Πρώτα απ 'όλα, σχετικά με το αν μπορεί να αποθηκευτεί ενέργεια, ας δούμε τη διαφορά μεταξύ ιδανικών μετασχηματιστών και μετασχηματιστών πραγματικής λειτουργίας:
1. Ορισμός και χαρακτηριστικά ιδανικών μετασχηματιστών
Συνήθεις μέθοδοι σχεδίασης ιδανικών μετασχηματιστών
Ένας ιδανικός μετασχηματιστής είναι ένα εξιδανικευμένο στοιχείο κυκλώματος. Υποθέτει: καμία μαγνητική διαρροή, καμία απώλεια χαλκού και απώλεια σιδήρου και άπειρους συντελεστές αυτοεπαγωγής και αμοιβαίας επαγωγής και δεν αλλάζει με το χρόνο. Σύμφωνα με αυτές τις παραδοχές, ο ιδανικός μετασχηματιστής πραγματοποιεί μόνο τη μετατροπή τάσης και ρεύματος, χωρίς να περιλαμβάνει αποθήκευση ενέργειας ή κατανάλωση ενέργειας, αλλά μεταφέρει μόνο την ηλεκτρική ενέργεια εισόδου στο άκρο εξόδου.
Επειδή δεν υπάρχει μαγνητική διαρροή, το μαγνητικό πεδίο του ιδανικού μετασχηματιστή περιορίζεται πλήρως στον πυρήνα και δεν παράγεται ενέργεια μαγνητικού πεδίου στον περιβάλλοντα χώρο. Ταυτόχρονα, η απουσία απώλειας χαλκού και σιδήρου σημαίνει ότι ο μετασχηματιστής δεν θα μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμότητα ή άλλες μορφές απώλειας ενέργειας κατά τη λειτουργία, ούτε θα αποθηκεύσει ενέργεια.
Σύμφωνα με το περιεχόμενο των “Circuit Principles”: Όταν ένας μετασχηματιστής με πυρήνα σιδήρου λειτουργεί σε έναν ακόρεστο πυρήνα, η μαγνητική του διαπερατότητα είναι μεγάλη, επομένως η επαγωγή είναι μεγάλη και η απώλεια πυρήνα είναι αμελητέα, μπορεί να θεωρηθεί περίπου ως ιδανικό μετασχηματιστής.
Ας δούμε ξανά το συμπέρασμά του. «Σε έναν ιδανικό μετασχηματιστή, η ισχύς που απορροφάται από το πρωτεύον τύλιγμα είναι u1i1, και η ισχύς που απορροφάται από το δευτερεύον τύλιγμα είναι u2i2=-u1i1, δηλαδή, η ισχύς εισόδου στην κύρια πλευρά του μετασχηματιστή εξάγεται στο φορτίο μέσω του δευτερεύουσα πλευρά. Η συνολική ισχύς που απορροφάται από τον μετασχηματιστή είναι μηδέν, επομένως ο ιδανικός μετασχηματιστής είναι ένα εξάρτημα που δεν αποθηκεύει ενέργεια ούτε καταναλώνει ενέργεια.
” Φυσικά, κάποιοι φίλοι είπαν επίσης ότι στο κύκλωμα flyback, ο μετασχηματιστής μπορεί να αποθηκεύσει ενέργεια. Στην πραγματικότητα, έλεγξα τις πληροφορίες και διαπίστωσα ότι ο μετασχηματιστής εξόδου του έχει τη λειτουργία αποθήκευσης ενέργειας εκτός από την επίτευξη ηλεκτρικής απομόνωσης και αντιστοίχισης τάσης.Το πρώτο είναι η ιδιότητα του μετασχηματιστή και το δεύτερο είναι η ιδιότητα του επαγωγέα.Επομένως, μερικοί άνθρωποι τον αποκαλούν μετασχηματιστή επαγωγέα, πράγμα που σημαίνει ότι η αποθήκευση ενέργειας είναι στην πραγματικότητα η ιδιότητα του επαγωγέα.
2. Χαρακτηριστικά μετασχηματιστών σε πραγματική λειτουργία
Υπάρχει ένα ορισμένο ποσό αποθήκευσης ενέργειας στην πραγματική λειτουργία. Στους πραγματικούς μετασχηματιστές, λόγω παραγόντων όπως η μαγνητική διαρροή, η απώλεια χαλκού και η απώλεια σιδήρου, ο μετασχηματιστής θα έχει μια συγκεκριμένη ποσότητα αποθήκευσης ενέργειας.
Ο σιδερένιος πυρήνας του μετασχηματιστή θα προκαλέσει απώλεια υστέρησης και απώλεια δινορευμάτων υπό τη δράση του εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου. Αυτές οι απώλειες θα καταναλώσουν μέρος της ενέργειας με τη μορφή θερμικής ενέργειας, αλλά θα προκαλέσουν επίσης την αποθήκευση μιας ορισμένης ποσότητας ενέργειας μαγνητικού πεδίου στον πυρήνα του σιδήρου. Επομένως, όταν ο μετασχηματιστής τίθεται σε λειτουργία ή διακόπτεται, λόγω της απελευθέρωσης ή αποθήκευσης ενέργειας μαγνητικού πεδίου στον πυρήνα του σιδήρου, μπορεί να προκύψει βραχυπρόθεσμο φαινόμενο υπέρτασης ή υπέρτασης, προκαλώντας επιπτώσεις σε άλλο εξοπλισμό του συστήματος.
3. Χαρακτηριστικά αποθήκευσης ενέργειας πηνίου
Όταν το ρεύμα στο κύκλωμα αρχίζει να αυξάνεται, τοεπαγωγέαςθα εμποδίσει την αλλαγή του ρεύματος. Σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, μια αυτο-επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη δημιουργείται και στα δύο άκρα του επαγωγέα και η κατεύθυνση της είναι αντίθετη από την κατεύθυνση της αλλαγής του ρεύματος. Αυτή τη στιγμή, το τροφοδοτικό πρέπει να ξεπεράσει την αυτο-επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη για να κάνει εργασία και να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε ενέργεια μαγνητικού πεδίου στον επαγωγέα για αποθήκευση.
Όταν το ρεύμα φτάσει σε σταθερή κατάσταση, το μαγνητικό πεδίο στον επαγωγέα δεν αλλάζει πλέον και η αυτοπροκαλούμενη ηλεκτροκινητική δύναμη είναι μηδενική. Αυτή τη στιγμή, αν και ο επαγωγέας δεν απορροφά πλέον ενέργεια από την παροχή ρεύματος, εξακολουθεί να διατηρεί την ενέργεια του μαγνητικού πεδίου που είχε αποθηκευτεί πριν.
Όταν το ρεύμα στο κύκλωμα αρχίζει να μειώνεται, το μαγνητικό πεδίο στον επαγωγέα θα εξασθενήσει επίσης. Σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, ο επαγωγέας θα δημιουργήσει μια αυτο-επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη στην ίδια κατεύθυνση με τη μείωση του ρεύματος, προσπαθώντας να διατηρήσει το μέγεθος του ρεύματος. Σε αυτή τη διαδικασία, η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου που είναι αποθηκευμένη στον επαγωγέα αρχίζει να απελευθερώνεται και να μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια για να ανατροφοδοτηθεί στο κύκλωμα.
Μέσω της διαδικασίας αποθήκευσης ενέργειας, μπορούμε απλά να καταλάβουμε ότι σε σύγκριση με τον μετασχηματιστή, έχει μόνο είσοδο ενέργειας και καμία ενέργεια εξόδου, επομένως η ενέργεια αποθηκεύεται.
Τα παραπάνω είναι προσωπική μου άποψη. Ελπίζω ότι θα βοηθήσει όλους τους σχεδιαστές μετασχηματιστών πλήρους κουτιού να κατανοήσουν τους μετασχηματιστές και τους επαγωγείς! Θα ήθελα επίσης να μοιραστώ μαζί σας κάποιες επιστημονικές γνώσεις:μικροί μετασχηματιστές, πηνία και πυκνωτές που αποσυναρμολογούνται από οικιακές συσκευές θα πρέπει να αποφορτίζονται πριν τα αγγίξουν ή να επισκευαστούν από επαγγελματίες μετά από διακοπές ρεύματος!
Αυτό το άρθρο προέρχεται από το Διαδίκτυο και τα πνευματικά δικαιώματα ανήκουν στον αρχικό συγγραφέα
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-04-2024