Wie funktioniert der Leistungstransformator? Viele Hersteller elektronischer Komponenten sind verwirrt!

Heute stellt die Nanfang Electrical Components Factory das Funktionsprinzip des Leistungstransformators vor!

Was ist ein Leistungstransformator?

Ein Leistungstransformator ist ein spezieller Transformator mit einem gemeinsamen Spulensatz für Ausgang und Eingang. Die Aufwärts- und Abwärtstransformierung erfolgt über unterschiedliche Abgriffe. Der Teil der Abgriffspannung, der kleiner ist als die gemeinsame Induktivität, wird reduziert. Die Abgriffspannung ist höher als die der gemeinsamen Spule. Der Leistungstransformator arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Der verwendete Wechselstrom erzeugt durch die Spule N ein Magnetfeld, und neben der Spule N befindet sich eine Spule M. Da das von der Spule N erzeugte Magnetfeld nicht konstant ist, ändert es sich mit der Stromänderung. Die Änderung des Magnetfelds bewirkt, dass in der Spule M ein entsprechender Strom erzeugt wird, und die Frequenz der Spule M ändert die Frequenz der Spule M entsprechend dem unterschiedlichen Windungsverhältnis der Spulen N und M. Viele Leistungstransformatoren werden mittlerweile zu Einzelspulen (sogenannten Spartransformatoren), und die Prinzipien sind im Grunde dieselben.

Funktionsprinzip, Funktion und Verlustleistung des Leistungstransformators:

Ein Spartransformator ist ein Transformator mit nur einer Wicklung. Bei Verwendung als Abwärtstransformator wird ein Teil der Windungen als Sekundärwicklung aus den Wicklungen gezogen. Bei Verwendung als Aufwärtstransformator wird die angelegte Spannung nur an den Wicklungsteil angelegt, der die Wicklungen einschaltet. Im Allgemeinen wird der Teil der Wicklung, der sowohl zur Primär- als auch zur Sekundärwicklung gehört, als gemeinsame Wicklung bezeichnet, und der Rest des Spartransformators wird als Reihenwicklung bezeichnet. Verglichen mit herkömmlichen Transformatoren ist der Spartransformator bei gleicher Kapazität nicht nur klein, sondern auch hocheffizient. Je größer die Kapazität, desto höher die Spannung. Dieser Vorteil ist noch deutlicher. Mit der Weiterentwicklung des Stromnetzes, der Verbesserung des Spannungsniveaus und der Erhöhung der Übertragungskapazität wird der autarke Transformator daher aufgrund seiner großen Kapazität, geringen Verluste und niedrigen Kosten immer häufiger eingesetzt.

Drittens die Funktion des Leistungstransformators:

Leistungstransformatoren sind nicht nur klein, sondern unterscheiden sich auch fließend ineinander. Die Stromversorgung eines 60-Hz-Stromnetzes ist im Allgemeinen sehr groß. Sie kann die Größe eines halben Kontinents abdecken. Die Leistungsbegrenzung elektronischer Geräte wird üblicherweise durch die Gleichrichtungs-, Verstärkungs- und andere Systemkomponenten begrenzt. Einige davon verstärken die Leistung. Verglichen mit der Stromerzeugungskapazität von Stromversorgungssystemen gehören sie jedoch immer noch zu den Kleinleistungstransformatoren. Transformatoren werden in verschiedenen elektronischen Geräten häufig aus folgenden Gründen eingesetzt: um unterschiedliche Spannungspegel bereitzustellen und so den normalen Betrieb des Systems sicherzustellen; um Teile im System, die mit unterschiedlichen Potentialen betrieben werden, galvanisch zu isolieren; um Wechselstrom mit hoher Impedanz und Gleichstrom mit niedriger Impedanz zu versorgen; um Wellenform und Frequenzgang bei unterschiedlichen Potentialen aufrechtzuerhalten oder zu verändern.

Das Grundprinzip ist das Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Am Beispiel eines einphasigen Doppelwicklungstransformators wird das grundlegende Funktionsprinzip erläutert: Wenn an die Primärwicklung eine Spannung ú1 angelegt wird, fließt ein Strom í1 und im Kern wird ein wechselnder magnetischer Fluss erzeugt. Diese magnetischen Flüsse werden als Hauptmagnetflüsse bezeichnet.

Die Wicklungen induzieren jeweils die Potentiale é1 und é2. Die Formel für das induzierte Potential lautet: E = 4,44fN? M, wobei: E – Effektivwert des induzierten Potentials f – Frequenz N – Windungszahl? M – Spitze des Hauptmagnetflusses durch die Sekundärwicklung. Im Gegensatz zur Windungszahl der Primärwicklung sind auch die Beträge der induzierten Potentiale E1 und E2 unterschiedlich.

Wenn der Spannungsabfall an der inneren Impedanz weggelassen wird, sind die Spannungen ú1 und ú2 unterschiedlich groß. Bei unbelasteter Sekundärseite des Transformators fließt auf der Primärseite nur der Hauptflussstrom (í0). Dieser Strom wird als Erregerstrom bezeichnet. Wenn der Laststrom í2 durch die Sekundärlast fließt, tritt er auch im Eisenkern auf.

Der magnetische Fluss versucht, den Hauptmagnetfluss zu ändern. Bei konstanter Spannung bleibt der Hauptmagnetfluss jedoch konstant. Auf der Primärseite fließen zwei Stromanteile, einer ist der Erregerstrom í0 und der andere dient zum Ausgleich von í2. Der Strom dieses Anteils ändert sich also mit der Änderung von í2. Multipliziert man den Strom mit der Anzahl der Windungen, erhält man das magnetische Potenzial.

Viertens die Wärmequelle des Leistungstransformators:

Die Hauptwärmequellen von Leistungstransformatoren sind Kupferverlust und Eisenverlust. Diese beiden Phänomene führen auch zu einem höheren Leistungsverlust des Leistungstransformators. Der Temperaturanstieg des Transformators wird daher hauptsächlich durch Eisen- und Kupferverluste verursacht. Da der Leistungstransformator Eisen- und Kupferverluste aufweist, ist seine Ausgangsleistung stets geringer als die Eingangsleistung. Daher führen wir einen Effizienzparameter ein, um dies zu beschreiben: η = Ausgangsleistung / Eingangsleistung.

Hier sind einige Antworten der Ingenieure der Changzhou Nanfang Electrical Component Factory zum Funktionsprinzip von Leistungstransformatoren! Es ist wichtig, jedes Detail zu verstehen! Ich hoffe, dass ich Induktorherstellern helfen kann.