Kopparförlust
Kopparförlust är termen som ofta ges till värme som produceras av elektriska strömmar i ledarna i transformatorlindningar eller andra elektriska enheter. Kopparförluster är en oönskad överföring av energi , liksom härdförluster , som härrör från inducerade strömmar i intilliggande komponenter. Termen används oavsett om lindningarna är gjorda av koppar eller annan ledare, såsom aluminium . Därför är termen lindningsförlust ofta att föredra. Termen lastförlust används i elleverans för att beskriva den del av elen som går förlorad mellan generatorn och konsumenten som är relaterad till lasteffekten (är proportionell mot kvadraten därav), i motsats till tomgångsförlusten .
Beräkningar
Kopparförluster är resultatet av Joule-uppvärmning och kallas därför också för "I-kvadrat-R-förluster", med hänvisning till Joules första lag . Detta säger att den förlorade energin för varje sekund , eller effekt , ökar med kvadraten på strömmen genom lindningarna och i proportion till ledarnas elektriska motstånd .
där I är strömmen som flyter i ledaren och R är ledarens resistans. Med I i ampere och R i ohm anges den beräknade effektförlusten i watt .
Joule-uppvärmning har en prestandakoefficient på 1,0, vilket innebär att varje 1 watt elektrisk effekt omvandlas till 1 Joule värme. Därför är energin som går förlorad på grund av kopparförlust:
där t är tiden i sekunder som strömmen bibehålls.
Effekt av frekvens
För lågfrekventa tillämpningar kan effektförlusten minimeras genom att använda ledare med en stor tvärsnittsarea, gjorda av metaller med låg resistivitet .
Med högfrekventa strömmar gör närhetseffekten och hudeffekten att strömmen blir ojämnt fördelad över ledaren, vilket ökar dess effektiva motstånd och försvårar förlustberäkningar.
Littråd är en typ av tråd konstruerad för att tvinga strömmen att fördelas jämnt och därigenom minska Joule-uppvärmningen.
Minska kopparförlusten
Bland andra åtgärder kan den elektriska energieffektiviteten hos en typisk industriell induktionsmotor förbättras genom att minska de elektriska förlusterna i statorlindningarna (t.ex. genom att öka ledarens tvärsnittsarea, förbättra lindningstekniken och använda material med högre elektrisk ledningsförmåga, såsom koppar). Vid kraftöverföring höjs spänningen för att minska strömmen och därigenom minska effektförlusten.
Källor
- Wu, Anguan; Ni, Baoshan (7 juni 2016). Linjeförlustanalys och beräkning av elkraftsystem . John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-86709-9 . OCLC 1062309002 .
