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變壓器鐵芯損耗的分類及計(jì)算方法

作者:威博特鐵芯   發(fā)布時(shí)間:2019-03-30 15:01:01 瀏覽次數(shù):
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    變壓器鐵芯損耗由空載損耗和負(fù)載損耗構(gòu)成,本文主要介紹空載損耗和負(fù)載損耗的具體分類,以及各種變壓器損耗的計(jì)算方法?

  變壓器鐵芯的空載損耗又稱鐵耗,它屬于勵(lì)磁損耗,與負(fù)載無關(guān)??蛰d損耗的組成包括變壓器鐵芯材料的磁滯損耗、渦流損耗以及附加損耗三部分。

1、磁滯損耗

  磁滯損耗是鐵磁材料在反復(fù)磁化過程中由于磁滯現(xiàn)象所產(chǎn)生的損耗。磁滯損耗的大小與磁滯回線的面積成正比。微觀地來看,磁滯損耗與硅鋼片內(nèi)部的結(jié)晶方位、結(jié)晶純度、內(nèi)部晶粒的畸變等因素都有關(guān)系。 由于磁滯回線的面積又與磁密Bm的平方成正比,因此磁滯損耗約和磁密 Bm 的平方成正比。此外,磁滯損耗是由交變磁化所產(chǎn)生,所以它的大小還和交變頻率f有關(guān)。磁滯損耗Pc的計(jì)算公式
變壓器鐵芯磁滯損耗的計(jì)算
式中,C1——由硅鋼片材料特性所決定的系數(shù)(與鐵芯磁導(dǎo)率、密度等有關(guān));
   Bm——交變磁通的磁密;
   f——頻率;
   V ——鐵磁材料總體積。

2、渦流損耗

  由于變壓器鐵芯本身為金屬導(dǎo)體,所以由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象所感生的電動(dòng)勢(shì)將在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流,即為渦流。由于鐵芯中有渦流流過,而鐵芯本身又存在電阻,故引起了渦流損耗。渦流損耗Pw的計(jì)算公式:
變壓器鐵芯渦流損耗的計(jì)算
式中,C2——決定于硅鋼片材料性質(zhì)的系數(shù);
   t ——硅鋼片的厚度;
   ρ ——硅鋼片的電阻率。

3、附加鐵損

  附加鐵損不完全決定于材料本身,而主要與變壓器鐵芯的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝等有關(guān)。所以無論什么類型的變壓都存在附加鐵損,只不過有大小的差別而已。
  通常,引起附加損耗的原因主要有:
  1) 磁通波形中有高次諧波分量,它們將引起附加渦流損耗;
  2) 由于機(jī)械加工所引起的磁性能變壞所導(dǎo)致?lián)p耗增大;
  3) 在鐵芯接縫以及芯柱與鐵軛的T 型區(qū)等部位所出現(xiàn)的局部損耗的增大等。
  對(duì)于附加鐵損的計(jì)算,常借助引入一個(gè)“附加損耗系數(shù)”的辦法來處理,當(dāng)然這純粹是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù),不可能依靠理論推導(dǎo)來求得。

4、變壓器鐵芯空載損耗的計(jì)算

  在實(shí)際設(shè)計(jì)中,空載損耗的計(jì)算是通過先計(jì)算出變壓器鐵芯的總質(zhì)量,再乘以單位質(zhì)量的鐵損去計(jì)算的。這里所說的鐵芯質(zhì)量是指硅鋼片的總質(zhì)量,包括鐵芯柱質(zhì)量Gt、鐵軛質(zhì)量Ge和轉(zhuǎn)角質(zhì)量Gc的總和。對(duì)于目前常用的鐵芯柱和鐵軛凈截面積相等的鐵心結(jié)構(gòu),其空載損耗為
變壓器鐵芯空載損耗的計(jì)算
式中,Kp0——空載損耗附加系數(shù);
   GFe——硅鋼片總質(zhì)量,Kg;
   Pt ——硅鋼片單位質(zhì)量損耗;按設(shè)計(jì)磁通密度,查表可得。




 




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