Optimizador de diseño de magnetismo y transformadores
El optimizador NSGA-II, independiente del proveedor, encuentra diseños de núcleo y bobinado óptimos para Pareto en 113 núcleos (EE, ETD, PQ, RM, Toroid) de TDK, Ferroxcube, Magnetics Inc. y Micrometals. Minimiza la pérdida total y el volumen de forma simultánea, lo que muestra la diferencia entre eficiencia y tamaño.
Cómo funciona
Diseñar un transformador o inductor a mano significa elegir un núcleo entre cientos y esperar que la compensación entre eficiencia y tamaño sea aceptable. Esta herramienta funciona NSGA-II en los 113 núcleos simultáneamente, evaluando a cada candidato en 10 puntos de operación (5 niveles de carga × 2 extremos de voltaje de entrada) para lograr un diseño sólido en el peor de los casos.
Dos objetivos se minimizan simultáneamente: pérdida total de potencia (pérdida de núcleo de Steinmetz + pérdida de bobinado de Dowell AC) y volumen central. Estos objetivos entran en conflicto: un núcleo más pequeño funciona con una mayor densidad de flujo y mayores pérdidas. El resultado es un Frente de Pareto: todos los diseños en los que no es posible mejorar la eficiencia sin aumentar el tamaño.
Restricciones impuestas a todos los candidatos: Bpico < 0,8 × Bsáb, factor de llenado < 0,40 y temperatura de unión ≤ Tmáximo.
Calculadoras relacionadas
Preguntas frecuentes
¿Qué hace el control deslizante de peso objetivo?+
En 0, la herramienta selecciona el diseño de pérdida mínima desde el frente de Pareto. En 1, selecciona el volumen mínimo. En 0.3 (predeterminado), selecciona el punto balanceado más cercano a la rodilla de la curva de Pareto.
¿Por qué el optimizador a veces elige hierro en polvo en lugar de ferrita?+
Los toroides de hierro en polvo tienen una densidad de flujo de saturación mucho mayor (1,4 a 1,5 T frente a 0,35 a 0,43 T de las ferritas). En el caso de los inductores de alta corriente con una polarización de corriente continua significativa, el polvo de hierro puede alcanzar una mayor densidad de inductancia a pesar de tener coeficientes de pérdida de núcleo más altos.
¿Qué es el modelo Dowell?+
El modelo Dowell calcula el factor de resistencia de corriente alterna F_R = R_ac/r_dc en función del diámetro del cable, la profundidad del revestimiento y el número de capas de bobinado. Con 100 kHz, un bobinado de 4 capas de cable AWG22 puede tener un valor de F_R ≈ 5, lo que significa que la pérdida de cobre en corriente alterna es 5 veces mayor que la predicción en corriente continua.
¿Cómo reduce la intercalación la pérdida de bobinado?+
La intercalación P-S-P divide la capa primaria en dos mitades a cada lado de la secundaria, lo que reduce a la mitad el recuento efectivo de capas. Esto reduce hasta 5 veces la duración del efecto de proximidad (que se escala como n²−1), lo que reduce drásticamente la pérdida de cobre en corriente alterna por encima de 50 kHz.