Fontos a transzformátor vasmagjának formája?

A transzformátorról általában:

A szekunder (indukált) feszültséget a főfluxus hozza létre ami függ a keresztmetszettől és az indukciótól (Fi = körintegrál B*dA) is. Minél nagyobb az indukció, annál kisebb keresztmetszetű vasmag kell ugyanakkora főfluxushoz. Az indukcióval azonban négyzetes arányban nő a vasveszteség. Utóbbi a magban hővé alakul. A vasveszteség növekedésénél még rohamosabban nő az indukcióval a vas mágneses telítődése miatt a főfluxust gerjesztő áram. Ez azt jelenti, hogy a transzformátor főfluxusának fenntartásához több meddő teljesítményt fogyaszt -> romlik a primer oldal hatásfoka -> ugyanakkora wattos teljesítmény átviteléhez nagyobb primer áram kell ami pedig a tekercs ellenállásán nagyobb veszteséget okoz.("több rézhuzalt kellene használnom" -> nagyobb tekercsveszteség).

Veszteségekről:

A transzformátor magjában 2 fajta veszteséget különböztetünk meg. Az egyik az örvényáramú veszteség a másik a hiszterézis veszteség. Mindkettő függ a mag tömegétől és arányos az indukció négyzetével.

Hatásfokról:

A transzformátor hatásfoka 96-99% körüli. A vasmagban a váltakozó főfluxus által okozott vasveszteség közvetve az indukált feszültség függvénye. Mivel ezek üzemben csak néhány százalékkal változnak , ezért a vasveszteség a terheléstől függetlenül állandónak tekinthető. A tekercsveszteséget a primer és a szekunder tekercsekben folyó áramok okozzák éspedig azok négyzetével arányos (I^2*R) -> a teljesítmény arányos az áramerősséggel.

A hatásfok értéke függ a teljesítménytényezőtől. A teljesítménytényezővel csökken a transzformált wattos teljesítmény, a vasveszteségek azonban nem, mert azok részben csak a feszültségtől, részben csak az áramerősségtől függnek. Ezért a kisebb teljesítménytényező miatti kisebb wattos teljesítmény transzformálásának ugyanannyi vasveszteség az ára, mintha a teljesítménytényező 1 lenne.

Olyan gépnek, amelynek veszteségei részben állandók részben a terhelés négyzetével arányosak állandó teljesítménytényező esetén akkor a legnagyobb a hatásfoka mikor a 2 veszteség egyenlő egymással.

Érdekesség:

Mindezek figyelembe vételével különböző jellegű üzemben más-más transzformátor gazdaságosabb. Kisfogyasztók hálózatát tápláló transzformátor állandóan be van kapcsolva, de gyakran jár üresen vagy kis terheléssel. Ezért előnyös, ha kicsi a vasvesztesége a tekercsveszteséghez képest. Ilyen transzformátor hatásfokának kis terhelés esetén van maximuma.

Egyes transzformátorokat ezzel szemben csak akkor kapcsolnak be, ha teljesítményüket ki is használják. Ilyen üzemben az a transzformátor gazdaságosabb melynél a két veszteség nagyjából egyenlő. Ez esetben a hatásfok maximuma nagyjából a névleges áram közelében van.

Összegezve:

Induált feszültség képlete: Ui = 4.44 * f * N * A * B

A kifejezésből látható, hogy kisebb vaskeresztmetszet(A) esetén (kisebb vassúly, kevesebb vasveszteség) nagyobb menetszámokra van szükség (nagyobb tekercssúly, nagyobb tekercsveszteség) és megfordítva. A két veszteség viszonya így a várható üzemi igényeknek megfelelően választható meg.

Remélem segítettem.