Auslegung eines Luftspalttransformators Missverständnis

Angenommen, mein Kern ist tatsächlich so konstruiert, dass er gesättigt ist und die Spannung auf der Sekundärseite zu hoch ist.

Also muss ich die Sekundärspannung verringern: Dazu kann ich die Windungszahl auf der Primärseite N1 erhöhen. Trotzdem werde ich die magnetische Erregung H erhöhen, die in gewisser Annäherung gleich H = N1*I1/l ist. Es wird dann meinen Kern noch "höher" sättigen. Also kann ich diesen Weg nicht gehen.

Ich kann N2 senken: Leider ist N2 auf seinem Minimum.

Letzte Lösung zur Reduzierung der Sekundärspannung gemäß dem Faradayschen Gesetz, wodurch die Variation des magnetischen Flusses im Laufe der Zeit reduziert wird. (Beachten Sie, dass wir den Arbeitszyklus nicht ändern können).

Wie kann ich die Variation des magnetischen Flusses verringern? Hier ist, was ich nicht verstehe:

Indem ich N1 verringere, verringere ich die Erregung H1, also den magnetischen Fluss. (vgl. BH-Kurven)

Wenn ich jedoch das Faradaysche Gesetz berücksichtige, da die Primärspannung konstant und das Tastverhältnis fest ist, erhöhe ich die Variation des Magnetflusses, wenn ich N1 verringere.

Wo ist mein Fehler?

Normalerweise verringert eine Erhöhung von N1 I (durch Erhöhung von L), anstatt H zu erhöhen. Warum ist dies bei Ihnen nicht der Fall? Fahren Sie es von einer Stromquelle und nicht von einer Spannungsquelle?

Antworten (2)

Dazu kann ich die Windungszahl auf der Primärseite N1 erhöhen. Trotzdem werde ich die magnetische Erregung H erhöhen, die in gewisser Annäherung gleich H = N1*I1/l ist. Es wird dann meinen Kern noch "höher" sättigen.

Das wäre völlig richtig, wenn der Magnetisierungsstrom gleich bliebe, aber das tut es nicht ...

Eine Erhöhung der Anzahl der Primärwindungen erhöht die Primärmagnetisierungsinduktivität. Dies wiederum reduziert natürlich den primären Magnetisierungsstrom, da mehr Induktivität eine höhere Reaktanz bei der Anregungsfrequenz (vermutlich 50 oder 60 Hz oder ein anderer fester Wert) bedeutet.

Und wenn Sie sich die Formel für die Induktivität ansehen, werden Sie feststellen, dass sie proportional zum Quadrat der Windungen ist. Wenn Sie also die Anzahl der Windungen verdoppeln, erhalten Sie die 4-fache Induktivität und für eine gegebene Primärspannung und -frequenz die Magnetisierungsstrom würde sich um vier verringern.

Ein weiteres Beispiel: Wenn die Windungen um 10 % zunehmen, steigt die Induktivität um 21 % und der Strom, der die Sättigung verursacht, verringert sich um 21 %.

Unten ist die Formel für ein Solenoid, aber das gleiche gilt für eine Transformatorwicklung (wobei μ 0 wird durch die relative Permeabilität des Kernmaterials erhöht und ℓ ist die mittlere Länge um den Kern).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Sie also beispielsweise die Windungen verdoppeln, halbiert sich der Gesamteffekt auf die Amperewindungen (und das H-Feld). Dies liegt daran, dass sich die Strömung geviertelt hat, die Windungen sich jedoch nur verdoppelt haben.

Dies bedeutet, dass die Auswirkungen der Sättigung reduziert werden.

Sie können auch einen Luftspalt einführen, um die effektive magnetische Permeabilität des Kerns zu verringern. Dies reduziert auch die Induktivität (um den Betrag, um den die Permeabilität reduziert wird) und dies wird durch mehr Windungen „korrigiert“, aber wenn man bedenkt, dass die Induktivität proportional zum Quadrat der Windungen ist, gibt es immer noch einen Nettovorteil bei der Reduzierung der Sättigung.

Angenommen, mein Kern ist tatsächlich so konstruiert, dass er gesättigt ist und die Spannung auf der Sekundärseite zu hoch ist.

Die einzige Möglichkeit, eine zu hohe Sekundärspannung zu erhalten, besteht darin, dass das Windungsverhältnis falsch ist. Die Sättigung lässt die Sekundärspannung nicht ansteigen.

Indem ich N1 verringere, verringere ich die Erregung H1, also den magnetischen Fluss.

Wenn Sie die Primärwindungen um (z. B.) 2 verringern, wird die Induktivität um 4 verringert und der Magnetisierungsstrom um das Vierfache erhöht, sodass die Amperewindungen (und das H-Feld) um 2 zunehmen und Sie eine höhere Sättigung erhalten.

Sehr schöne Erklärung wie immer! Ich sagte: "Angenommen, mein Kern ist tatsächlich so konstruiert, dass er gesättigt ist und die Spannung auf der Sekundärseite zu hoch ist." Ist mir in dem Fall die Sekundärspannung zu niedrig und der Kern gesättigt ? Warum kann ich nicht einfach die Windungszahl von N1 reduzieren, um die magnetische Erregung zu reduzieren (Kern wird dann nicht gesättigt) und die Windungszahl von N2 erhöhen, um die elektromotorische Kraft zu erhöhen und die erforderliche Sekundärspannung zu haben?
Die Kernsättigung führt nicht direkt zu einer Verringerung der Sekundäramplitude (wenn ich verstehe, was Sie fragen). Die Verringerung von N1 erhöht den Sättigungsgrad, da die Induktivität quadratisch zur Verringerung von N1 abnimmt. Dies wiederum erhöht den Strom mehr als die Anzahl der Windungen abnimmt, daher steigt H an.
Wenn ich N erhöhe, erhöhe ich die Induktivität und reduziere dann den Magnetisierungsstrom, sodass die magnetische Erregung geringer wäre. Wenn ich jedoch die Induktivität erhöhe, erhöhe ich die Steigung der BH-Kurven? Also selbst wenn ich die magnetische Erregung H reduziert habe, kann ich den Fluss über den Transformator erhöhen? Habe ich einen Fehler gemacht? Trotzdem wollen wir in einem Transformator einen bestimmten Fluss erreichen, um eine elektromotorische Kraft auf der Sekundärseite gemäß dem Faradayschen Gesetz zu erzeugen. Also ziemlich gut! Tatsächlich ermöglicht das Lücken des Kerns, mehr Kontrolle über den Kern zu haben?
Die Steigung der BH-Kurve ist die Durchlässigkeit, und wenn Sie keine Lücke einführen, ist diese Steigung fest. Sowohl B als auch H sind zufällige Spieler und beeinflussen das durch das Windungsverhältnis vorgegebene Spannungsverhältnis nicht.
Dies bedeutet, dass wenn ich die Induktivität erhöhe, der Fluss in den Kern abnimmt? wie senkte ich die magnetische erregung ? Vielen Dank für Ihre Hilfe !
Ja, es reduziert.
Warum brauche ich also einen Sperrwandler, um den Kern zu spalten, wenn ich durch Erhöhen von N den Fluss reduzieren kann? Ich vermeide Sättigung, indem ich einfach N β
@Jess Ich weiß nicht, warum du überhaupt einen Flyback-Transformator brauchst. Ihre Frage hat dies nie erwähnt und ich habe den allgemeinen Fall für alle Transformatortypen beantwortet. Sie können den Kern für normale Vorwärtswandler mit einer Lücke versehen, und bei einigen Sperrwandlern müssen Sie möglicherweise keinen Kern mit einer Lücke versehen. Es gilt die gleiche Theorie.
Du hast Recht, ich habe nicht erwähnt, dass ich einen Flyback machen wollte. Ich danke dir für all die Zeit, die du dir für mich genommen hast! Vielen Dank und einen schönen Tag!

Gehen Sie beim Transformatordesign Schritt für Schritt vor.

Benötigen Sie einen Luftspalt oder nicht?

Es hängt davon ab, welche Art von Transformator Sie möchten. Wollen Sie einen normalen Leistungstransformator in Vorwärtsrichtung, dessen Ausgangsspannung immer ein Windungsverhältnis der Eingangsspannung ist? Oder möchten Sie einen Flyback-Transformator, der Energie speichert, um sie nur bei einer durch die Last und den Strom definierten Spannung an die Last abzugeben?

Ein normaler Transformator verwendet keinen Luftspalt. Ein Flyback verwendet einen Luftspalt. Der Rest dieser Antwort geht davon aus, dass Sie einen gewöhnlichen Leistungstransformator ohne Luftspalt herstellen.

Vermeiden Sie eine Sättigung mit genügend primären Windungen

Die maximale Voltzahl pro Windung wird durch Ihren Kernbereich und Ihre Betriebsfrequenz definiert. Verwenden Sie für eine feste Eingangsspannung genügend Windungen, damit Ihre Volt pro Windung unter diesem Maximum liegen. Mehr Umdrehungen sind in Ordnung.

Stellen Sie nun das Übersetzungsverhältnis ein, um die gewünschte Ausgangsspannung zu erhalten

Sie kennen die Volt pro Windung von der verwendeten Primärwicklung. Legen Sie genügend Sekundärwindungen an, um die gewünschte Ausgangsspannung zu erhalten.

Auslegung eines Luftspalttransformators Missverständnis
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v