Transformatörlerde Verim

Transformatörlerde VerimTransformatörler girişine uygulanan gerilimi çıkışına sargıları oranında değiştirerek çıkışına veren elektrik makinalarıdır. Girişine uygulanan gerilim primer ve sekonder sargıları oranında çıkışa verilir (V1/V2=N1/N2). Her makina gibi elektrik makinalarının da bir verimi vardır ve giriş gücünü verimi oranında çıkışa verir. Transformatörlerin verim ifadesini çıkarmadan önce giriş ve çıkış güç ifadelerinin, ve kayıp güçlerin belirlenmesi gerekmektedir.

Girişine Vg gerilimi uygulanırken Ig akımını çeken bir transformatörün görünür gücü Sg=VgIg olarak verilir. Görünür güç hem aktif Pg hem de reaktif Qg güç değerini içerir. (Aktif, Reaktif ve Görünür güç ile ilgili bilgileri burada bulabilirsinir.) Yani giriş gücü Sg=Pg+jQg olarak ifade edilebilir. Transformatörlerdeki güç akışı aşağıdaki blok diyagramda gösterilmiştir.

Transformatörlerde Güç Akışı

Yukarıdaki blok diyagramda da görüldüğü gibi giriş gücünün bir kısmı primer sargıda harcandıktan sonra demir çekirdekte de harcanan güçten kalan güç sekonder sargıya geçer. Sekonder sagıda harcanan güçten sonra kalan güç çıkışa verilir. Pcu1 ve Q1 primer sargıdaki kayıpları, Pfe demir çekirdekteki demir kayıplarını, Qm demir çekirdeğin mıknatıslanması için gerekli olan reaktif gücü, Pcu2 ve Q2 sekonder sargıdaki kayıpları temsil etmektedir.

Transformatörlerde verim çıkış gücünün giriş gücüne oranı olarak ifade edilir. Yüzde olarak verimin ifadesi;

η=(Pç/Pg).100 olarak gösterilir.

Verim transformatörün yüklenme oranına ve güç faktörüne göre değişir. Transformatörlede harcanan kayıp güç Pk=Pg-Pç olarak ifade edilir. Bu kayıp güç yukarıda bulunan blok diyagramdaki Pcu1,2, Pfe değerlerinin toplamıdır. Yani transformatörün boşta çalışmadaki kayıpları (P0) ve bakır kayıplarının (Pcu) toplamıdır. Giriş gerilimi ise Pg=Pç+Pk olarak ifade edilebilir.

Verim ifadesini güç değerleri ifadesi ile yazacak olursak;

η=Scosφ2/(Scosφ2+Pk) olur. Bu ifadeden de görüldüğü gibi transformatörün verimi güç faktörüne göre değişmektedir.

P0 boşta çalışma kayıp gücü yükleme oranıyla değişmez. Pcu bakır kayıpları yükleme oranının karesi ile değişir. Pk kayıp güç Pcu bakır kayıpları ile boşta çalışmadaki kayıp gücün toplamı olduğuna göre kayıp güç ifadesi yükleme oranıyla değişmektedir. Yükleme oranının α olması durumunda verimin ifadesi;

ηα=αScosφ2/(αScosφ22Pcu+P0) olur.

Verimin maksimum olduğu verim ifadesi ise α=(P0/Pcu)1/2 olur.

8 Mart 2008 tarihinde yazılan bu yazı toplam 19.113 kez okunmuştur.

Yazar: elektrikci Pratiği seven mektepli elektrikçi... 2008 yılına kurduğu elektrikce.com'da geçen süre boyunca vakit buldukça bilgi ve çeşitli paylaşımlar yapmakta... Teorik bilgilerin yanısıra pratik bilgileri de paylaşmaya çalışan elektrikce.com'un sahibi ve şimdilik tek yazarı...