ไม่เหมือนกับการสูญเสียทองแดง การสูญเสียเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น ขดลวดและขนาดกระแสไฟฟ้า ตามชื่อที่บ่งบอก การสูญเสียเหล็กนั้นเกี่ยวข้องกับเหล็ก ซึ่งเกิดจากแกนเหล็ก การสูญเสียเหล็กของหม้อแปลงเรียกอีกอย่างว่า "การสูญเสียแบบไม่มีโหลด" เนื่องจากมีอยู่ในสถานะโหลดเต็มและโหลดเป็นศูนย์ของหม้อแปลง และเป็นการสูญเสียคงที่ของหม้อแปลง อย่างไรก็ตาม ในโหลด การสูญเสียพลังงานจะลดลงตามการลดลงของความแรงของสนามไฟฟ้า
การสูญเสียเหล็กของหม้อแปลงสามารถแบ่งออกเป็นการสูญเสียฮิสเทรีซิสและการสูญเสียกระแสวน
การสูญเสียฮิสเทอรีซิส
หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้านั้นใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและลดลงและกระแสไฟฟ้าก็ไหลผ่านแกนเหล็ก โดยแกนเหล็กจะมีความต้านทานแม่เหล็กต่อฟลักซ์แม่เหล็ก เช่นเดียวกับตัวนำที่มีความต้านทานกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะสร้างความร้อนด้วยเช่นกัน การสูญเสียดังกล่าวนี้เรียกว่า "การสูญเสียแบบฮิสเทรีซิส"
การสูญเสียกระแสน้ำวน
เมื่อขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงได้รับพลังงาน ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดจะไหลเข้าไปในแกนกลาง เนื่องจากแกนกลางเองก็เป็นตัวนำไฟฟ้าเช่นกัน ศักย์เหนี่ยวนำจะก่อตัวเป็นวงปิดบนหน้าตัดของแกนกลางและสร้างกระแสไฟฟ้าเหมือนกระแสวน จึงเรียกว่า "กระแสวน" การสูญเสียที่เกิดจากกระแสวนนี้เรียกว่า "การสูญเสียกระแสวน" นอกจากนี้ เนื่องจากแกนกลางเหล็กสร้างกระแสวน จึงทำให้แกนกลางเหล็กกลายเป็นชิ้นบาง เนื่องจากยิ่งความต้านทานบางลง กระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งต่ำลง
ปัจจัยที่มีอิทธิพล
1.แรงดันไฟฟ้าและความถี่ในการทำงาน: การสูญเสียเหล็กมีความสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าและความถี่ในการทำงานของหม้อแปลง เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้ส่งผลต่อความแรงของสนามแม่เหล็กและฮิสเทรีซิสในแกนเหล็ก
2. วัสดุแกน: คุณสมบัติการดูดซับของวัสดุแกนจะส่งผลต่อขนาดของการสูญเสียเหล็ก หากไม่ได้เลือกวัสดุแกนอย่างดี การสูญเสียการดูดซับจะเพิ่มขึ้น
3.กระบวนการผลิต: กระบวนการผลิตหม้อแปลงไฟฟ้ายังส่งผลต่อการสูญเสียเหล็กอีกด้วย ตัวอย่างเช่น วิธีการเคลือบแกนเหล็ก การเคลือบฉนวน ฯลฯ จะส่งผลต่อขนาดของการสูญเสียเหล็ก
โหมดสูตร
1. การสูญเสียเหล็ก (หน่วย: kVA)=I² × (Rm + Ra) โดยที่ I คือกระแสไฟฟ้าที่กำหนดของหม้อแปลง Rm คือการสูญเสียฮิสเทรีซิสของแกนเหล็ก และ Ra คือการสูญเสียความต้านทานของแกนเหล็ก
2. การสูญเสียเหล็ก (หน่วย:kVA)=Kf × (Bm)^2 × f, Kf เป็นค่าคงที่, Bm คือความหนาแน่นของฟลักซ์ และ f คือความถี่การทำงานของหม้อแปลง
วิธีการลดปริมาณ
1. เลือกวัสดุแกนที่มีคุณภาพสูง: เลือกวัสดุแกนที่มีการสูญเสียฮิสเทรีซิสน้อย ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียเหล็กของหม้อแปลงได้
2.เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต: ลดการสูญเสียเหล็กโดยการปรับปรุงวิธีการเคลือบแกนเหล็ก การเคลือบฉนวน และกระบวนการผลิตอื่นๆ
3.การออกแบบที่สมเหตุสมผล: ในขั้นตอนการออกแบบหม้อแปลง โดยการปรับปรุงการออกแบบโครงสร้างและการเลือกพารามิเตอร์ จะช่วยลดการสูญเสียเหล็ก
