逆变器之变压器基础知识

发布时间：2024年01月18日

1 基础知识

我们的磁芯要工作的话，必须要有磁场，有磁场就就会有磁力线。
磁场我们是看不着摸不见的，为了好的描述磁场，我们就用磁力线来表示，
磁力线是有方向的，在一个磁铁的内部磁力线是从 S指向N的，在外部是N指向S的。
这种磁铁我们叫硬磁，不需要绕组给电流就有磁芯
而我们的高频变压器用的是软尺，也就是又铁氧体材料的磁芯
这种磁芯要有磁性必须要绕一个线圈，然后在线圈上面通一个电流才能产生磁性
有了磁性后就有磁场，如果改变线圈绕组的电流，那么这个磁芯中的磁通就会变多或是变少
有了磁性，就是有了磁场，而磁力线是描述磁场用的，那就有磁力线了
一个磁铁的磁力是有大有小的，这样磁芯中的磁力线也就有多有少
磁通与磁力线的关系
磁通就是磁力线垂直通过磁芯横截面积内的的数量，也叫磁通量
磁力线有多有少，那么我们就的有一个词来描述，那这个词就是磁通量，或叫磁通，Φ用表示
而单位面积内的磁通量，叫磁通密度，用B表示，磁芯中的横截面积我们用Ae值表示
磁通Φ=Ae*B
Φ磁通量单位是韦伯Wb，Ae横截面积的单位是平方米m2，B磁通密度的单位是特斯拉T或Wb/m2
我们知道了磁芯中如果有磁场了，那就有磁通，并且有大有小，并且磁通是有方向的
当一个磁芯中有多个绕组，并且通有电流，那么绕组会在磁芯中产生磁通，并有方向
如果方向相同，那就是磁通增加，如果方向相反，就是相互抵消
一个磁芯中绕了线圈，通上电流后就后产生磁通，那这个磁通的方向就可以根据右手定则来判断
用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管N的极
磁芯内部磁力线是从S指向N的，所以大拇指方向就是磁力线方向，也就是磁通方向。有了磁性后就有磁场，如果改变线圈绕组的电流，那么这个磁芯中的磁通就会变多或是变少

2 同名端

当两个绕组双线并绕的时候，那么起始端是同名端，结束端也为同名端
也就是A与C、B与D为同名端，A与D，B与C是异名端 。同名端是两个绕组来说的，A与B就没有同名端与异名端之说了，因为他们是同一个绕组 当电流从同名端流进的时候，那么磁芯中的磁力线的方向是一样的，也就是磁通量增加，
如果电流从A点流进线圈，根据右手定则可以得到磁力线的方向，就像蓝色虚线一样 。第二绕组如果从C点流进一个电流到绕组上，根据右手定则就能知道磁通的方向是红色虚线 ，因为红色线与蓝色线反向一样，所以磁通量是相互增加的，所以A点与C点是同名端
平常我们用电流桥测试的时候，如何来判断同名端的，就像下面的图一样
有以下结论：
1、同一个磁芯上面有两个绕组，如果同名端相接，
测试两个绕组串联的总感量是比任何一个绕组的感量都小
2、同一个磁芯上面有两个绕组，如果异名端相接，
测试两个绕组串联后的总感量比任何一个绕组的感量都要大

3变压器次级电流是从同名端流出

变压器是能实现电气隔离的，它的工作原理是电能→磁能→电能
也就是说我们先要用原边的电能给磁芯充能，把电能转化成磁能 ，然后磁能在转化成电流的一个过程
大白话就是先电能转化成磁能放磁芯里面，然后副边再把磁芯的磁能消耗掉 ，那么磁芯里的磁能多少，我们可以简单的认为就是磁通量的多少，
如果磁通量变多了，那么磁能就变多了，而磁通量变少了就是磁能变少了
而磁通的多少是与绕组电流还有电感量有关系的
ψ = Li
磁芯里面的能量公式是
We=1/2*?LI2? ? ?We是能量，L是电感量，I是电感的峰值电流
从上面的公式我们可以看出，一个电感上通过的电流越大，那电感上面储存的能量就越多
一个做好的电感或是变压器，他的感量是固定了的，也就是
L是不变的
电流越大，那在磁芯中的磁通也就越多
当我在原边上加一个电压，让电流从A点流进，B点流出的时候，
这个时候磁芯上会有磁通产生，根据右手定则，方向就是蓝线虚线的方向
根据上面讲的内容，我们要消耗掉磁芯的磁能，这个时候就必须要在
Ns绕组上形成一个电流回路
让这个电流通过Ns后在磁芯中产生一个方向与原边绕组在磁芯中产生的磁通方向相反的磁通
前面我们分析过，AC是同名端，所以我们可以得到一个结论：
当同名端同时流进电流到绕组上面，这样磁芯中的磁通是相互增加的
当同名端一个是电流流进绕组，而另外一个是电流流出绕组的话，这样磁芯中的磁通是相互抵消的
那么在实际的变压器中，我们是电能转化成磁能，然后磁能转化成电能
所以在正激变压器中，当原边流进电流后，副边马上就有电流流出，这也就是我们常说的透传
也就是说，我们可以假设为当电流从A点进去马上从C点处来，然后回到D点，在回到B点
当这里并没有真正意义上的电流回路，中间是有一个磁芯隔离了，
这样就可以实现我们的能量传输了
当磁通密度快要到饱和磁通的时候，我们把线圈的电流减小，或是去除
如那么磁感应强度B就会减小，
这个过程我们叫磁复位，这样磁芯就不会饱和了。为了磁芯不饱和，我们需要磁芯复位，也叫磁复位
文章来源:https://blog.csdn.net/qq_51920808/article/details/135667923
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