Modellierung eines Stromwandlers in FEMM

Ich möchte einen Stromwandler in FEMM genau entwerfen und modellieren . Ich hoffe, dass ich dadurch den Sekundärstrom in einem Stromwandler genau abschätzen kann , einschließlich seiner Phase relativ zum Primärstrom. Das Modell hilft auch bei der Dimensionierung des Kerns.

Ich habe die FEMM-Software zuvor verwendet, um magnetische Konzentratoren für Hall-Effekt-Sensoren zu entwerfen. Das Problem, auf das ich stoße, ist, dass ich in FEMM keinen Strom in der Sekundärwicklung induzieren kann. Anscheinend muss ich den Sekundärstrom erraten und angeben.

Ich bin dem Beispiel von David Meeker zum Transformatordesign gefolgt , aber ich kann ihm nicht genau folgen, weil ich keinen Spannungswandler entwerfe, dh der Sekundärstrom ist niemals Null.

Dies sind die 2 Gleichungen, die ich für Is (Sekundärstrom) zu lösen versuche : (Quelle: gsu.edu ) :2 Gleichungen

Ich kenne (oder kann wählen) Folgendes:

  1. Ip - Strom in der Primärwicklung
  2. Rb - Belastungswiderstand
  3. w - Eigenfrequenz der Primärwelle
  4. Vp - Spannung im primären, reflektierten Bürdenwiderstand (von FEMM)
  5. Alle relevanten Materialeigenschaften
  6. Alle relevanten physikalischen Eigenschaften

Dies lässt mich mit 4 Unbekannten, insbesondere:

  1. Rp+jwLp - Impedanz der Primärspule
  2. jwM - gegenseitige Impedanz
  3. Rs+Rb+jwLs – Sekundärspulenimpedanz + Bürdenwiderstand
  4. Is - Strom in der Sekundärwicklung

Erwäge derzeit, Folgendes zu versuchen:

  1. Verwenden Sie die Superposition, um Rp+jwLp und Rs+Rb+jwLs unabhängig zu bestimmen (dh entfernen Sie jede Spule und berechnen Sie diese separat als Konstanten).
  2. Berechnen Sie selbstständig Werte für R, L, M basierend auf idealisierten Gleichungen.

Auf beide würde eine Regression folgen, um Is zu erhalten , ich bin mir auch noch nicht sicher, wie ich das formulieren soll.

Jede Hilfe wäre sehr dankbar, danke!

Antworten (1)

Es sei denn, ich vermisse etwas Subtiles in Ihrer Frage....

Die Primärimpedanzen Rp + jwLp sind für einen Stromwandler irrelevant - der Strom fließt und das war's, und wenn diese Leckimpedanzen zu hoch sind, dann ist es ein wirklich schlecht konstruierter Stromwandler.

Die Magnetisierungsreaktanz ist auch irrelevant, wenn die Bürde nicht übermäßig gewählt wird, dh die Bürde überbrückt die Magnetisierungsinduktivität, so dass sie vernachlässigt werden kann.

Machen Sie einfach ein paar einfache Berechnungen zu typischen Impedanzen und Sie sollten zu dem Schluss kommen, was ich oben gesagt habe.

Fairerweise sollte ich hinzufügen, dass das mechanische Design das magnetische Design antreibt. Ich kann nicht einfach einen toroidalen Konzentrator verwenden und davon ausgehen, dass der Kopplungsfaktor nahe bei 1 liegt. Das bevorzugte Design muss die Abstände minimieren und installiert werden, ohne die Stange zu trennen. Ich würde gerne verstehen, wie sehr ich beim magnetischen Design Abstriche machen kann und trotzdem die erforderliche Genauigkeit erreiche.
Nun, Sie können einen CT erstellen, bei dem der Kopplungsfaktor kleiner als 1 ist, Sie müssen ihn nur kalibrieren, wenn die Kopplung ein unbekannter Faktor ist. Jenseits eines bestimmten niedrigen Kopplungsfaktors kann die sekundäre Streuinduktivität dazu führen, dass die Fähigkeit der Bürde, die Magnetisierungsinduktivität zu überbrücken, ebenfalls zu nichtlinearen Fehlern führt, aber wenn Sie sich nicht sicher sind, kann dies getestet und eine niedrigere Bürde gewählt werden.
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