آموزش کامسول - محاسبه پارامترهای مدار معادل ترانسفورماتور 6 - کامسول پروژه

آموزش کامسول محاسبه پارامترهای مدار معادل ترانسفورماتور

آموزش کامسول ترانسفورماتورها Transformer نیاز به تسلط کامل بر معادلات ماکسول و مگنیک فیلد دارد. در همه نوع تکنولوژی چه انتقال و توزیع نیرو، صنایع ، ابزار دقیق، وسایل نقلیه الکتریکی، یا لوازم الکترونیکی مصرفی، ترانسفورماتورها در هر شکل و اندازه بخشی جدایی ناپذیر از سیستم ها هستند. ترانسفورماتورها انواع مختلفی دارند: ترانسفورماتورهای قدرت قدرت را از یک سیستم الکتریکی به سیستم الکتریکی دیگر در سطوح ولتاژ مختلف تغییر می دهند، ترانسفورماتورهای ابزار برای اندازه گیری ولتاژ و جریان استفاده می شوند. ترانسفورماتورهای ایزوله سیگنال های جفت بین دو مدار با ایزولاسیون گالوانیکی، ترانسفورماتورهای ولتاژ بالا برای اندازه گیری ولتاژ و جریان استفاده می شوند. تولید ولتاژهای مرتبه کیلوولت یا بالاتر و غیره. پارامترهای مدار معادل یک ترانسفورماتور عملکرد آن را تعیین می کند. و بنابراین برای طراحی و توسعه آن بسیار مهم است.

آموزش کامسول - محاسبه پارامترهای مدار معادل ترانسفورماتور 4 - کامسول پروژه

رویکرد و پیش نیاز های شبیه سازی کامسول

عوامل مختلفی در تعیین عملکرد ترانسفورماتورها نقش بسزایی دارند. امپدانس معادل ترانسفورماتور قدرت بر اتصال کوتاه یا سطوح خطا تأثیر می گذارد. اندوکتانس های مغناطیسی جریان های هجومی را در ترانسفورماتورهای بزرگ تعیین می کنند، در حالی که اندوکتانس های نشتی نقش تعیین کننده ای در انتخاب فرکانس های سوئیچینگ مدارهای الکترونیکی قدرت دارند. ظرفیت های انگلی در کار ترانسفورماتورهای فرکانس بالا قابل توجه است. رفتار ترانسفورماتورها عمدتاً با پارامترهای مدار الکتریکی توده ای معادل آنها مشخص می شود. بنابراین، استفاده از شبیه‌سازی برای استخراج پارامترهای مدار معادل یک ترانسفورماتور برای فرآیند طراحی بسیار ارزشمند است.

نرم افزار کامسول پروژه رابط های مختلفی را برای محاسبه آسان پارامترهای مدار یک ترانسفورماتور از مدل فیزیکی آن ارائه می دهد. اندوکتانس ها در یک ترانسفورماتور را می توان با استفاده از رابط میدان های مغناطیسی (mf) یا رابط میدان های مغناطیسی و الکتریکی (mef) ارزیابی کرد. ظرفیت های انگلی را می توان با استفاده از رابط الکترواستاتیک (es) یا رابط جریان های الکتریکی (ec) پیدا کرد. رابط مدار الکتریکی (دایره) می تواند برای اتصال سیم پیچ های ترانسفورماتور به مدارهای توده ای خارجی استفاده شود.

 

آموزش کامسول - محاسبه پارامترهای مدار معادل ترانسفورماتور 3 - کامسول پروژه

در بخش‌های بعدی نمونه‌ای از یک ترانسفورماتور هسته فریت با فرکانس بالا را نشان خواهیم داد تا نحوه محاسبه مقدار اندوکتانس معادل و ظرفیت خازن سرگردان را نشان دهیم. دارای سیم پیچ اولیه با 2 دور و سیم پیچ ثانویه با 600 دور. ثانویه شامل 2 بخش با یک پارتیشن عایق در بین آن است. ولتاژ اولیه 10 ولت با فرکانس ده ها کیلوهرتز است.

محاسبه اندوکتانس های مغناطیسی و نشتی

اندوکتانس مغناطیسی یک ترانسفورماتور به طور تجربی با استفاده از آزمایش مدار باز و اندوکتانس نشتی با استفاده از آزمایش اتصال کوتاه محاسبه می‌شود. این آزمایش ها را می توان در شبیه سازی مدل ترانسفورماتور برای به دست آوردن مقادیر اندوکتانس انجام داد.

 

آموزش کامسول تست مدار باز

آموزش کامسول در این آزمایش سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور مدار باز است و سیم پیچ اولیه با ولتاژ نامی ورودی تحریک می شود. در غیاب جریان بار ثانویه، جریان کشیده شده توسط سیم پیچ اولیه عمدتاً برای تنظیم شار مغناطیسی در هسته استفاده می شود. اگر امپدانس اولیه با استفاده از ولتاژ و جریان اولیه محاسبه شود، علاوه بر مقدار نسبتاً کمی مقاومت سیم پیچ اولیه، عمدتاً از اندوکتانس مغناطیسی تشکیل می شود.

 

 

تست اتصال کوتاه

به طور معمول، سیم پیچ اولیه اتصال کوتاه دارد و سیم پیچ ثانویه با کاهش ولتاژ به اندازه کافی برای عبور جریان نامی از سیم پیچ اولیه تحریک می شود. در این حالت، بیشتر شار به ناحیه شکاف هوا بین سیم پیچ های اولیه و ثانویه محدود می شود. اگر امپدانس سیم پیچ ثانویه از مقادیر ولتاژ و جریان ترمینال محاسبه شود، عمدتاً از اندوکتانس نشتی تشکیل می شود. اندوکتانس نشتی را می توان با استفاده از تبدیل نسبت چرخش به سمت اولیه اشاره کرد. در زمینه شبیه‌سازی، می‌توانیم اتصال اولیه و سیم پیچ ثانویه را برای دریافت مستقیم اندوکتانس نشتی اولیه تحریک کنیم.

آموزش comsol تجزیه و تحلیل همراه با اثرات القایی و خازنی

یک مدل متقارن محوری دوبعدی از ترانسفورماتور از مدل سه بعدی با استفاده از ویژگیCross Section  ایجاد می شود. 300 پیچ جداگانه ثانویه علاوه بر این در هندسه برای استفاده از ویژگی RLC Coil Group، که در رابط میدان های مغناطیسی و الکتریکی موجود است، ترسیم شده است. ثانویه نیاز به مدار باز دارد تا بتوان اثرات ظرفیت انگلی ثانویه را مشاهده کرد. اما اگر جریان سیم پیچ به عنوان صفر مشخص شود تا آن را در مدار باز قرار دهد، هیچ جریانی نمی تواند از خود خازن ثانویه عبور کند. برای غلبه بر این، مقاومت 1 با استفاده از رابط مدار الکتریکی به سیم پیچ ثانویه متصل می شود. این به طور موثر مانند یک مدار باز عمل می کند، اما اجازه می دهد تا جریان از طریق خود خازن ثانویه عبور کند. همچنین میتوانید مش بندی و رفع اشکال مش های ایمپورت شده را در مقاله قبلی مطالعه کنید.

 

آموزش کامسول - محاسبه پارامترهای مدار معادل ترانسفورماتور 5 - کامسول پروژه

برای ایجاد هم ارزی مدار توده ای (محاسبه شده با استفاده از پارامترهای به دست آمده از مدل سه بعدی) و مدل متقارن محوری دوبعدی، پاسخ فرکانسی امپدانس سیم پیچ اولیه به دست آمده از دو رویکرد در همان نمودار رسم می شود. شکل زیر نشان می دهد که چگونه بزرگی و زاویه امپدانس سیم پیچ اولیه با فرکانس تحریک تغییر می کند. ما می‌توانیم مشاهده کنیم که نتایج متقارن محوری دوبعدی نتایج به‌دست‌آمده از آنالیز مدار توده‌ای را تأیید می‌کنند. پارامترهای مدار الکتریکی یکپارچه از هندسه ترانسفورماتور سه بعدی واقعی استخراج می شوند. مدل متقارن محوری دوبعدی ترانسفورماتور یک نمایش تقریبی از هندسه واقعی ترانسفورماتور است. این تفاوت ها منجر به انحراف جزئی بین پاسخ های فرکانسی امپدانس سیم پیچ اولیه به دست آمده از دو رویکرد می شود.

دسته‌بندی نشده

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *