Dette skal starte med transformatorens skjulte induktans. Transformatoren skal betragtes som en induktor, for som sagt er både induktoren og transformeren i form af en spole omkring en magnetisk kerne.
Transformatorens induktans er et navn baseret på det elektromagnetiske princip, ikke et navn til faktisk brug.
Navnet på transformeren er baseret på formålet med dens design, fordi den transmitterer energi og ændrer udgangsspændingen.
En ting der dog ikke kan ignoreres er, at spolen er viklet rundt om magnetkernen (her taler vi om induktoren med en magnetisk kerne, der er selvfølgelig også en luftkerneinduktor), som er den mest almindelige induktor i vores strømforsyning. Da transformatorviklingerne deler den magnetiske kerne, er magnetkredsløbet le, magnetisk fluxtværsnit Ae og magnetisk permeabilitet μ af de primære Np og sekundære Ns spoleinduktanser Lp og Ls de samme, hvilket betyder, at den magnetiske modstand Rm af den magnetiske linjer er det samme, fordi den magnetiske modstand beskriver egenskaberne for den magnetiske kerne.
Lad os først forstå udtrykket af magnetisk modstand i vores almindelige magnetfelt eller magnetiske kredsløb. Senere vil vi vide, at det også er afledt af et grundlag:
Det reciproke af magnetiske modstand er magnetisk permeabilitet G. Denne parameter er også induktanskoefficienten AL, som vi ofte ser. Dette skal være klart
I ovenstående formel er μ materialets magnetiske permeabilitet, som er den absolutte magnetiske permeabilitet, le er det ækvivalente magnetiske kredsløb, og Ae er det ækvivalente tværsnitsareal af den magnetiske kerne
Da induktanskoefficienten eller den magnetiske permeabilitet G er den samme for den samme magnetiske kerne, er forholdet mellem antallet af vindinger og induktansen naturligvis følgende udtryk. Dette er vores meget almindelige metode til at beregne antallet af omdrejninger ved hjælp af den målte induktans (knækker transformeren af andre designere).
Tip: Husk, det er den sekundære tilsluttede belastning, der tager strøm gennem transformeren, ikke transformeren, der aktivt giver strøm til belastningen. Transformatoren transmitterer passivt energi, så dette skelner forskellen mellem transformeren og induktoren. Induktoren frigiver energi til belastningen og frigiver aktivt energi til belastningen. For nem forståelse kan du sige, at transformeren er en passiv enhed, og induktoren er en aktiv enhed. Selvfølgelig skal du ikke forstå det som begrebet "passiv enhed" og "aktiv enhed" af halvlederenheder.
Princip, når transformatorens sekundære er forbundet til belastningen, på grund af belastningsfaktoren, tilføjes den sekundære spænding us til belastningen R for at generere strømmen er (her betragter vi belastningen som en ækvivalent modstand R, og strømmen strømmer ud fra samme ende), og strømmen genererer den magnetiske drivkraft Fs=is*Ns (princippet om elektromotorisk kraft i kredsløbet) i den sekundære spole Ns, og den genererede magnetiske flux er φ{ {1}}φs.
Husker du Ohms lov i det magnetiske kredsløb? Kvotienten af den magnetiske drivkraft (NI, produktet af antallet af vindinger og strømmen) og den magnetiske modstand er den magnetiske flux. Udledningen af denne formel er også meget enkel. Grundprincippet er Ampere kredsløbssætningen (forbindelsen mellem strøm og magnetfelt). I formlen er Rm den magnetiske modstand, og G er den magnetiske permeans. Dette er en konstant i den samme magnetiske kerne.
Den magnetiske flux φ22 forårsaget af belastningen er modsat den magnetiske flux φ11 genereret af primærspolen forårsaget af belastningsstrømmen. Dette er, hvad Lenz' lov fortæller os. I det væsentlige skal den magnetiske flux genereret af den sekundære spole være afbalanceret med den primære spole bortset fra den magnetiske excitationsflux. Dette kan også ses ud fra ovenstående magnetomotoriske kraftudtryk. I figuren nedenfor bruger vi magnetiske kraftlinjer i forskellige farver til at repræsentere det.
Efter belastning er den primære magnetiske flux summen af den ubelastede magnetiske flux φ1 og den magnetiske flux φ11 forårsaget af belastningen, og de to har samme retning.
Vær opmærksom på skrivningen af det magnetiske flux phi-symbol, som kan blive deformeret på grund af editorens genkendelse.
Den magnetiske excitationsflux er en nødvendig betingelse for at etablere elektromagnetisk omdannelse. Samtidig kan det ses, at primærstrømmen løber ind fra samme ende og sekundærstrømmen løber ud fra samme ende, hvilket bare holder energien ind og ud, og man kan også sige, at dette holder magnetisk balance (kan ikke akkumuleres, akkumulering betyder at transformatorkernen er mættet efter en vis tid).
Tværtimod kan vi nemt kende forholdet mellem transformatorens primære og sekundære strømme ved at bruge det magnetomotoriske kraftudtryk. Det omvendte forhold opnås på denne måde.
Ud fra denne formel kan det ses, at transformeren er en variabel strømstrømsfunktion fra den sekundære til den primære, og den variable strøm er resultatet af den sekundære, der tager energi.
Fra et power-synspunkt inkluderer IP'en her ikke excitationsstrømmen, fordi vi ved fra princippet, at excitationsdelen ikke kan transmitteres. Excitations- eller excitationsstrømmen giver kun betingelserne for energitransmission, og selve belastningen tager aktivt energi.
Når man ignorerer tabet, er indgangseffekten og udgangseffekten ens, og der er ingen grund til at lagre energi i magnetfeltet. Transformatoren er en energitransmissionsenhed, ikke en energilagringsenhed. I selve transformeren bruges materialer med høj magnetisk permeabilitet til at øge excitationsinduktansen for at reducere excitationsstrømmen. Formålet med at reducere excitationsstrømmen er at reducere kobbertab og magnetisk tab.
4. Reflekteret impedans
Vi ved klart, at det kun er sekundærspolen, der har en faktisk belastning, og den primære side har ingen egentlig belastning, men når belastningen er tilsluttet, er der strøm og spænding på primærsiden, hvilket udgør et ækvivalent impedansfænomen.
Skematisk diagram af transformerens primære reflekterede impedans
Når udgangen er belastet, tager belastningen energi gennem transformeren, og indgangsstrømmen vil stige tilsvarende.
Det understreges, at transformeren er en energitransmissionskomponent. Kun excitationen eller exciteringsstrømmen forårsager energilagring, som ikke kan overføres til den sekundære side for belastningen at bruge. Når transformeren er belastet, er den sekundære strøm, det vil sige den magnetomotoriske kraft, der genereres af belastningsstrømmen, den afmagnetiserende magnetomotoriske kraft. Excitation er grundlaget for at sikre energitransmission. Uden den vil den sekundære spænding ikke længere eksistere, endsige energitransmission.
Arbejdsprincippet bestemmer, at belastningen ikke kan kræve excitationsenergi for belastningen at bruge, så transformatorens primærspole skal magnetisk nulstilles. Magnetisk nulstilling er processen med aktivt at frigive energi ved den primære excitationsinduktans, men den giver den ikke til belastningen, men frigiver den gennem en sti, der er fysisk forbundet med den. Da kerneforbindelsen er en induktiv forbindelse, er magnetiseringsstrømmen grundlaget for driften af transformeren. Hvordan kan transformeren uden den etablere et forhold mellem to ting, der ikke er fysisk forbundet?
5. Sammenfatning
Men energimæssigt er transformatoren passiv. Det vil ikke aktivt frigive energi til lasten. I stedet vil belastningen forbundet med den sekundære spole kræve energi fra kilden. Det ser ud til, at transformeren leverer energi, men det skal være klart, at denne energi ikke er lagret i transformeren. I stedet leverer den primære side energi synkront som svar på belastningsanmodningen, mens belastningen kræver det. Dette gøres synkront.