变压器功率比计算及效率优化

实验2-30：把一个变压器通过功率表接到AC50V电压上（图2-46）。变压器的负载为一个50Ω的调节电阻。测量变压器的输入功率和输出功率。

输出功率小于输入功率。

所有的能量转换装置都有其副效应，如电动机，电流不仅使电动机绕组发热，而且也使转子和定子的铁片发热，除此之外，轴承及空气的摩擦也会产生热量。

把转换成不希望的副效应的功率损失部分称为损失功率。电动机的功率图解（图2-47）表示出电动机的输出功率与其内部有关损失功率间的相互关系。

图2-46 变压器的效率

图2-47 一个电动机的功率图解

效率_η是输出功率与输入功率的比。

损失功率与效率：

式中 η——效率（功率比）；

η₁，η₂——单个效率；

P_出——输出功率；

P_入——输入功率；

P_v——损失功率。

以小数或百分数（表2-18）表示的效率，因其输入功率大于输出功率，所以其值总是小于1或100%。

表2-18 效率（举例）(www.xing528.com)

计算例题1：

一台输入功率为5kW的电动机，其输出的机械功率为4kW，计算：

a）损失功率，b）电动机效率。

解：

a）P_v=P_入-P_出=5kW-4kW=1kW

b）

在设备中可进行多种能量形式的转换，如把电能转换为机械能，再转换成具有其他频率和/或电压的电能（图2-48），于是得到一个由单个效率相乘的总效率。

图2-48 变频器

计算例题2：

对图2-48所示的变频器作以下计算：

a）电动机的效率η_M和发电机的效率η_G。

b）总效率η。

解：

a）；

b）或_η=η₁η₂=0.8×0.75=0.6