¿Cómo reducir las pérdidas sin carga en los transformadores?
Las pérdidas en vacío en los transformadores se refieren a la potencia consumida cuando el devanado secundario del transformador está abierto (es decir, no está conectado a una carga). Estas pérdidas incluyen principalmente pérdidas en el núcleo y pérdidas magnéticas parásitas. Las pérdidas en vacío son inherentes al funcionamiento del transformador y tienen un cierto impacto en la estabilidad tanto de la red eléctrica como del propio transformador. En las siguientes secciones se presentarán métodos para reducir estas pérdidas en vacío.
●Material del transformador
●Reducir la densidad de flujo magnético del núcleo del transformador
Las pérdidas sin carga son proporcionales al cuadrado (o a la potencia 1.2) de la densidad de flujo magnético del núcleo. Por lo tanto, una densidad de flujo magnético excesivamente alta aumentará las pérdidas. En los transformadores de tipo seco, generalmente se recomienda mantener la densidad de flujo magnético del núcleo por debajo de 1.60 T. Esto reduce eficazmente las pérdidas, mejorando la eficiencia y la confiabilidad del transformador. Controlar la densidad de flujo magnético dentro de un rango apropiado es una consideración clave durante el diseño del transformador para garantizar el rendimiento y la vida útil del transformador.
●Seleccione láminas de acero al silicio de alta calidad para el núcleo
Los transformadores de tipo seco generalmente deben utilizar láminas de acero al silicio laminado en frío de grano orientado de alta permeabilidad, que tienen una pérdida de hierro unitaria baja, que normalmente se requiere que sea inferior a 1.3 W/kg (a 1.7 T). Reducir el espesor de las láminas del núcleo también es crucial, ya que la pérdida por corrientes parásitas en el núcleo es proporcional al cuadrado del espesor de la lámina. Por lo tanto, las láminas del núcleo no deben ser demasiado gruesas. El espesor de las láminas del núcleo en los transformadores de tipo seco es generalmente de 0.3 mm, 0.27 mm o 0.23 mm.
●proceso de fabricacion de transformadores
●Optimizar los procesos de fabricación básicos
Dado que los núcleos de los transformadores suelen utilizar láminas de acero al silicio laminadas en frío, que son anisotrópicas, la permeabilidad magnética es máxima y las pérdidas son mínimas cuando el flujo magnético fluye a lo largo de la dirección de laminación de las láminas de acero al silicio. Cuando el flujo fluye perpendicularmente a la dirección de laminación, las propiedades magnéticas se deterioran significativamente. Por lo tanto, la dirección de magnetización debe tenerse en cuenta durante el diseño y la fabricación del núcleo. Generalmente, se utiliza una junta en inglete de 45° para minimizar el ángulo entre el flujo magnético y la dirección de laminación de las láminas de acero al silicio, lo que ayuda a reducir las pérdidas. El rendimiento de las láminas de acero al silicio también se ve afectado por las tensiones externas durante el procesamiento del núcleo, por lo que se deben utilizar herramientas avanzadas para minimizar los efectos adversos sobre las láminas de acero al silicio.
●Utilice estructuras de unión completamente ingleteadas en el diseño del núcleo
En el caso de transformadores con las mismas especificaciones, la adopción de una estructura de unión completamente en inglete puede reducir las pérdidas sin carga entre un 5 % y un 6 % en comparación con el uso de una unión traslapada recta. Por lo tanto, las estructuras de unión completamente en inglete deben priorizarse en la selección y el diseño del núcleo para garantizar que el transformador funcione de manera más eficiente en términos de energía.
En resumen
Al controlar eficazmente las pérdidas sin carga, podemos mejorar la eficiencia operativa de los transformadores, lograr ahorros de energía y reducciones de emisiones y promover el desarrollo energético sostenible.
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