचालन के तहत, वर्तमान कंडक्टर की सतह पर ध्यान केंद्रित करता है, जिसे त्वचा प्रभाव कहा जाता है। मोटे कॉइल एक बड़ा सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं, जो वर्तमान वितरण पर त्वचा के प्रभाव के प्रभाव को कम करता है और इस प्रकार नुकसान को कम करता है।

2. एक ट्रांसफार्मर के लोहे की हानि को कम करें

उच्च - प्रदर्शन कोर सामग्री का उपयोग करें

कम - हानि सिलिकॉन स्टील शीट:हम कम - लॉस सिलिकॉन स्टील शीट या फेराइट सामग्री का चयन कर सकते हैं जिनमें उच्च चुंबकीय पारगम्यता और कम हिस्टैरिसीस नुकसान होता है। (हिस्टैरिसीस लॉस: ऊर्जा का सेवन तब किया जाता है जब चुंबकीय सामग्री को बार -बार चुंबकित और चुंबकीय क्षेत्र में डिमैग्नेटाइज्ड किया जाता है)

मिश्र धातु रचना में सुधार:एडी वर्तमान नुकसान को कम करने के लिए मिश्र धातु कोर सामग्री का उपयोग करें। (जब एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र कोर में एड़ी धाराओं को उत्पन्न करता है, तो ये एडी धाराएं ऊर्जा हानि का कारण बनती हैं। सिलिकॉन स्टील शीट जैसी सामग्रियों का उपयोग करके एडी वर्तमान नुकसान को कम कर सकते हैं।)

टुकड़े टुकड़े में कोर का उपयोग करें

टुकड़े टुकड़े में डिजाइन:मुख्य सामग्री को कई पतली चादरों में विभाजित करें, एक दूसरे को इन्सुलेट करें, एडी धाराओं के गठन को कम करें, और इस प्रकार नुकसान को कम करें।

कोर आकार का अनुकूलन करें

टोरोइडल कोर:चुंबकीय प्रवाह की युग्मन दक्षता में सुधार करने और रिसाव के नुकसान को कम करने के लिए एक टोरोइडल या बंद कोर डिज़ाइन का उपयोग करें। (रिसाव हानि: चुंबकीय क्षेत्र के अपूर्ण युग्मन के कारण होने वाली ऊर्जा हानि। ऊर्जा का यह हिस्सा माध्यमिक घुमावदार में स्थानांतरित नहीं किया जाता है।)

ऑपरेटिंग आवृत्ति बढ़ाएं

कुछ मामलों में, ट्रांसफार्मर की परिचालन आवृत्ति में वृद्धि से लोहे की हानि कम हो सकती है, क्योंकि उच्च आवृत्ति पर, हिस्टैरिसीस लूप का क्षेत्र छोटा हो जाता है और नुकसान तदनुसार कम हो जाएगा।

ऑपरेटिंग तापमान कम करें

एक प्रभावी शीतलन प्रणाली के माध्यम से, तापमान में वृद्धि के कारण होने वाले नुकसान को कम करने के लिए एक उपयुक्त सीमा के भीतर ट्रांसफार्मर के ऑपरेटिंग तापमान को रखें।

फ्लक्स घनत्व का अनुकूलन करें

उचित डिजाइन:ट्रांसफार्मर के अनुप्रयोग के अनुसार, कोर का प्रवाह घनत्व अत्यधिक प्रवाह घनत्व के कारण होने वाले अतिरिक्त नुकसान से बचने के लिए यथोचित रूप से डिज़ाइन किया गया है।

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संक्षेप में, कार्य सिद्धांत है"बिजली चुंबकत्व उत्पन्न करती है, चुंबकत्व बिजली उत्पन्न करता है"। यह बुनियादी कामकाजी सिद्धांत यह निर्धारित करता है कि ट्रांसफार्मर ऊर्जा के संरक्षण के कानून के तहत बहुत अधिक नुकसान का उत्पादन नहीं करेगा। और अब, आधुनिक ट्रांसफार्मर आमतौर पर 95% और 99% के बीच क्षमता प्राप्त कर सकते हैं, डिजाइन, सामग्री और ऑपरेटिंग कंडीशन के आधार पर। क्षमता थोड़ी कम हो सकती है, आमतौर पर 95% और 98% के बीच। पुराने या निचले - गुणवत्ता ट्रांसफार्मर के लिए, क्षमता 95%से कम हो सकती है।

ट्रांसफार्मर का कार्य सिद्धांत विद्युत चुम्बकीय प्रेरण है, लेकिन सख्ती से बोलना, यह पारस्परिक प्रेरण घटना के कारण है। निम्नलिखित प्रेरण कानून और आपसी प्रेरण घटना का स्पष्टीकरण है:

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन का सिद्धांत: जब कॉइल परिवर्तन से जुड़ा चुंबकीय प्रवाह (या हम यह समझ सकते हैं कि कॉइल परिवर्तनों के माध्यम से या गुजरने वाले चुंबकीय प्रवाह), कॉइल एक इलेक्ट्रोमोटिव बल को प्रेरित करेगा (इलेक्ट्रोमोटिव बल एक भौतिक मात्रा है जिसका उपयोग बिजली की आपूर्ति को चिह्नित करने के लिए किया जाता है, तो आमतौर पर वर्तमान के रूप में जाना जाता है)। लगातार तदनुसार। यह "इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म" का सबसे सहज स्पष्टीकरण है।

विशेष रूप से, फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण सिद्धांत के अनुसार, प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल (प्रेरित वर्तमान) का आयाम कॉइल के माध्यम से गुजरने वाले चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के लिए आनुपातिक है। हम इस कथन को गणितीय तरीके से अधिक सहजता से समझा सकते हैं,, जहां ई प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल है, एन कॉइल के मोड़ की संख्या है, औरचुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर है।

आइए आपसी इंडक्शन को देखें: प्राथमिक कॉइल में बदलते वैकल्पिक वर्तमान एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, और बदलते चुंबकीय क्षेत्र माध्यमिक कॉइल से होकर गुजरता है, जो द्वितीयक कॉइल में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल को प्रेरित करता है, अर्थात, एक प्रेरित वर्तमान: ईएमएफ। म्यूचुअल इंडक्शन फैराडे के नियम का प्रत्यक्ष परिणाम है।

ट्रांसफॉर्मर पारस्परिक प्रेरण का सबसे अच्छा उदाहरण हैं, और हम इसे इस प्रकार परिभाषित करते हैं: जब एक कॉइल में एक बदलते धारा एक अन्य आसन्न कुंडल में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (वर्तमान) को प्रेरित करती है, तो होने वाली घटना को म्यूचुअल इंडक्शन कहा जाता है (जिसे हम आमतौर पर कहते हैं कि "बिजली का निर्माण, चुंबकीय रूप से बिजली उत्पन्न करता है")।

विस्तार से, लेनज़ के नियम के अनुसार, दो कॉइल के बीच पारस्परिक इंडक्शन द्वारा उत्पन्न वर्तमान पारस्परिक इंडक्शन गुणांक (पारस्परिक इंडक्शन गुणांक (एम) से प्रभावित होता है (एम) दो कॉइल के बीच पारस्परिक इंडक्शन की डिग्री को निर्धारित करता है), जो इलेक्ट्रॉनिक डेटा के अनुसार हेनरी (एच) में मापा जाता है। दो कॉइल का पारस्परिक प्रेरण समान है।.

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