Principio de funcionamiento y caso de simulación del transformador de potencia.

¿Qué es un transformador?

El diseño de la fuente de alimentación es un tema inevitable en el diseño de productos de hardware actuales. En el artículo anterior, analizamos varios tipos de convertidores DCDC. Hoy exploraremos otro esquema de refuerzo de inversión de bajas pérdidas: los transformadores.

Un transformador es un componente electromagnético de un circuito que se utiliza para cambiar el voltaje alterno. Puede convertir un voltaje de CA en otro mediante conversión electromagnética mientras mantiene la potencia básicamente sin cambios.

Aplicación de transformadores

En el sistema eléctrico, los transformadores se utilizan ampliamente para aumentar o disminuir el voltaje. Puede usarse para aislamiento eléctrico, mejorando significativamente la seguridad del sistema y reduciendo el riesgo de descarga eléctrica; El uso de transformadores también logra la separación del sistema de puesta a tierra, lo que puede suprimir eficazmente el ruido de modo común; Proporcionó aislamiento de CC para proteger circuitos sensibles; Al mismo tiempo lograr conversión de voltaje y adaptación de impedancia mientras se aísla; Restringir el alcance de la propagación de fallas y mejorar la confiabilidad del sistema; Compatibilidad electromagnética mejorada, lo que ayuda a cumplir con los requisitos de EMC; Admite múltiples aplicaciones de bobinado y se adapta a requisitos complejos del sistema; También se puede utilizar para aplicaciones especiales como acoplamiento de señales, ajuste de fase y supresión de armónicos. Estas ventajas hacen de los transformadores un componente clave indispensable en campos como la energía, la industria, la salud y las comunicaciones, proporcionando sólidas garantías para la seguridad, eficiencia y confiabilidad de los sistemas eléctricos modernos y promoviendo en gran medida el desarrollo de sistemas de energía modernos.

Principio de funcionamiento del transformador

El principio de funcionamiento de los transformadores se basa en la ley de la inducción electromagnética. Su estructura electromagnética consta de dos o más bobinas enrolladas alrededor de un mismo núcleo de hierro. En estructuras prácticas, se utilizarán materiales aislantes entre los devanados y entre los devanados y los núcleos de hierro, así como entre la carcasa y el sistema de refrigeración.

Cuando la corriente alterna pasa a través de la bobina primaria, se genera un campo magnético alterno en el núcleo de hierro. Este campo magnético alterno inducirá voltaje en la bobina secundaria. Al ajustar la relación de vueltas de las bobinas primaria y secundaria, se pueden obtener diferentes voltajes de salida. Por lo general, los transformadores tienen más de un circuito, por ejemplo, los transformadores monofásicos tienen dos circuitos, mientras que los transformadores trifásicos tienen seis circuitos.

Los núcleos de hierro y los materiales de los devanados de los diferentes transformadores varían mucho. PowerExpert de Julin Technology admite la construcción de transformadores personalizados, simples y flexibles. Se pueden construir transformadores personalizados utilizando dispositivos de devanado, núcleo o núcleo no lineal y unión de devanado (K_Magnatic). El núcleo magnético ideal admite la configuración de la permeabilidad magnética, el área de la sección transversal y la longitud, mientras que el núcleo magnético no lineal admite la configuración de parámetros de forma, constante de flexión de la pared del dominio magnético, coeficiente de pérdida de histéresis, intensidad de magnetización de saturación y otros coeficientes. El núcleo magnético y el devanado se configuran para que pertenezcan al mismo transformador mediante dispositivos de unión del devanado.

Construya un transformador personalizado simple usando el software PowerExpert, donde el devanado tiene 5 vueltas y 10 vueltas, como se muestra en la siguiente figura:

Realice una simulación transitoria y los resultados de la simulación obtenidos se muestran en la siguiente figura: