Designoptimierer für Magnetik und Transformatoren
Der herstellerunabhängige NSGA-II-Optimierer findet pareto-optimale Kern- und Wicklungsdesigns für 113 Kerne (EE, ETD, PQ, RM, Toroid) von TDK, Ferroxcube, Magnetics Inc. und Micrometals. Minimiert gleichzeitig den Gesamtverlust und das Volumen — zeigt den vollen Kompromiss zwischen Effizienz und Größe auf.
So funktioniert's
Einen Transformator oder Induktor von Hand zu konstruieren bedeutet, einen Kern aus Hunderten auszuwählen und zu hoffen, dass ein Kompromiss zwischen Effizienz und Größe akzeptabel ist. Dieses Tool läuft NSGA-II über alle 113 Kerne gleichzeitig, wobei jeder Kandidat an 10 Betriebspunkten (5 Laststufen × 2 Eingangsspannungsextreme) evaluiert wird, um ein robustes Worst-Case-Design zu gewährleisten.
Zwei Ziele werden gleichzeitig minimiert: totaler Leistungsverlust (Steinmetz-Kernverlust + Dowell AC-Wicklungsverlust) und Kernvolumen. Diese Ziele sind widersprüchlich — ein kleinerer Kern hat eine höhere Flussdichte und einen höheren Verlust. Das Ergebnis ist ein Pareto vorne: jedes Design, bei dem keine Effizienzsteigerung möglich ist, ohne die Größe zu erhöhen.
Einschränkungen, die jedem Kandidaten auferlegt werden: BHochpunkt < 0,8 × Bsaßen, Füllfaktor < 0,40 und Sperrschichttemperatur ≤ Tmax..
Verwandte Taschenrechner
Häufig gestellte Fragen
Wozu dient der Schieberegler für das Objektivgewicht?+
Bei 0 wählt das Tool das Design mit minimalem Verlust von der Pareto-Front aus. Bei 1 wählt es die Mindestlautstärke aus. Bei 0,3 (Standardeinstellung) wird der ausgeglichene Punkt ausgewählt, der dem Knie der Pareto-Kurve am nächsten liegt.
Warum zieht der Optimierer manchmal Eisenpulver dem Ferrit vor?+
Eisentoroide in Pulverform haben eine viel höhere Sättigungsflussdichte (1,4—1,5 T gegenüber 0,35—0,43 T bei Ferriten). Bei Hochstrominduktoren mit signifikanter Gleichstromvorspannung kann Eisenpulver trotz höherer Kernverlustkoeffizienten eine höhere Induktivitätsdichte erreichen.
Was ist das Dowell-Modell?+
Das Dowell-Modell berechnet den Wechselstromwiderstandsfaktor F_R = R_AC/R_DC als Funktion des Drahtdurchmessers, der Hauttiefe und der Anzahl der Wicklungslagen. Bei 100 kHz kann eine 4-lagige Wicklung aus AWG22-Draht den Wert F_R ≈ 5 haben, was bedeutet, dass der Wechselstrom-Kupferverlust das Fünffache der DC-Vorhersage beträgt.
Wie reduziert Verschachtelung den Wickelverlust?+
Durch das P-S-P-Verschachteln wird die Primärschicht auf beiden Seiten der Sekundärseite in zwei Hälften geteilt, wodurch sich die effektive Anzahl der Schichten halbiert. Dadurch wird der Term des Näherungseffekts (der als n²−1 skaliert wird) um das bis zu 5-fache reduziert, wodurch der Kupferverlust über 50 kHz drastisch reduziert wird.