Beregning af induktans i toroidale transformere:en praktisk vejledning

Ladislav Kubeš/iStock/GettyImages

En ringformet transformer er en doughnut-formet enhed, der bruger en cirkulær jernkerne omviklet med isoleret ledning til at lagre magnetisk energi. Kernen og dens viklinger omtales som "viklingen". Når den drives, genererer viklingen et magnetfelt, hvis styrke måles i induktans, udtrykt i henries (H). Som de fleste transformere indeholder en ringkernetransformator en primær vikling (indgang) og en sekundær vikling (udgang) for at stige spændingen op eller ned.

Trin 1:Tæl de primære omgange

Identificer antallet af vindinger i den primære vikling, betegnet som N . Denne figur er typisk angivet i transformatorens datablad. Lad os f.eks. antage N =300 omgange .

Trin 2:Mål kerneradius

Bestem radius af toroid, kaldet r . Igen, se specifikationsarket; i denne illustration bruger vi r =0,030 m .

Trin 3:Beregn tværsnitsarealet

Arealet af kernens tværsnit beregnes med den velkendte formel:

A =π × r²

Ved at bruge π ≈ 3,1415 får vi:
A =3,1415 × (0,030)² =0,0028 m².

Trin 4:Estimer den primære induktans

Primærviklingens induktans kan tilnærmes ved:

L =(μ₀ × N² × A) / (2 × π × r)

hvor μ₀ er permeabiliteten af frit rum, lig med 4π × 10⁻⁷ T·m/A. Beregning af μ₀ giver:

μ₀ =4 × 3,1415 × 10⁻⁷ =12,566 × 10⁻⁷ T·m/A.

Erstatning af kendte værdier:

L =[(12,566 × 10⁻⁷) × (300)² × 0,0028] / [2 × 3,1415 × 0,030] =0,000316 / 0,188 ≈ 0,00168 H, eller 1,68 mH.

Disse beregninger følger standardformlerne, der bruges af elektriske ingeniører over hele verden og giver et pålideligt estimat af en ringkernetransformers induktans.