Poradnik techniczny: jak właściwie dobrać moc transformatora?

Transformatory umożliwiają przesył energii między różnymi poziomami zasilania, chociaż ich główną rolą jest przekształcanie napięcia prądu przemiennego celem dostosowania go względem wymagań odbiorników lub sieci. Niewłaściwy dobór mocy może prowadzić do problemów, takich jak przegrzewanie, spadek efektywności energetycznej czy ryzyko awarii urządzeń. Jak tego uniknąć i dokonać jej odpowiedniego wyboru? Dowiecie się, czytając ten poradnik.

Moc transformatora – definicja i rodzaje

Wyróżnia się trzy podstawowe typy mocy: czynna, bierna i pozorna. Zrozumienie ich funkcji jest ważne dla bezawaryjnej eksploatacji transformatorów, ponieważ każdy z nich ma bezpośredni wpływ na sprawność oraz bezpieczeństwo działania instalacji elektrycznych. Więcej informacji o poszczególnych typach znajdziecie poniżej.

Co to jest moc czynna transformatora?

Moc ta, która bezpośrednio ulega zmianie na pracę, najefektywniej wykorzystywana jest przez odbiorniki. W obwodach prądu zmiennego oblicza się ją iloczynem napięcia, prądu oraz cosinusa kąta przesunięcia fazowego między nimi. Jej jednostkę stanowi wat.

Moc bierna transformatora

Krąży ona między źródłem a odbiornikiem, nie wykonując żadnej szczególnej pracy, pomimo to będąc niezbędną do wytwarzania pól magnetycznych w urządzeniach. Charakterystyczna jest dla obwodów zawierających elementy indukcyjne (np. cewki) lub pojemnościowe (np. kondensatory). Jej jednostkę stanowi war (var).

Moc pozorna – co to?

Reprezentuje ona całkowitą energię pobieraną z sieci przez transformator. Figuruje jako kombinacja mocy czynnej i biernej. Jej jednostkę stanowi woltoamper (VA).

Jak obliczyć moc transformatora?

W transformatorze moc oblicza się poprzez iloczyn napięcia i prądu znamionowego. Pierwsza składowa to siła, przy której urządzenie może bezpiecznie pracować. Druga z nich to z kolei maksymalna energia, jaką przetwornik może dostarczyć do obciążenia. Obliczana na podstawie tych dwóch parametrów, stanowi miarę maksymalnej mocy pozornej, jaką transformator może dostarczyć bez ryzyka przegrzania lub uszkodzenia.​ Wyrażana jest w VA (woltamperach), a oblicza się ją za pomocą wzoru:

• VA = U × I

gdzie:

• U to napięcie (wolt),
• I to prąd (amper).

Wartość ta powinna być dostosowana do sumarycznego zapotrzebowania mocy odbiorników, z uwzględnieniem przyszłych wzrostów obciążenia dla transformatora​. Producent zazwyczaj zamieszcza informację o maksymalnym przetwórstwie energii również na naklejce widocznej na swoim produkcie.

Transformator – jak dobrać?

Dobór odpowiedniej mocy transformatora wymaga dokładnej analizy zapotrzebowania na energię wszystkich odbiorników, które będą zasilane przez przetwornik. Warto przemyśleć swoje potrzeby przed doborem produktu. Najważniejsze kwestie znajdziecie w poniższych punktach.

• Obliczenie sumy mocy wszystkich podłączanych urządzeń.
• Uwzględnienie przyszłego wzrostu obciążenia.
• Analiza rodzaju obciążeń (np. indukcyjnych, rezystancyjnych), które mogą wpływać na wymagania dotyczące transformatora.
• Zaleca się założenie pewnego zapasu mocy (10-20%), aby zminimalizować ryzyko przeciążenia​.

Uwzględniwszy te czynniki, nie będziemy musieli już się martwić o trwałość świeżo zakupionych transformatorów. Produkcja tych urządzeń kładzie obecnie duży nacisk na jakość oraz efektywność energetyczną. Dzięki wykorzystywaniu ekologicznych materiałów, takich jak biodegradowalne oleje izolacyjne oraz amorficzne rdzenie metalowe, urządzenia te posiadają wysoką odporność na trudne warunki pracy.

Dobór odpowiedniego urządzenia do swoich potrzeb powinien być starannie przemyślany, z uwzględnieniem wszystkich aktualnych, jak również przyszłych zmiennych. Właściwie dopasowana moc transformatora nie tylko zapobiegnie przegrzaniu czy awariom, ale także zoptymalizuje koszty eksploatacyjne i zwiększy żywotność urządzeń elektrycznych.