Perdas de energia no transformador
As principais características de um transformador são principalmente a tensão do enrolamento e a potência transmitida pelo transformador. A transferência de energia de um enrolamento para outro é feita eletromagneticamente, enquanto parte da energia fornecida ao transformador pela rede elétrica é perdida no transformador. A parte perdida do poder é chamada de perdas.
Quando a energia é transmitida através de um transformador, a tensão nos enrolamentos secundários muda com uma mudança na carga devido à queda de tensão no transformador, que é determinada pela resistência de curto-circuito. A perda de potência no transformador e a tensão de curto-circuito também são características importantes. Eles determinam a eficiência do transformador e o modo de operação da rede elétrica.
A perda de potência no transformador é uma das principais características da economia do projeto do transformador. As perdas normalizadas totais consistem em perdas sem carga (XX) e perdas em curto-circuito (SC).No estado sem carga (sem carga conectada), quando a corrente flui apenas pela bobina conectada à fonte de alimentação, e não há corrente nas outras bobinas, a energia consumida pela rede é gasta para criar um fluxo magnético a no- carga, ou seja para magnetizar um circuito magnético constituído por chapas de aço transformador. Na medida em que corrente alternada muda de direção, então a direção do fluxo magnético também muda. Isso significa que o aço é alternadamente magnetizado e desmagnetizado. Quando a corrente passa de um máximo para zero, o aço é desmagnetizado, a indução magnética diminui, mas com algum atraso, ou seja, a desmagnetização diminui (quando a corrente chega a zero, a indutância não é zero ponto n). O retardo da reversão da magnetização é consequência da resistência do aço à reorientação dos ímãs elementares.
A curva de magnetização ao inverter o sentido da corrente forma o chamado circuito de histerese, que é diferente para cada tipo de aço e depende da indução magnética máxima Wmax. A área coberta pelo loop corresponde à potência gasta para magnetização. À medida que o aço aquece durante a reversão da magnetização, a energia elétrica fornecida ao transformador é convertida em calor e dissipada no espaço circundante, ou seja, está irremediavelmente perdido. Isso é fisicamente a perda de energia para reverter a magnetização.
Além das perdas por histerese quando o fluxo magnético flui através do circuito magnético, perdas por correntes parasitas… Como você sabe, o fluxo magnético induz uma força eletromotriz (EMF), que cria uma corrente não apenas na bobina localizada no núcleo do circuito magnético, mas também no próprio metal. As correntes parasitas fluem em um circuito fechado (movimento parasita) no local do aço em uma direção perpendicular à direção do fluxo magnético. Para reduzir as correntes parasitas, o circuito magnético é montado a partir de chapas de aço isoladas separadas. Nesse caso, quanto mais fina a folha, menor o EMF elementar, menor a corrente parasita criada por ela, ou seja, menos perda de energia de correntes parasitas. Essas perdas também aquecem o circuito magnético. Para reduzir correntes parasitas, perdas e aquecimento, aumente resistência elétrica aço através da introdução de aditivos no metal.
Para cada transformador, o consumo de materiais deve ser ótimo.Para uma dada indução no circuito magnético, seu tamanho determina a potência do transformador. Então, eles tentam ter o máximo de aço possível na seção central do circuito magnético, ou seja. com a dimensão externa selecionada, o fator de preenchimento kz deve ser o maior. Isso é obtido aplicando a camada mais fina de isolamento entre as chapas de aço. Atualmente, utiliza-se aço com revestimento fino resistente ao calor aplicado no processo de produção do aço e possibilitando a obtenção de kz = 0,950,96.
Na produção de um transformador, devido a várias operações tecnológicas com o aço, sua qualidade na estrutura acabada se deteriora até certo ponto, e as perdas na estrutura são obtidas em cerca de 2550% a mais do que no aço original antes de seu processamento (quando usando bobina de aço e pressionando a corrente magnética sem pinos).