Hva er tapene til transformatoren?

Den magnetiske fluxen til transformatorens primære spole og sekundærspole er den samme. Men faktisk er overføringen av magnetfeltet ledsaget av tap, som grovt kan deles inn i følgende situasjoner:

1.Eddy nåværende tap

2.Hysterese tap

3.Magnetisk lekkasje tap

一. Eddy nåværende tap

Faraday sa at et skiftende magnetfelt kan generere elektrisitet, og Lenz sa at denne typen elektrisitet vil hindre endringen av magnetfeltet, som kalles Back EMF.

Transformatorens magnetiske kjerne er i et skiftende magnetfelt, og elektrisitet vil også bli generert på den, og viser mange små virvelstrømmer. Dette fenomenet kalles virvelstrømeffekten (Eddy Strøm).

Figur 1-Eddy Strømfenomen (Eddy Strøm)

Virvelstrøm er nyttig i noen situasjoner, for eksempel er komfyrer for induksjon av husholdningsapparater basert på prinsippet om virvelstrøm for å varme opp mat. Men det vil føre til tap i transformatoren.

For å løse det virvel nåværende problemet, er det to ideer:

Dekomponer den store magnetiske kjernen i et stort antall små magnetiske kjerner, for eksempel laminert, pulver, etc.;

Bruk materialer med høy resistivitet, som ferrittkeramikk, silisiumstål og andre materialer;

1. Laminering

For "口" -typen eller "日" -typekjerner i transformatoren, er de ikke en enkelt sylinder, men består av mange lag med magnetiske sjetonger. Det er isolasjon mellom magnetbrikken og magnetbrikken, noe som gjør at virvelstrømmen bare kan genereres i et veldig smalt område (området er vinkelrett på magnetfeltet). Siden størrelsen på virvelstrømmen er proporsjonal med området, kan dette redusere virvelstrømmen sterkt. Og jo tynnere den magnetiske brikken er, jo bedre effekt.

Figur 2-Transformer kjernemonomer (venstre) vs. laminert (høyre), der B representerer magnetfeltet og rødt representerer virvelstrømmen

Figur 3 - Transformatorens laminerte kjerne ("日"/"E+I"-skrift)

2. Ferritt

Ferritt er et keramisk materiale med jernoksid som hovedkomponent. De fleste feretter er magnetiske materialer som brukes til å lage permanente magneter (harde ferritter) og transformatorer (myke ferritt) kjerner. Ferrittens høye resistivitet kan redusere fenomenet virvelstrøm.

二. Hysterese tap

Den såkalte hysteresen betyr at magnetiseringen av et stoff ikke bare avhenger av det eksterne magnetfeltet "på den tiden", men også på resultatet av "før" magnetisering. Det vilt, når den er magnetisert, vil magnetismen forbli. For å demagnetisere er det nødvendig å bruke et magnetfelt i motsatt retning.

Vi kan se ledetrådene fra B-H-kurven:

Symbolet B refererer til den magnetiske flukstettheten (Magnetisk fluxtetthet), som også oversettes som magnetisk induksjonsintensitet i Kina. Jeg tror førstnevnte er mer nøyaktig;

Symbolet H refererer til magnetfeltstyrken (Magnetiseringskraft), som er magnetoboriv kraft per enhetslengde (beskrevet ovenfor), som kan forstås som proporsjonal med strømmen som passerer gjennom spolen;

Figur 5-B-H-kurve

Utviklingsprosessen er:

Opprinnelsen (a) til koordinataksen indikerer at materialet ikke er magnetisert, og deretter legges en positiv strøm til spolen (H-aksen er positiv), materialet viser magnetisme, og den magnetiske fluxen er positiv (rød prikket linje);

Når strømmen øker til en viss grad, øker den magnetiske fluxen sakte og går inn i den magnetiske metningstilstanden (b);

Hvis strømmen stopper, kan stoffet fortsatt vise magnetisme (c);

Magnetismen vil bare forsvinne ved å bruke en omvendt strøm (d).

I transformatoren magnetiseres den magnetiske kjernen gjentatte ganger ved vekselstrøm. Vi håper at den magnetiske hysteresen til den magnetiske kjernen er så liten som mulig, ellers vil mer energi bli bortkastet for å overvinne hysteresen.

三. Lekkasje Magnetisk Flux

Selv om den magnetiske kjernen har høy magnetisk permeabilitet, er det alltid en magnetisk flux som ikke forplanter seg langs den magnetiske kjernen, og de lekker til utsiden, som kalles magnetisk lekkasje.

Figur 7 - Lekkasje Flux

Magnetisk lekkasje deltar ikke i den magnetiske koblingsenergioverføringen mellom primærspolen og sekundærspolen. De er som induktorer, koblet i serie i en krets. Induktans fungerer som en impedans og vil produsere et spenningsfall, slik at den faktiske spenningen på transformatoren blir mindre:

Figur 8 - Transformatorekvivalent krets (forenklet serie induktorer)

Oppsummert forklarte vi tapsfenomenet på transformatoren. Når sekundærspolen er åpen, vil en liten strøm passere gjennom primærspolen. En del av denne strømmen er magnetiseringsstrømmen (Magnetiseringsstrøm), og den andre delen er strømmen forårsaket av tapet (Kjernetapsstrøm). Summen av de to kalles eksitasjonsstrømmen (Spennende strøm).

For mer informasjon, vennligst kontakt oss påsales@xfullstar.com