Això ha de començar amb la inductància oculta del transformador. El transformador s'ha de considerar un inductor, perquè com hem dit, tant l'inductor com el transformador tenen la forma d'una bobina al voltant d'un nucli magnètic.
La inductància del transformador és un nom basat en el principi electromagnètic, no un nom per a l'ús real.
El nom del transformador es basa en la finalitat del seu disseny, perquè transmet energia i canvia la tensió de sortida.
Tanmateix, una cosa que no es pot ignorar és que la bobina s'enrotlla al voltant del nucli magnètic (aquí estem parlant de l'inductor amb un nucli magnètic, per descomptat, també hi ha un inductor de nucli d'aire), que és l'inductor més comú. a la nostra font d'alimentació. Com que els bobinatges del transformador comparteixen el nucli magnètic, el circuit magnètic le, la secció transversal del flux magnètic Ae i la permeabilitat magnètica μ de les inductàncies de la bobina Np primària i Ns secundària Lp i Ls són iguals, la qual cosa significa que la resistència magnètica Rm del magnètic línies és el mateix, perquè la resistència magnètica descriu les característiques del nucli magnètic.
Primer entenem l'expressió de la resistència magnètica del nostre camp magnètic regular o circuit magnètic. Més endavant sabrem que també es deriva d'una base:
El recíproc de la resistència magnètica és la permeabilitat magnètica G. Aquest paràmetre també és el coeficient d'inductància AL que sovint veiem. Això ha de quedar clar
A la fórmula anterior, μ és la permeabilitat magnètica del material, que és la permeabilitat magnètica absoluta, le és el circuit magnètic equivalent i Ae és l'àrea de la secció transversal equivalent del nucli magnètic.
Com que el coeficient d'inductància o permeabilitat magnètica G és el mateix per al mateix nucli magnètic, la relació entre el nombre de voltes i la inductància és naturalment la següent expressió. Aquest és el nostre mètode molt comú per calcular el nombre de voltes utilitzant la inductància mesurada (esquerda el transformador d'altres dissenyadors).
Consell: recordeu que és la càrrega connectada secundària la que pren corrent a través del transformador, no el transformador que dóna corrent activament a la càrrega. El transformador transmet energia de manera passiva, de manera que això distingeix la diferència entre el transformador i l'inductor. L'inductor allibera energia a la càrrega i activament allibera energia a la càrrega. Per facilitar la comprensió, podeu dir que el transformador és un dispositiu passiu i l'inductor és un dispositiu actiu. Per descomptat, no ho entengueu com el concepte de "dispositiu passiu" i "dispositiu actiu" dels dispositius semiconductors.
En principi, quan el secundari del transformador està connectat a la càrrega, a causa del factor de càrrega, la tensió secundària us s'afegeix a la càrrega R per generar el corrent és (aquí considerem la càrrega com una resistència equivalent R, i el corrent surt del mateix extrem), i el corrent genera la força motriu magnètica Fs=is*Ns (el principi de la força electromotriu del circuit) a la bobina secundària Ns, i el flux magnètic generat és φ{ {1}}φs.
Recordeu la llei d'Ohm al circuit magnètic? El quocient de la força motriu magnètica (NI, el producte del nombre de voltes i el corrent) i la resistència magnètica és el flux magnètic. La derivació d'aquesta fórmula també és molt senzilla. El principi bàsic és el teorema del circuit Ampere (la connexió entre el corrent i el camp magnètic). A la fórmula, Rm és la resistència magnètica i G és la permeància magnètica. Aquesta és una constant en el mateix nucli magnètic.
El flux magnètic φ22 causat per la càrrega és oposat al flux magnètic φ11 generat per la bobina primària causada pel corrent de càrrega. Això és el que ens diu la llei de Lenz. En essència, el flux magnètic generat per la bobina secundària s'ha d'equilibrar amb la bobina primària, excepte el flux magnètic d'excitació. Això també es pot veure a partir de l'expressió de força magnetomotriu anterior. A la figura següent, fem servir línies de força magnètiques de diferents colors per representar-la.
Després de la càrrega, el flux magnètic primari és la suma del flux magnètic del corrent d'excitació sense càrrega φ1 i el flux magnètic φ11 causat per la càrrega, i els dos tenen la mateixa direcció.
Fixeu-vos en l'escriptura del símbol phi de flux magnètic, que es pot deformar a causa del reconeixement de l'editor.
El flux magnètic d'excitació és una condició necessària per establir la conversió electromagnètica. Al mateix temps, es pot veure que el corrent primari entra pel mateix extrem i el secundari flueix pel mateix extrem, la qual cosa només manté l'energia dins i fora, i també es pot dir que això manté l'equilibri magnètic. (no es pot acumular, l'acumulació significa que el nucli del transformador està saturat després d'un temps determinat).
Per contra, podem conèixer fàcilment la relació entre els corrents primaris i secundaris del transformador mitjançant l'expressió de la força magnetomotriu. D'aquesta manera s'obté la relació inversa.
A partir d'aquesta fórmula, es pot veure que el transformador és una funció de flux de corrent variable del secundari al primari, i el corrent variable és el resultat de la presa d'energia del secundari.
Des del punt de vista de la potència, la IP aquí no inclou el corrent d'excitació, perquè sabem pel principi que la part d'excitació no es pot transmetre. L'excitació o corrent d'excitació només proporciona les condicions per a la transmissió d'energia, i la càrrega mateixa pren energia activament.
Ignorant la pèrdua, la potència d'entrada i la potència de sortida són iguals i no cal emmagatzemar energia al camp magnètic. El transformador és un dispositiu de transmissió d'energia, no un dispositiu d'emmagatzematge d'energia. En el transformador real, s'utilitzen materials d'alta permeabilitat magnètica per augmentar la inductància d'excitació per reduir el corrent d'excitació. L'objectiu de reduir el corrent d'excitació és reduir la pèrdua de coure i la pèrdua magnètica.
4. Impedància reflectida
Sabem clarament que només la bobina secundària té una càrrega real i que el costat primari no té càrrega real, però quan la càrrega està connectada, hi ha corrent i tensió al costat primari, la qual cosa constitueix un fenomen d'impedància equivalent.
Diagrama esquemàtic de la impedància reflectida del primari del transformador
Quan es carrega la sortida, la càrrega pren energia a través del transformador i el corrent d'entrada augmentarà en conseqüència.
Es destaca que el transformador és un component de transmissió d'energia. Només l'excitació o el corrent d'excitació provoca l'emmagatzematge d'energia, que no es pot transmetre al costat secundari perquè la càrrega l'utilitzi. Quan el transformador està carregat, el corrent secundari, és a dir, la força magnetomotriu generada pel corrent de càrrega, és la força magnetomotriu desmagnetitzadora. L'excitació és la base per garantir la transmissió d'energia. Sense ell, la tensió secundària ja no existirà, i molt menys la transmissió d'energia.
El principi de funcionament determina que la càrrega no pot exigir energia d'excitació per utilitzar-la, de manera que la bobina primària del transformador s'ha de restablir magnèticament. El reinici magnètic és el procés d'alliberament d'energia activament mitjançant la inductància d'excitació primària, però no la dóna a la càrrega, sinó alliberar-la a través d'un camí que hi està físicament connectat. Com que la connexió del nucli és una connexió inductiva, el corrent d'excitació és la base per al funcionament del transformador. Sense ell, com pot el transformador establir una relació entre dues coses que no estan connectades físicament?
5. Resum
Però pel que fa a l'energia, el transformador és passiu. No alliberarà activament energia a la càrrega. En canvi, la càrrega connectada a la bobina secundària requerirà energia de la font. Sembla que el transformador està subministrant energia, però ha de quedar clar que aquesta energia no s'emmagatzema al transformador. En canvi, el costat primari subministra energia de manera sincrònica en resposta a la sol·licitud de càrrega mentre la càrrega la demana. Això es fa de manera sincrònica.