Was sind die Verluste des Transformators?

Der magnetische Fluss der Transformator-Primärspule und der Sekundärspule ist gleich. Tatsächlich geht die Übertragung des Magnetfelds jedoch mit einem Verlust einher, der grob in die folgenden Situationen unterteilt werden kann:

1. Wirbelstromverlust

2.Hystereseverlust

3. Magnetischer Leckverlust

一. Wirbelstromverluste

Faraday sagte, dass ein sich änderndes Magnetfeld Elektrizität erzeugen kann, und Lenz sagte, dass diese Art von Elektrizität die Änderung des Magnetfelds behindern wird, das als Gegen-EMK bezeichnet wird.

Der Magnetkern des Transformators befindet sich in einem sich ändernden Magnetfeld, auf dem auch Elektrizität erzeugt wird, die viele kleine Wirbelströme zeigt. Dieses Phänomen wird als Wirbelstromeffekt (Wirbelstrom) bezeichnet.

Abbildung 1 - Wirbelstromphänomen (Wirbelstrom)

Wirbelstrom ist in einigen Situationen nützlich, z. B. basieren Induktionsherde für Haushaltsgeräte auf dem Prinzip des Wirbelstroms zum Erhitzen von Lebensmitteln. Dies führt jedoch zu einem Verlust des Transformators.

Um das Wirbelstromproblem zu lösen, gibt es zwei Ideen:

Zerlegen Sie den großen Magnetkern in eine große Anzahl kleiner Magnetkerne, wie z. B. Laminat, Pulver usw.;

Verwenden Sie hochohmige Materialien wie Ferritkeramik, Siliziumstahl und andere Materialien.

1. Laminierung

Für das&"G GG"; Typ oder&"日 GG"; Kerne vom Typ Transformator sind keine Einzylinder, sondern bestehen aus vielen Schichten magnetischer Chips. Zwischen dem Magnetchip und dem Magnetchip befindet sich eine Isolierung, wodurch der Wirbelstrom nur in einem sehr engen Bereich erzeugt werden kann (der Bereich ist senkrecht zum Magnetfeld). Da die Größe des Wirbelstroms proportional zur Fläche ist, kann dies den Wirbelstrom stark reduzieren. Und je dünner der Magnetchip ist, desto besser ist der Effekt.

Abbildung 2 - Transformator-Kernmonomer (links) vs. laminiert (rechts), wobei B das Magnetfeld und Rot den Wirbelstrom darstellt

Abbildung 3 - Der laminierte Kern des Transformators (GG "GG" /&"E + I GG" Schriftart)

2. Ferrit

Ferrit ist ein Keramikmaterial mit Eisenoxid als Hauptbestandteil. Die meisten Ferrite sind magnetische Materialien, aus denen Permanentmagnete (harte Ferrite) und Transformatorenkerne (weiche Ferrite) hergestellt werden. Der hohe spezifische Widerstand von Ferrit selbst kann das Phänomen des Wirbelstroms verringern.

二 .Hystereseverluste

Die sogenannte Hysterese bedeutet, dass die Magnetisierung einer Substanz nicht nur vom äußeren Magnetfeld&"zu diesem Zeitpunkt GG" abhängt, sondern auch vom Ergebnis von&"vor GG". Magnetisierung. Das heißt, sobald es magnetisiert ist, bleibt der Magnetismus bestehen. Zum Entmagnetisieren muss ein Magnetfeld in die entgegengesetzte Richtung angelegt werden.

Wir können die Hinweise aus der BH-Kurve sehen:

Das Symbol B bezieht sich auf die magnetische Flussdichte (Magnetic Flux Density), die in China auch als magnetische Induktionsintensität übersetzt wird. Ich denke, Ersteres ist genauer;

Das Symbol H bezieht sich auf die Magnetfeldstärke (Magnetisierungskraft), die die magnetomotorische Kraft pro Längeneinheit (oben beschrieben) ist, die als proportional zum durch die Spule fließenden Strom verstanden werden kann;

Abbildung 5-BH-Kurve

Der Evolutionsprozess ist:

Der Ursprung (a) der Koordinatenachse zeigt an, dass das Material nicht magnetisiert ist, und dann wird ein positiver Strom in die Spule eingegeben (die H-Achse ist positiv), das Material zeigt Magnetismus und der magnetische Fluss ist positiv (rot gepunktete Linie) );

Wenn der Strom bis zu einem gewissen Grad ansteigt, steigt der magnetische Fluss langsam an und tritt in den magnetischen Sättigungszustand (b) ein;

Wenn der Strom stoppt, kann die Substanz immer noch Magnetismus zeigen (c);

Der Magnetismus verschwindet nur durch Anlegen eines Rückstroms (d).

Im Transformator wird der Magnetkern wiederholt durch Wechselstrom magnetisiert. Wir hoffen, dass die magnetische Hysterese des Magnetkerns so gering wie möglich ist, da sonst mehr Energie für die Überwindung der Hysterese verschwendet wird.

三 .Leakage Magnetic Flux

Obwohl der Magnetkern eine hohe magnetische Permeabilität aufweist, gibt es immer einen Magnetfluss, der sich nicht entlang des Magnetkerns ausbreitet, und sie lecken nach außen, was als magnetische Leckage bezeichnet wird.

Abbildung 7 - Leckagefluss

Magnetische Leckage ist nicht an der Energieübertragung der magnetischen Kopplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule beteiligt. Sie sind wie Induktivitäten, die in einer Schaltung in Reihe geschaltet sind. Die Induktivität wirkt als Impedanz und erzeugt einen Spannungsabfall, sodass die tatsächliche Spannung am Transformator kleiner ist:

Abbildung 8 - Transformator-Ersatzschaltbild (vereinfachte Reihe von Induktivitäten)

Zusammenfassend haben wir das Verlustphänomen am Transformator erklärt. Wenn die Sekundärspule geöffnet ist, fließt ein kleiner Strom durch die Primärspule. Ein Teil dieses Stroms ist der Magnetisierungsstrom (Magnetisierungsstrom) und der andere Teil ist der durch den Verlust verursachte Strom (Core Loss Current). Die Summe der beiden wird als Erregerstrom (Erregerstrom) bezeichnet.

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