Tämä on aloitettava muuntajan piilotetusta induktanssista. Muuntajaa on pidettävä kelana, koska kuten totesimme, sekä kela että muuntaja ovat kelan muodossa magneettisydämen ympärillä.
Muuntajan induktanssi on sähkömagneettiseen periaatteeseen perustuva nimi, ei todellisen käytön nimi.
Muuntajan nimi perustuu sen suunnittelun tarkoitukseen, koska se siirtää energiaa ja muuttaa lähtöjännitettä.
Yksi asia, jota ei kuitenkaan voi jättää huomioimatta, on se, että kela on kierretty magneettisydämen ympärille (tässä puhutaan tietysti magneettisydämisestä kelasta, on myös ilmasydämellinen kela), joka on yleisin kela. virtalähteessämme. Koska muuntajan käämit jakavat magneettisydämen, magneettipiirin le, magneettivuon poikkileikkaus Ae ja magneettisen permeabiliteetti μ ensiö-Np- ja toisiokelan induktanssien Lp ja Ls ovat samat, mikä tarkoittaa, että magneettisen magneettiresistanssi Rm rivit on sama, koska magneettivastus kuvaa magneettisydämen ominaisuuksia.
Ymmärrämme ensin säännöllisen magneettikentän tai magneettipiirin magneettisen vastuksen ilmaisun. Myöhemmin tiedämme, että se on myös johdettu perusteesta:
Magneettisen resistanssin käänteisluku on magneettinen permeabiliteetti G. Tämä parametri on myös usein nähty induktanssikerroin AL. Tämän on oltava selvää
Yllä olevassa kaavassa μ on materiaalin magneettinen permeabiliteetti, joka on absoluuttinen magneettinen permeabiliteetti, le on vastaava magneettipiiri ja Ae on magneettisydämen vastaava poikkileikkauspinta-ala
Koska induktanssikerroin eli magneettinen permeabiliteetti G on sama samalle magneettisydämelle, on kierrosten lukumäärän ja induktanssin välinen suhde luonnollisesti seuraava lauseke. Tämä on hyvin yleinen tapamme laskea kierrosten lukumäärä mitatun induktanssin avulla (muiden suunnittelijoiden muuntajan murtaminen).
Vinkki: Muista, että toissijainen kytketty kuorma vie virran muuntajan läpi, ei muuntaja, joka antaa aktiivisesti virtaa kuormalle. Muuntaja välittää passiivisesti energiaa, joten tämä erottaa muuntajan ja induktorin välisen eron. Induktori vapauttaa energiaa kuormaan ja vapauttaa aktiivisesti energiaa kuormaan. Ymmärtämisen helpottamiseksi voidaan sanoa, että muuntaja on passiivinen laite ja kela on aktiivinen laite. Älä tietenkään ymmärrä sitä puolijohdelaitteiden "passiivisen laitteen" ja "aktiivisen laitteen" käsitteenä.
Periaate, kun muuntajan toisio on kytketty kuormaan, kuormituskertoimesta johtuen toisiojännite us lisätään kuormaan R virran muodostamiseksi (tässä katsomme kuormaa vastaavana vastuksena R, ja virta virtaa ulos samasta päästä), ja virta synnyttää magneettisen käyttövoiman Fs=is*Ns (piirin sähkömotorisen voiman periaate) toisiokäämiin Ns, ja syntyvä magneettivuo on φ{ {1}}φs.
Muistatko Ohmin lain magneettipiirissä? Magneettisen liikevoiman (NI, kierrosten lukumäärän ja virran tulo) ja magneettivastuksen osamäärä on magneettivuo. Tämän kaavan johtaminen on myös hyvin yksinkertainen. Perusperiaate on ampeeripiirilause (virran ja magneettikentän välinen yhteys). Kaavassa Rm on magneettinen resistanssi ja G on magneettinen permeanssi. Tämä on vakio samassa magneettisydämessä.
Kuorman aiheuttama magneettivuo φ22 on päinvastainen kuin kuormavirran aiheuttama ensiökäämin synnyttämä magneettivuo φ11. Tämän kertoo Lenzin laki. Pohjimmiltaan toisiokäämin tuottama magneettivuo on tasapainotettava primäärikäämin kanssa paitsi viritysmagneettivuon. Tämä näkyy myös yllä olevasta magnetomotorisen voiman ilmaisusta. Alla olevassa kuvassa käytämme erivärisiä magneettisia voimalinjoja kuvaamaan sitä.
Kuormituksen jälkeen ensisijainen magneettivuo on kuormittamattoman viritysvirran magneettivuon φ1 ja kuorman aiheuttaman magneettivuon φ11 summa, ja molemmilla on sama suunta.
Kiinnitä huomiota magneettivuon phi-symbolin kirjoitukseen, joka voi muuttua editorin tunnistuksen vuoksi.
Herätyksen magneettivuo on välttämätön edellytys sähkömagneettisen muunnoksen aikaansaamiselle. Samalla voidaan nähdä, että ensiövirta tulee samasta päästä sisään ja toisiovirta ulos samasta päästä, mikä vain pitää energian sisään ja ulos, ja voidaan myös sanoa, että tämä ylläpitää magneettista tasapainoa. (ei voi kerääntyä, kerääntyminen tarkoittaa, että muuntajan ydin on kyllästynyt tietyn ajan kuluttua).
Päinvastoin, voimme helposti tietää muuntajan ensiö- ja toisiovirtojen suhteen käyttämällä magnetomotorista voimaa. Käänteinen suhde saadaan tällä tavalla.
Tästä kaavasta voidaan nähdä, että muuntaja on muuttuva virran virtausfunktio toisiosta primääriin, ja muuttuva virta on seurausta toisioenergian ottamisesta.
Tehon näkökulmasta IP ei sisällä viritysvirtaa, koska tiedämme periaatteesta, että heräteosaa ei voi siirtää. Herätys- tai viritysvirta tarjoaa vain edellytykset energian siirtämiselle, ja itse kuorma ottaa aktiivisesti energiaa.
Häviö huomioimatta syöttöteho ja lähtöteho ovat samat, eikä energiaa tarvitse varastoida magneettikenttään. Muuntaja on energiansiirtolaite, ei energian varastointilaite. Varsinaisessa muuntajassa käytetään korkean magneettisen läpäisevyyden materiaaleja lisäämään viritysinduktanssia viritysvirran vähentämiseksi. Herätysvirran pienentämisen tarkoituksena on vähentää kuparihäviöitä ja magneettihäviöitä.
4. Heijastunut impedanssi
Tiedämme selvästi, että vain toisiokäämillä on todellinen kuormitus ja ensiöpuolella ei varsinaista kuormaa, mutta kun kuorma on kytketty, ensiöpuolella on virtaa ja jännitettä, mikä muodostaa vastaavan impedanssiilmiön.
Kaavio muuntajan ensiöheijastuneesta impedanssista
Kun lähtö on kuormitettu, kuorma vie energiaa muuntajan läpi ja tulovirta kasvaa vastaavasti.
Korostetaan, että muuntaja on energiansiirtokomponentti. Vain viritys- tai viritysvirta aiheuttaa energian varastoinnin, jota ei voida siirtää toisiopuolelle kuorman käyttöön. Kun muuntaja on kuormitettu, toisiovirta eli kuormitusvirran synnyttämä magnetomotorinen voima on demagnetoiva magnetomotorinen voima. Viritys on perusta energiansiirron varmistamiselle. Ilman sitä toisiojännitettä ei enää ole, energiansiirrosta puhumattakaan.
Toimintaperiaate määrää, että kuorma ei voi vaatia viritysenergiaa kuorman käyttöön, joten muuntajan ensiökää on nollattava magneettisesti. Magneettinen nollaus on prosessi, jossa aktiivisesti vapautetaan energiaa ensisijaisen viritysinduktanssin avulla, mutta se ei anna sitä kuormalle, vaan vapauttaa sen siihen fyysisesti liitetyn polun kautta. Koska sydänliitäntä on induktiivinen kytkentä, on viritysvirta muuntajan toiminnan perusta. Miten muuntaja voi ilman sitä luoda suhteen kahden asian välille, jotka eivät ole fyysisesti yhteydessä toisiinsa?
5. Yhteenveto
Mutta energian suhteen muuntaja on passiivinen. Se ei vapauta aktiivisesti energiaa kuormaan. Sen sijaan toisiokäämiin kytketty kuorma vaatii energiaa lähteestä. Näyttää siltä, että muuntaja syöttää energiaa, mutta pitäisi olla selvää, että tätä energiaa ei varastoida muuntajaan. Sen sijaan ensiöpuoli toimittaa energiaa synkronisesti kuormituspyynnön perusteella kuorman sitä vaatiessa. Tämä tehdään synkronisesti.