Semblable à une machine électrique, l'efficacité du transformateur est également définie comme étant le même que le rapport de la puissance de sortie et de la puissance d'entrée (efficacité = sortie / entrée). Les appareils électriques comme les transformateurs sont des appareils très efficaces. Nous savons qu'il y a différents types de transformateurs disponible sur le marché en fonction de l'application où le rendement à pleine charge de ces transformateurs varie de 95% à 98,5%. Lorsqu'un transformateur est très efficace, l'entrée, ainsi que la sortie, ont presque la même valeur. Ainsi, il n'est pas pratique de calculer l'efficacité du transformateur en utilisant la sortie / l'entrée. Ainsi, cet article présente un aperçu de l'efficacité du transformateur.

Quelle est l'efficacité du transformateur?

L'efficacité du transformateur peut être définie comme l'intensité ou la quantité de perte de puissance dans un transformateur. Par conséquent, le rapport du secondaire enroulement puissance de sortie à l’entrée d’alimentation de l’enroulement primaire. L'efficacité peut s'écrire comme suit.

Efficacité du transformateur

Rendement (η) = (Puissance de sortie / Entrée d'alimentation) X 100

En général, l’efficacité peut être désignée par «η». L'équation ci-dessus convient à un transformateur idéal partout où il n'y aura pas pertes de transformateur ainsi que l'énergie complète dans l'entrée est déplacée vers la sortie.

Par conséquent, si les pertes du transformateur sont prises en compte et si le transformateur l'efficacité est analysée dans les états pratiques, l'équation suivante est principalement considérée.

Efficacité = ((Power O / P) / (Power O / P + Copper Losses + Core Loss)) × 100%

Ou bien il peut être écrit comme Efficacité = (Puissance i / p - Pertes) / Puissance i / p × 100

= 1− (Pertes / Puissance i / p) × 100

Ainsi, toutes les entrées, o / p, et pertes sont principalement exprimées en termes de puissance (Watts).

Puissance d'un transformateur

Chaque fois qu’un transformateur idéal est considéré sans pertes, la puissance du transformateur sera stable car la tension V est multipliée par le courant I est stable.

Ainsi, la puissance dans le primaire est équivalente à la puissance dans le secondaire. Si la tension du transformateur augmente, le courant sera diminué. De même, si la tension est diminuée, alors le courant sera augmenté de sorte que la puissance de sortie puisse être maintenue constante. Par conséquent, la puissance primaire est égale à la puissance secondaire.

P_Primaire= P_Secondaire

V_Pje_Pcosϕ_P= V_Sje_Scosϕ_S

Où ∅_P& ∅_ssont des angles de phase primaires et secondaires

Détermination de l'efficacité du transformateur

En général, le rendement d'un transformateur normal est extrêmement élevé, allant de 96% à 99%. Ainsi, l'efficacité du transformateur ne peut pas être décidée par une haute précision en mesurant directement l'entrée et la sortie. La principale différence entre les lectures d'entrée et de sortie et d'entrée des instruments est très petite qu'une erreur d'instrument provoquera une erreur des ordres de 15% dans les pertes du transformateur.

De plus, il n'est ni pratique ni coûteux d'inclure les dispositifs de chargement essentiels des valeurs nominales exactes de tension et de facteur de puissance (PF) pour charger le transformateur. Il y a également une grande quantité de gaspillage d'énergie et aucune information ne peut être obtenue à partir d'un test concernant le nombre de pertes de transformateurs comme le fer et le cuivre.

Les pertes du transformateur peuvent être déterminées grâce à la méthode précise qui consiste à calculer les pertes des tests de court-circuit et de circuit ouvert, de sorte que l'efficacité puisse être déterminée

À partir d'un test de circuit ouvert, la perte de fer comme P1 = P0 ou Wo peut être déterminée

À partir du test de court-circuit, la perte de cuivre sur des charges complètes comme Pc = Ps ou Wc peut être déterminée

“ramasser et placer le bras robotique ”

Perte de cuivre sur une charge x fois pleine charge = I2^deuxR₀₂=> x^deuxPC

Rendement du transformateur (η) = V_deuxje_deuxCosΦ / V_deuxje_deuxCosΦ + Pi + x^deuxPC

Dans l'équation ci-dessus, le résultat des lectures de l'instrument peut être limité aux pertes simplement de sorte que l'efficacité globale peut être obtenue à partir de celle-ci est très précise par rapport à l'efficacité obtenue par chargement direct.

Condition d'efficacité maximale d'un transformateur

On sait que la perte de cuivre = I12R1

Perte de fer = Wi

Efficacité = 1- Pertes / Entrée

= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)

= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)

Différencier l'équation ci-dessus par rapport à I1

dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)

L'efficacité sera élevée à dη / dI1 = 0

Par conséquent, l'efficacité du transformateur sera élevée à

R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1

I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1

I12R1 = Wi

“diodes en parallèle avec des résistances ”

Par conséquent, l'efficacité du transformateur sera élevée une fois que les pertes de cuivre et de fer seront équivalentes.

Efficacité toute la journée

Comme nous l'avons vu ci-dessus, le rendement ordinaire du transformateur peut être donné comme

Efficacité ordinaire du transformateur = sortie (watts) / entrée (watts)

Cependant, dans certains types de transformateurs, leurs performances ne peuvent dépendre de leur efficacité. Par exemple, dans les transformateurs de distribution, leurs primaires sont toujours sous tension. Cependant, leurs enroulements secondaires fourniront une légère charge la plupart du temps en une journée

Une fois que le secondaire du transformateur ne fournira aucune charge, seules les pertes du noyau du transformateur sont importantes et les pertes de cuivre ne sont plus présentes.

Les pertes de cuivre ne sont importantes qu'une fois les transformateurs chargés. Par conséquent, pour ces transformateurs, les pertes comme le cuivre sont généralement moins importantes. Ainsi, les performances du transformateur peuvent être comparées en fonction de l'énergie utilisée en une seule journée.

L'efficacité toute la journée du transformateur est toujours inférieure à son efficacité normale.

Facteurs qui affectent l'efficacité d'un transformateur inclure les éléments suivants

L'effet de chauffage actuel dans une bobine
Induit courants de Foucault Effet de chauffage
Magnétisation du noyau de fer.
Fuite de flux

Comment améliorer l'efficacité du transformateur?

Il existe différentes méthodes pour améliorer l'efficacité des transformateurs comme la zone de boucle, l'isolation, la résistance des bobines et le couplage de flux.

Zone de boucle

Isolation

L'isolation entre les tôles d'âme doit être idéale pour éviter les courants de Foucault.

Résistance des bobines primaire et secondaire

Le matériau des bobines primaires et secondaires doit être stable pour que leur résistance électrique soit extrêmement faible.

Couplage de flux

Les deux bobines du transformateur doivent être enroulées de telle manière que le couplage de flux entre les bobines soit le plus élevé car le transfert de puissance d'une bobine à une autre aura lieu pendant les liaisons de flux.

Il s'agit donc d'un aperçu de l'efficacité de le transformateur . Les transformateurs sont des appareils électriques à haut rendement. Ainsi, la majeure partie de l’efficacité du transformateur sera comprise entre 95% et 98,5%. Voici une question pour vous, quels sont les différents types de transformateurs disponibles sur le marché?