Ineficiencia y calor del transformador

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Si un transformador tiene una eficiencia del 96%. Significa que para una capacidad y carga de 500 W, la entrada sería de 520 W, una salida de 500 W, por lo que 20 W se emitirían como calor. Si la carga es de 250 W, la entrada sería de 260 W y se emitirán 10 vatios como calor.

Pero si no hay carga (carga cero), ¿cómo calcula la potencia en vatios que se perdería como calor durante la etapa inicial cuando el campo magnético y el flujo se están construyendo sin carga en la secundaria? ¿Es más que el porcentaje ineficiente perdido con la carga?

Estoy calculando la transferencia de calor del gabinete sellado para un diseño que tengo y necesito saber lo anterior.

    
pregunta Samzun

3 respuestas

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Los transformadores no se clasifican por "eficiencia", se clasifican por pérdidas, aunque se puede definir la eficiencia a la carga máxima. Por lo tanto, no puede suponer que a 250 W de carga el transformador disipará 10W si a la carga máxima (500 W) disipa 20W, disipará más de 10W. Esto se debe a que los transformadores tienen dos tipos de pérdidas , "pérdidas de carga", y "pérdidas sin carga". Incluso con carga cero, un transformador funcionará caliente.

Las pérdidas de carga dependen de la resistencia del alambre de las bobinas y son proporcionales a la carga.

Las pérdidas sin carga son independientes de la carga, se producen debido a la continua magnetización y desmitización del núcleo del transformador, con dos mecanismos básicos: pérdidas por histéresis y pérdidas por remolinos. Estas pérdidas dependen de la calidad de la construcción del núcleo y de los materiales. Para reducir las pérdidas de eddy, los núcleos están hechos de hojas finas, por lo que los remolinos no pueden extenderse en gran parte del volumen del núcleo. Las pérdidas por histéresis dependen de la composición de la aleación magnética. Una parte del campo magnético se escapa del núcleo e induce corrientes de Foucault y calienta los conductores circundantes (accesorios de montaje, pernos y soportes), lo que también aumenta las pérdidas sin carga. Sin conocer los detalles precisos de la construcción del núcleo y los datos del fabricante, no puede "calcular" estas pérdidas. Por ejemplo, los transformadores de imitación baratos para decoraciones navideñas pueden mantenerse bastante calientes incluso cuando las luces están apagadas.

ADICIÓN: resulta que tengo un viejo autotransformador de 200 VA 115: 230V, modelo SU-38, fabricado por TODD SYSTEMS. En modo inactivo (sin carga), con una temperatura ambiente de ~ 25C y sentado en un paquete de papeles, su núcleo llega a ~ 40C, vea la imagen térmica:

    
respondido por el Ale..chenski
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Hay dos mecanismos principales de pérdida en los transformadores

a) Pérdidas del núcleo, que dependen de la tensión de entrada

b) Pérdidas de cobre, que dependen de la corriente de carga

Diseñar un transformador para que tenga baja pérdida es un compromiso entre estos dos. En aplicaciones donde el transformador puede pasar la mayor parte de su tiempo sin carga, vale la pena diseñar para una baja pérdida de núcleo, a costa de una alta pérdida de cobre, utilizando un flujo de núcleo bajo y muchos giros.

A menos que el transformador tenga una hoja de datos muy completa que le dé pérdidas en varias cargas, no es posible calcular la pérdida en ninguna carga, debe medirse.

    
respondido por el Neil_UK
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Los transformadores se clasifican en VA en lugar de W, donde V y A son RMS. VA y W son iguales solo para una carga resistiva. Existe una pérdida en los devanados debido a la corriente de carga, ya que al cuadrado los tiempos R. Hay una pérdida en el núcleo debido a las corrientes de Foucault y la pérdida por histéresis. La pérdida del núcleo no cambia apreciablemente con la carga. También hay alguna pérdida en el cobre debido a la corriente de magnetización. Supongo que está hablando de un transformador de frecuencia de red. Otros factores se aplican a frecuencias más altas.

    
respondido por el Steve Hubbard

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