Semelhante a uma máquina elétrica, a eficiência do transformador também é definida como a mesma que a razão entre a potência de saída e a potência de entrada (eficiência = saída / entrada). Dispositivos elétricos como transformadores são dispositivos altamente eficientes. Nós sabemos que existem diferentes tipos de transformadores disponíveis no mercado com base na aplicação em que a eficiência de plena carga desses transformadores varia de 95% a 98,5%. Quando um transformador é altamente eficiente, a entrada, assim como a saída, tem quase o mesmo valor. Portanto, não é prático calcular a eficiência do transformador usando saída / entrada. Portanto, este artigo discute uma visão geral da eficiência do transformador.
Qual é a eficiência do transformador?
A eficiência do transformador pode ser definida como a intensidade ou a quantidade de perda de energia dentro de um transformador. Portanto, a proporção do secundário enrolamento saída de energia para a entrada de energia do enrolamento primário. A eficiência pode ser escrita da seguinte forma.
Eficiência do transformador
Eficiência (η) = (Saída de Energia / Entrada de Energia) X 100
Geralmente, a eficiência pode ser denotada com 'η'. A equação acima é adequada para um transformador ideal onde não houver perdas do transformador assim como toda a energia dentro da entrada é movida para a saída.
Portanto, se as perdas do transformador forem consideradas e se o transformador a eficiência é analisada dentro de estados práticos, a seguinte equação é principalmente considerada.
Eficiência = ((Potência O / P) / (Potência O / P + Perdas de cobre + Perdas de núcleo)) × 100%
Ou então pode ser escrito como Eficiência = (Potência i / p - Perdas) / Potência i / p × 100
= 1− (Perdas / potência i / p) × 100
Portanto, todas as entradas, o / p e perdas são expressas principalmente em termos de potência (Watts).
Poder de um transformador
Sempre que um transformador ideal é considerado sem perdas, a potência do transformador será estável porque a tensão V é multiplicada através da corrente I é estável.
Portanto, a potência do primário é equivalente à potência do secundário. Se a tensão do transformador aumentar, a corrente diminuirá. Da mesma forma, se a tensão diminuir, a corrente aumentará de forma que a potência de saída possa ser mantida constante. Portanto, a potência primária é igual à potência secundária.
PPrimário= PSecundário
VPeuPcosϕP= VSeuScosϕS
Onde ∅P& ∅ssão ângulos de fase primários e secundários
Determinação da eficiência do transformador
Geralmente, a eficiência de um transformador normal é extremamente alta, variando de 96% a 99%. Portanto, a eficiência do transformador não pode ser decidida por meio de alta precisão medindo a entrada e a saída diretamente. A principal diferença entre as leituras de entrada e saída e entrada dos instrumentos é muito pequena que um erro do instrumento irá causar um erro da ordem de 15% dentro das perdas do transformador.
Além disso, não é conveniente e caro incluir os dispositivos de carregamento essenciais das classificações exatas de tensão e fator de potência (FP) para carregar o transformador. Também há um grande desperdício de energia e nenhuma informação é obtida a partir de um teste sobre o número de perdas do transformador, como ferro e cobre.
As perdas do transformador podem ser determinadas através de um método preciso para calcular as perdas de testes de curto-circuito e circuito aberto, de modo que a eficiência possa ser determinada
A partir de um teste de circuito aberto, a perda de ferro como P1 = P0 ou Wo pode ser determinada
A partir do teste de curto-circuito, a perda de cobre em cargas completas como Pc = Ps ou Wc pode ser determinada
Perda de cobre em uma carga x vezes a carga total = I2doisR02=> xdoisPc
Eficiência do transformador (η) = VdoiseudoisCosΦ / VdoiseudoisCosΦ + Pi + xdoisPc
Na equação acima, o resultado das leituras do instrumento pode ser restrito a perdas simplesmente para que a eficiência geral possa ser alcançada a partir dele é muito preciso em comparação com a eficiência alcançada por meio de carregamento direto.
Condição de eficiência máxima de um transformador
Sabemos que a perda de cobre = I12R1
Perda de ferro = Wi
Eficiência = 1- Perdas / entrada
= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)
= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)
Diferencie a equação acima em relação a I1
dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)
A eficiência será alta em dη / dI1 = 0
Portanto, a eficiência do transformador será alta em
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Portanto, a eficiência do transformador será alta quando as perdas de cobre e ferro forem equivalentes.
Eficiência durante todo o dia
Como discutimos acima, a eficiência normal do transformador pode ser dada como
Eficiência comum do transformador = Saída (Watts) / Entrada (Watts)
No entanto, em alguns tipos de transformadores, seu desempenho não pode depender de sua eficiência. Por exemplo, em transformadores de distribuição, seus primários sempre são energizados. No entanto, seus enrolamentos secundários fornecerão uma pequena carga na maioria das vezes em um dia
Uma vez que o secundário do transformador não fornecerá nenhuma carga, depois disso, apenas as perdas do núcleo do transformador são significativas e as perdas de cobre não estão presentes.
As perdas de cobre são significativas apenas quando os transformadores são carregados. Portanto, para esses transformadores, as perdas como o cobre são menos importantes. Assim, o desempenho do transformador pode ser comparado com base na energia utilizada em um único dia.
A eficiência do transformador durante todo o dia é sempre menor em comparação com a eficiência normal do mesmo.
Fatores que afetam a eficiência de um transformador inclui o seguinte
- O efeito de aquecimento atual em uma bobina
- Induzido correntes parasitas Efeito de aquecimento
- Magnetização do núcleo de ferro.
- Vazamento de Fluxo
Como melhorar a eficiência do transformador?
Existem diferentes métodos para melhorar a eficiência dos transformadores, como área de loop, isolamento, resistência de bobinas e acoplamento de fluxo.
Área de loop
Isolamento
O isolamento entre as chapas centrais deve ser ideal para evitar correntes parasitas.
Resistência da bobina primária e secundária
O material das bobinas primárias e secundárias deve ser estável para que sua resistência elétrica seja extremamente pequena.
Acoplamento de fluxo
Ambas as bobinas do transformador devem ser enroladas de tal maneira que o acoplamento de fluxo entre as bobinas seja máximo, uma vez que a transferência de energia de uma bobina para outra ocorre durante as ligações de fluxo.
Portanto, trata-se de uma visão geral da eficiência de o transformador . Os transformadores são dispositivos elétricos de alta eficiência. Portanto, a maior parte da eficiência do transformador variará de 95% a 98,5%. Aqui fica uma pergunta para você, quais são os diferentes tipos de transformadores disponíveis no mercado?
