Lecture 손실 및 효율

변압기에서 발생하는 손실

부하손

부하의 크기에 따라 변동되는 손실을 말한다. 동손( $I^{2}R$)이 이에 해당한다.

무부하손

부하가 없을때도 발생하는 손실로 철손에 해당한다. 2차권선을 개방하고 1차측에 정격전압을 인가한 경우 발생하는 손실로는 철손, 저항손과 유전체손이 있는데 유전체손은 극히 높은 전압외에는 무시한다.

철손은 히스테리시스손과 와전류손으로 나뉜다.

히스테리시스손은 $P_{h}=\sigma_{h}f B_{m}^{1.6}\sim\sigma_{h}f B_{m}^{2}$의 크기를 가지고

와전류손은 $P_{e}=\sigma_{e}(d f k_{f}B_{m})^{2}$가 된다. 여기서 $d$는 철심의 두께를 나타낸다. 그러므로, 와전류손은 철심 두께의 제곱에 비례한다.

효율

실측효율

입력과 출력을 측정하여 산출

규약효율

규약에 따라 손실을 산출하는 계산하는 효율이다.

$$\tag{1} \begin{split} \eta &=\frac{P_{out}}{P_{in}}\times 100\% \\ &=\frac{P_{out}}{P_{out}+ P_{loss}}\times 100\% \\ &=\frac{V_{2}I_{2}\cos\theta_{2}}{V_{2}I_{2}\cos\theta_{2}+ P_{Cu}+ P_{core}}\times 100\% \end{split}$$

최대 효율

시스템 효율이 식(1)과 같을 때 그리고 철손($P_{core}$)과 동손($P_{cu}$)이 같을 때 시스템의 최대 효율이 나타난다.

전일 효율

하루의 출력 에너지와 입력 에너지의 비를 전일 효율이라 한다.

$$\eta=\dfrac{\sum h V_{2}I_{2}\cos\theta_{2}}{\sum h V_{2}I_{2}\cos\theta_{2}+\sum h P_{Cu}+ 24 P_{core}}\times 100\%$$