Mengira kerugian dalam pengubah kuasa adalah tugas kritikal untuk kedua-dua pengendali sistem kuasa dan pengguna. Sebagai pembekal pengubah kuasa, memahami kerugian ini dan dapat berkomunikasi cara mengiranya adalah penting untuk menyediakan produk dan perkhidmatan berkualiti tinggi. Dalam blog ini, kami akan meneroka pelbagai jenis kerugian dalam pengubah kuasa, kaedah untuk mengiranya dan mengapa pengiraan ini sangat penting.
Jenis Kerugian dalam Pengubah Kuasa
Terdapat dua jenis kerugian utama dalam pengubah kuasa: tiada - kehilangan beban dan kehilangan beban.
Kerugian Tanpa Muatan (Kerugian Teras)
Kehilangan tanpa beban, juga dikenali sebagai kehilangan teras, berlaku walaupun pengubah tidak membekalkan sebarang beban. Kerugian ini disebabkan terutamanya oleh dua faktor: kehilangan histerisis dan kehilangan arus pusar.
Histeresis Kehilangan:
Kehilangan histerisis disebabkan oleh kemagnetan berulang dan penyahmagnetan teras pengubah. Apabila arus ulang alik melalui belitan primer, medan magnet dalam teras bertukar arah secara berterusan. Molekul dalam bahan teras menentang perubahan magnetisasi ini, dan tenaga dilesapkan dalam bentuk haba. Formula untuk kehilangan histerisis ($P_h$) diberikan oleh persamaan Steinmetz:
[P_h = k_h f B_m^{n} V]
di mana (k_h) ialah pemalar histeresis Steinmetz, (f) ialah kekerapan arus ulang-alik, (B_m) ialah ketumpatan fluks maksimum dalam teras, (n) ialah eksponen Steinmetz (biasanya antara 1.5 dan 2.5), dan (V) ialah isipadu bahan teras.
Kerugian Semasa Eddy:
Kehilangan arus pusar adalah disebabkan oleh arus teraruh (arus pusar) yang mengalir dalam teras. Medan magnet yang berubah dalam teras mendorong arus beredar dalam bahan teras pengalir. Arus ini mengalir dalam gelung tertutup dan menyebabkan kehilangan kuasa dalam bentuk haba. Formula untuk kehilangan arus pusaran ($P_e$) ialah:
[P_e=k_e f^{2} B_m^{2} t^{2} V]
di mana (k_e) ialah pemalar arus pusar, (t) ialah ketebalan laminasi teras. Jumlah kehilangan tanpa beban ((P_{nl})) ialah jumlah kehilangan histerisis dan kehilangan arus pusar, iaitu, (P_{nl}=P_h + P_e).
Kehilangan Beban (Kehilangan Kuprum)
Kehilangan beban, atau kehilangan tembaga, berlaku apabila pengubah membekalkan beban. Kerugian ini disebabkan oleh rintangan belitan pengubah. Apabila arus mengalir melalui belitan, kuasa dilesapkan sebagai haba mengikut hukum Joule. Formula untuk kehilangan kuprum ($P__{cu}$) ialah:
[P__{cu}=I^{2}R]
di mana (I) ialah arus yang mengalir melalui belitan dan (R) ialah rintangan belitan. Oleh kerana arus dalam belitan bergantung kepada beban, kehilangan tembaga berbeza dengan beban.
Mengira Jumlah Kerugian
Jumlah kerugian ((P_{total})) dalam pengubah kuasa ialah jumlah kehilangan tanpa beban dan kehilangan beban:
[P_{total}=P_{nl}+P_{cu}]
Untuk mengira jumlah kerugian dengan tepat, kita perlu mempertimbangkan langkah-langkah berikut:
Langkah 1: Tentukan Tiada - Kerugian Beban
Sebagai pembekal pengubah kuasa, kami melakukan ujian tanpa beban semasa proses pembuatan untuk mengukur kehilangan tanpa beban. Dalam ujian tanpa beban, belitan sekunder pengubah dibiarkan terbuka - berlitar, dan voltan terkadar digunakan pada belitan primer. Input kuasa ke belitan utama di bawah keadaan ini adalah sama dengan kehilangan tanpa beban. Nilai ini disediakan dalam spesifikasi teknikal pengubah.
Langkah 2: Tentukan Faktor Beban
Faktor beban ((LF)) ialah nisbah beban purata kepada beban maksimum dalam tempoh tertentu. Ia merupakan parameter penting dalam mengira kehilangan beban kerana beban pada transformer biasanya berubah mengikut masa.
[LF=\frac{\text{Beban Purata}}{\text{Beban Maksimum}}]
Langkah 3: Kira Kerugian Beban
Pertama, kita perlu mengetahui kehilangan beban berkadar ((P_{cu - rated})) pengubah, yang juga ditentukan melalui ujian semasa pembuatan. Kehilangan beban pada tahap beban tertentu boleh dikira menggunakan formula berikut:
[P_{cu}=P_{cu - undian}\times(\frac{S}{S_{rated}})^{2}]
di mana (S) ialah kuasa nyata sebenar bagi beban dan (S_{rated}) ialah kuasa ketara terkadar pengubah.
Langkah 4: Kira Jumlah Kerugian
Setelah kita mempunyai kehilangan tanpa beban ((P_{nl})) dan kehilangan beban ((P_{cu})), kita boleh mengira jumlah kerugian menggunakan formula (P_{total}=P_{nl}+P_{cu}).
Kepentingan Pengiraan Kerugian
Pengiraan dengan tepat kerugian dalam pengubah kuasa adalah sangat penting kerana beberapa sebab:
Kecekapan Tenaga
Dengan memahami kerugian, pengendali sistem kuasa boleh mengambil langkah untuk meningkatkan kecekapan tenaga pengubah. Contohnya, menggunakan bahan teras berkualiti tinggi dengan histerisis rendah dan kehilangan arus pusar boleh mengurangkan kehilangan tanpa beban. Begitu juga, mengoptimumkan reka bentuk penggulungan untuk mengurangkan rintangan boleh mengurangkan kehilangan tembaga. Ini bukan sahaja menjimatkan tenaga tetapi juga mengurangkan kos operasi.
Saiz Transformer
Mengira kerugian membantu dalam saiz transformer yang betul. Jika kerugian dipandang remeh, pengubah mungkin menjadi terlalu panas, membawa kepada pengurangan jangka hayat dan potensi kegagalan. Sebaliknya, terlalu menganggarkan kerugian boleh mengakibatkan pengubah bersaiz besar, yang lebih mahal dan kurang cekap.
Kesan Alam Sekitar
Mengurangkan kerugian transformer bermakna kurang tenaga dibazirkan sebagai haba, yang seterusnya mengurangkan permintaan untuk penjanaan kuasa. Ini memberi kesan positif kepada alam sekitar dengan mengurangkan pelepasan gas rumah hijau yang berkaitan dengan penjanaan kuasa.
Produk Transformer Berkualiti Tinggi Kami
Sebagai pembekal pengubah kuasa terkemuka, kami menawarkan pelbagai jenis transformer berkualiti tinggi, sepertiPengubah Frekuensi Tinggi Voltan Tinggi,Pengubah Aloi Amorf SH15, danPengubah Aloi Amorfus. Transformer ini direka dengan teknologi canggih untuk meminimumkan kerugian dan meningkatkan kecekapan tenaga.
Pengubah aloi amorf kami, sebagai contoh, menggunakan bahan aloi amorf dalam teras. Bahan-bahan ini mempunyai histerisis yang sangat rendah dan kehilangan arus pusar, mengakibatkan kehilangan tanpa beban yang jauh lebih rendah berbanding dengan pengubah tradisional. Ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana pengubah beroperasi pada beban ringan untuk tempoh yang lama.
Hubungi Kami untuk Perolehan
Jika anda berminat dengan pengubah kuasa kami atau memerlukan maklumat lanjut tentang pengiraan kerugian dan penyelesaian cekap tenaga, kami menggalakkan anda untuk menghubungi kami. Kami mempunyai pasukan jurutera berpengalaman dan wakil jualan yang boleh memberikan anda maklumat produk terperinci, sokongan teknikal dan penyelesaian tersuai untuk memenuhi keperluan khusus anda. Sama ada anda syarikat utiliti kuasa, pengguna industri atau kontraktor elektrik, kami komited untuk menyediakan anda dengan produk dan perkhidmatan terbaik.
Rujukan
- Asas Jentera Elektrik, Stephen J. Chapman
- Analisis dan Reka Bentuk Sistem Kuasa, J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma, Thomas J. Overbye