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降压变压器

简介

本例演示降压型单相变压器的运行。

型号说明

本示例模型使用Engee库基本部分的模块进行物理建模。变压器的设计功率为$50 Вт$ ，工作频率为$60 Гц$ ，输入电压为$120 В$ ，输出电压为$12 В$ 。假定效率为$94\%$ ，空载磁化电流为$1\%$ ，漏抗为$2,3\%$ 。未考虑磁芯损耗。假设磁芯材料对$B(H)$ 的依赖是线性的。

electric_transformer.png

变压器最初以空载模式运行。在$t=0.5 с$ 时，接通额定负载 "负载 "。由于绕组电阻和耗散电感的影响，次级电压从$12 В$ 降至$11.3 В$ 。变压器次级绕组上形成电流$3.9 А$ 。

建模

让我们加载并执行已开发的模型。

In [ ]: 
Путь_примера = @(__DIR__);
Имя_модели = "electrical_transformer";
Путь_модели = joinpath(Путь_примера, Имя_модели*".engee")

if Имя_модели ∉ getfield.(engee.get_all_models(), :name)
    engee.load(Путь_модели);
end

модель = engee.run(Имя_модели);

获取模型中显示的变量，以便进一步构建。

In [ ]: 
# Время
t = модель["V_1"].time;
# Напряжения
V_1 = модель["V_1"].value;
V_2 = модель["V_2"].value;
# Токи
I_1 = модель["I_1"].value;
I_2 = модель["I_2"].value;
# Магнитные потоки и мдс
Ф = модель["Ф"].value;
Ф2σ = модель["Фl_2"].value;
F = модель["МДС"].value;

建模结果

让我们绘制电气变量图--初级绕组和次级绕组的电压和电流。

In [ ]: 
# Подключаем библиотеку Plots и бэкэнд
using Plots
plotlyjs()

plot(t, [V_1 V_2]; layout = (2,1), subplot = 1, ylabel = "Напряжение, В", label = ["V_1" "V_2"], title="Напряжения и токи")
plot!(t, [I_1 I_2]; subplot = 2, ylabel = "Ток, А", label = ["I_1" "I_2"], xlabel = "Время, c")
Out[0]:

从电压和电流图中可以看出，变压器降低了电压，增加了电流。一旦额定负载连接到次级绕组电路，额定电流就会开始流过绕组。

让我们绘制磁变量图--主磁通$Ф$ 、通过次级绕组的漏磁通$Ф_{2\sigma}$ 和磁动力 (MMF)。

In [ ]: 
plot(t, Ф.*1e3; layout = (3,1), subplot = 1, ylabel = "Поток, мВб", label = "Ф", title="Магнитные переменные")
plot!(t, Ф2σ.*1e6; subplot = 2, ylabel = "Поток, мкВб", label = "Ф2σ", color=:green)
plot!(t, F; subplot = 3, ylabel = "мдс, А⋅в", label = "мдс", color=:red, xlabel = "Время, c")
Out[0]:

从图中可以看出，变压器接通次级负载后，主磁通量随漏磁通量值的减少而减少，磁芯中形成磁动力。

结论

本案例研究考虑了在额定负载下运行的 220/12 V 降压变压器模型。考虑了系统的电气和磁场变量的动态变化。

示例中使用的块