Transformator-VA-Nennwerte, Leistungsfaktor und Impulsstrom

Sicherlich konnte die Magnetik des Transformators diese Spitzen nicht bewältigen, da ich erwarten würde, dass der Kern gesättigt wäre.

Die Kernsättigung hat nichts mit der Last-VA-Bewertung zu tun. Es hat alles mit dem in der Primärseite fließenden Magnetisierungsstrom zu tun. Dieser Strom ist unabhängig vom sekundären Laststrom weitgehend konstant.

Kurz gesagt, die Ampere-Windungen an der Sekundärwicklung (verursacht durch die Last) sind genau gleich (aber mit entgegengesetztem Vorzeichen) wie die Ampere-Windungen an der Primärwicklung aufgrund dieses sekundären Laststroms. Keiner dieser Ströme ist der Magnetisierungsstrom, der den Kern sättigen kann.

Stellen Sie sich einen vereinfachten Kern mit einer Primärwicklung mit einer Windung vor: -

Im Moment ist es nur ein Singleturn-Induktor. Wenn V angelegt ist, fließt Im und Induktivität, Frequenz und Spannung bestimmen alle, wie viel Strom (Im) fließt. Okay so weit?

Stellen Sie sich nun vor, dass eine einzelne Windung durch zwei eng gekoppelte parallele Windungen wie folgt ersetzt wurde: -

Sie würden feststellen, dass in jedem Im/2 fließt oder mit anderen Worten der gleiche Gesamtstrom fließt. Ein netter Nebeneffekt davon ist, dass jede einzelne Spule die doppelte Induktivität der einzelnen Spule haben muss, und wenn Sie auf diese Weise zufällig eine Induktivität mit zwei Windungen herstellen würden (indem Sie sie in Reihe schalten), hätte sie die 4-fache Induktivität. Denken Sie einfach eine Weile darüber nach.

Nächstes Szenario: -

Sie treiben also eine dieser eng gekoppelten Spulen an und sehen sich die Spannung an der anderen Spule an. Die Ansteuerspannung und die Sekundärspannung sind in Phase und von gleicher Amplitude (1:1 Windungsverhältnis). Siehst du warum? Wenn nicht, überlegen Sie, was im 2. Szenario passiert wäre, wenn (sagen wir) die Spannungen phasenverschoben wären - Sie würden ein Feuer bekommen und die Induktivität würde nicht mit quadratischen Windungen ansteigen - Sie würden eine Induktivität von Null erhalten. Das passiert nicht.

Letztes Szenario: -

Sie haben diese 2. Wicklung belastet und weil Sie im 3. Szenario (hoffentlich) erkannt haben, dass die Spannungen in Phase waren, müssen Sie zugeben, dass die Ströme VOLLSTÄNDIG gegenphasig sind .

Von hier aus ist es ein kleiner Vertrauensvorschuss zu erkennen, dass die Ampere.Turns auf der Primärseite (aufgrund der Sekundärlast) gleich und entgegengesetzt zu den Ampere.Turns auf der Sekundärseite sind. Wie ich bereits sagte, ist keiner dieser Ströme der Magnetisierungsstrom, der den Kern sättigen kann - dies liegt an Im.

Es ist die magnetische Feldstärke, die den Magnetismus antreibt. Es heißt "H" und H wird in Ampere gemessen. Windungen pro Meter. Der Teil „pro Meter“ ist irrelevant, da es sich um eine physische Kerndimension handelt, die gleichermaßen für Primär- und Sekundärmaße gilt.

Grundsätzlich ändert sich H aufgrund des Ladeeffekts nie ein Bit. Tatsächlich ist das nicht ganz richtig; Mit zunehmender Belastung wird er geringer, da die Kupferverluste die tatsächliche Klemmenspannung senken und den Magnetisierungsstrom etwas reduzieren.

Obwohl die akzeptierte Antwort nützliche Informationen enthält, bin ich mir nicht sicher, ob sie die Frage beantwortet hat.

Das einzige, was in die VA-Bewertung eines Transformators einfließt, ist der Stehstrom der Sekundärwicklungen oder äquivalent der akzeptable Temperaturanstieg.

Da die Sekundärseite den gesamten Strom der Last tragen muss, unabhängig von ihrem Leistungsfaktor, ist der Effektivstrom der begrenzende Faktor bei der Leistungsabgabe an die Last. Der Transformatorkonstrukteur entscheidet sich für einen akzeptablen Temperaturanstieg, berechnet den Strom, der diesen Anstieg erzeugt, multipliziert ihn mit der angegebenen Sekundärspannung (die als fest gilt), und Viola findet die VA-Bewertung.

Vorausgesetzt, der Effektivwert des gezogenen Stroms ist geringer als die VA-Bewertung, erfüllen Sie in Ihrem Fall die VA-Bewertung und laufen nicht Gefahr, den Transformator aufgrund von übermäßigem Sekundärstrom zu kochen (okay, das stimmt nicht ganz - Ich ignoriere die Tatsache, dass Hochfrequenzströme aufgrund des Skin-Effekts mehr Wärme erzeugen können). Ihr Zögern ist jedoch berechtigt, denn Sie müssen auch alle anderen Anforderungen an den Transformator erfüllen. In der Tat ist das Erreichen der Sättigung ein sehr reales Problem, denn wenn Sie es schaffen, den Kern zu sättigen, sinkt die Induktivität und kann zu Rauch führen.

Einige Transformatoren haben eine "K-Bewertung", die ein Hinweis auf ihre Fähigkeit ist, mit nichtlinearen Lasten umzugehen. Dies ist normalerweise eine bessere Möglichkeit, nichtlineare Lasten aufzunehmen, als nur auf der VA-Basis zu reduzieren, gilt jedoch im Allgemeinen nur für größere Transformatoren. In Ihrem Fall sind Sie möglicherweise gezwungen, die Sättigungsberechnungen selbst durchzuführen.