Dette må starte med den skjulte induktansen til transformatoren. Transformatoren må betraktes som en induktor, for som vi sa er både induktoren og transformatoren i form av en spole rundt en magnetisk kjerne.
Induktansen til transformatoren er et navn basert på det elektromagnetiske prinsippet, ikke et navn for faktisk bruk.
Navnet på transformatoren er basert på formålet med designen, fordi den overfører energi og endrer utgangsspenningen.
En ting som imidlertid ikke kan ignoreres er at spolen er viklet rundt den magnetiske kjernen (her snakker vi om induktoren med en magnetisk kjerne, det er selvfølgelig også en luftkjerneinduktor), som er den vanligste induktoren i vår strømforsyning. Siden transformatorviklingene deler den magnetiske kjernen, er magnetkretsen le, magnetisk flukstverrsnitt Ae og magnetisk permeabilitet μ av primær Np og sekundær Ns spoleinduktans Lp og Ls den samme, noe som betyr at den magnetiske motstanden Rm til den magnetiske linjer er de samme, fordi den magnetiske motstanden beskriver egenskapene til den magnetiske kjernen.
La oss først forstå uttrykket for magnetisk motstand til vårt vanlige magnetfelt eller magnetiske krets. Senere vil vi vite at det også er avledet fra et grunnlag:
Den resiproke av magnetisk motstand er magnetisk permeabilitet G. Denne parameteren er også induktanskoeffisienten AL som vi ofte ser. Dette må være klart
I formelen ovenfor er μ materialets magnetiske permeabilitet, som er den absolutte magnetiske permeabiliteten, le er den ekvivalente magnetiske kretsen, og Ae er det ekvivalente tverrsnittsarealet til den magnetiske kjernen
Siden induktanskoeffisienten eller magnetisk permeabilitet G er den samme for den samme magnetiske kjernen, er forholdet mellom antall omdreininger og induktansen naturligvis følgende uttrykk. Dette er vår veldig vanlige metode for å beregne antall omdreininger ved å bruke den målte induktansen (sprekke transformatoren til andre designere).
Tips: Husk at det er den sekundære tilkoblede lasten som tar strøm gjennom transformatoren, ikke transformatoren som aktivt gir strøm til lasten. Transformatoren overfører passivt energi, så dette skiller forskjellen mellom transformatoren og induktoren. Induktoren frigjør energi til lasten og frigjør aktivt energi til lasten. For enkel forståelse kan du si at transformatoren er en passiv enhet og induktoren er en aktiv enhet. Forstår selvfølgelig ikke det som konseptet "passiv enhet" og "aktiv enhet" for halvlederenheter.
Prinsipp, når sekundæren til transformatoren er koblet til lasten, på grunn av lastfaktoren, blir sekundærspenningen us lagt til lasten R for å generere strømmen er (her ser vi på lasten som en ekvivalent motstand R, og strømmen strømmer ut fra samme ende), og strømmen genererer den magnetiske drivkraften Fs=is*Ns (prinsippet for elektromotorisk kraft i kretsen) i sekundærspolen Ns, og den genererte magnetiske fluksen er φ{ {1}}φs.
Husker du Ohms lov i magnetkretsen? Kvotienten av den magnetiske drivkraften (NI, produktet av antall omdreininger og strømmen) og den magnetiske motstanden er den magnetiske fluksen. Utledningen av denne formelen er også veldig enkel. Grunnprinsippet er Ampere-kretssetningen (forbindelsen mellom strøm og magnetfelt). I formelen er Rm den magnetiske motstanden og G er den magnetiske permeansen. Dette er en konstant i den samme magnetiske kjernen.
Den magnetiske fluksen φ22 forårsaket av belastningen er motsatt av den magnetiske fluksen φ11 generert av primærspolen forårsaket av belastningsstrømmen. Dette er hva Lenz sin lov forteller oss. I hovedsak må den magnetiske fluksen generert av sekundærspolen balanseres med primærspolen bortsett fra den magnetiske eksitasjonsfluksen. Dette kan også sees fra det magnetomotoriske kraftuttrykket ovenfor. I figuren nedenfor bruker vi magnetiske kraftlinjer i forskjellige farger for å representere den.
Etter lasting er den primære magnetiske fluksen summen av den ubelastede magnetiske fluksen φ1 og den magnetiske fluksen φ11 forårsaket av belastningen, og de to har samme retning.
Vær oppmerksom på skrivingen av phi-symbolet for magnetisk fluks, som kan bli deformert på grunn av redaktørens gjenkjennelse.
Den magnetiske eksitasjonsfluksen er en nødvendig betingelse for å etablere elektromagnetisk konvertering. Samtidig kan man se at primærstrømmen går inn fra samme ende og sekundærstrømmen går ut fra samme ende, som bare holder energien inn og ut, og man kan også si at dette opprettholder magnetisk balanse (kan ikke akkumuleres, akkumulering betyr at transformatorkjernen er mettet etter en viss tid).
Tvert imot kan vi enkelt vite forholdet mellom primær- og sekundærstrømmene til transformatoren ved å bruke uttrykket magnetomotorisk kraft. Det omvendte forholdet oppnås på denne måten.
Fra denne formelen kan man se at transformatoren er en variabel strømflytfunksjon fra sekundær til primær, og den variable strømmen er resultatet av at sekundæren tar energi.
Fra kraftsynspunkt inkluderer IP her ikke eksitasjonsstrømmen, fordi vi vet fra prinsippet at eksitasjonsdelen ikke kan overføres. Eksitasjons- eller eksitasjonsstrømmen gir kun betingelsene for energioverføring, og selve lasten tar aktivt energi.
Når man ignorerer tapet, er inngangseffekten og utgangseffekten like, og det er ikke nødvendig å lagre energi i magnetfeltet. Transformatoren er en energioverføringsenhet, ikke en energilagringsenhet. I selve transformatoren brukes materialer med høy magnetisk permeabilitet for å øke eksitasjonsinduktansen for å redusere eksitasjonsstrømmen. Hensikten med å redusere eksitasjonsstrømmen er å redusere kobbertap og magnetisk tap.
4. Reflektert impedans
Vi vet helt klart at kun sekundærspolen har en faktisk last, og primærsiden har ingen faktisk last, men når lasten er tilkoblet er det strøm og spenning på primærsiden, som utgjør et ekvivalent impedansfenomen.
Skjematisk diagram av transformatorens primære reflekterte impedans
Når utgangen er belastet, tar lasten energi gjennom transformatoren, og inngangsstrømmen vil øke tilsvarende.
Det understrekes at transformatoren er en energioverføringskomponent. Bare eksitasjonen eller spenningsstrømmen forårsaker energilagring, som ikke kan overføres til sekundærsiden for lasten å bruke. Når transformatoren er belastet, er sekundærstrømmen, det vil si den magnetomotive kraften generert av laststrømmen, den avmagnetiserende magnetomotive kraften. Eksitering er grunnlaget for å sikre energioverføring. Uten den vil sekundærspenningen ikke lenger eksistere, enn si energioverføring.
Arbeidsprinsippet bestemmer at lasten ikke kan kreve eksitasjonsenergi for lasten å bruke, så primærspolen til transformatoren må tilbakestilles magnetisk. Magnetisk tilbakestilling er prosessen med aktivt å frigjøre energi ved den primære eksitasjonsinduktansen, men den gir den ikke til lasten, men å frigjøre den gjennom en bane som er fysisk koblet til den. Siden kjerneforbindelsen er en induktiv forbindelse, er eksitasjonsstrømmen grunnlaget for driften av transformatoren. Uten den, hvordan kan transformatoren etablere et forhold mellom to ting som ikke er fysisk forbundet?
5. Sammendrag
Men energimessig er transformatoren passiv. Det vil ikke aktivt frigjøre energi til lasten. I stedet vil lasten koblet til sekundærspolen kreve energi fra kilden. Det ser ut til at transformatoren leverer energi, men det skal være tydelig at denne energien ikke er lagret i transformatoren. I stedet leverer primærsiden energi synkront som svar på lastforespørselen mens lasten krever det. Dette gjøres synkront.