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日期:2019-3-27 来源:clydebrooks.com 作者:13 浏览量:

变压器的功率、损耗、效率

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(1)变压器的功率。变压器在传输功率的同时,要消耗一部分能量,这主要是铁耗和铜耗。所有的损耗在变压器内部都转化为热量,一部分使变压器的温度升高,另一部分则散发到周围的介质中去。

变压器的输出功率P2=U2cosφ2,是与φ2有关的量,所以,在同等容许发热的情况下,输出功率的大小取决于负载的功率因数cosφ2,功率因数cosφ2越高,输出的功率越大。如果向功率因数为零的负载供电,变压器尽管在额定状态下运行,但输出的功率仍然为零。

(2)变压器的损耗。变压器的输入功率与输出功率之差就是变压器的损耗,主要包括铁耗和铜耗。变压器的铁耗近似等于空载损耗,铜耗近似等于负载损耗。在电源频率不变的情况下,铁耗与仅与铁芯的磁通密度值有关,而主磁通的密度值又大致与电源电压成正比,只要电源电压一定,主磁通及磁通密度值几乎与负载无关。所以,无论变压器空载或满载,变压器的铁耗几乎是一个固定的值。变压器的铜耗与绕组中电流的大小有关,随负载的变化而变化,是一个可变的损耗。

(3)变压器的效率。变压器输出的有功功率P2与输入有功功率P1的百分比,称为变压器的效率,用η表示,即

因为输入有功功率P1包括输出有功功率P2、铁耗PFe和铜耗PCu,所以

由于变压器是静止电气设备,没有机械损耗,效率很高,一般效率可达百分之九十几,大容量变压器可达97%左右。

(4)变压器的最高效率。变压器的效率与负载的大小及功率因数有关。当负载的功率因数为某一固定值时,变压器接上负载后随着负载的增加,变压器的效率η由零很快上升到最大值,然后又略有降低。其原因如下:

1)铁耗是固定损耗,当负载较小时,铜耗比较小,铁耗对效率的影响是主要因素,效率随负载的增加而很快提高。

2)铜耗与电流的平方成正比,当负载增大时,铜耗增加很快,从而使效率随负载的增加而降低。

3)数学分析可以证明,在某一负载下,可变损耗(铜耗)与固定损耗(铁耗)相等时,变压器的效率最高。