一個關于變壓器的簡單問題,但是到現在沒有一個統一答案
電學上有變壓器機械中有變速器,它們的原理是想通的最簡單的變速器是一個杠桿
假設在真空環境下沒有阻力沒有重力,圖中的支點是一個質量為m可自由移動的點,一般這個支點質量都很大由于慣性的原理可認為這個支點是靜止不動的,A點以一個恒定的力通過支點去作用B點實現變速變力的功能。實際上無論支點質量有多大都會有一點移動的(因自由狀態),如果A點一直作用那么支點的移動速度會越來越快B值越來越大最終飽和,如果每隔一段時間A點反方向運動支點的移動就會抵消,所以工頻變壓器都是用的交流電。 當變壓器重載的時候B點阻力很小支點受力小(磁通抵消的理論)輕載時B點阻力大支點受力大磁通量變化大,所以變壓器重載時幾乎只有銅損輕載時候磁損較大。
用這個機械模型去分析樓主的問題,工頻變壓器磁芯損耗在空載時(B點不動)最大,如果此時電感(支點質量m)不夠大B值(支點速度V)就很大超過了磁芯材料上限就會飽和,所以工頻變壓器都要保證很大的勵磁電感量,一般初級都會繞很多圈如果只繞幾圈100%會飽和。(還會有一種情況滿載不飽和空載飽和)
我覺得6樓的觀點是正確的。
我之前的說法也不準確。認為初次級磁通抵消的看法也不正確。
原因我認為是這樣的:
對于工頻變壓器,無論哪個繞組,都必須滿足 電磁感應定律,即 e=-N*dΦ/dt,這是我下面分析的基礎。
即通過繞組的磁通變化率隨電壓變化,而電壓為正弦電壓(設為U=Um*sinωt), 積分得到Φ=Um*ω/N*cosθ+C. 對于工頻變壓器,C應為0, ω也是常數, N為匝數, 對于一個選定的變壓器就是常數.
不必管上面公式的細節, 要得到的主要信息是, 由于B=Φ/S,B的變化率只和輸入電壓有關,與傳遞能量無關,與有沒有副邊無關.無論副邊如何,這個公式都是成立的.
原副邊的磁通并未抵消,
通過原副邊總的磁通都是上面說的Φ=Um/N*cosθ+C,正是這個磁通的變化在原副邊產生了電壓.
而產生這個磁通的電流即勵磁電流, 由H*l=N*I, B=μ*H, 得到I= B*l/N/μ, 這個公式里,如果l是磁路長度,N是匝數. 所謂的飽和就是;在需要更大的B時,由于μ隨著B的升高而降低,因而使 電流非線性的快速升高的情況.
所以這種變壓器的飽和是和 電壓及其頻率和匝數 有關,與負載電流無關. 電壓高了,就有可能飽和. 圈數少了也會飽和, 不然前輩們難道會這么傻, 干脆只用一圈線圈好了, 損耗又小又結實.
正激變換器的分析應該是一樣的.
我之前犯了想當然的錯誤,無論重載還是輕載輸出電壓都是不變的在機械模型中B點所受到的力是一樣的,也就是說無論輕載還是重載勵磁電流都不受影響。工頻變壓器是否飽和是由公式U=f*B*N*Ac*.....決定的,受電源頻率f、初級線圈匝數、電壓峰值及磁芯材料的影響。
飽和與否與電流是無關的,前人總結的慈通抵消的說法是說的通的(個人更喜歡用機械模型去理解),電流公式I=B*lg/N....一般是用于電感上的計算若用于工頻變壓器其中的電流I要變為△I即輸入電流與輸出電流的差。
圖1
上面圖1是模擬負載變化所引起的輸入電流變樣的仿真圖,從圖中看輸入電流變化時勵磁電流幾乎是不變的。
再來看看影響勵磁電流(磁通量B)的因素
圖2
圖2的仿真結果,輸入電壓高勵磁電流大,輸入頻率低勵磁電流大(磁芯材料和形狀這里不做仿真了),仿真結果與公式相符。
