¿Cuáles son las pérdidas del transformador?

El flujo magnético de la bobina primaria y secundaria del transformador es el mismo. Pero, de hecho, la transmisión del campo magnético va acompañada de una pérdida, que se puede dividir a grandes rasgos en las siguientes situaciones:

1.Pérdida de corriente de Eddy

2.Pérdida por histéresis

3.Pérdida por fuga magnética

一. Pérdidas por corrientes de Foucault

Faraday dijo que un campo magnético cambiante puede generar electricidad, y Lenz dijo que este tipo de electricidad obstaculizará el cambio del campo magnético, que se llama Back EMF.

El núcleo magnético del transformador está en un campo magnético cambiante, y también se generará electricidad en él, mostrando muchas pequeñas corrientes parásitas. Este fenómeno se denomina efecto de corrientes de Foucault (corrientes de Foucault).

Figura 1-Fenómeno de corrientes de Foucault (corrientes de Foucault)

Las corrientes de Foucault son útiles en algunas situaciones, por ejemplo, las cocinas de inducción de electrodomésticos se basan en el principio de las corrientes de Foucault para calentar los alimentos. Pero provocará pérdidas en el transformador.

Para resolver el problema de las corrientes parásitas, hay dos ideas:

Descomponga el núcleo magnético grande en una gran cantidad de núcleos magnéticos pequeños, como laminado, polvo, etc .;

Utilice materiales de alta resistividad, como cerámicas de ferrita, acero al silicio y otros materiales;

1. Laminación

Para el" 口" tipo o" 日" núcleos de tipo en el transformador, no son un solo cilindro, sino que están compuestos por muchas capas de chips magnéticos. Existe un aislamiento entre el chip magnético y el chip magnético, lo que hace que las corrientes parásitas solo se puedan generar en un área muy estrecha (el área es perpendicular al campo magnético). Dado que el tamaño de la corriente parásita es proporcional al área, esto puede reducir en gran medida la corriente parásita. Y cuanto más delgado sea el chip magnético, mejor será el efecto.

Figura 2-Monómero del núcleo del transformador (izquierda) frente a laminado (derecha), donde B representa el campo magnético y el rojo representa la corriente parásita

Figura 3-El núcleo laminado del transformador (fuente" 日" /" E + I")

2. Ferrita

La ferrita es un material cerámico con óxido de hierro como componente principal. La mayoría de las ferritas son materiales magnéticos que se utilizan para fabricar núcleos de imanes permanentes (ferritas duras) y transformadores (ferritas blandas). La alta resistividad de la ferrita en sí misma puede reducir el fenómeno de las corrientes parásitas.

二 .Pérdidas por histéresis

La llamada histéresis significa que la magnetización de una sustancia no solo depende del campo magnético externo" en ese momento" ;, sino también del resultado de" antes de" magnetización. Es decir, una vez magnetizado, el magnetismo permanecerá. Para desmagnetizar, es necesario aplicar un campo magnético en la dirección opuesta.

Podemos ver las pistas de la curva BH:

El símbolo B se refiere a la densidad de flujo magnético (Densidad de flujo magnético), que también se traduce como intensidad de inducción magnética en China. Creo que el primero es más exacto;

El símbolo H se refiere a la intensidad del campo magnético (Fuerza de magnetización), que es la fuerza magnetomotriz por unidad de longitud (descrita anteriormente), que puede entenderse como proporcional a la corriente que pasa por la bobina;

Figura 5-Curva BH

El proceso de evolución es:

El origen (a) del eje de coordenadas indica que el material no está magnetizado, y luego se ingresa una corriente positiva a la bobina (el eje H es positivo), el material muestra magnetismo y el flujo magnético es positivo (línea punteada roja );

Cuando la corriente aumenta hasta cierto punto, el flujo magnético aumenta lentamente y entra en el estado de saturación magnética (b);

Si la corriente se detiene, la sustancia aún puede mostrar magnetismo (c);

El magnetismo desaparecerá solo aplicando una corriente inversa (d).

En el transformador, el núcleo magnético se magnetiza repetidamente mediante corriente alterna. Esperamos que la histéresis magnética del núcleo magnético sea lo más pequeña posible; de ​​lo contrario, se desperdiciará más energía para superar la histéresis.

三 .Fugas de flujo magnético

Aunque el núcleo magnético tiene una alta permeabilidad magnética, siempre hay algún flujo magnético que no se propaga a lo largo del núcleo magnético y se filtra hacia el exterior, lo que se denomina fuga magnética.

Figura 7-Flujo de fuga

La fuga magnética no participa en la transferencia de energía de acoplamiento magnético entre la bobina primaria y la bobina secundaria. Son como inductores, conectados en serie en un circuito. La inductancia actúa como una impedancia y producirá una caída de voltaje, por lo que el voltaje real en el transformador será menor:

Figura 8-Circuito equivalente de transformador (serie simplificada de inductores)

En resumen, explicamos el fenómeno de pérdida en el transformador. Cuando la bobina secundaria está abierta, una pequeña corriente pasará a través de la bobina primaria. Parte de esta corriente es la corriente de magnetización (corriente de magnetización) y la otra parte es la corriente causada por la pérdida (corriente de pérdida del núcleo). La suma de los dos se denomina corriente de excitación (corriente excitante).

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