Làm thế nào để tôi sử dụng một máy biến áp như một cuộn cảm?

L _p : Tự cảm của cuộn dây sơ cấp.
L _s : Tự cảm của cuộn dây thứ cấp.
L _m : Độ tự cảm lẫn nhau giữa cuộn dây sơ cấp và thứ cấp.

Giả sử rằng tôi cần một cuộn cảm lõi sắt có độ tự cảm lớn để sử dụng dưới 50Hz hoặc 60Hz.

Làm thế nào để tôi có được một cuộn cảm từ biến áp đã cho trong ảnh? Tôi không muốn sử dụng bất kỳ thành phần mạch nào khác trừ khi nó hoàn toàn bắt buộc. Quy ước điểm của máy biến áp được đưa ra trong hình ảnh; các kết nối đầu cuối phải được thực hiện sao cho độ tự cảm của cuộn cảm kết quả phải lớn nhất (tôi nghĩ điều đó xảy ra khi các từ thông được tạo ra bởi cuộn dây sơ cấp và thứ cấp xảy ra cùng hướng bên trong lõi máy biến áp).

Tôi đang mong đợi một câu trả lời như " Kết nối và S 2 với nhau, P 1 sẽ là L 1 và S 1 sẽ là L 2 của cuộn cảm kết quả.$P_2$$S_2$$P_1$$L_1$$S_1$$L_2$ "
Tôi hiểu rằng tôi có thể sử dụng riêng cuộn dây sơ cấp và thứ cấp bằng cách làm cho cuộn dây không sử dụng mở ra, nhưng tôi đang tìm kiếm một cách thông minh để kết nối các cuộn dây để độ tự cảm kết quả sẽ tối đa hóa.

Điều gì sẽ là độ tự cảm của cảm ứng về , L s và L m ? Điều gì sẽ là hành vi tần số của cuộn cảm kết quả? Nó sẽ có hiệu suất tốt ở các tần số khác với máy biến áp ban đầu được đánh giá để chạy trong.$L_p$$L_s$$L_m$

Làm thế nào để tôi có được một cuộn cảm từ biến áp đã cho trong ảnh? ... Vì vậy, độ tự cảm của cuộn cảm kết quả phải là tối đa.

• Kết nối đầu không dấu của một cuộn dây với đầu chấm của đầu kia.
  ví dụ P ₂ đến S ₁ (hoặc P ₁ đến S ₂ ) và sử dụng cặp như thể chúng là một cuộn dây đơn.
  (Theo ví dụ trong sơ đồ bên dưới)

• Chỉ sử dụng một cuộn dây KHÔNG tạo ra kết quả tự cảm tối đa cần thiết.

• Độ tự cảm kết quả lớn hơn tổng của hai cuộn cảm riêng lẻ.
  Gọi điện cảm kết quả L _t ,

  • L _t > L _p
  • L _t > L _s
  • L _t > (L _p + L _s ) !!! <- điều này có thể không trực quan
  • <- cũng khó có thể trực quan.$L_t = ( \sqrt{L_p} + \sqrt{L_s}) ^ 2$
  • $\dots = L_p + L_s + 2 \times \sqrt{L_p} \times \sqrt{L_s}$

Lưu ý rằng NẾU các cuộn dây KHÔNG được liên kết từ tính (ví dụ: trên hai lõi riêng biệt) thì hai cuộn cảm chỉ cần thêm và L _sepsum = L _s + L _p .

Điều gì sẽ là hành vi tần số của cuộn cảm kết quả? Nó sẽ có hiệu suất tốt ở các tần số khác với máy biến áp ban đầu được đánh giá để chạy trong.

"Hành vi tần số" của cuộn cảm cuối cùng không phải là một thuật ngữ có ý nghĩa mà không giải thích thêm về ý nghĩa của câu hỏi và phụ thuộc vào cách sử dụng cuộn cảm.
Lưu ý rằng "hành vi tần số" là một thuật ngữ tốt vì nó có thể có nghĩa nhiều hơn thuật ngữ "đáp ứng tần số" thông thường trong trường hợp này.
Ví dụ, áp dụng điện áp nguồn cho một sơ cấp và thứ cấp nối tiếp, trong đó điện áp chính được đánh giá cho việc sử dụng điện áp chính trong hoạt động bình thường sẽ có nhiều ý nghĩa khác nhau tùy thuộc vào cách sử dụng cuộn cảm. ít bão hòa hơn. Hàm ý sau đó phụ thuộc vào ứng dụng - rất thú vị. Sẽ cần thảo luận.

Kết nối hai cuộn dây với nhau để từ trường của chúng hỗ trợ lẫn nhau sẽ cho bạn độ tự cảm tối đa.

Khi điều này được thực hiện

• trường từ hiện tại trong cuộn dây P bây giờ cũng sẽ ảnh hưởng đến cuộn dây S

• và trường trong cuộn dây S bây giờ cũng sẽ ảnh hưởng đến cuộn dây P

do đó độ tự cảm tổng hợp sẽ lớn hơn tổng tuyến tính của hai cuộn cảm.

Yêu cầu để có được các cuộn cảm để thêm vào nơi có 2 cuộn dây trở lên là dòng điện chạy vào (hoặc ra) tất cả các cuộn dây chấm chấm kết thúc cùng một lúc.

• $L_{effective} = L_{eff} = (\sqrt{L_p} + \sqrt{L_s})^2 \dots (1)$

Bởi vì:

Trong đó các cuộn dây được ghép với nhau trên cùng một lõi từ tính sao cho tất cả các vòng trong một trong hai cuộn dây được liên kết bởi cùng một từ thông sau đó khi các cuộn dây được kết nối với nhau, chúng hoạt động như một cuộn dây có số vòng quay = tổng số vòng quay trong hai cuộn dây.

$N_{total} = N_t = N_p + N_s \dots (2)$

$N^2$

$L = k.N^2 \dots (3)$
$N = \sqrt{\frac{L}{k}} \dots (4)$

k có thể được đặt thành 1 cho mục đích này vì chúng tôi không có giá trị chính xác cho L.

Vì thế

$N_{total} = N_t = (N_p + N_s)$

$N_p = \sqrt{k.L_p} = \sqrt{Lp} \dots (5)$
$N_s = \sqrt{k.L_s} = \sqrt{L_s} \dots (6)$

$L_t = (k.N_p + k.N_s)^2 = (N_p + N_s)^2 \dots (7)$

Vì thế

$\mathbf{L_t = (\sqrt{L_p} + \sqrt{L_s})^2} \dots (8)$

$L_t = L_p + L_s + 2 \times \sqrt{L_p} \times \sqrt{L_s}$

Trong các từ:

Độ tự cảm của hai cuộn dây mắc nối tiếp là bình phương tổng của căn bậc hai của cuộn cảm riêng lẻ của chúng.

L _m không liên quan đến tính toán này như một giá trị riêng biệt - nó là một phần của các hoạt động trên và là mức tăng hiệu quả từ liên kết chéo giữa hai từ trường.

[[Không giống như Ghost Busters - Trong trường hợp này, bạn được phép vượt qua các chùm tia.]].

Chỉ cần sử dụng sơ cấp hoặc thứ cấp với các mạch hở quanh co khác. Nếu bạn sử dụng chính, độ tự cảm sẽ là$L_P$$L_S$

Nhưng tôi không chắc chắn những gì bạn đang mong đợi để làm điều này (bạn nói rằng bạn không muốn sử dụng bất kỳ yếu tố mạch nào khác ....?).

Đáp ứng tần số sẽ phụ thuộc vào những yếu tố mạch khác mà bạn sử dụng. Giả sử bạn đang cố gắng thực hiện bộ lọc thông thấp L / R hoặc L / C, máy biến áp chính sẽ cung cấp từ chối lên đến vài chục kHz trước khi các yếu tố khác (như điện dung cuộn dây) có hiệu lực.

Hãy lưu ý rằng mặc dù sơ cấp của máy biến áp chính sẽ có độ tự cảm cao hơn và sẽ được đánh giá cho điện áp cao hơn và dòng điện thấp hơn so với thứ cấp. Bạn cũng nên đảm bảo rằng nếu bạn không sử dụng một cuộn dây thì cách nhiệt tốt, đặc biệt nếu bạn đang sử dụng thứ cấp. Điều này là do điện áp rất cao có thể được cảm ứng trong sơ cấp nếu dòng thứ cấp thay đổi nhanh chóng.

BIÊN TẬP

Tôi thấy từ các chỉnh sửa của bạn rằng bạn muốn kết nối các cuộn dây với nhau. Các cuộn cảm sơ cấp và thứ cấp có thể được tính từ lượt của chúng bằng các công thức ..

EDIT THỨ HAI

Tôi đã viết lại phần tiếp theo này để làm cho nó ít toán học hơn, trực quan hơn và để phân biệt nó với các câu trả lời khác ở đây.

Điện áp cảm ứng trên một cuộn cảm được dự đoán theo tốc độ thay đổi của dòng điện qua nó, và hằng số tỷ lệ là độ tự cảm L.

V1 = L * (tốc độ thay đổi dòng điện qua cuộn dây)

Với các cuộn dây được ghép nối, điện áp cảm ứng có thêm một yếu tố do tốc độ thay đổi của dòng điện qua cuộn dây khác , hằng số là độ tự cảm lẫn nhau Lm.

V2 = Lm * (tốc độ thay đổi dòng điện qua cuộn dây khác)

Vì vậy, nói chung, điện áp trên cuộn cảm là tổng của những điều sau: - (sử dụng các ký hiệu của bạn)

Vp = Lp * (tốc độ thay đổi của dòng điện chính) + M * (tốc độ thay đổi của dòng thứ cấp)

và cho thứ cấp: -

Vs = Ls * (tốc độ thay đổi của dòng thứ cấp) + M * (tốc độ thay đổi của dòng điện chính)

Nếu chúng ta nối dây sơ cấp và thứ cấp nối tiếp, dòng điện là như nhau và điện áp sẽ cộng hoặc trừ,

tùy thuộc vào cách vòng chúng ta kết nối các cuộn dây với nhau.

$V_{total} = V_P \pm V_S = ( L_P \pm L_M + L_S \pm L_M )$

TÓM LƯỢC

Nhưng điều này cũng giống như khi chúng ta có một cuộn cảm có độ tự cảm: -

$L_t = L_p + L_s \pm 2L_m$

Nếu chúng ta kết nối các cuộn dây để S1 được kết nối với P2, dòng điện sẽ chạy cùng chiều qua cả hai cuộn dây, các điện áp sẽ thêm và chúng ta tối đa hóa độ tự cảm, vì vậy: -

$L_t = L_p + L_s + 2L_m$

Nếu không có khớp nối (ví dụ nếu các cuộn dây nằm trên các lõi riêng biệt), thì độ tự cảm lẫn nhau sẽ bằng không và các cuộn cảm sơ cấp và thứ cấp sẽ thêm vào như bạn mong đợi. Nếu khớp nối không hoàn hảo, một tỷ lệ k của từ thông từ một cuộn dây sẽ kết hợp với cuộn dây khác, với k thay đổi từ 0 đến 1 khi khớp nối được cải thiện. Độ tự cảm lẫn nhau sau đó có thể được biểu thị như sau: -

$L_m = k\sqrt{L_pL_s}$

và

$L_t = L_p + L_s + 2k\sqrt{L_pL_s}$

Điều này giống như câu trả lời của Russell nếu k = 1 (khớp nối hoàn hảo) nhưng tôi không đồng ý rằng độ tự cảm lẫn nhau không liên quan. Nó là.