Muuntajan tehokkuus

Muuntajan hyötysuhde määräytyy muuntajan toimittaman tehon P2 ja kuorman suhteesta verkon kuluttamaan tehoon P1:

η = P2/P1

Tehokkuus kuvaa jännitteen muuntamisen tehokkuutta muuntajassa.

Käytännön laskelmissa muuntajan hyötysuhde lasketaan kaavalla

η = 1 — (∑P — (P2 + ∑P),

missä ∑P = Pmail + Pmg — muuntajan kokonaishäviöt.

Tämä kaava on vähemmän herkkä virheille P1:n ja P2:n määrittämisessä ja mahdollistaa siksi tarkemman tehokkuusarvon saamisen.

Muuntajan verkkoon toimittama nettoteho lasketaan kaavalla

P2 = m NS U2n NS I2n NS kng NS Cosφ2 = kng NS Сn NS Cosφ2,

missä kng = I2 / I2n — muuntajan kuormituskerroin.

Käämien sähköiset häviöt määräytyvät muuntajan oikosulkukokemuksen perusteella.

Pmail = kng2 NS PYes,

jossa Pk = rk x I21n — oikosulkuhäviöt nimellisvirralla.

Teräksen häviöt Rmg määritetään joutokäyntitestillä rmg = Ro

Niiden oletetaan olevan vakio kaikissa muuntajan toimintatavoissa, koska kun u1 = const EMF E1 toimintatiloissa muuttuu merkityksettömästi.

Yllä olevan perusteella muuntajan hyötysuhde voidaan määrittää seuraavalla kaavalla:

η = (Po + kng2 NS PSe) / (kng NS Сn NS Cosφ2 + Po + kng2 NS PSe),

Tämän lausekkeen analyysi osoittaa, että muuntajan hyötysuhteella on maksimiarvo kuormalla, kun käämien häviöt ovat yhtä suuret kuin teräksessä.

Riisi. 1. Muuntajan kuormituskertoimen optimaalisen arvon määrittäminen

Tästä saamme muuntajan kuormituskertoimen optimaalisen arvon:

kngopt = √Po / PTo be

Nykyaikaisissa tehomuuntajissa häviökerroin Po/P1 = (0,25 — 0,4); siksi η:n maksimi esiintyy arvolla kng = 0,5 - 0,6 (kuva 1).

η (kng) -käyrästä voidaan nähdä, että muuntajan hyötysuhde on lähes vakio laajalla kuormitusvaihtelualueella 0,5 - 1,0. Pienillä kuormilla muuntajan η laskee jyrkästi.

Muuntaja sähköasema