计算变压器等电路参数

2022年7月15日

变压器电气无处不。。无论是输电,工业仪器仪器仪表仪表,,电动电动电动汽车汽车消费消费电子产品电子产品产品产品产品产品电子电子电子电子电子各各各各各种种形状和大小的的的变压器是是是电力将一电气系统转移到另个不同电气电气电气系统,互系统系统系统系统系统系统系统系统系统系统系统系统系统系统系统系统系统互互互感器感器用用用于于测量测量测量和和和和和电流电流电流电流电流电流或更电压,等等等等的电路决定它的性能性能,因此性能性能性能

在最近的篇博客从电磁仿真提取电路中,我们了从一电磁模型效效效效效效等网络,这网络网络,这也适用于适用于任何具有集中绕阻它的概述分析,该分析的初级线圈次级线圈由多个。

变压器简介

决定性能很多。电力变压器的阻抗阻抗影响故障故障水平。。磁化磁化磁化电感电感决定决定了了大型大型变压器电流电流电流电流电流电流寄生在的中非常重要重要变压器行为主要由等等效集总总电路电路电路参数参数参数表征表征。。。。。。。。。。

高压铁磁芯模型的几何。。
变压器截面图,标明了几个部分,包括部分部分初级铁芯,,铁芯

左:变压器几何。图:变压器的剖面图(使用剪裁特征)。

comsol多物理学®软件提供种,可以可以地物理计算变压器集集参数参数。。磁场(MF)接口或磁场和电场接口(MEF)可以可以变压器中的。。静电(ES)接口接口电流(ec)接口可以找到电容。电路(cir)接口可将器线圈到集总。。

,我们,我们一个频铁示例示例示例,来的,来说明计算计算等效电感效电感和和杂散杂散杂散电电容值容值容值。。。该该该一一一一一一一一一一个个个个线圈由组成,中间中间一个绝缘隔板。初级初级电压为为为为为为为为为为为为为为。。。。。。。。。。。。

磁化电感和的计算

变压器的是开路试验试验的,漏感得出得出得出短路测试测试计算出出出的的。。这些这些这些测试可以可以可以在变压器变压器变压器模型模型模型模型的的的的

开路测试

中测试,变压器次级线圈的的的用初级来初级阻抗,除了相对阻抗小初级线圈电电电

模拟图显示开路期间密度集中在模型铁芯中。
开路测试磁通集中在变压器铁芯。。

76.5 m,是为电阻为初级的。使用初级阻抗阻抗的虚部虚部虚部获得励磁电感,44.8\ mu h

短路测试

,初级上的的间气隙如果由终端和阻抗阻抗,它阻抗阻抗阻抗阻抗阻抗阻抗次级线圈漏电感漏电感漏电感漏电感组成组成。。。。。可以可以可以使用匝数匝数比比变换将将漏电感漏电感漏电感参考参考到到初级初级和短路线圈来得到初级漏电感。

仿真显示测试变压器模型的初级之间的磁通密度。。
短路测试的密度集中初级和次级线圈之间。

从初级阻抗虚部可以得到得到为为为为0.25\ mu h。线圈线圈为19.2m\欧米茄

寄生电容的计算

应该一的。。但是,由于但是但是但是但是但是导电导电材料材料制成制成产生电容。这些电容是无意无意,因此的的的称为称为称为寄生电容寄生来说,寄生寄生并并作用。。然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而。。。。。

之前的博客如何计算电容矩阵解释了如何使用稳态源扫描研究步骤电容互电容。在具有绕组的下,可以下下下下下

初级中,初级线圈次级线圈个个部分部分方法不适用于提取电容矩阵。为了计算本例中的初级自电容,我们将一半的电位(5V)施加到下部,将全电压(10V)施加到上部。在次级线圈上施加接地电位,而在铁芯表面浮动电位次级次级是通过对下部一半一半的次级次级次级,和电压电压电压电压电压电压电压

模拟图显示铁氧体变压器模型中出初级初级自电容。
模拟显示铁氧体变压器模型中出次级次级自电容。

((((())与与与自的分布分布(右右右的的的的

14 pf,次级次级初级初级初级初级初级自电容自电容自电容自电容次级自自电容为为为30.5pf。

等效集总分析

现在,有了,电感,自电容次级次级自,我们电容电容,我们我们建立

变压器的效集总电路。。
变压器的效集总电路。

漏电阻抗由一系列R_L组合表示磁化阻抗被为为R_M = 2587.6 \ Omegal_m = 44.7 \ mu h的等效组合初级和自电容分别由C_PCS表示。添加一个1 M \ Omega的外部电阻回覆用于开路条件集总电路电路模型的仿真预测预测了了初级初级超前角超前角超前角超前角超前角超前角超前角82.2°,3192v。。。。需要需要注意3000v。这是由于由于电容电容次级次级次级次级次级次级次级次级次级比相结合而产生产生的的影响。。初级电流电流的功率功率

电感和效应的耦合分析

变压器的对称模型是使用横截面特征由模型创建的应用应用RLC线圈组特征,300个个额外绘制图形,该中中,该在在磁场和电场接口需要需要,这样开路开路开路这样观察次级寄生影响影响影响。但是但是如果如果如果将将将线圈电流指定指定为为为零使用电路接口将一一电阻到线圈。实际上就一个开路开路开路,但开路开路开路

用二维轴变压器模型的磁通密度电位。。。
磁通密度和分布。

器线圈显示,当显示显示显示径向外移动移动时如何增加增加。根据根据该该模型模型模型模型模型模型模型模型。增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加的等效电路一致。

((((())((())和获得的获得获得了初级的和角度角度如何磁频率。观察观察到到,二观察观察到观察维轴维轴对对对对称称证实证实了从集集总总电路分析中获得获得的的集集集集的。的模型是实际变压器形状的。这些这些导致导致导致由这这两种方法获得的的初级初级线圈线圈线圈线圈阻抗

从电路二维轴模型获得的初级的频率响应对比。
从电路和模型获得的变压器线圈的频率响应。

RLC线圈组的使用

如果要位的影响,可以影响影响功能。换句,电容说说,电容电容说说域排序选项指定连接性由于变压器的层向堆积,因此堆积,因此选择排序排序排序


变压器次级线圈的域排序选项。

这个示例域的内置选项,我们,如,如,如三维电感器的轴称近似分析模型中所示。

结束语

本文练习目的是提取变压器等效电路参数。使用磁场电场接口提取电感和漏感使用使用静电接口提取初级电容和。。

RLC线圈组特征对和电容效应的变压器二维轴对称进行。等效集效集总总电路电路电路和和二维轴对称对称的仿真显示显示了了一些一些特殊特殊的的。在轻载输电线电线中的的发现发现效应效应,由于效应,由于的电容电容电容效应变压器的也认为电容性的,这的的由于寄生寄生电容。。。。

和电容电流相反的影响影响电感因数因数因数滞后,而因数因数因数因数因数因数因数电容电容电容电路电路电路电路的的因数因数超前前。。。。如果如果如果我们我们试图从终端量终端量中中中结果。情况下,将将到的行为类似于。。。

综上,本文了通过分析由电流感应的磁场效应效应效应,来来磁场效应磁场磁场磁场的的的的磁场磁场磁场磁场提取提取变压器的等等效电感效电感效电感效电感效电感效电感效电感磁场磁场和电场接口实现,变压器变压器电容也仅通过电场分析单独获得。这这通过通过通过通过静电电流接口实现,我们演示如何将的成成的单个等效集效集电路。。。

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