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[电路/定理]

图解变压器，兼玩个新名词——“广义理想变压器”....

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1987|21
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楼主
HWM|  楼主 | 2015-11-30 20:33 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
变压器, 理想变压器, AC
先上个图，见识一下变压器：



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21ic小管家 打赏了 2.00 元 2015-12-01

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沙发
HWM|  楼主 | 2015-11-30 20:38 | 只看该作者
通常所说的理想变压器，类似于《电路》中的阻、容和感，仅有一个参数——变比。而变压器却不同于那些二端元件（单端口），是个四端的二端口器件。

下面给几个变压器的例子：






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板凳
HWM|  楼主 | 2015-11-30 20:45 | 只看该作者
显然，通常的理想变压器（不妨称为狭义理想变压器）作为一个单独的器件其可应用范围太狭窄。所以，这里将其拓广一下，变为“广义理性变压器”。

具体论述之前，先看两个图：




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地板
HWM|  楼主 | 2015-11-30 20:59 | 只看该作者
上图比起那个狭义的理想变压器来，就接近现实点了。

注意其磁力线，基本可以分成三份——L1和L2的耦合磁通以及L1和L2各自的漏磁。

给张图：



这是按照《电路》中的基本理想元件构造的一个“广义理性变压器”。下面再给一幅图：



上图是“广义理想变压器”符号图，以及相应的ABCD参数矩阵。

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5楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 21:03 | 只看该作者
符号太抽象，下面给两个基于“狭义理想变压器”的等效模型图，及其ABCD参数矩阵。




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6楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 21:10 | 只看该作者
至此，我们看到了三个关于变压器的模型，其中前两个由三个参数，而第三个则有四个参数。显然，第三个模型中的四个参数对于某个具有确定网络特性的变压器而言非唯一。下面是附加一个条件下第三个模型的情况：



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7楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 21:20 | 只看该作者
前面说了，第一个仅是个变压器的符号而已，第二个则是具体引入了一个理想变压器和两个电感，而第三个则是更为具体的针对变压器的物理模型给出了相应的理想模型。

这些模型中的电感，分别对应于变压器中的漏磁（漏感）和耦合磁通（励磁）。而恰恰是引入了这些东西，使得变压器模型更接近现实且应用范围更大。

下面给张图，说明一下各模型间的关系：



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8楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 21:29 | 只看该作者
模型有了，下面该深入地玩味一下。

在前面的论述中已经知道，变压器中的磁通无非是三者之一，即一二次侧的漏磁和耦合磁通。下面给一幅形象点的图：



这不就是“集合之交”吗？确实如此，此乃耦合。

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9楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 21:33 | 只看该作者
上图虽形象，但不规整。下面变换一下：



方的看上去就显得正式点了，当然不仅如此....

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10楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 21:44 | 只看该作者
进入正题，看一幅图：



此图是与模型T{L1A,L1B,L2A,L2B}相对应的直方图。注意其“交集”内的两个东西（L1B/2和L2B/2），分别为一二次侧的耦合磁通。此外，注意其所占“面积”相同。

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11楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 21:47 | 只看该作者
下面就该利用这个直方图来图解变压器中的励磁电感和漏感，见下图：



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12楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 21:55 | 只看该作者
再给一幅形象点的图：


其中，按比例将L2侧的磁通（或感量）缩小至其“交集”（耦合磁通或励磁区），然后将缩小版的耦合区右移。如此，便得到了LA和LB（L1侧看进去的漏感和励磁电感）。

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13楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 21:59 | 只看该作者
看个例子：



上图为叠层绕制的螺线管变压器或环形变压器。

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14楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 22:01 | 只看该作者
关于上例，具体再看两幅图：




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15楼
HWM|  楼主 | 2015-11-30 22:07 | 只看该作者
“广义理想变压器”是一般变压器忽略了所有损耗和分布参数，以及不考虑非线性特性的一种理想变压器。如果忽略漏磁河励磁（漏感为零且励磁电感为无穷大）而保留变比，那么“广义理想变压器”就变成了通常意义下的理想变压器——狭义理想变压器。

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16楼
hongmeirui| | 2015-11-30 23:07 | 只看该作者
谢谢大神的分享，我是来向大家学习的:lol

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17楼
xukun977| | 2015-12-1 07:05 | 只看该作者
HWM 发表于 2015-11-30 22:07
“广义理想变压器”是一般变压器忽略了所有损耗和分布参数，以及不考虑非线性特性的一种理想变压器。如果忽 ...

啰嗦这么多，其实只要一句话，言简意赅:
理想变压器既不消耗能量，也不储存能量！

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18楼
Lgz2006| | 2015-12-1 07:20 | 只看该作者
恭喜楼主对变压器认知逐步上升，各概念理解日趋全面！

鉴于之前贴及本贴变压器种类，建议楼主找个环型变压器，进一步熟悉各种变压器结构，尤其是主磁路型式表达，灵活掌握正确运用丰富的人类知识。

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19楼
21ic小管家| | 2015-12-1 11:09 | 只看该作者
此打赏为十大热门第五名，恭喜恭喜~打赏细则详情请戳https://bbs.21ic.com/icview-1219832-1-1.html

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20楼
xukun977| | 2015-12-1 12:31 | 只看该作者
怨不得许多板块，原本可以一个帖子讲完的，故意分成几十楼，目的是自己顶到前十。

这个帖子我和老6没顶之前，已经进前5过了。

***那个帖子(甲乙类湿疹)亏，自己顶到400多楼，也排不上名！

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