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变压器铁芯损耗的分类及计算方法

作者:威博特铁芯   发布时间:2018-01-02 08:52      浏览次数:84
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    变压器铁芯损耗由空载损耗和负载损耗构成,本文主要介绍空载损耗和负载损耗的具体分类,以及各种变压器损耗的计算方法?

  变压器铁芯的空载损耗又称铁耗,它属于励磁损耗,与负载无关。空载损耗的组成包括变压器铁芯材料的磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗三部分。

1、磁滞损耗

  磁滞损耗是铁磁材料在反复磁化过程中由于磁滞现象所产生的损耗。磁滞损耗的大小与磁滞回线的面积成正比。微观地来看,磁滞损耗与硅钢片内部的结晶方位、结晶纯度、内部晶粒的畸变等因素都有关系。 由于磁滞回线的面积又与最大磁密Bm的平方成正比,因此磁滞损耗约和最大磁密 Bm 的平方成正比。此外,磁滞损耗是由交变磁化所产生,所以它的大小还和交变频率f有关。磁滞损耗Pc的计算公式
变压器铁芯磁滞损耗的计算
式中,C1——由硅钢片材料特性所决定的系数(与铁芯磁导率、密度等有关);
   Bm——交变磁通的最大磁密;
   f——频率;
   V ——铁磁材料总体积。

2、涡流损耗

  由于变压器铁芯本身为金属导体,所以由于电磁感应现象所感生的电动势将在铁芯内产生环流,即为涡流。由于铁芯中有涡流流过,而铁芯本身又存在电阻,故引起了涡流损耗。涡流损耗Pw的计算公式:
变压器铁芯涡流损耗的计算
式中,C2——决定于硅钢片材料性质的系数;
   t ——硅钢片的厚度;
   ρ ——硅钢片的电阻率。

3、附加铁损

  附加铁损不完全决定于材料本身,而主要与变压器铁芯的结构及生产工艺等有关。所以无论什么类型的变压都存在附加铁损,只不过有大小的差别而已。
  通常,引起附加损耗的原因主要有:
  1) 磁通波形中有高次谐波分量,它们将引起附加涡流损耗;
  2) 由于机械加工所引起的磁性能变坏所导致损耗增大;
  3) 在铁芯接缝以及芯柱与铁軛的T 型区等部位所出现的局部损耗的增大等。
  对于附加铁损的计算,常借助引入一个“附加损耗系数”的办法来处理,当然这纯粹是一个经验系数,不可能依靠理论推导来求得。

4、变压器铁芯空载损耗的计算

  在实际设计中,空载损耗的计算是通过先计算出变压器铁芯的总质量,再乘以单位质量的铁损去计算的。这里所说的铁芯质量是指硅钢片的总质量,包括铁芯柱质量Gt、铁軛质量Ge和转角质量Gc的总和。对于目前常用的铁芯柱和铁軛净截面积相等的铁心结构,其空载损耗为
变压器铁芯空载损耗的计算
式中,Kp0——空载损耗附加系数;
   GFe——硅钢片总质量,Kg;
   Pt ——硅钢片单位质量损耗;按设计磁通密度,查表可得。