Qual è la differenza tra un trasformatore e un induttore accoppiato?


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Trasformatori e induttori accoppiati sembrano molto simili. C'è una differenza nella costruzione? O solo in uso?

Questa domanda pone qualcosa di simile, ma le risposte non rispondono alla mia domanda: induttore accoppiato vs un trasformatore reale?


Non ho mai sentito parlare di "induttore accoppiato" come componente. Puoi citare qualche contesto?
Phil Frost,


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" Il criterio importante è che gli avvolgimenti siano esattamente identici per generare l'effetto di accoppiamento in un convertitore SEPIC. "
Anindo Ghosh

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Ho sentito parlare di induttori accoppiati che non avevano avvolgimenti identici, credo. Convertitori flyback, forse? Ma è difficile per me essere sicuro che qualcuno non abbia abusato del termine ...
Stephen Collings,

@StephenCollings Questo è un punto giusto, perché se lasciamo da parte il termine specifico, due induttori che condividono un nucleo, o del resto anche due bobine posizionate coassialmente (presumibilmente avremmo bisogno di qualche sovrapposizione se escludiamo l'accoppiamento magnetico di dispersione), essere induttori accoppiati magneticamente, ovvero induttori accoppiati.
Anindo Ghosh,

Risposte:


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I due sono sostanzialmente la stessa classe di dispositivi, anche se ognuno avrà parametri ottimizzati in modo diverso. I due nomi spiegano il diverso utilizzo previsto, il che fornisce anche una rapida idea di come alcuni parametri possano differire. Ovviamente solo i fogli dati ti direbbero sicuramente quali sono i parametri.

Un trasformatore è specificamente progettato per trasferire energia da un avvolgimento all'altro. Volete che l'accoppiamento tra gli avvolgimenti sia il più buono possibile, l'induttanza di dispersione zero e l'induttanza assoluta di ciascun avvolgimento con l'altro aperto spesso non è un grosso problema.

Con gli induttori accoppiati, ogni avvolgimento viene ancora utilizzato solo per la sua induttanza, anche se ovviamente viene utilizzato un accoppiamento altrimenti ci sarebbero due induttori separati. Generalmente l'induttanza di dispersione è meno problematica. In effetti, può essere utile avere un'induttanza individuale minima garantita (non accoppiata o a perdita ) per ciascun avvolgimento. Anche l'induttanza assoluta di ciascun avvolgimento con l'altra aperta è un parametro importante che verrà ben specificato.


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Tecnicamente sono la stessa cosa che dipende dal suo utilizzo.

Generalmente pensiamo a un induttore come a immagazzinare e rilasciare energia, quindi ad esempio in un tipico alimentatore di tipo fly-back in modalità switch potremmo chiamarlo "trasformatore fly-back" o "induttore accoppiato" anziché un trasformatore.

Un altro esempio è l'induttore di uscita su un convertitore buck multiuscita. Se decidessimo di avvolgere gli induttori per uscite diverse sullo stesso core lo chiameremmo un induttore accoppiato.

Mentre normalmente per un trasformatore applichiamo una tensione CA al primario per generarne una attraverso il secondario e il trasferimento di potenza è istantaneo. Qualsiasi energia immagazzinata è generalmente considerata una cosa negativa (che causa perdite) mentre gli induttori (accoppiati o meno) sono destinati a immagazzinare e successivamente rilasciare energia.


Ci ho pensato più di recente e sono finito nello stesso posto. Un induttore immagazzina energia per usarla in un secondo momento, mentre un trasformatore non ha una funzione di time-shifting.
Stephen Collings,

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Un induttore accoppiato immagazzina energia. Di solito hanno un gap, in cui l'energia viene immagazzinata nel campo magnetico. Oltre a ciò, sembrano molto simili ai trasformatori. Un induttore accoppiato verrebbe usato, ad esempio, in un convertitore flyback, dove immagazzina energia mentre l'interruttore è acceso, quindi scarica l'energia all'uscita quando l'interruttore è spento.

La maggior parte dei trasformatori (diversi dagli induttori accoppiati) sono avvolti su nuclei a bassa riluttanza. Hanno induttanze magnetizzanti e di dispersione, ma sono più simili a effetti parassiti. Un trasformatore ideale non ha queste caratteristiche. Un trasformatore ideale non immagazzina energia.

D'altra parte, un induttore accoppiato è un induttore ed è progettato per immagazzinare una quantità significativa di energia nel flusso centrale. Per questo motivo, il nucleo ha un gap, sia un gap discreto che uno distribuito, come in un nucleo di ferro in polvere. L'energia è immagazzinata principalmente nel divario.

Penso che la maggior parte di noi considererebbe un induttore accoppiato come un tipo speciale di trasformatore.


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I trasformatori immagazzinano anche energia e possono avere un vuoto. Qual è la differenza?
Phil Frost,

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Forse la terminologia non è precisa. Una distinzione può essere fatta dalla modalità di funzionamento. Ad esempio, nel convertitore flyback, il "trasformatore" immagazzina tutta l'energia dal primario mentre l'interruttore è acceso; questa energia non si trasferisce al secondario finché non si spegne. In confronto, nel convertitore in avanti l'energia viene trasferita dal primario al secondario mentre l'interruttore è acceso. C'è un po 'di energia nel flusso centrale, ma non immagazzina tutta l'energia che lo attraversa. Gli induttori accoppiati hanno lo scopo specifico di immagazzinare energia.
user28910

Quindi stai dicendo ora che la differenza tra un trasformatore e induttori accoppiati è il modo in cui essi sono destinati ad essere utilizzati? Perché, che non è quello che ho portato via dalla tua risposta, che ho capito come dire induttori accoppiati sono dispositivi in qualche modo diversi con capacità diverse. Ad esempio, un motore e un generatore sono essenzialmente la stessa cosa, leggermente ottimizzato per usi diversi, ma può essere utilizzato sia capacità. Un LED e un raddrizzatore sono simili dispositivi, ma ognuno con funzionalità molto particolari e non a tutti intercambiabili.
Phil Gelo

@PhilFrost guardare la differenza di forme d'onda di corrente e tensione in questi 2 casi differenti. a) Convertitore flyback [induttore accoppiato]. b) Convertitore in avanti [trasformatore].
Nick Alexeev

@NickAlexeev Vedo il tuo punto circa la modalità di utilizzo essere diversi, ma ho sempre pensato che la cosa in un convertitore flyback è stato un trasformatore. Forse è una variazione regionale nella terminologia?
Phil Gelo

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Due induttori accoppiati possono essere definiti come qualsiasi due induttori che condividono una parte delle loro linee di flusso. A causa di questo accoppiamento, vengono indotte tensioni l'altro avvolgimento (= accoppiamento reciproco). Né più né meno.

Un trasformatore è un dispositivo che fa uso di due induttori accoppiati per aumentare o diminuire il livello di tensione. Il collegamento avviene tramite ferro magnetico, ferrite ...

Tuttavia, anche un motore asincrono e linee di trasmissione sono generalmente modellate come induttori accoppiati. L'accoppiamento può essere visto dal fatto che una corrente in una fase (o bobina) contribuisce alla tensione in un'altra fase (o bobina). Per questo motivo, si diventa un insieme di tre equazioni differenziali accoppiate. Poiché questo è piuttosto difficile da lavorare, un componenti simmetrica trasformazione (Fortescue trasformazione) viene applicata ad ottenere un sistema di tre equazioni disaccoppiate. Altre trasformazioni come Clarke o parco può essere utilizzato anche quando è considerato un motore asincrono o sincrono.

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