SST ترانسفورماتور کرن لاس کیلکولیشن این ویندینگ آپتیمایزیشن گایډ
طراحی و محاسبه هسته ترانسفورماتور SST با فرکانس بالا
تاثیر خصوصیات مواد: مواد هسته در دماهای مختلف، فرکانسهای مختلف و چگالیهای مغناطیسی نشاندهنده رفتارهای زیان متغیر است. این خصوصیات پایه کلی زیان هسته را تشکیل میدهند و نیاز به درک دقیق از خواص غیرخطی دارند.
تداخل میدان مغناطیسی جانبی: میدانهای مغناطیسی جانبی با فرکانس بالا در اطراف پیچهها میتوانند زیانهای اضافی در هسته القاء کنند. اگر این زیانهای نامطلوب به درستی مدیریت نشوند، ممکن است به زیانهای ذاتی مواد نزدیک شوند.
<شرایط عملکرد پویا: در مدارهای نوسانی LLC و CLLC، شکل موج ولتاژ و فرکانس کاری که به هسته اعمال میشود به صورت پویا تغییر میکند، که محاسبه زیان لحظهای را به طور قابل توجهی پیچیدهتر میکند.
نیازهای شبیهسازی و طراحی: به دلیل طبیعت متغیر چندمتغیری و غیرخطی بسیار سیستم، برآورد دقیق زیان کل به صورت دستی دشوار است. مدلسازی و شبیهسازی دقیق با استفاده از ابزارهای نرمافزاری تخصصی ضروری است.
نیازهای خنکسازی و زیان: ترانسفورماتورهای با توان بالا و فرکانس بالا نسبت سطح به ظرفیت کوچکتری دارند که نیاز به خنکسازی اجباری دارد. زیانهای هسته در مواد نانوبلوری باید به طور دقیق محاسبه شده و با تحلیل حرارتی سیستم خنکسازی ترکیب شود تا افزایش دما ارزیابی شود.
(1) طراحی و محاسبه پیچه
زیانهای AC: در فرکانسهای بالا، افزایش فرکانس جریان منجر به مقاومت پیچه بالاتر میشود. ممانع هر واحد رسانا باید با استفاده از فرمولهای خاص محاسبه شود.
(2) زیانهای جریان دوگانه
اثر پوسته: هنگامی که جریان AC از رسانای دایرهای عبور میکند، میدانهای مغناطیسی متناوب همنهشت القاء میکنند که منجر به زیانهای جریان دوگانه میشود.
اثر نزدیکی: در پیچههای چندلایه، جریان در یک لایه بر توزیع جریان در لایههای مجاور تأثیر میگذارد. نسبت مقاومت AC به DC باید با استفاده از فرمول داول محاسبه شود.
که △ نسبت ضخامت پیچه به عمق پوسته است و p تعداد لایههای پیچه است؛
هشدار ریسک: پیچههایی که توسط مهندسان بیتجربه طراحی شدهاند ممکن است زیانهای AC با فرکانس بالا چندین برابر زیانهای مس یک ترانسفورماتور 50Hz با همان ظرفیت را تجربه کنند.
مشکلات مواد آمورف و نانوبلوری
(1) مشکلات یکنواختی هسته
حتی در یک دسته و مشخصات یکسان، هستههای نانوبلوری میتوانند اختلافات قابل توجهی در گرمایش (زیان) تحت تحریک جریان با فرکانس بالا نشان دهند. نیاز به بازرسی ورودی از طریق پارامترهایی مانند وزن (نشاندهنده چگالی/عامل پرکن)، Q-مقدار (ارزیابی زیان)، القایی (ارزیابی نفوذپذیری) و تست افزایش دما تحت توان برای ارزیابی زیان وجود دارد.
(2) زیان و محدودیتهای ماده
زیان لبه برش: تمرکز میدان مغناطیسی در لبههای برش زیانهای جریان دوگانه را افزایش میدهد، که این مناطق را به گرمترین نقاط تبدیل میکند و ثبات حرارتی را مختل میکند.
توزیع نامتعادل زیان: علاوه بر لبههای برش، چندین نقطه گرم دیگر در طول مسیر مغناطیسی وجود دارد.
محدودیتهای ماده: مواد آمورف و نانوبلوری دچار مشکل در برآوردن نیازهای مدارهای نوسانی با نفوذپذیری کم هستند. آنها در فرکانسهای کمتر از 16 kHz سر و صدا زیادی تولید میکنند و به تنش مکانیکی بسیار حساس هستند.
