Was passiert, wenn Primär- und Sekundärspule eines Trenntransformators (1:1) zusammen (parallel) geschaltet werden?

Ich erwäge den Fall eines Trenntransformators, da beide Spulen identisch sind. Wenn wir beide parallel schalten, wirken sie als miteinander verbundene Induktivitäten, wenn sie in Phase geschaltet sind. Aber was ist, wenn sie phasenverschoben angeschlossen sind (positiv einer Spule mit dem negativen der anderen), so dass das von einer Spule erzeugte Magnetfeld von der anderen aufgehoben wird?

Gemäß den Gleichungen fließt kein Strom durch das Teil, wenn kein Magnetfeld vorhanden ist. Das bedeutet, dass diese Anordnung für ein Wechselstromsignal einen unendlichen Widerstand bietet, aber für ein Gleichstromsignal fungiert sie als einfacher Widerstand.

Vielleicht kann man es sich auch als Transformator vorstellen. An der Primärseite liegt ein Signal an, an der Sekundärseite erscheint das gleiche Signal. Dieses Signal wird dann der Primärseite mit einer Phasendifferenz von pi überlagert und damit ausgelöscht.

Meine Fragen sind:

  1. Passiert das wirklich?

  2. Wenn ja, wurde es genutzt? Dies könnte als Wechselstromfilter verwendet werden

Antworten (3)

Wenn Sie die beiden Wicklungen in Phase verbinden, erhalten Sie eine Induktivität. Sie hat den gleichen Wert wie die Induktivität jeder einzelnen Wicklung, ist aber effektiv mit Kupfer gewickelt, das die doppelte Fläche hat. Da es auf einem Transformator basiert, ist es ein ziemlich mieser Induktor mit einem sehr niedrigen Sättigungsstrom und einer sehr geringen Energiespeicherung für die verwendete Eisenmenge.

Wenn Sie die beiden Wicklungen gegenphasig anschließen, erhalten Sie (für einen idealen Transformator) einen Kurzschluss. Die Induktivität ist Null, da für keinen Strom ein Magnetfeld vorhanden ist. Kein Magnetfeld bedeutet keine Änderung des Magnetfelds, bedeutet keine Gegen-EMK, bedeutet Nullimpedanz. Du hast einen Kurzschluss, sowohl zu DC als auch zu AC.

In einem echten Transformator erfährt ein DC-Signal den Wicklungswiderstand. Ein AC-Signal erfährt den Wicklungswiderstand plus die Reststreuinduktivität aufgrund von weniger als 100 % Kopplung der beiden Wicklungen.

Diese gegenphasige Verbindung eines Transformators oder gekoppelten Induktors wird an zwei Hauptstellen verwendet. Als Wandler zur Erfassung unsymmetrischer Ströme in Fehlerstromschutzschaltern. Und als gekoppelte Induktivität, um die Induktivität in den Gleichtakt eines Signal- oder Stromversorgungspaars zu bringen, ohne das vorhandene Differenzsignal zu filtern.

Die Induktivitäten heben sich auf und es wird ein großer Strom gezogen, begrenzt durch den Gleichstromwiderstand und die angelegte Spannung (idealerweise). Nicht das, was Sie normalerweise wollen.

Vielleicht denken Sie an eine Gleichtaktdrossel, bei der die Spulen auf einem gemeinsamen Kern so verbunden sind, dass der Strom, der in eine Spule fließt und aus der anderen herausfließt, einer geringen Impedanz ausgesetzt ist, die über das Paar angelegte Gleichtaktspannung jedoch einer großen Impedanz ausgesetzt ist.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die meisten richtig hergestellten Offline-Schaltnetzteile haben einen Filter mit einer Gleichtaktdrossel am Eingang, um den Strom aus dem Schaltrauschen zu reduzieren. Die Induktivität über den Spulen (phasenparallel) liegt normalerweise im Millihenry-Bereich, also eine hohe Impedanz bei Schaltfrequenzen von Hunderten von kHz, aber die Impedanz für Gegentaktstrom ist sehr niedrig.

In diesem Fall ist die niedrige Impedanz gegenüber AC-Normaltaktstrom nicht unbedingt wünschenswert, aber ein Paar Induktoren, die diese Gleichtaktinduktivität parallel haben und nicht mit dem großen DC-Normaltaktstrom gesättigt wären, wäre unerschwinglich groß und teuer. Überprüfen Sie beispielsweise die Größe von zwei 20-mH-10-A-Induktivitäten im Vergleich zu einer 10-mH-10-A-Gleichtaktdrossel (kg vs. Gramm).

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Als Beispiel für den zweiten Fall ist eine Ayrton-Perry-Wicklung im Wesentlichen eine 1:1-Transformation, bei der die Wicklungen so verbunden sind, dass sich ihre Magnetfelder aufheben. Dadurch wird die Induktivität theoretisch auf Null reduziert. Es wird in Anwendungen wie drahtgewickelten Widerständen verwendet, bei denen eine Wicklung erforderlich ist, eine Induktivität jedoch unerwünscht ist. In diesem Fall sollte es nie als Transformator verwendet werden, aber das Prinzip ist dasselbe.

Was passiert, wenn Primär- und Sekundärspule eines Trenntransformators (1:1) zusammen (parallel) geschaltet werden?
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