Modelado de un transformador en LTspice

Quería modelar un transformador en LTspice. Así que busqué en Internet cómo hacer un transformador en LTspice. Encontré el siguiente modelo con el inductor acoplado:

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Pero no me gustó este modelo. (No dije que no funcionó) pero no es útil para entender cómo funciona un transformador. Esconde muchas cosas. Y sin un gran conocimiento (que no tenía) de cómo funciona un transformador, creo que me llevará a cometer errores.

Así que decidí buscar otro modelo en LTspice. Y encontré lo siguiente de aquí: http://ltwiki.org/index.php?title=Transformers

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Entonces traté de entender cómo funciona. He escrito lo que entiendo en la imagen (al menos lo que creo haber entendido). Sin embargo, según el modelo y lo que entendí, hay algunas diferencias entre el modelo eléctrico y el modelo LTspice. Aquí está el modelo eléctrico equivalente:

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Lo que no entiendo :

  1. En el modelo eléctrico, el voltaje a través de la inductancia magnetizante es igual a Vp (voltaje primario):
    V L metro a gramo = V pag
    donde, como en el modelo LTspice, el voltaje en lo que parece ser la inductancia magnetizante es igual a Vp/Np (Np es el número principal de vueltas):
    V L metro a gramo = V pag norte pag
  2. En el modelo eléctrico, la corriente a través de la inductancia magnetizante es igual a (si no me equivoco):
    I L metro a gramo = I pag − norte s I s norte pag
    donde Ip es la corriente primaria, Is es la corriente secundaria, Ilmag es la corriente a través de la inductancia magnetizante. En el modelo Ltspice, la corriente a través de la "inductancia magnetizante" es igual a:
    I L metro a gramo = norte pag I pag − norte s I s

Las dos fórmulas tienen sentido para mí, ya que cuando Ilmag es igual a 0 (transformador ideal) obtenemos la relación actual de un transformador ideal.

Sin embargo, lo que no me gusta es que Lmag del modelo Ltspice y del modelo eléctrico parecen no ser iguales. Entonces, si mido la inductancia magnetizante de un transformador, no podré simularlo sin conocer la relación entre los dos modelos.

¿Cometí errores? ¿Qué opinas de este modelo?

Muchas gracias y que tengas un buen día :D

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Esto es lo que finalmente tengo:

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El modelo eléctrico no menciona Vp (menciona V1 y menciona E1). Debe usar exactamente la misma terminología que el circuito.
Además, no vi el modelo LTSpice en el enlace. Tienes que ser claro acerca de esto Jess.
Ambos modelos son correctos, pero están abstrayendo cosas diferentes y se adaptan mejor a diferentes escenarios de modelado. El modelo LT no menciona el número de vueltas, por ejemplo, y es ideal cuando k se establece en 1. Cuando k = 1, X1 y X2 en el otro modelo son cero, y se vuelven finitos cuando el modelo LT establece k menor que 1. Es bastante difícil hacer coincidir todos los parámetros en los dos modelos, especialmente si eres nuevo en los transformadores.
Andy, lo siento... ¡Lo cambiaré! Para el modelo LTSpice, me sorprende que no lo encuentre... Dígame si no lo vio en esta sección: "Transformador lineal (inductancia de magnetización lineal - almacenamiento de energía potencialmente ilimitado)"
Neil_UK gracias por tu respuesta. Necesito saber cual es la relación entre la Lmag del modelo LTspice y la Lmag del circuito eléctrico equivalente de un transformador ya que cuando se mide una inductancia magnetizante en un transformador real representa la del modelo eléctrico equivalente. Pero seguiré buscando :)

Respuestas (2)

En el esquema eléctrico, la inductancia magnetizante está en el lado primario, mientras que en el esquema LTspice está separada.

Esto se debe a que el esquema eléctrico lo calcula en función del número de vueltas, corriente, etc., esencialmente es el valor del lado primario, y luego usa un transformador ideal que permite que el lado primario se refleje en el lado secundario, de acuerdo con el relación. Esto sería adecuado para la teoría que has mostrado.

En LTspice, la inductancia magnetizante representa la inductancia unitaria ( N=1), y luego el primario y el secundario se determinan con la ayuda de un transformador ideal hecho de un VCVS y un CCCS, cada uno (vea la imagen #4 en su enlace ltwiki). Los giros se determinan a través de los valores de estas fuentes. Por lo tanto, el valor tendría que ser dividido por el número de vueltas.

He aquí un ejemplo rápido:

rápido

Arriba está la versión LTspice, abajo está la versión eléctrica. Vea cómo la corriente a través de la indicación de magnetización LTspice ( L1) debe dividirse por el número de vueltas del primario para que coincida con la corriente a través de la versión eléctrica ( L2).

Hola, gracias por tu respuesta. No entiendo, en el modelo LTspice la inductancia magnetizante es igual a 10 mH, en el modelo eléctrico equivalente la inductancia magnetizante es 1 H, entonces para tener el mismo circuito hay que dividir por 100 (Np²) la inductancia magnetizante de el modelo eléctrico equivalente para tener la inductancia del modelo LTspice y luego para tener la corriente correcta dividida por 10 (Np) nuevamente. Así que este no es el mismo circuito en absoluto... ¡O quería decir que la inductancia del modelo eléctrico equivalente es igual a Np veces la inductancia del modelo LTspice!
@Jess Sí, L2=10^2*L1pero también F1tiene un valor de 10, de hecho, todas las fuentes tienen valores no cuadrados de los giros, lo que significa que la diferencia (o relación) entre las dos corrientes será lineal, no cuadrada. Creo que esta es la belleza de esto, evita posibles inestabilidades numéricas al evitar el uso de números grandes. Si N=1000 => N^2=1e6, imagina la pérdida de precisión. Aún así, revise la respuesta de VerbalKint, tiene una combinación de los dos métodos y funciona igual de bien. Una cosa para recordar: el mundo SPICE no necesita ser el mundo real siempre que los resultados sean verdaderos (o lo suficientemente cerca).
Gracias por tu comentario !

Yo personalmente uso un transformador de CC simple construido con una fuente de corriente controlada por corriente ( F primitiva) y una fuente de voltaje controlada por voltaje ( mi primitivo). Si no me equivoco, este circuito fue introducido por Larry Meares de Intusoft hace algunos años, alrededor de los 80. Consulte la página 114 de este documento publicado por Intusoft para obtener más detalles. El transformador de CC se puede usar en una variedad de aplicaciones, incluidas las simulaciones ciclo por ciclo de fuentes de alimentación conmutadas o el modelado promedio. Prefiero la versión en la que aparece claramente la inductancia de fuga, ya que es fácil de modificar, mientras que un coeficiente de acoplamiento necesita un cálculo adicional para extraer el término de fuga. El siguiente dibujo muestra las construcciones equivalentes entre un coeficiente de acoplamiento y el transformador equivalente.

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La ventana de parámetros en el lado derecho del dibujo le indica cómo calcular las inductancias de fuga y magnetización a partir de los coeficientes de acoplamiento. Después de ejecutar la simulación, los voltajes de salida y las corrientes de entrada son rigurosamente idénticos.

¡Gracias por este modelo y el documento que adjuntaste! Leeré esta parte más tarde. ¿Tiene algún comentario que hacer sobre el modelo de LTwiki? Lo que me gusta de este modelo es que puedes simular la saturación del núcleo usando un "modelo de inductor arbitrario". No tendrá en cuenta la histéresis pero tendrá en cuenta la saturación (es decir, no hay almacenamiento de energía infinito) Pero en realidad no lo implementé en el modelo anterior. Quizas mas tarde ;)
En realidad, si revisa el PDF que vinculé, también puede agregar efectos de saturación si es necesario. Por lo general, no los tengo en cuenta cuando primero caracterizo mi transformador y me aseguro de tener un margen de diseño cómodo a la temperatura de funcionamiento más alta. De esa manera, no necesito incluir estos efectos no lineales que pueden ralentizar significativamente la simulación.
Vale, muchas gracias ! :D
Después de leer la parte de su pdf que adjuntó, ¡prefiero su modelo! La inductancia magnetizante aparece más claramente que en el modelo que encontré en LTwiki. Parece ser más intuitivo.
Es un modelo bastante simple y converge bien. ¡Buena suerte con tus simulaciones!
Para no tener dudas, el valor de la fuente de voltaje Vm no tiene impacto en la simulación ya que está en cortocircuito. ¿Está aquí solo para "sentir" la corriente en el secundario para establecer la corriente primaria? Tengo un error cuando intento cortocircuitarlo. Así que configuré el valor de la fuente de voltaje en 0V.
Edité la publicación con el modelo de simulación para ser más claro.
Sí, la fuente de 0 V es una fuente ficticia destinada a medir la corriente secundaria. F1 lo usa para reflejar la corriente al primario escalada por la relación de vueltas. Una fuente sin indicación de voltaje es 0 V por defecto.
Su fuente de VM debe invertirse: la fuente actual de E1 debe ingresar al pin (+).
Muchas gracias ! :D ¡Que tengas un buen día!
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