Modellierung eines Transformators in LTspice

Ich wollte einen Transformator in LTspice modellieren. Also habe ich im Internet gesucht, wie man einen Transformator in LTspice macht. Ich habe das folgende Modell mit der gekoppelten Induktivität gefunden:

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Aber dieses Modell gefiel mir nicht. (Ich habe nicht gesagt, dass es nicht funktioniert hat), aber es ist nicht hilfreich, um zu verstehen, wie ein Transformator funktioniert. Es verbirgt viele Dinge. Und ohne ein großes Wissen (das ich nicht hatte) darüber, wie ein Transformator funktioniert, denke ich, dass es dazu führen wird, dass ich Fehler mache.

Also beschloss ich, ein anderes Modell in LTspice zu finden. Und ich habe hier Folgendes gefunden: http://ltwiki.org/index.php?title=Transformers

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Dann habe ich versucht zu verstehen, wie es funktioniert. Ich habe auf das Bild geschrieben, was ich verstehe (zumindest das, was ich glaube verstanden zu haben). Dennoch gibt es je nach Modell und was ich verstanden habe, einige Unterschiede zwischen dem elektrischen Modell und dem LTspice-Modell. Hier ist das äquivalente elektrische Modell:

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Was? Ich verstehe nicht :

  1. Im elektrischen Modell ist die Spannung über der Magnetisierungsinduktivität gleich Vp (Primärspannung):
    v L M A G = v P
    wobei wie im LTspice-Modell die Spannung über der scheinbaren Magnetisierungsinduktivität gleich Vp/Np ist (Np ist die primäre Windungszahl):
    v L M A G = v P N P
  2. Im elektrischen Modell ist der Strom durch die Magnetisierungsinduktivität gleich (wenn ich mich nicht geirrt habe):
    ICH L M A G = ICH P − N S ICH S N P
    wobei Ip der Primärstrom ist, Is der Sekundärstrom ist, Ilmag der Strom durch die Magnetisierungsinduktivität ist. Im Ltspice-Modell ist der Strom durch die "Magnetisierungsinduktivität" gleich:
    ICH L M A G = N P ICH P − N S ICH S

Die beiden Formeln machen für mich Sinn, denn wenn Ilmag gleich 0 ist (idealer Transformator), erhalten wir das Stromverhältnis eines idealen Transformators.

Was ich jedoch nicht mag, ist, dass Lmag vom Ltspice-Modell und vom elektrischen Modell nicht gleich zu sein scheinen. Wenn ich also die Magnetisierungsinduktivität eines Transformators messe, kann ich sie nicht simulieren, ohne die Beziehung zwischen den beiden Modellen zu kennen.

Habe ich Fehler gemacht? Was haltet ihr von diesem Modell?

Vielen Dank und einen schönen Tag noch :D

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Hier ist, was ich endlich habe:

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Das elektrische Modell erwähnt Vp nicht (es erwähnt V1 und es erwähnt E1). Sie sollten genau die gleiche Terminologie wie die Schaltung verwenden.
Außerdem habe ich das LTSpice-Modell im Link nicht gesehen. Sie müssen sich darüber im Klaren sein, Jess.
Beide Modelle sind korrekt, abstrahieren jedoch unterschiedliche Dinge und eignen sich am besten für unterschiedliche Modellierungsszenarien. Das LT-Modell erwähnt beispielsweise nicht die Anzahl der Windungen und ist ideal, wenn k auf 1 gesetzt ist. Wenn k = 1, sind X1 und X2 im anderen Modell null und werden endlich, wenn das LT-Modell k kleiner als 1 setzt. Es ist Es ist ziemlich schwierig, alle Parameter in den beiden Modellen aufeinander abzustimmen, besonders wenn Sie neu bei Transformatoren sind.
Andy, es tut mir leid... Ich werde es ändern! Für das LTSpice-Modell bin ich überrascht, dass Sie es nicht finden ... Sagen Sie mir, wenn Sie es in diesem Abschnitt nicht gesehen haben: "Lineartransformator (lineare magnetisierende Induktivität - potenziell unbegrenzte Energiespeicherung)"
Neil_UK danke für deine Antwort. Ich muss wissen, wie die Beziehung zwischen dem Lmag aus dem LTspice-Modell und dem Lmag aus dem äquivalenten elektrischen Schaltkreis eines Transformators ist, denn wenn eine Magnetisierungsinduktivität in einem realen Transformator gemessen wird, stellt sie die des äquivalenten elektrischen Modells dar. Aber ich werde weiter suchen :)

Antworten (2)

Im elektrischen Schaltplan befindet sich die Magnetisierungsinduktivität auf der Primärseite, während sie im LTspice-Schaltplan getrennt ist.

Dies liegt daran, dass der elektrische Schaltplan es basierend auf der Anzahl der Windungen, dem Strom usw. berechnet, im Wesentlichen ist es der Wert der Primärseite, und dann einen idealen Transformator verwendet, der es ermöglicht, dass die Primärseite gemäß der auf der Sekundärseite reflektiert wird Verhältnis. Dies würde für die Theorie, die Sie gezeigt haben, geeignet sein.

In LTspice stellt die Magnetisierungsinduktivität die Einheitsinduktivität ( ) dar , und N=1dann werden die Primär- und Sekundärwicklung mit Hilfe eines idealen Transformators bestimmt, der jeweils aus einem VCVS und einem CCCS besteht (siehe Bild Nr. 4 in Ihrem ltwiki-Link). Die Windungen werden durch die Werte dieser Quellen bestimmt. Der Wert müsste also durch die Anzahl der Windungen dividiert werden.

Hier ist ein kurzes Beispiel:

schnell

Oben ist die LTspice-Version, unten die elektrische Version. Sehen Sie, wie der Strom durch die LTspice-Magnetisierungsindiktion ( L1) durch die Anzahl der Windungen der Primärspule geteilt werden muss, um dem Strom durch die elektrische Version ( L2) zu entsprechen.

Hallo, danke für deine Antwort. Ich verstehe nicht, im LTspice-Modell beträgt die Magnetisierungsinduktivität 10 mH, im äquivalenten elektrischen Modell beträgt die Magnetisierungsinduktivität 1 H, sodass Sie für dieselbe Schaltung die Magnetisierungsinduktivität durch 100 (Np²) teilen müssen von das äquivalente elektrische Modell für die Induktivität des LTspice-Modells und dann für den korrekten Strom geteilt durch 10 (Np) wieder. Das ist also überhaupt nicht dieselbe Schaltung ... Oder Sie wollten sagen, dass die Induktivität des äquivalenten elektrischen Modells gleich Np mal der Induktivität des LTspice-Modells ist!
@Jess Ja, hat L2=10^2*L1aber auch F1einen Wert von 10Tatsächlich haben alle Quellen nicht quadrierte Werte der Windungen, was bedeutet, dass die Differenz (oder das Verhältnis) zwischen den beiden Strömen linear und nicht quadriert ist. Ich denke, das ist das Schöne daran, es vermeidet mögliche numerische Instabilitäten, indem es die Verwendung großer Zahlen vermeidet. Wenn N=1000 => N^2=1e6, stellen Sie sich den Genauigkeitsverlust vor. Schauen Sie sich dennoch die Frage von VerbalKint an, sie hat eine Mischung aus den beiden Methoden und funktioniert genauso gut. Eine Sache, die Sie sich merken sollten: Die SPICE-Welt muss nicht die reale Welt sein, solange die Ergebnisse wahr (oder nahe genug) sind.
Danke für deinen Kommentar !

Ich persönlich verwende einen einfachen Gleichstromtransformator, der mit einer stromgesteuerten Stromquelle aufgebaut ist ( F primitiv) und eine spannungsgesteuerte Spannungsquelle ( E Primitive). Wenn ich mich nicht irre, wurde diese Schaltung vor einigen Jahren, etwa in den 80er Jahren, von Larry Meares von Intusoft eingeführt. Weitere Einzelheiten finden Sie auf Seite 114 dieses von Intusoft herausgegebenen Dokuments . Der DC-Transformator kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich Zyklus-für-Zyklus-Simulationen von Schaltnetzteilen oder Durchschnittsmodellierung. Ich bevorzuge die Version, in der die Streuinduktivität deutlich erscheint, da sie leicht zu ändern ist, während ein Kopplungskoeffizient zusätzliche Berechnungen erfordert, um den Streuterm zu extrahieren. Die folgende Zeichnung zeigt die äquivalenten Konstruktionen zwischen einem Kopplungskoeffizienten und dem Ersatztransformator.

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Das Parameterfenster auf der rechten Seite der Zeichnung zeigt Ihnen, wie Sie die Streu- und Hauptinduktivitäten aus den Kopplungskoeffizienten berechnen. Nach Ablauf der Simulation sind die Ausgangsspannungen und Eingangsströme absolut identisch.

Vielen Dank für dieses Modell und das beigefügte Dokument! Ich werde diesen Teil später lesen. Haben Sie Anmerkungen zum Modell von LTwiki? Was mir an diesem Modell gefällt, ist, dass Sie die Sättigung des Kerns simulieren können, indem Sie ein "beliebiges Induktormodell" verwenden. Es wird keine Hysterese berücksichtigt, aber es wird eine Sättigung berücksichtigt (dh keine unendliche Energiespeicherung). Aber ich habe es tatsächlich nicht in das obige Modell implementiert. Vielleicht später ;)
Wenn Sie das von mir verlinkte PDF durchgehen, können Sie bei Bedarf auch Sättigungseffekte hinzufügen. Normalerweise berücksichtige ich sie nicht, wenn ich meinen Transformator zuerst charakterisiere und sicherstelle, dass ich bei der höchsten Betriebstemperatur einen komfortablen Designspielraum habe. Auf diese Weise muss ich diese nichtlinearen Effekte nicht einbeziehen, die die Simulation erheblich verlangsamen können.
Okay vielen Dank! :D
Nachdem ich den Teil Ihres PDFs gelesen habe, den Sie angehängt haben, bevorzuge ich Ihr Modell! Die Magnetisierungsinduktivität erscheint deutlicher als in dem Modell, das ich auf LTwiki gefunden habe. Es scheint intuitiver zu sein.
Es ist ein ziemlich einfaches Modell und es konvergiert gut. Viel Glück mit Ihren Simulationen!
Nur um keinen Zweifel zu haben, der Wert der Spannungsquelle Vm hat keinen Einfluss auf die Simulation, da sie kurzgeschlossen ist. Es ist nur hier, um den Strom an der Sekundärseite zu "fühlen", um den Primärstrom einzustellen? Ich habe einen Fehler, wenn ich versuche, es kurzzuschließen. Also setze ich den Wert der Spannungsquelle auf 0V.
Ich habe den Beitrag mit dem Simulationsmodell bearbeitet, um klarer zu sein
Ja, die 0-V-Quelle ist eine Dummy-Quelle zur Messung des Sekundärstroms. F1 verwendet es, um den Strom zur Primärseite zu reflektieren, skaliert durch das Windungsverhältnis. Eine Quelle ohne Spannungsanzeige ist standardmäßig 0 V.
Ihre VM-Quelle sollte umgekehrt sein: Der von E1 bezogene Strom muss in den (+)-Pin eingegeben werden.
Vielen Dank ! :D Habt einen schönen Tag!
Modellierung eines Transformators in LTspice
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