Apa Efisiensi Transformer & Derivasinya

Mirip dengan mesin listrik, efisiensi trafo juga diartikan sama dengan rasio daya keluaran dan daya masukan (efisiensi = keluaran / masukan). Perangkat listrik seperti transformer adalah perangkat yang sangat efisien. Kami tahu itu ada berbagai jenis transformer tersedia di pasar berdasarkan aplikasi di mana efisiensi beban penuh transformator ini berkisar dari 95% hingga 98,5%. Ketika sebuah transformator sangat efisien, maka input dan outputnya memiliki nilai yang hampir sama. Dengan demikian tidak praktis menghitung efisiensi trafo dengan menggunakan keluaran / masukan. Nah, artikel kali ini membahas tentang gambaran efisiensi trafo.

Apa Efisiensi Transformer?

Efisiensi transformator dapat diartikan sebagai intensitas atau besarnya daya yang hilang dalam suatu transformator. Sebab, rasio sekunder berliku keluaran daya ke masukan daya belitan primer. Efisiensi dapat ditulis seperti berikut.

Efisiensi Transformator

Efisiensi (η) = (Output Daya / Input Daya) X 100

Secara umum, efisiensi dapat dilambangkan dengan 'η'. Persamaan di atas cocok untuk transformator ideal di mana pun tidak akan ada kerugian transformator serta energi lengkap di dalam masukan akan dipindahkan ke keluaran.

Oleh karena itu, jika kerugian transformator dipertimbangkan & jika trafo efisiensi dianalisis dalam keadaan praktis, persamaan berikut terutama dipertimbangkan.

Efisiensi = ((Daya O / P) / (Daya O / P + Kehilangan Tembaga + Kehilangan Inti)) × 100%

Atau bisa juga ditulis sebagai Efisiensi = (Daya i / p - Kerugian) / Daya i / p × 100

= 1− (Kehilangan / i / p Daya) × 100

Jadi, semua input, output daya, dan kerugian sebagian besar dinyatakan dalam daya (Watt).

Kekuatan Transformer

Kapanpun transformator ideal dianggap tidak ada rugi-rugi, maka daya transformator akan stabil karena tegangan V dikalikan dengan arus I stabil.

Jadi, kekuatan di dalam primer setara dengan kekuatan di dalam sekunder. Jika tegangan transformator meningkat maka arus akan berkurang. Begitu pula jika tegangan diturunkan, maka arus akan dinaikkan sehingga daya keluaran dapat dipertahankan konstan. Oleh karena itu daya primer sama dengan daya sekunder.

P._Utama= P_Sekunder

V._P.saya_P.cosϕ_P.= V_Ssaya_Scosϕ_S

Dimana ∅_P.& ∅_sadalah sudut fase primer dan sekunder

Penentuan Efisiensi Transformator

Secara umum, efisiensi transformator normal sangat tinggi yaitu berkisar antara 96% hingga 99%. Jadi efisiensi trafo tidak dapat ditentukan melalui akurasi tinggi dengan mengukur input dan output secara langsung. Perbedaan utama antara pembacaan input dan output dan input instrumen sangat kecil sehingga kesalahan instrumen akan menyebabkan kesalahan order 15% dalam rugi-rugi transformator.

Selain itu, tidak nyaman dan mahal untuk memasukkan perangkat pemuatan penting dari peringkat tegangan & faktor daya (PF) yang tepat untuk memuat transformator. Ada juga sejumlah besar pemborosan daya & tidak ada informasi yang dapat diperoleh dari pengujian mengenai jumlah kerugian transformator seperti besi & tembaga.

Kerugian transformator dapat ditentukan melalui metode yang akurat yaitu dengan menghitung kerugian dari uji hubung singkat & rangkaian terbuka, sehingga efisiensinya dapat ditentukan.

Dari pengujian sirkuit terbuka, rugi besi seperti P1 = P0 atau Wo dapat ditentukan

Dari pengujian hubung singkat, rugi-rugi tembaga pada beban penuh seperti Pc = Ps atau Wc dapat ditentukan

Kerugian tembaga pada suatu beban x kali beban penuh = I2^duaR₀₂=> x^duaBuah

Efisiensi transformator (η) = V._duasaya_duaCosΦ / V_duasaya_duaCosΦ + Pi + x^duaBuah

Dalam persamaan di atas, hasil pembacaan instrumen dapat dibatasi hanya pada kerugian saja sehingga efisiensi keseluruhan yang dapat dicapai darinya sangat akurat dibandingkan dengan efisiensi yang dicapai melalui pembebanan langsung.

Kondisi Efisiensi Maksimum Transformator

Kita tahu bahwa rugi tembaga = I12R1

Kehilangan besi = Wi

Efisiensi = 1- Kerugian / Input

= 1- (I12R1 + Wi / V1 I1 CosΦ1)

= 1 - (I1 R1 / V1 I1 CosΦ1) - (Wi / V1 I1 CosΦ1)

Diferensialkan persamaan di atas terhadap I1

dη / dI1 = 0 - (R1 / V1CosΦ1) + (Wi / V1 I12 CosΦ1)

Efisiensi akan tinggi pada dη / dI1 = 0

Oleh karena itu, efisiensi transformator akan tinggi

R1 / V1CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1

I12R1 / V1I12 CosΦ1 = Wi / V1 I12 CosΦ1

I12R1 = Wi

Oleh karena itu, efisiensi transformator akan tinggi setelah kerugian tembaga dan besi setara.

Efisiensi Sepanjang Hari

Seperti yang kita bahas di atas bahwa efisiensi biasa transformator dapat diberikan sebagai

Efisiensi Biasa Transformer = Output (Watt) / Input (Watt)

Namun, pada beberapa jenis trafo, kinerjanya tidak dapat bergantung pada efisiensinya. Misalnya, dalam trafo distribusi, primernya selalu diberi energi. Namun, belitan sekundernya akan menyuplai sedikit beban hampir sepanjang hari

Setelah transformator sekunder tidak akan memasok beban apa pun, setelah itu hanya kerugian inti transformator yang signifikan & kerugian tembaga tidak ada.

Kerugian tembaga signifikan hanya setelah trafo dibebani. Oleh karena itu, untuk transformator ini, kerugian seperti tembaga sebagian besar kurang penting. Sehingga kinerja trafo dapat dibandingkan berdasarkan energi yang digunakan dalam satu hari.

Efisiensi transformator sepanjang hari tidak selalu dibandingkan dengan efisiensi normalnya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi suatu trafo termasuk yang berikut ini

• Efek pemanasan saat ini dalam koil
• Diinduksi arus eddy Efek Pemanasan
• Magnetisasi Inti Besi.
• Kebocoran Fluks

Bagaimana Meningkatkan Efisiensi Transformer?

Ada beberapa metode berbeda untuk meningkatkan efisiensi transformator seperti area loop, isolasi, tahanan kumparan, dan kopling fluks.

Area lingkaran

Isolasi

Isolasi di antara lembaran inti harus ideal untuk mencegah arus eddy.

Resistensi Coil Primer dan Sekunder

Bahan kumparan primer dan sekunder harus stabil agar hambatan listriknya sangat kecil.

Kopling Fluks

Kedua kumparan transformator harus dililitkan sedemikian rupa sehingga kopling fluks di antara kumparan paling tinggi karena transfer daya dari satu kumparan ke kumparan lainnya akan terjadi selama hubungan fluks.

Jadi, ini semua tentang gambaran umum efisiensi trafo . Transformer adalah perangkat listrik dengan efisiensi tinggi. Jadi, sebagian besar efisiensi transformator akan berkisar dari 95% hingga 98,5%. Berikut pertanyaan untuk Anda, apa saja jenis trafo yang tersedia di pasaran?