ISŠT Mělník Číslo projektu Označení materiálu Název školy Autor Tematická oblast Ročník Anotace CZ.1.07/1.5.00/34.0061 VY_32_INOVACE_H.2.15 Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 276 01 Mělník Ing.František Moravec Elektrotechnika 2ME Elektrické stroje netočivé - transformátory Metodický pokyn Zhotoveno květen 2012 Frontální výuka doplněná metodou průběžného kladení otázek pro objasnění probírané látky, po výkladu následuje zpětnovazební test pro ověření vyložené látky
Účinnost a ztráty v transformátoru Účinnost U moderních energetických transformátorů velkých výkonů (řádově MVA) součet ztrát nakrátko a naprázdno dosahuje jen 0,5 %; účinnost je až 99,5 % U malých transformátorků převládají ztráty nakrátko (ve vinutí) řádově 10 % výkon P 0 účinnost úbytek při zatížení [VA] [%] 0-10 60-65 1,2-1,3 10-20 65-70 1,1-1,2 20-40 70-75 1,1-1,2 40-200 75-80 1,1-1,15 200-400 80-85 1,05-1,15 400-800 80-90 1,05-1,15 800-1000 85-95 1,05-1,1
Účinnost a ztráty v transformátoru Ztráty nakrátko ( v mědi ) Vodič primární a sekundární cívky vykazuje ohmickým odpor a podle Ohmova zákona jsou úbytky napětí tomuto odporu přímo úměrné U = R x I [V] Průchodem proudu vodičem cívky se přeměňuje část energie na Jouleovo teplo, které se vyzařuje v podobě tepelné energie a způsobuje oteplení vinutí transformátoru => transformátor se ohřívá Ztráty nakrátko se měří při zkratovaném sekundárním vinutí (zapojení nakrátko = do zkratu) a při napájení transformátoru sníženým napětím na takovou úroveň, aby proud odpovídal jmenovitému proudu (nebo se na tyto podmínky následně přepočítávají) Velikost ztrát nakrátko je závislá na úrovni zatížení transformátoru; tj.jak velký transformátorem teče nebo neteče proud
Účinnost a ztráty v transformátoru Ztráty naprázdno ( v železe ) Jedná se o ztráty zejména v magnetickém obvodu transformátoru (v jádře) a mají dvě složky: a) ztráty magnetizační b) ztráty vířivými proudy a) Ztráty magnetizační: Je ztracená energie potřebná k přemagnetovávání feromagnetického materiálu při střídavém magnetování b) Ztráty vířivými proudy Podle Faradayova Zákona o elektromagnetické indukci může v uzavřeném magnetickém obvodě transformátoru, vlivem indukce, dojít k naindukování napětí. Jelikož je železové jádro uzavřený obvod začne protékat zkratový vířivý proud, který je kolmý na směr magnetického indukčního toku Z důvodu snížení těchto ztrát se magnetický obvod vyrábí z navzájem izolovaných plechů. Ztráty se snižují s násobkem počtu plechů, oproti jádru vyrobeného z jednoho kusu => čím více plechů, tím menší ztráty Ztráty naprázdno se zjišťují měřením naprázdno. Při něm je transformátor napájen do primárního vinutí jmenovitým napětím a současně má všechny ostatní svorky rozpojeny = bez zátěže (je naprázdno)
Test - 15 1. Jak velké účinnosti mohou dosáhnout velké energetické transformátory? 2. Jak souvisí účinnost transformátoru s jeho výkonem? 3. Popište vznik ztrát nakrátko ( v mědi ) 4. Popište vznik ztrát naprázdno ( v železe ) Řešení: DUMY - VY_32_ INOVACE_H.2.15 str. 2 4
ISŠT Mělník Použitá literatura: [1] Příručka pro elektrotechnika Ing.Klaus Tkotz a kol., vydalo nakladatelství Europa- Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2006 (ISBN 80-86706-13-3) [2] Praktická elektrotechnika Petr Bastian a kol., vydalo nakladatelství Europa- Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2004 (ISBN 80-86706-07-9) [3] Základy elektrotechniky II, pro 2. a 3. ročník SOU elektrotechnických Ing.Ladislav Voženílek, Ing.František Lstibůrek, vydalo SNTL Praha 1 v roce 1989 [4] Volně šířené a dostupné firemní prezentační materiály a prodejní katalogy výrobců spínacích a jistících přístrojů [5] Archiv autora Seznam zdrojů obrázků na jednotlivých stranách prezentace: 2. [5]