Pertes de puissance dans le transformateur
Les principales caractéristiques d'un transformateur sont principalement la tension d'enroulement et la puissance transmise par le transformateur. Le transfert de puissance d'un enroulement à un autre se fait de manière électromagnétique, tandis qu'une partie de la puissance fournie au transformateur à partir de l'alimentation secteur est perdue dans le transformateur. La partie perdue de la puissance est appelée perte.
Lorsque l'alimentation est transmise à travers un transformateur, la tension aux bornes des enroulements secondaires change avec un changement de charge dû à la chute de tension aux bornes du transformateur, qui est déterminée par la résistance aux courts-circuits. La perte de puissance dans le transformateur et la tension de court-circuit sont également des caractéristiques importantes. Ils déterminent le rendement du transformateur et le mode de fonctionnement du réseau électrique.
La perte de puissance dans le transformateur est l'une des principales caractéristiques de l'économie de la conception du transformateur. Les pertes totales normalisées se composent des pertes à vide (XX) et des pertes de court-circuit (SC).À vide (sans charge connectée), lorsque le courant ne circule que dans la bobine connectée à la source d'alimentation et qu'il n'y a pas de courant dans les autres bobines, la puissance consommée par le réseau est dépensée pour créer un flux magnétique à vide. charge, c'est-à-dire pour magnétiser un circuit magnétique constitué de tôles d'acier de transformateur. À tel point que le courant alternatif change de sens, alors la direction du flux magnétique change également. Cela signifie que l'acier est alternativement magnétisé et démagnétisé. Lorsque le courant passe d'un maximum à zéro, l'acier est démagnétisé, l'induction magnétique diminue, mais avec un certain retard, c'est-à-dire la démagnétisation ralentit (lorsque le courant atteint zéro, l'inductance n'est pas nulle au point n). Le retard d'inversion de l'aimantation est une conséquence de la résistance de l'acier à la réorientation des aimants élémentaires.
La courbe de magnétisation lors de l'inversion du sens du courant forme ce que l'on appelle circuit d'hystérésis, qui est différente pour chaque nuance d'acier et dépend de l'induction magnétique maximale Wmax. La surface couverte par la boucle correspond à la puissance dépensée pour l'aimantation. Lorsque l'acier s'échauffe lors de l'inversion de l'aimantation, l'énergie électrique fournie au transformateur est convertie en chaleur et dissipée dans l'espace environnant, c'est-à-dire est irrémédiablement perdu. C'est physiquement la perte de puissance pour inverser l'aimantation.
En plus des pertes par hystérésis lorsque le flux magnétique traverse le circuit magnétique, pertes par courants de Foucault… Comme vous le savez, le flux magnétique induit une force électromotrice (EMF), qui crée un courant non seulement dans la bobine située sur le noyau du circuit magnétique, mais aussi dans le métal lui-même. Les courants de Foucault circulent en boucle fermée (mouvement de Foucault) au niveau de l'acier dans une direction perpendiculaire à la direction du flux magnétique. Pour réduire les courants de Foucault, le circuit magnétique est assemblé à partir de tôles d'acier isolées séparées. Dans ce cas, plus la feuille est mince, plus la FEM élémentaire est petite, plus le courant de Foucault créé par celle-ci est petit, c'est-à-dire moins de perte de puissance due aux courants de Foucault. Ces pertes chauffent également le circuit magnétique. Pour réduire les courants de Foucault, les pertes et l'échauffement, augmenter résistance électrique l'acier en introduisant des additifs dans le métal.
Pour chaque transformateur, la consommation de matière doit être optimale, pour une induction donnée dans le circuit magnétique, sa taille détermine la puissance du transformateur. Ils essaient donc d'avoir autant d'acier que possible dans la section centrale du circuit magnétique, c'est-à-dire. avec le facteur de remplissage de dimension extérieure sélectionné, kz doit être le plus grand. Ceci est réalisé en appliquant la couche d'isolant la plus fine entre les tôles d'acier. Actuellement, l'acier est utilisé avec un revêtement mince résistant à la chaleur appliqué dans le processus de production de l'acier et permettant d'obtenir kz = 0,950,96.
Dans la production d'un transformateur, en raison de diverses opérations technologiques avec de l'acier, sa qualité dans la structure finie se détériore dans une certaine mesure, et les pertes dans la structure sont obtenues d'environ 2550% de plus que dans l'acier d'origine avant son traitement (lorsque en utilisant de l'acier enroulé et en appuyant sur la chaîne magnétique sans goujons).