¿Cuál es la pérdida por histéresis y la pérdida de corriente parásita en los transformadores? ¿Cómo explicarías con la ayuda de una curva BH?

Answer 1

Pérdidas en transformador

Como el transformador eléctrico es un dispositivo estático, la pérdida mecánica en el transformador normalmente no aparece. Generalmente consideramos solo las pérdidas eléctricas en el transformador . La pérdida en cualquier máquina se define ampliamente como la diferencia entre la potencia de entrada y la potencia de salida.
Cuando se suministra energía de entrada al primario del transformador, una parte de esa potencia se usa para compensar las pérdidas del núcleo en el transformador, es decir, la pérdida de histéresis en el transformador y la pérdida de corriente Eddy en el núcleo del transformador y una parte de la potencia de entrada se pierde cuando I

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R pierde y se disipa como calor en los devanados primario y secundario, porque estos devanados tienen cierta resistencia interna. El primero se llama pérdida de núcleo o pérdida de hierro en el transformador y el segundo se conoce como pérdida óhmica o pérdida de cobre en el transformador . Otra pérdida ocurre en el transformador, conocido como pérdida perdida, debido al enlace de los flujos perdidos con la estructura mecánica y los conductores de bobinado.

Pérdida de cobre en transformador

La pérdida de cobre es yo

2

R pérdida, en el lado primario soy yo

1

2

R

1

y en el lado secundario soy yo

2

2

R

2

pérdida, donde yo

1

y yo

2

son la corriente primaria y secundaria del transformador y R

1

y R

2

son resistencias del devanado primario y secundario. Como las corrientes primarias y secundarias dependen de la carga del transformador, la pérdida de cobre en el transformador varía con la carga.

Pérdidas centrales en transformador

La pérdida por histéresis y la pérdida de corriente parásita, ambas dependen de las propiedades magnéticas de los materiales utilizados para construir el núcleo del transformador y su diseño. Por lo tanto, estas pérdidas en el transformador son fijas y no dependen de la corriente de carga. Por lo tanto, las pérdidas de núcleo en el transformador, que alternativamente se conoce como pérdida de hierro en el transformador, pueden considerarse constantes para todo el rango de carga.
La pérdida de histéresis en el transformador se denota como,

La pérdida de corriente parásita en el transformador se denota como, Donde, Kh = Histéresis constante.
Ke = Eddy actual constante.
Kf = forma constante.
La pérdida de cobre simplemente se puede denotar como,
IL2R2 ‘+ pérdida perdida Donde, IL = I2 = carga del transformador, y R2’ es la resistencia del transformador referida a secundaria.
Ahora discutiremos la pérdida de histéresis y la pérdida de corriente Eddy con un poco más de detalles para comprender mejor el tema de las pérdidas en el transformador

Pérdida de histéresis en transformador

La pérdida de histéresis en el transformador se puede explicar de diferentes maneras. Discutiremos dos de ellos, uno es explicación física y el otro es explicación matemática.

Explicación física de la pérdida de histéresis

El núcleo magnético del transformador está hecho de acero al silicio orientado al grano laminado en frío. El acero es muy buen material ferromagnético. Este tipo de materiales son muy sensibles para ser magnetizados. Eso significa que, siempre que el flujo magnético pase, se comportará como un imán. Las sustancias ferromagnéticas tienen varios dominios en su estructura. Los dominios son regiones muy pequeñas en la estructura del material, donde todos los dipolos están en paralelo en la misma dirección. En otras palabras, los dominios son como pequeños imanes permanentes situados al azar en la estructura de la sustancia. Estos dominios están dispuestos dentro de la estructura del material de manera tan aleatoria, que el campo magnético resultante neto de dicho material es cero. Cada vez que se aplica un campo magnético externo o mmf a esa sustancia, estos dominios dirigidos aleatoriamente se organizan en paralelo al eje de mmf aplicado. Después de eliminar este mmf externo, el número máximo de dominios vuelve a tomar posiciones aleatorias, pero algunos de ellos aún permanecen en su posición cambiada. Debido a estos dominios sin cambios, la sustancia se magnetiza ligeramente de forma permanente. Este magnetismo se llama “magnetismo espontáneo”. Para neutralizar este magnetismo, se requiere aplicar algunos mmf opuestos. La fuerza motriz magneto o mmf aplicada en el núcleo del transformador es alterna. Para cada ciclo debido a esta inversión de dominio, se realizará un trabajo adicional. Por esta razón, habrá un consumo de energía eléctrica que se conoce como pérdida de histéresis del transformador.

Explicación matemática de la pérdida de histéresis en transformador

Determinación de la pérdida de histéresis

Considere un anillo de muestra ferromagnética de circunferencia L metro, área de sección transversal am

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y N vueltas de cable aislado como se muestra en la imagen de al lado, consideremos, la corriente que fluye a través de la bobina es I amp,
Fuerza de magnetización,

Vamos, la densidad de flujo en este instante es B,
Por lo tanto, el flujo total a través del anillo, Φ = BXa Wb Como la corriente que fluye a través del solenoide es alterna, el flujo producido en el anillo de hierro también es de naturaleza alterna, por lo que la fem (e ‘) inducida se expresará como,

Según la ley de Lenz, esta fem inducida se opondrá al flujo de corriente, por lo tanto, para mantener la corriente I en la bobina, la fuente debe suministrar una fem igual y opuesta. De ahí la fem aplicada,

Energía consumida en poco tiempo dt, durante el cual la densidad de flujo ha cambiado,

Por lo tanto, el trabajo total realizado o la energía consumida durante un ciclo completo de magnetismo,

Ahora aL es el volumen del anillo y H.dB es el área de la tira elemental de la curva B – H que se muestra en la figura anterior,

Por lo tanto, la energía consumida por ciclo = volumen del anillo × área del ciclo de histéresis.
En el caso del transformador, este anillo puede considerarse como núcleo magnético del transformador. Por lo tanto, el trabajo realizado no es más que la pérdida de energía eléctrica en el núcleo del transformador y esto se conoce como pérdida de histéresis en el transformador.

¿Qué es la pérdida de corriente Eddy?

En el transformador, suministramos corriente alterna en el primario, esta corriente alterna produce un flujo de magnetización alterna en el núcleo y a medida que este flujo se vincula con el devanado secundario, habrá voltaje inducido en el secundario, lo que hará que la corriente fluya a través de la carga conectada con él. Algunos de los flujos alternos del transformador; también puede vincularse con otras partes conductoras como el núcleo de acero o el cuerpo de hierro del transformador, etc. Como enlaces de flujo alternos con estas partes del transformador, habría una fem inducida localmente. Debido a estos emfs, habría corrientes que circularían localmente en esas partes del transformador. Estas corrientes circulantes no contribuirán a la salida del transformador y se disiparán como calor. Este tipo de pérdida de energía se llama pérdida de corriente parásita del transformador. Esta fue una explicación amplia y simple de la pérdida de corrientes parásitas.

Answer 2

Eddy pérdidas actuales.

La pérdida de corriente parásita se produce cuando una bobina se enrolla alrededor de un núcleo y se le aplica un suministro alterna de corriente alterna. Como el suministro a la bobina se alterna, el flujo producido en la bobina también se alterna. Por la ley de Faradays de inducción electromagnética, el cambio en el flujo a través del núcleo provoca la inducción de fem dentro del núcleo. Debido a la inducción de emf eddy, la corriente comienza a fluir en el núcleo. Debido a esta pérdida de corriente parásita, la energía se pierde en forma de energía térmica.

Las pérdidas por corrientes parásitas pueden reducirse mediante laminaciones en el núcleo. Se deben usar aceros de lámina delgada que estén aislados entre sí. Debido a las hojas aisladas, la cantidad de corriente que fluye se reduce y, por lo tanto, las pérdidas por corrientes parásitas.

Pérdidas de histéresis.

La cantidad de energía absorbida por el material magnético no se devuelve. Se puede entender por la curva de histéresis. Cuando se aumenta la intensidad del campo magnético o la corriente, aumenta la densidad de flujo, después de un punto en el que aumentamos aún más la corriente, la densidad de flujo se satura. Cuando reducimos la corriente de saturación al lado cero, la densidad de flujo comienza a disminuir. Pero cuando el valor actual llega a cero, la densidad de flujo también debe ser cero pero no es cero. Para corriente cero todavía hay algo de densidad de flujo presente en el material, esto se conoce como flujo magnético residual. Por lo tanto, la cantidad de energía nunca se recupera. El poder que queda atrapado en el núcleo del material se pierde en forma de calor. El área de la curva BH determina la cantidad de pérdida de histéresis. Cuanto mayor es el área, mayor es la pérdida, menor es el área de la curva bh, menor será la pérdida de histéresis.

Curva BH

¿Qué es la curva BH?

El gráfico dibujado entre la intensidad del campo magnético y la densidad del flujo magnético. La intensidad del campo magnético se toma en el eje x del gráfico, mientras que la densidad de flujo magnético se toma en el eje y del gráfico. La curva dibujada para estas dos cantidades para material magnético y no magnético se conoce como curva BH.

Buena suerte 🙂

Answer 3

Básicamente las pérdidas de transformadores se dividen en 2 categorías, pérdidas de hierro o magnéticas y pérdidas de cobre. Lo que ha pedido cae en las pérdidas de hierro.

Pérdida de histéresis: depende del tipo de material. El núcleo del transformador está hecho de acero CRGO (silicio orientado al grano laminado en frío). Como sabemos, el acero es ferromagnético y posee un factor de magnetismo residual.

Mediante el ciclo de histéresis de dicho acero, puede encontrar el magnetismo residual. La pérdida no es más que energía que se gasta en el material magnético para reducir su magnetismo residual. Si puede correlacionarlo con la estructura dipolar, será más fácil.

Pérdida de corriente parásita: depende de la estructura del núcleo. El principal detrás del funcionamiento del transformador es la inducción mutua, que debe ocurrir entre el devanado primario y secundario, pero algunos flujos también interactúan con el núcleo. Como enlaces de flujo alternos con estas partes del transformador, habría una fem inducida localmente. Debido a estos emfs, habría corrientes que circularían localmente en esas partes del transformador que no son más que corrientes parásitas y no contribuirán a la salida, sino que la energía se disipará en calor.

Como dije, es decir, la estructura del núcleo, es decir, si usamos el marco directamente fundido como núcleo, entonces los electrones estarán en gran cantidad y habrá formación de nubes (nube de electrones), más corriente, más pérdida. Por lo tanto, utilizamos núcleo compuesto de estampado

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