Wie kann die Streureaktanz des Stromwandlers reduziert werden?

1. Optimierung der Wicklungsstruktur
Angemessene Wicklungsanordnung
Geschichtete Wicklung: Eine geschichtete Wicklung kann die Streureaktanz wirksam reduzieren. Die Primärwicklung und die Sekundärwicklung sind abwechselnd in Schichten gewickelt, beispielsweise eine Schicht Primärwicklung und eine Schicht Sekundärwicklung. Dadurch kann die magnetische Kopplung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung enger werden und der Streufluss verringert werden. Da die Wechselwirkung des Magnetfelds zwischen benachbarten Wicklungsschichten verstärkt wird, kann der Magnetfluss stärker durch die beiden Wicklungen fließen, wodurch die Entstehung von Streuflüssen und die Streureaktanz verringert werden.
Konzentrische Wicklung und Verkürzung der Abstände: Bei konzentrisch gewickelten Stromwandlern sollte der Abstand zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung so weit wie möglich verkürzt werden. Eine Verringerung des Abstands kann die gegenseitige Induktivität zwischen den beiden Wicklungen erhöhen, den magnetischen Widerstand des Streuflusspfads verringern, eine stärkere Kopplung des magnetischen Flusses zwischen den beiden Wicklungen ermöglichen und die Streureaktanz verringern. Gleichzeitig muss auf eine gleichmäßige Verteilung der Wicklungen geachtet werden, um eine Erhöhung des Streuflusses durch die lokale Magnetfeldkonzentration zu vermeiden.
Reduzieren Sie die axiale Länge der Wicklung
Kompaktes Design: Unter der Voraussetzung, den Isolationsanforderungen und der Transformatorleistung gerecht zu werden, sollte die axiale Länge der Wicklung so weit wie möglich reduziert werden. Eine kürzere axiale Länge bedeutet, dass der Weg des Streuflusses kürzer ist. Gemäß dem Ohmschen Gesetz des Magnetkreises ist der magnetische Widerstand proportional zur Länge des Magnetkreises, sodass der magnetische Widerstand abnimmt und auch der Streufluss entsprechend abnimmt, wodurch die Streureaktanz verringert wird. Dies kann durch eine Optimierung des gesamten strukturellen Designs des Transformators erreicht werden, beispielsweise durch die Verwendung dünnerer Isolationsmaterialien, kompakterer Kernformen usw.
2. Abstimmung von Kernform und Materialauswahl
Optimierung der Kernform
Anwendung des Ringkerns: Der Magnetkreis des Ringkerns ist geschlossen, wodurch eine gleichmäßige Magnetfeldumgebung für die Wicklung geschaffen werden kann. Wenn die Wicklung auf den Ringkern gewickelt ist, kann das Magnetfeld besser im Kern konzentriert werden, wodurch der Streufluss verringert wird. Im Vergleich zu anderen Kernformen kann der Ringkern die Streureaktanz wirksam reduzieren. Darüber hinaus kann der Ringkern dafür sorgen, dass die Wicklung gleichmäßig über den Umfang verteilt wird, wodurch die magnetische Kopplung zwischen den Wicklungen weiter verbessert wird, was zur Reduzierung der Streureaktanz beiträgt.
Gestaltung der Kernfenstergröße: Es ist auch wichtig, die Kernfenstergröße angemessen zu gestalten. Die Fenstergröße sollte entsprechend der Windungszahl und dem Drahtdurchmesser der Wicklung optimiert werden, um sicherzustellen, dass die Wicklung fest auf den Kern gewickelt werden kann und der Spalt zwischen Wicklung und Kern verringert wird. Kleinere Lücken können die Entstehung von Streufluss verringern und dadurch die Streureaktanz verringern.
Berücksichtigung der magnetischen Permeabilität des Kernmaterials: Die Auswahl eines Kernmaterials mit hoher magnetischer Permeabilität kann indirekt die Streureaktanz verringern. Materialien mit hoher magnetischer Permeabilität können dafür sorgen, dass die magnetische Flussdichte im Kern leichter die Sättigung erreicht, wodurch mehr magnetischer Fluss durch den Kern geleitet und der Streufluss verringert wird. Beispielsweise weisen Materialien wie Permalloy eine hohe magnetische Permeabilität auf. Durch die Verwendung dieses Materials als Kern kann die Beschränkungsfähigkeit des Magnetfelds bis zu einem gewissen Grad verbessert und die Streureaktanz verringert werden.
3. Einführung von Abschirmmaßnahmen
Aufbau einer elektromagnetischen Abschirmschicht
Wicklungsabschirmung: Der Aufbau einer elektromagnetischen Abschirmschicht um die Wicklung herum ist eine wirksame Möglichkeit, die Streureaktanz zu reduzieren. Eine Abschirmschicht kann aus einem Metallmaterial mit hoher magnetischer Permeabilität (z. B. Permalloy-Folie oder Weicheisenfolie) bestehen, um die Wicklung zu umhüllen. Die Abschirmschicht kann den Streufluss so leiten, dass innerhalb der Abschirmschicht eine geschlossene Schleife entsteht, wodurch die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass der Streufluss nach außen austritt, wodurch die Streureaktanz verringert wird. Gleichzeitig kann die Abschirmschicht auch die Beeinflussung der Innenwicklung des Transformators durch das äußere elektromagnetische Feld verringern.
Aderabschirmung (falls erforderlich): In einigen Sonderfällen kann zur weiteren Reduzierung des Streuflusses auch der Ader abgeschirmt werden. Wenn der Transformator beispielsweise in einer Umgebung mit starken elektromagnetischen Störungen arbeitet oder extrem hohe Präzisionsanforderungen stellt, kann eine Schicht Abschirmmaterial außerhalb des Kerns angebracht werden. Diese Schicht aus Abschirmmaterial kann verhindern, dass der vom Kern erzeugte Magnetfluss in den Außenraum gelangt, und kann auch die Störung des externen Magnetfelds am Kern blockieren, wodurch indirekt die Streureaktanz verringert wird.