Jednofázový transformátor – energetická bilance

Tato lekce se zabývá energetickou bilancí transformátoru.

Princip činnosti chodu transformátoru při zatížení

Transformátor pracuje při zatížení tehdy, jestliže jeho výstupní vinutí se připojí ke zdroji střídavého napětí a k výstupnímu vinutí se připojí zátěž. U skutečného transformátoru je třeba respektovat nejen magnetizační proud, ale i činné odpory obou vinutí a rozptylový magnetizační tok.

Náhradní schéma transformátoru při zatížení

                  P1                                 ΔP_j1                                    ΔP_j2                                       P₂

Obr. 1: Náhradní schéma [1]

Obr. 2: Fázorový diagram [1]

Porovnání ztrát transformátoru a indukčního motoru

 

Obr. 3: Ztráty na transformátoru [1]

ΔP_Fe - ztráty v železe

ΔP_Cu - ztráty v mědi

Obr. 4: Ztráty na motoru [1]

ΔP_Fe - ztráty v železe

ΔP_Cu - ztráty v mědi

ΔP_m - ztráty mechanické

Závěry

• Účinnost velkých transformátorů je až 99 %, u točivých strojů podle výkonu 75 až 90 %.
• Při chodu transformátoru naprázdno jsou ztráty v železe.
• Při chodu naprázdno transformátor odebírá většinu jalové energie na magnetování jádra. Tento stav je nežádoucí a transformátor se musí odpojit.
• Při chodu nakrátko jsou velké ztráty ve vinutí.
• Transformátor je konstruován tak, aby maximální účinnost byla dosažena při nejvíce používaném zatížení v pásmu (0,5 až 0,8)P_2n.
• Jmenovitá hodnota účinnosti ηn je o něco menší než ηmax a dosahuje u velkých transformátorů 98-99 %, u transformátorů malého výkonu je však podstatně nižší, asi 70÷80 %.

Zdroje

Obrázky

[1] Archiv autora.