Dit moet beginnen met de verborgen inductie van de transformator. De transformator moet worden beschouwd als een inductor, omdat zoals we al zeiden, zowel de inductor als de transformator de vorm hebben van een spoel rond een magnetische kern.
De inductie van de transformator is een naam die gebaseerd is op het elektromagnetische principe, en niet een naam die daadwerkelijk gebruikt wordt.
De naam van de transformator is gebaseerd op het doel van het ontwerp: het transporteert energie en verandert de uitgangsspanning.
Echter, één ding dat niet genegeerd kan worden is dat de spoel gewikkeld is rond de magnetische kern (hier hebben we het over de inductor met een magnetische kern, er is natuurlijk ook een luchtkern-inductor), wat de meest voorkomende inductor is in onze voeding. Aangezien de transformatorwikkelingen de magnetische kern delen, zijn het magnetische circuit le, de magnetische fluxdoorsnede Ae en de magnetische permeabiliteit μ van de primaire Np en secundaire Ns spoelinductanties Lp en Ls hetzelfde, wat betekent dat de magnetische weerstand Rm van de magnetische lijnen hetzelfde is, omdat de magnetische weerstand de kenmerken van de magnetische kern beschrijft.
Laten we eerst de uitdrukking van magnetische weerstand van ons reguliere magnetische veld of magnetische circuit begrijpen. Later zullen we weten dat het ook is afgeleid van een basis:
De reciproque van magnetische weerstand is magnetische permeabiliteit G. Deze parameter is ook de inductantiecoëfficiënt AL die we vaak zien. Dit moet duidelijk zijn
In de bovenstaande formule is μ de magnetische permeabiliteit van het materiaal, wat de absolute magnetische permeabiliteit is, le is het equivalente magnetische circuit en Ae is de equivalente dwarsdoorsnede van de magnetische kern.
Omdat de inductantiecoëfficiënt of magnetische permeabiliteit G hetzelfde is voor dezelfde magnetische kern, is de relatie tussen het aantal windingen en de inductantie vanzelfsprekend de volgende uitdrukking. Dit is onze zeer gebruikelijke methode om het aantal windingen te berekenen met behulp van de gemeten inductantie (het kraken van de transformator van andere ontwerpers).
Tip: Onthoud dat het de secundaire aangesloten belasting is die stroom door de transformator neemt, niet de transformator die actief stroom aan de belasting geeft. De transformator zendt passief energie uit, dus dit onderscheidt het verschil tussen de transformator en de inductor. De inductor geeft energie af aan de belasting en geeft actief energie af aan de belasting. Voor een eenvoudig begrip kun je zeggen dat de transformator een passief apparaat is en de inductor een actief apparaat. Begrijp het natuurlijk niet als het concept van "passief apparaat" en "actief apparaat" van halfgeleiderapparaten.
Principe, wanneer de secundaire wikkeling van de transformator is aangesloten op de belasting, wordt vanwege de belastingsfactor de secundaire spanning us toegevoegd aan de belasting R om de stroom is te genereren (hier beschouwen we de belasting als een equivalente weerstand R, en de stroom vloeit uit hetzelfde uiteinde), en de stroom is genereert de magnetische aandrijfkracht Fs=is*Ns (het principe van de elektromotorische kracht in het circuit) in de secundaire spoel Ns, en de gegenereerde magnetische flux is φ22=φs.
Herinnert u zich de wet van Ohm in het magnetische circuit? Het quotiënt van de magnetische aandrijfkracht (NI, het product van het aantal windingen en de stroom) en de magnetische weerstand is de magnetische flux. De afleiding van deze formule is ook heel eenvoudig. Het basisprincipe is de Ampère-circuitstelling (het verband tussen stroom en magnetisch veld). In de formule is Rm de magnetische weerstand en G de magnetische permeantie. Dit is een constante in dezelfde magnetische kern.
De magnetische flux φ22 veroorzaakt door de belasting is tegengesteld aan de magnetische flux φ11 gegenereerd door de primaire spoel veroorzaakt door de belastingstroom. Dit is wat de wet van Lenz ons vertelt. In essentie moet de magnetische flux gegenereerd door de secundaire spoel in evenwicht zijn met de primaire spoel, behalve de excitatiemagnetische flux. Dit is ook te zien aan de bovenstaande magnetomotive krachtuitdrukking. In de onderstaande afbeelding gebruiken we magnetische krachtlijnen van verschillende kleuren om het weer te geven.
Na belasting is de primaire magnetische flux de som van de magnetische flux φ1 van de onbelaste excitatiestroom en de magnetische flux φ11 veroorzaakt door de belasting. Beide hebben dezelfde richting.
Let op de schrijfwijze van het phi-symbool voor de magnetische flux. Deze kan vervormd zijn door herkenning door de editor.
De exciterende magnetische flux is een noodzakelijke voorwaarde voor het tot stand brengen van elektromagnetische conversie. Tegelijkertijd is te zien dat de primaire stroom van hetzelfde uiteinde naar binnen stroomt en de secundaire stroom van hetzelfde uiteinde naar buiten stroomt, wat de energie gewoon in en uit houdt, en het kan ook worden gezegd dat dit de magnetische balans in stand houdt (kan niet accumuleren, accumulatie betekent dat de transformatorkern na een bepaalde tijd verzadigd is).
Integendeel, we kunnen de verhouding van de primaire en secundaire stromen van de transformator eenvoudig weten door de magnetomotive force-uitdrukking te gebruiken. De omgekeerde relatie wordt op deze manier verkregen.
Uit deze formule blijkt dat de transformator een variabele stroomfunctie heeft van de secundaire naar de primaire wikkeling, en dat de variabele stroom het resultaat is van het feit dat de secundaire wikkeling energie opneemt.
Vanuit het vermogensoogpunt omvat de IP hier niet de excitatiestroom, omdat we uit het principe weten dat het excitatiedeel niet kan worden overgedragen. De excitatie of excitatiestroom biedt alleen de voorwaarden voor energieoverdracht, en de belasting zelf neemt actief energie op.
Als we het verlies negeren, zijn het ingangsvermogen en uitgangsvermogen gelijk en is er geen noodzaak om energie op te slaan in het magnetische veld. De transformator is een energietransmissieapparaat, geen energieopslagapparaat. In de eigenlijke transformator worden materialen met een hoge magnetische permeabiliteit gebruikt om de excitatie-inductantie te verhogen om de excitatiestroom te verminderen. Het doel van het verminderen van de excitatiestroom is om koperverlies en magnetisch verlies te verminderen.
4. Gereflecteerde impedantie
We weten duidelijk dat alleen de secundaire spoel een werkelijke belasting heeft en dat de primaire zijde geen werkelijke belasting heeft. Wanneer de belasting echter is aangesloten, is er stroom en spanning op de primaire zijde, wat een equivalent impedantieverschijnsel vormt.
Schematisch diagram van de primaire gereflecteerde impedantie van de transformator
Wanneer de uitgang belast wordt, neemt de belasting energie op via de transformator en zal de ingangsstroom dienovereenkomstig toenemen.
Er wordt benadrukt dat de transformator een energietransmissiecomponent is. Alleen de excitatie- of excitatiestroom veroorzaakt energieopslag, die niet naar de secundaire zijde kan worden overgedragen voor gebruik door de belasting. Wanneer de transformator wordt belast, is de secundaire stroom, dat wil zeggen de magnetomotive kracht die door de belastingstroom wordt gegenereerd, de demagnetiserende magnetomotive kracht. Excitatie is de basis voor het verzekeren van energietransmissie. Zonder deze zal de secundaire spanning niet meer bestaan, laat staan energietransmissie.
Het werkprincipe bepaalt dat de belasting geen excitatie-energie kan eisen voor de belasting om te gebruiken, dus de primaire spoel van de transformator moet magnetisch worden gereset. Magnetische reset is het proces van het actief vrijgeven van energie door de primaire excitatie-inductantie, maar het geeft het niet aan de belasting, maar om het vrij te geven via een pad dat er fysiek mee is verbonden. Omdat de kernverbinding een inductieve verbinding is, is de excitatiestroom de basis voor de werking van de transformator. Hoe kan de transformator zonder deze een relatie tot stand brengen tussen twee dingen die niet fysiek met elkaar zijn verbonden?
5. Samenvatting
Maar qua energie is de transformator passief. Hij zal geen energie actief afgeven aan de belasting. In plaats daarvan zal de belasting die is aangesloten op de secundaire spoel energie vragen van de bron. Het lijkt erop dat de transformator energie levert, maar het zou duidelijk moeten zijn dat deze energie niet in de transformator wordt opgeslagen. In plaats daarvan levert de primaire zijde synchroon energie als reactie op de belastingaanvraag terwijl de belasting erom vraagt. Dit gebeurt synchroon.