Принцип работы и пример моделирования силового трансформатора

Что такое трансформатор?

Проектирование источника питания является неизбежной проблемой при разработке современного аппаратного обеспечения. В предыдущей статье мы обсудили несколько типов преобразователей постоянного тока. Сегодня мы рассмотрим еще одну схему повышения понижающего напряжения с низкими потерями: трансформаторы.

Трансформатор — это электромагнитный компонент цепи, используемый для изменения переменного напряжения. Он может преобразовывать одно переменное напряжение в другое посредством электромагнитного преобразования, сохраняя при этом мощность практически неизменной.

Применение трансформаторов

В энергосистеме широко используются трансформаторы для повышения или понижения напряжения. Его можно использовать для электрической изоляции, что значительно повышает безопасность системы и снижает риск поражения электрическим током; Использование трансформаторов также обеспечивает разделение системы заземления, что позволяет эффективно подавлять синфазный шум; Предусмотрена изоляция постоянного тока для защиты чувствительных цепей; Одновременное достижение преобразования напряжения и согласования импеданса при изоляции; Ограничение масштабов распространения неисправностей и повышение надежности системы; Улучшенная электромагнитная совместимость, помогающая удовлетворить требования ЭМС; Поддержка нескольких обмоточных приложений и адаптация к сложным системным требованиям; Его также можно использовать для специальных применений, таких как соединение сигналов, регулировка фазы и подавление гармоник. Эти преимущества делают трансформаторы незаменимым ключевым компонентом в таких областях, как энергетика, промышленность, здравоохранение и связь, обеспечивая надежные гарантии безопасности, эффективности и надежности современных электрических систем и в значительной степени способствуя развитию современных энергетических систем.

Принцип работы трансформатора

Принцип работы трансформаторов основан на законе электромагнитной индукции. Его электромагнитная структура состоит из двух или более катушек, намотанных на один и тот же железный сердечник. В практических конструкциях между обмотками и между обмотками и железными сердечниками, а также между корпусом и системой охлаждения будут использоваться изоляционные материалы.

Когда переменный ток проходит через первичную катушку, в железном сердечнике создается переменное магнитное поле. Это переменное магнитное поле будет индуцировать напряжение во вторичной катушке. Регулируя соотношение витков первичной и вторичной катушек, можно получить разные выходные напряжения. Обычно трансформаторы имеют более одной цепи, например, однофазные трансформаторы имеют две цепи, а трехфазные — шесть цепей.

Железные сердечники и материалы обмоток разных трансформаторов сильно различаются. PowerExpert от Julin Technology поддерживает простую и гибкую конструкцию трансформаторов по индивидуальному заказу. Пользовательские трансформаторы могут быть построены с использованием устройств намотки, сердечника или нелинейного сердечника и устройств связывания обмоток (K_Magnatic). Идеальный магнитный сердечник поддерживает настройку магнитной проницаемости, площади поперечного сечения и длины, а нелинейный магнитный сердечник поддерживает настройку параметров формы, константы изгиба магнитной доменной стенки, коэффициента гистерезисных потерь, интенсивности намагниченности насыщения и других коэффициентов. Магнитопровод и обмотка привязываются к одному и тому же трансформатору посредством устройств связывания обмоток.

Создайте простой индивидуальный трансформатор с помощью программного обеспечения PowerExpert, в котором обмотка имеет 5 и 10 витков, как показано на следующем рисунке:

Выполните переходное моделирование, и полученные результаты моделирования показаны на следующем рисунке: