Pérdidas de potencia en el transformador.
Las principales características de un transformador son principalmente la tensión del devanado y la potencia transmitida por el transformador. La transferencia de potencia de un devanado a otro se realiza electromagnéticamente, mientras que parte de la potencia suministrada al transformador desde la red eléctrica se pierde en el transformador. La parte perdida del poder se llama pérdidas.
Cuando se transmite energía a través de un transformador, el voltaje en los devanados secundarios cambia con un cambio en la carga debido a la caída de voltaje en el transformador, que está determinada por la resistencia de cortocircuito. La pérdida de potencia en el transformador y la tensión de cortocircuito también son características importantes. Determinan la eficiencia del transformador y el modo de operación de la red eléctrica.
La pérdida de potencia en el transformador es una de las principales características de la economía del diseño del transformador. Las pérdidas normalizadas totales consisten en pérdidas sin carga (XX) y pérdidas por cortocircuito (SC).Sin carga (sin carga conectada), cuando la corriente fluye solo a través de la bobina conectada a la fuente de energía y no hay corriente en las otras bobinas, la energía consumida por la red se gasta para crear un flujo magnético sin carga. carga, es decir para magnetizar un circuito magnético formado por láminas de acero para transformadores. En la medida en que la corriente alterna cambia de dirección, entonces la dirección del flujo magnético también cambia. Esto significa que el acero se magnetiza y desmagnetiza alternativamente. Cuando la corriente cambia de un máximo a cero, el acero se desmagnetiza, la inducción magnética disminuye, pero con cierto retraso, es decir la desmagnetización se ralentiza (cuando la corriente llega a cero, la inductancia no es el punto cero n). El retraso de la inversión de la magnetización es consecuencia de la resistencia del acero a la reorientación de los imanes elementales.
La curva de magnetización al invertir la dirección de la corriente forma el llamado circuito de histéresis, que es diferente para cada grado de acero y depende de la inducción magnética máxima Wmax. El área cubierta por el bucle corresponde a la potencia gastada para la magnetización. A medida que el acero se calienta durante la inversión de la magnetización, la energía eléctrica suministrada al transformador se convierte en calor y se disipa en el espacio circundante, es decir, se pierde irremediablemente. Esta es físicamente la pérdida de potencia para revertir la magnetización.
Además de las pérdidas por histéresis cuando el flujo magnético fluye a través del circuito magnético, pérdidas por corrientes de Foucault… Como saben, el flujo magnético induce una fuerza electromotriz (EMF), que crea una corriente no solo en la bobina ubicada en el núcleo del circuito magnético, sino también en el metal mismo. Las corrientes de Foucault fluyen en un circuito cerrado (movimiento de Foucault) en el sitio del acero en una dirección perpendicular a la dirección del flujo magnético. Para reducir las corrientes de Foucault, el circuito magnético se ensambla a partir de láminas de acero aisladas separadas. En este caso, cuanto más delgada sea la hoja, menor será el EMF elemental, menor será la corriente de Foucault creada por ella, es decir Menos pérdida de potencia por corrientes de Foucault. Estas pérdidas también calientan el circuito magnético. Para reducir las corrientes de Foucault, las pérdidas y el calentamiento, aumente resistencia eléctrica acero mediante la introducción de aditivos en el metal.
Para cada transformador, el consumo de materiales debe ser óptimo.Para una inducción dada en el circuito magnético, su tamaño determina la potencia del transformador. Así que intentan tener la mayor cantidad de acero posible en la sección central del circuito magnético, es decir. con la dimensión exterior seleccionada, el factor de relleno kz debe ser el mayor. Esto se logra aplicando la capa más delgada de aislamiento entre las láminas de acero. Actualmente se utiliza acero con una fina capa termorresistente aplicada en el proceso de producción del acero y que permite obtener kz = 0,950,96.
En la producción de un transformador, debido a varias operaciones tecnológicas con acero, su calidad en la estructura terminada se deteriora en cierta medida, y las pérdidas en la estructura se obtienen en aproximadamente un 2550% más que en el acero original antes de su procesamiento (cuando usando acero enrollado y presionando la cadena magnética sin espárragos).