Jaka jest różnica między transformatorem a sprzężoną cewką indukcyjną?

17

Transformatory i sprzężone cewki indukcyjne wydają się bardzo podobne. Czy jest jakaś różnica w konstrukcji? Czy tylko w użyciu?

To pytanie dotyczy czegoś podobnego, ale odpowiedzi nie odnoszą się do mojego pytania: cewka sprzężona czy rzeczywisty transformator?

Stephen Collings
źródło
Nigdy nie słyszałem o „sprzężonej cewce indukcyjnej” jako komponencie. Czy możesz podać jakiś kontekst?
Phil Frost
1
Ważnym kryterium jest to, że uzwojenia są dokładnie identyczne, aby wygenerować efekt sprzężenia w konwerterze SEPIC.
Anindo Ghosh
2
Myślę, że słyszałem o sprzężonych cewkach indukcyjnych, które nie miały identycznych uzwojeń. Może konwertery Flyback? Ale trudno mi mieć pewność, że ktoś nie nadużywał tego terminu ...
Stephen Collings
@StephenCollings To słuszna kwestia, ponieważ jeśli odłożymy na bok konkretny termin, dowolne dwa cewki indukcyjne, które mają wspólny rdzeń, lub w tym przypadku nawet dwie cewki umieszczone współosiowo (przypuszczalnie potrzebowalibyśmy nakładania się, gdybyśmy wykluczyli sprzężenie upływu magnetycznego), być cewkami sprzężonymi magnetycznie, tj. sprzężonymi cewkami.
Anindo Ghosh

Odpowiedzi:

12

Oba są w zasadzie tej samej klasy urządzeń, chociaż każdy będzie miał parametry zoptymalizowane inaczej. Te dwie nazwy mają objaśnić różne zamierzone użycie, co pozwala również szybko odgadnąć, jak niektóre parametry mogą się różnić. Oczywiście na pewno tylko arkusze danych powiedzą, jakie są parametry.

Transformator jest specjalnie przeznaczony do przenoszenia mocy z jednego uzwojenia do drugiego. Chcesz, aby sprzężenie między uzwojeniami było jak najlepsze, indukcyjność upływu równa zero, a bezwzględna indukcyjność każdego uzwojenia z drugim otwartym często nie jest dużym problemem.

W przypadku sprzężonych cewek indukcyjnych każde uzwojenie jest nadal wykorzystywane wyłącznie dla swojej indukcyjności, chociaż oczywiście stosuje się pewne sprzężenie, w przeciwnym razie istniałyby dwa oddzielne cewki indukcyjne. Generalnie indukcyjność upływu jest mniejszym problemem. W rzeczywistości przydatne może być zapewnienie minimalnej gwarantowanej indywidualnej indukcyjności (niesprzężonej lub upływowej ) dla każdego uzwojenia. Indukcyjność absolutna każdego uzwojenia z drugim otwartym jest również ważnym parametrem, który zostanie dobrze określony.

Olin Lathrop
źródło
7

Technicznie są one tym samym, co zależy od ich użycia.

Zwykle myślimy o cewce indukcyjnej jako magazynowaniu i uwalnianiu energii, więc na przykład w typowym zasilaczu typu fly-back typu impulsowego możemy nazwać go „transformatorem powrotnym” lub „cewką sprzężoną”, a nie transformatorem.

Innym przykładem jest cewka wyjściowa konwertera buck z wieloma wyjściami. Jeśli zdecydujemy się uzwoić cewki indukcyjne dla różnych wyjść na tym samym rdzeniu, nazwalibyśmy to cewką sprzężoną.

Podczas gdy zwykle dla transformatora przykładamy napięcie prądu przemiennego do pierwotnego, aby wytworzyć jedno napięcie wtórne, a przenoszenie mocy jest natychmiastowe. Każda zgromadzona energia jest zwykle uważana za coś złego (powodującego straty), podczas gdy cewki indukcyjne (sprzężone lub w inny sposób) są przeznaczone do magazynowania, a następnie uwalniania energii.

Warren Hill
źródło
Ostatnio o tym myślałem i ostatecznie znalazłem się w tym samym miejscu. Cewka indukcyjna przechowuje energię do późniejszego wykorzystania, podczas gdy transformator nie ma funkcji przesunięcia czasu.
Stephen Collings,
4

Sprzężony induktor magazynuje energię. Zazwyczaj mają szczelinę, w której energia jest magazynowana w polu magnetycznym. Poza tym wyglądają bardzo podobnie do transformatorów. Sprzężony induktor byłby stosowany na przykład w konwerterze flyback, w którym magazynuje energię, gdy przełącznik jest włączony, a następnie zrzuca energię na wyjście, gdy przełącznik jest wyłączony.

Większość transformatorów (innych niż sprzężone cewki indukcyjne) jest uzwojonych na rdzeniach o niskiej reluktancji. Mają indukcyjność magnesującą i upływową, ale są one bardziej jak efekty pasożytnicze. Idealny transformator nie ma tych właściwości. Idealny transformator nie magazynuje energii.

Z drugiej strony sprzężony induktor jest induktorem i jest przeznaczony do magazynowania znacznej ilości energii w strumieniu rdzenia. Z tego powodu rdzeń ma szczelinę, albo dyskretną, albo rozproszoną, jak w sproszkowanym żelaznym rdzeniu. Energia jest magazynowana głównie w przerwie.

Myślę, że większość z nas uznałaby sprzężoną cewkę za specjalny rodzaj transformatora.

użytkownik 28910
źródło
1
Transformatory również magazynują energię i mogą mieć przerwę. Co za różnica?
Phil Frost
1
Może terminologia nie jest precyzyjna. Można wyróżnić sposób działania. Na przykład w konwerterze flyback „transformator” przechowuje całą energię z pierwotnego, gdy przełącznik jest włączony; energia ta nie przechodzi do wtórnej, dopóki się nie wyłączy. Dla porównania, w konwerterze do przodu energia jest przekazywana z pierwotnej do wtórnej, gdy przełącznik jest włączony. W strumieniu rdzenia jest trochę energii, ale nie magazynuje on całej energii przechodzącej przez nią. Sprzężone cewki indukcyjne są przeznaczone specjalnie do magazynowania energii.
user28910,
Czy mówisz teraz, że różnica między transformatorem a sprzężonymi cewkami indukcyjnymi polega na sposobie ich zastosowania? Ponieważ nie to wzięłam od twojej odpowiedzi, którą zrozumiałem, mówiąc, że sprzężone cewki indukcyjne są w jakiś sposób różnymi urządzeniami o różnych możliwościach. Na przykład silnik i generator to w zasadzie to samo, nieco zoptymalizowane do różnych zastosowań, ale można je stosować w dowolnej pojemności. Dioda LED i prostownik są podobnymi urządzeniami, ale każde z nich ma bardzo unikalne możliwości i wcale nie jest wymienne.
Phil Frost
@ PhilFrost Spójrz na różnicę przebiegów prądu i napięcia w tych 2 różnych przypadkach. a) Konwerter Flyback [sprzężony induktor]. b) Konwerter do przodu [transformator].
Nick Alexeev
@NickAlexeev Widzę twój punkt widzenia o tym, że sposób użycia jest inny, ale zawsze myślałem, że w konwerterze flyback jest transformator. Może to regionalna odmiana terminologii?
Phil Frost
0

Dwa sprzężone cewki indukcyjne można zdefiniować jako dowolne dwa cewki indukcyjne, które dzielą część swoich linii strumienia. Z powodu tego sprzężenia napięcia są indukowane w drugim uzwojeniu (= wzajemne sprzężenie). Nie więcej ani mniej.

Transformator to urządzenie, które wykorzystuje dwa sprzężone cewki indukcyjne w celu zwiększenia lub zmniejszenia poziomu napięcia. Łączenie odbywa się za pomocą żelaza magnetycznego, ferrytu ...

Jednak również silnik indukcyjny i linie przesyłowe są zwykle modelowane jako sprzężone cewki indukcyjne. Sprzężenie można zauważyć z faktu, że prąd w jednej fazie (lub cewce) przyczynia się do napięcia w innej fazie (lub cewce). Z tego powodu stajemy się zestawem trzech sprzężonych równań różniczkowych. Ponieważ jest to dość trudne w obsłudze, zwykle stosuje się transformację składową symetryczną (transformację Fortescue) w celu uzyskania układu trzech niesprzężonych równań. Inne transformacje, takie jak Clarke lub Park, mogą być również użyte, jeśli weźmie się pod uwagę silnik indukcyjny lub synchroniczny.

Simon R.
źródło