Sesuatu yang ideal pengubah sangat cekap sehingga mereka tidak mengalami kehilangan tenaga, yang bermaksud kuasa yang dibekalkan ke terminal input pengubah mestilah setara dengan kuasa yang dibekalkan ke terminal output pengubah. Jadi kuasa input dan output kuasa dalam pengubah ideal adalah sama termasuk kehilangan tenaga sifar. Tetapi dalam praktiknya, kedua-dua kuasa input dan output transformer tidak akan sama kerana kehilangan elektrik di dalam transformer. Ia adalah alat statik kerana tidak mempunyai bahagian yang bergerak, jadi kita tidak dapat melihat kerugian mekanikal tetapi kerugian elektrik akan berlaku seperti tembaga dan besi. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan pelbagai jenis kerugian dalam pengubah.
Jenis Kerugian dalam Transformer
Terdapat pelbagai jenis kerugian yang akan berlaku pada transformer seperti besi, tembaga, histeresis, eddy, sesat & dielektrik. Kerugian tembaga terutamanya disebabkan oleh rintangan dalam penggulungan transformer sedangkan kerugian histeresis akan berlaku kerana perubahan magnetisasi dalam teras.
Jenis Kerugian dalam Transformer
Kerugian Besi dalam Transformer
Kerugian besi terutamanya berlaku melalui fluks bolak-balik dalam teras pengubah. Sebaik sahaja kerugian ini berlaku di dalam inti maka ia disebut kehilangan teras. Kerugian seperti ini bergantung terutamanya pada bahan magnet sifat dalam teras pengubah. Inti dalam transformer boleh dibuat dengan besi, jadi ini disebut kehilangan besi. Jenis kerugian ini boleh dikategorikan kepada dua jenis seperti histeresis dan juga arus eddy.
Kehilangan Histeresis
Kerugian seperti ini berlaku terutamanya ketika arus ulang alik digunakan pada inti pengubah maka medan magnet akan terbalik. Kerugian ini bergantung terutamanya pada bahan teras yang digunakan dalam pengubah. Untuk mengurangkan kerugian ini, bahan teras bermutu tinggi dapat digunakan. CRGO- Baja Si berorientasikan bijirin yang digulung sejuk dapat digunakan seperti inti pengubah sehingga kehilangan Histeresis dapat dikurangkan. Kerugian ini dapat diwakili dengan menggunakan persamaan berikut.
Ph = Khf Bx m
Di mana
‘Kh’ adalah pemalar yang bergantung pada kualiti & isi padu bahan teras dalam pengubah
‘Bm’ adalah ketumpatan fluks tertinggi dalam teras
‘F’ adalah frekuensi fluks yang berselang-seli jika tidak bekalan
‘X’ adalah pemalar Steinmetz dan nilai pemalar ini terutamanya berubah dari 1.5 hingga 2.5.
Kerugian Semasa Eddy
Setelah fluks disambungkan ke litar tertutup, maka e.m.f dapat diinduksi dalam litar dan ada a membekalkan di litar. Aliran nilai semasa bergantung terutamanya pada jumlah ef dan rintangan di kawasan litar.
Inti pengubah boleh dirancang dengan bahan pengalir. Aliran arus di emf dapat dibekalkan dalam badan bahan. Aliran arus ini dikenali sebagai arus eddy. Arus ini akan berlaku apabila konduktor mengalami medan magnet yang berubah.
Apabila arus ini tidak dipertanggungjawabkan untuk melakukan tugas fungsional, maka ini akan menyebabkan kerugian dalam bahan magnet. Jadi ia dipanggil sebagai Kerugian Eddy Semasa. Kerugian ini dapat dikurangkan dengan merancang teras menggunakan sedikit laminasi. Persamaan arus eddy boleh diturunkan dengan menggunakan persamaan berikut.
Pe = KeBm2t2f2V watt
Di mana,
‘Ke’ adalah kecekapan arus eddy. Nilai ini bergantung terutamanya pada sifat bahan magnet seperti ketahanan dan isipadu bahan teras & lebar lamina
‘Bm’ adalah kadar ketumpatan fluks tertinggi dalam wb / m2
‘T’ adalah lebar lamina dalam jarak beberapa meter
‘F’ adalah frekuensi pembalikan medan magnet yang diukur dalam Hz
‘V’ adalah jumlah bahan magnet dalam m3
Kerugian Tembaga
Kerugian tembaga berlaku kerana rintangan Ohmik dalam belitan pengubah. Sekiranya belitan primer dan sekunder transformer adalah I1 dan I2, maka rintangan belitan ini adalah R1 & R2. Jadi kerugian tembaga yang berlaku pada belitan masing-masing adalah I12R1 & I22R2. Jadi, keseluruhan kehilangan tembaga akan berlaku
Pc = I12R1 + I22R2
Kerugian ini juga disebut kerugian berubah atau ohmik kerana kerugian ini akan berubah berdasarkan beban.
Kerugian Sesat
Jenis kerugian dalam transformer ini boleh berlaku kerana berlakunya kebocoran medan. Jika dibandingkan dengan kerugian tembaga dan besi, peratusan kerugian sesat lebih sedikit, sehingga kerugian ini dapat diabaikan.
Kehilangan Dielektrik
Kerugian ini berlaku terutamanya pada minyak pengubah. Di sini minyak adalah bahan penebat. Setelah minyak di transformer merosot sebaliknya apabila kualiti minyak menurun maka kecekapan transformer akan terjejas.
Kecekapan Transformer
Definisi kecekapan serupa dengan mesin elektrik. Ini adalah nisbah kuasa output dan daya input. Kecekapan dapat dikira dengan formula berikut.
Kecekapan = Daya Keluaran / Daya Input.
Transformer adalah peranti yang sangat cekap dan kecekapan beban peranti ini berkisar antara 95% - 98.5%. Apabila transformer sangat cekap, maka input dan outputnya mempunyai nilai yang hampir sama, dan oleh itu tidak praktikal untuk mengira kecekapan transformer dengan menggunakan formula di atas. Tetapi untuk mendapatkan kecekapannya, formula berikut lebih baik digunakan
Kecekapan = (Input - Kerugian) / Input => 1 - (Kerugian / Iinput).
Biarkan kehilangan tembaga adalah I2R1 sedangkan kehilangan besi adalah Wi
Kecekapan = 1-Kerugian / Input
= 1-I12R1 + Wi / V1I1CosΦ1
Ƞ = 1- (I1R1 / V1CosΦ1) Wi / V1I1CosΦ1
Bezakan persamaan di atas berkenaan dengan 'I1'
d Ƞ / dI1 = 0- (R1 / V1CosΦ1) + Wi / V1I12 CosΦ1
‘Ƞ’ maksimum pada d Ƞ / dI1 = 0
Oleh itu, kecekapan ‘Ƞ’ akan maksimum pada
R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1I12 CosΦ1
I12R1 = Wi
Oleh itu, kecekapan pengubah dapat menjadi paling tinggi apabila kehilangan besi dan tembaga sama.
Jadi, Kerugian tembaga = Kehilangan besi.
Oleh itu, ini semua berkaitan dengan gambaran keseluruhan jenis kerugian dalam pengubah . Dalam transformer, kehilangan tenaga boleh berlaku disebabkan oleh beberapa sebab. Jadi kecekapan pengubah akan dikurangkan. Sebab utama berlainan jenis kerugian dalam transformer adalah disebabkan oleh kesan haba dalam gegelung, kebocoran fluks magnet, magnetisasi & demagnetisasi teras. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah jenis transformer yang terdapat di pasaran?
