Definition des Transformatorwirkungsgrades
Der Wirkungsgrad des Transformators ist definiert als das Verhältnis von Ausgangsleistung Poutput und Eingangsleistung Pinput, beide ausgedrückt in Watt.
Somit,
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Oder da der Eingang der Ausgang plus Verluste ist,
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Die Transformatorverluste bestehen aus Kupferverlusten und Kernverlusten.
$\sum{(Verluste)= Kern \text{ } Verlust+ Kupfer \text{ } Verlust}$
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Der Kupferverlust stellt die Energie dar, die im Widerstand der Wicklungen abgeführt wird, während sich der Kupferverlust aus den Hysterese- und Wirbelstromverlusten im ferromagnetischen Kern des Transformators zusammensetzt.
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Transformator Core Verluste
Core verluste sind eine funktion der spannung angewendet, um die transformator seit die spannung bestimmt die größe der core fluss. Normalerweise ändert sich die an die Primärspannung eines Transformators angelegte Spannung nicht wesentlich, so dass die Kernverluste als konstant angesehen werden.
Kupferverluste des Transformators
Kupferverluste sind eine Funktion des Stroms in den Wicklungen. Wenn die Spannung ziemlich konstant ist, ist der Strom im Wesentlichen proportional zur Last, so dass die Kupferverluste mit dem Quadrat der Last auf dem Transformator variieren.
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Je nachdem, was bekannt ist, kann der Wirkungsgrad auf verschiedene Arten berechnet werden, wie durch die Gleichungen (1) und (2) gezeigt.
Unabhängig davon, welche Form verwendet wird, sollte nur die tatsächliche Leistung zur Berechnung des Wirkungsgrads verwendet werden.
Maximaler Wirkungsgrad eines Transformators
Bei Volllaststrom sind die Verluste im Wesentlichen konstant, unabhängig vom Leistungsfaktor, aber die Ausgangsleistung variiert mit dem Leistungsfaktor. Wenn der Leistungsfaktor sinkt, sinkt auch die Ausgangsleistung für eine gegebene KVA-Nennleistung und somit sinkt auch der Wirkungsgrad des Transformators.
Der maximale Wirkungsgrad eines Transformators bei einem bestimmten Leistungsfaktor tritt auf, wenn die Kupferverluste gleich den Kernverlusten sind.
Offensichtlich tritt der absolute maximale Wirkungsgrad auf, wenn der Leistungsfaktor der Last Eins ist.