Wat is het grootste verlies in transformator?

Het grootste verlies in een transformator is doorgaans het kernverlies, ook wel ijzerverlies genoemd. Dit gebeurt vanwege het magnetische wisselveld in de kern van de transformator, waardoor hysteresis- en wervelstroomverliezen ontstaan. Hysteresisverlies is het gevolg van de vertraging tussen het magnetische veld en de magnetisatie van het kernmateriaal, terwijl wervelstroomverlies het gevolg is van circulatiestromen die in de kern worden geïnduceerd. Deze verliezen zijn inherent aan de materiaaleigenschappen van de kern en de bedrijfsfrequentie.

Het maximale verlies bij transformatoren is meestal het koperverlies, ook wel wikkelverlies genoemd. Koperverlies treedt op als gevolg van de weerstand van de wikkelingen, waardoor er warmte wordt gegenereerd terwijl er stroom doorheen vloeit. Dit verlies is evenredig met het kwadraat van de stroom en de weerstand van de wikkelingen, wat betekent dat het aanzienlijk toeneemt bij hogere belastingsomstandigheden. In de meeste praktische transformatoren heeft het koperverlies de neiging het kernverlies te overschrijden onder volledige belasting.

De twee belangrijkste verliezen in een transformator zijn kernverlies (ijzerverlies) en koperverlies (wikkelverlies). Kernverlies treedt, zoals vermeld, op in de kern van de transformator als gevolg van magnetische effecten, terwijl koperverlies in de wikkelingen optreedt als gevolg van elektrische weerstand. Samen bepalen deze verliezen de efficiëntie van de transformator, waarbij pogingen om deze te minimaliseren zich richten op het selecteren van geschikte kernmaterialen en het optimaliseren van het wikkelontwerp.

De vier verliezen bij transformatoren omvatten kernverlies, koperverlies, strooiverlies en diëlektrisch verlies. Kernverlies bestaat uit hysteresis- en wervelstroomverliezen in de kern. Koperverlies treedt op in de wikkelingen als gevolg van weerstand. Zwerfverlies ontstaat door lekflux-inducerende stromen in niet-magnetische onderdelen zoals de tank en andere structurele componenten. Diëlektrisch verlies treedt op in de isolatiematerialen als gevolg van het wisselende elektrische veld, waardoor kleine stromen binnen de isolatie vloeien, wat leidt tot energiedissipatie.

Het totale verlies van een transformator is de som van kernverlies, koperverlies, strooiverlies en diëlektrisch verlies. Kernverlies en koperverlies zijn doorgaans de belangrijkste componenten, waarbij strooi- en diëlektrische verliezen relatief kleiner zijn, maar nog steeds belangrijk voor nauwkeurige efficiëntieberekeningen. Totaal verlies beïnvloedt de algehele efficiëntie en prestaties van de transformator en beïnvloedt factoren zoals warmteopwekking, operationele kosten en betrouwbaarheid.