变压器损耗

变压器中存在两种损耗

1. 铁损或核心损耗 P_i
2. 铜损或 I²R 损耗 P_c

铁损或核心损耗 (P_i)

变压器中的铁损是磁滞损耗 (P_h) 和涡流损耗 (P_e) 的组合。这种损耗主要发生在变压器的磁芯中，并取决于磁芯材料的磁性。

磁滞损耗和涡流损耗的公式如下

其中，

k_h = 这是一个常数，与磁芯材料的体积、数量和所用单位成正比。

k_e = 这是一个常数，与磁芯材料的体积、电阻率、叠片厚度和所用单位成正比。

B_m = 磁芯中的最大磁通密度。

f = 交流磁通的频率。

指数 'x' 称为 Steinmetz 常数。根据磁芯材料的磁性，其值在 1.5 到 2.5 之间变化。

因此，变压器中的总核心损耗为

正如我们所知，施加的电压大约等于变压器中的感应电压。

上述关系表明，磁滞损耗取决于施加的电压和频率。

P_e = k_ef² B²_m = k_ef² ()² = k_e V²₁

上述关系表明，涡流损耗与施加电压的平方成正比，并且与频率无关。

这意味着对于任何电压，如果 f 减小，B_m 增加。同样，如果 f 增加，B_m 减小。

总核心损耗可以写成

铜损或 I²R 损耗 (P_c)

由于变压器初级和次级绕组的绕组电阻而发生的损耗称为铜损或 I²R 损耗。

变压器中的总铜损 = 初级绕组铜损 + 次级绕组铜损

因此，铜损随负载电流的平方而变化。

杂散损耗

变压器中由于漏磁通而在导体、油箱等中产生的涡流称为杂散损耗。我们可以忽略这些损耗，因为这些损耗的百分比较铁损和铜损小得多。

介电损耗

在绝缘材料中发生的损耗，即在变压器油和变压器的固体绝缘中发生的损耗，称为介电损耗。这种损耗仅在高压变压器中发生，而且非常小，因此我们可以忽略这些损耗。