Коэффициент полезного действия трансформатора.

Коэффициент полезного действия трансформаторапредставля­ет собой отношение полезной мощности, отдаваемой трансформато­ром в нагрузку, к мощности, потребляемой им из первичной сети:

или

Практически к.п.д. трансформато­ров очень высок.

• для трансформаторов малых мощностей (до 1000 ВА) η = 85 - 95 % ;
• для трансформаторов больших мощностей η = 95 - 99,5%.

При любой величине и характере нагрузки трансформатора его полезная мощность можно определить по формуле:

где β - коэффициент нагрузки трансформатора

Р_2ном— номиналь­ная мощность трансформатора.

- коэффициент мощности трансформатора

Коэффициент нагрузки трансформатора определяется как отношение тока первичной обмотки при данной нагрузке к номинальному току первичной обмотки при номинальной нагрузке, т.е.

- первичной обмотки при выбранной нагрузке;

- номинальный ток первичной обмотки;

Подведенная мощность определя­ется кок сумма полезной мощности трансформатора и мощности потерь:

Р₁=Р₂+ƩР = Р₂ + Р₀ + Р_М.

Потери в меди Р_м зависят от тока (от нагрузки) и являются потерями переменными.

Эти потери определяются по формуле

где —потери в меди при номинальном токе.

Проведя математические преобразования получаем формулу для определения коэффициента полезного действия трансформатора:

или

На рис. 25.1 построены зависимости η, Ро и Р_м от коэффици­ента нагрузки β, откуда видно, что зависимость имеет максимум.

Рис.25.1. Зависимость КПД и потерь трансформатора от коэффициента нагрузки.

Наибольшее значение коэффициента нагрузки β, при котором коэффициент полезного действия трансформатора η имеет максимальное значение определяется по формуле:

Следовательно, наибольший к. п. д. будет при такой нагрузке, при которой постоянные потери равны потерям переменным (Ро =Р_М).

Потери постоянные Р₀ — это потери в стали,

Потери переменные Р_м — это потери в меди обмоток трансформатора,

Потери в стали определяются из опыта х.х., потери в обмот­ках— из опыта к. з. Номинальная мощность трансформатора ука­зана на его щитке, в паспорте и каталоге. Задаваясь значениями β и cosφ₂, можно вычислить к. п. д. трансформатора при любой на­грузке, не подвергая его непосредственным испытаниям.