15.變壓器Transformers

變壓器是一種把能量從一個AC系統轉移到另一個AC系統的設備
它能夠在一個電壓下接收能量,并把它轉化為另一個電壓下的能量,但是頻率不變
能量由主線圈接收,但是由副線圈轉換出去
該裝置能夠使能量產生時具有較低電壓和較強電流,在傳輸進卻具有較高電壓和較弱電流,以減少傳送線路上的能量損失
主線圈上的電壓與副線圈上的電壓的大小之比近似等于主線圈和副線圈上的匝數之比

變壓器
電壓之比為:
Vp/Vs= Np/Ns
同樣, 電流之比為:
Ip/Is= Ns/Np
線圈通常由鋁或銅制成
線芯一般為鐵質的, 其它部分則由不銹鋼制成
變壓器建模三相變壓器多匝銅線圈風扇

變壓器建模
Icepak三相變壓器模型多匝銅線圈(作為連接的銅板建模)風扇鐵芯不銹鋼框架變壓器作為block建模(低功率)風扇
變壓器建模
對于初步求解, 變壓器可以使用幾個block的組合進行建模
進一步的求解, 則可以使用幾個block和幾個plate進行建模:
–core, tank和cover可以使用block建模
–Winding可以使用plate建模
–見附上的Icepak圖片
線圈產生的熱量取決于電流強度和線的尺寸
–電流越大,線越細,線圈所產生的熱量越大

變壓器建模
變壓器內部產生的總熱量可以分為三種類型的損失:
–焦耳熱= I2R
–Eddy current loss (主線圈引起)
–Hysteresisloss (依賴于頻率)
焦耳熱= I2R
R = ρl/A
ρ= 導線材料的電阻系數
l = 導線的長度
A = 導線的橫截面積

Icepak資料下載:  Icepak高級建模(456頁).pdf

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