Jakie są straty transformatora?

Strumień magnetyczny cewki pierwotnej transformatora i cewki wtórnej są takie same. Ale w rzeczywistości transmisji pola magnetycznego towarzyszy utrata, która może być z grubsza podzielona na następujące sytuacje:

1.Eddy straty bieżącej

2.Utrata histerezy

3. Utrata wycieków magnetycznych

Eddy Straty bieżące

Faraday powiedział, że zmieniające się pole magnetyczne może wytwarzać energię elektryczną, a Lenz powiedział, że ten rodzaj energii elektrycznej będzie utrudniał zmianę pola magnetycznego, które nazywa się Back EMF.

Rdzeń magnetyczny transformatora znajduje się w zmieniającym się polu magnetycznym, a energia elektryczna będzie również na nim generowana, pokazując wiele małych prądów eddy. Zjawisko to nazywa się efektem prądu eddy (Eddy Current).

Rysunek 1-Eddy Current zjawisko (Eddy Current)

Prąd eddy jest przydatny w niektórych sytuacjach, na przykład kuchenki indukcyjne urządzeń gospodarstwa domowego są oparte na zasadzie prądu eddy do podgrzewania żywności. Ale spowoduje to utratę w transformatorze.

Aby rozwiązać obecny problem eddy, istnieją dwa pomysły:

Rozkładać duży rdzeń magnetyczny na dużą liczbę małych rdzeni magnetycznych, takich jak laminowane, proszkowe itp.;

Stosować materiały o wysokiej rezystywności, takie jak ceramika ferrytowa, stal krzemowa i inne materiały;

1. Laminowanie

W przypadku rdzeni typu "口" lub "中" w transformatorze nie są one pojedynczym cylindrem, ale składają się z wielu warstw wiórów magnetycznych. Istnieje izolacja między układem magnetycznym a układem magnetycznym, co sprawia, że prąd eddy może być generowany tylko w bardzo wąskim obszarze (obszar jest prostopadły do pola magnetycznego). Ponieważ wielkość prądu eddy jest proporcjonalna do obszaru, może to znacznie zmniejszyć prąd eddy. A im cieńszy układ magnetyczny, tym lepszy efekt.

Rysunek 2-transformatorowy monomer rdzenia (po lewej) vs. laminowane (po prawej), gdzie B reprezentuje pole magnetyczne, a czerwony reprezentuje prąd eddy

Rysunek 3-Laminowany rdzeń transformatora ("czcionka"中"/"E+I")

2. Ferryt

Ferryt jest materiałem ceramicznym z tlenkiem żelaza jako głównym składnikiem. Większość ferryitów to materiały magnetyczne używane do produkcji magnesów trwałych (twardych ferrytów) i transformatorów (miękkich ferrytów). Wysoka rezystancja samego ferrytu może zmniejszyć zjawisko prądu eddy.

- Straty histerezy

Tak zwana histereza oznacza, że namagnesowanie substancji zależy nie tylko od zewnętrznego pola magnetycznego "w tym czasie", ale także od wyniku namagnesowania "przed". Oznacza to, że po namagnesowane, magnetyzm pozostanie. Aby rozmagnesować, konieczne jest zastosowanie pola magnetycznego w przeciwnym kierunku.

Widzimy wskazówki z krzywej B-H:

Symbol B odnosi się do gęstości strumienia magnetycznego (Gęstość strumienia magnetycznego), która jest również tłumaczona jako natężenie indukcji magnetycznej w Chinach. Myślę, że ten pierwszy jest bardziej dokładne;

Symbol H odnosi się do siły pola magnetycznego (Siła magnetyzacji), która jest siłą magnetomotywową na jednostkę długości (opisaną powyżej), która może być rozumiana jako proporcjonalna do prądu przechodzącego przez cewkę;

Rysunek Krzywa 5-B-H

Proces ewolucji jest:

Początek (a) osi współrzędnych wskazuje, że materiał nie jest namagnesowany, a następnie prąd dodatni jest wprowadzany do cewki (oś H jest dodatnia), materiał wykazuje magnetyzm, a strumień magnetyczny jest dodatni (czerwona linia przerywana);

Gdy prąd wzrasta do pewnego stopnia, strumień magnetyczny zwiększa się powoli i wchodzi w stan nasycenia magnetycznego (b);

Jeśli prąd się zatrzyma, substancja może nadal wykazywać magnetyzm (c);

Magnetyzm zniknie tylko poprzez zastosowanie prądu wstecznego (d).

W transformatorze rdzeń magnetyczny jest wielokrotnie namagnesowany prądem przemiennym. Mamy nadzieję, że histereza magnetyczna rdzenia magnetycznego jest tak mała, jak to możliwe, w przeciwnym razie więcej energii zostanie zmarnowane w pokonywaniu histerezy.

中. Wyciek magnetyczny strumień

Chociaż rdzeń magnetyczny ma wysoką przepuszczalność magnetyczną, zawsze istnieje jakiś strumień magnetyczny, który nie rozprzestrzenia się wzdłuż rdzenia magnetycznego i wycieka na zewnątrz, co nazywa się wyciekiem magnetycznym.

Rysunek 7-Strumień wycieków

Wyciek magnetyczny nie uczestniczy w transferze energii ze sprzężenia magnetycznego między cewą pierwotną a cewą wtórną. Są jak cewki indukcyjne, połączone szeregowo w obwodzie. Indukcyjność działa jako impedancja i spowoduje spadek napięcia, więc rzeczywiste napięcie transformatora będzie mniejsze:

Rysunek 8-Transformator równoważny obwód (uproszczona seria cewki indukcyjne)

Podsumowując, wyjaśniliśmy zjawisko strat na transformatorze. Gdy cewka wtórna jest otwarta, niewielki prąd przechodzi przez cewkę pierwotną. Częścią tego prądu jest prąd magnetyzujący (prąd magnetyzujący), a druga część to prąd spowodowany stratą (prąd utraty rdzenia). Suma tych dwóch jest nazywana prądem wzbudzenia (Prąd ekscytujący).

Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z nami pod adresemsales@xfullstar.com