Otimizador de design magnético e de transformadores
O otimizador NSGA-II independente de fornecedor encontra designs de núcleo e enrolamento ideais para Pareto em 113 núcleos (EE, ETD, PQ, RM, Toroid) da TDK, Ferroxcube, Magnetics Inc. e Micrometals. Minimiza a perda total e o volume simultaneamente — mostra a fronteira total entre eficiência e tamanho.
Como funciona
Projetar um transformador ou indutor manualmente significa escolher um núcleo entre centenas e esperar que a compensação entre eficiência e tamanho seja aceitável. Esta ferramenta é executada NSGA-II em todos os 113 núcleos simultaneamente, avaliando cada candidato em 10 pontos operacionais (5 níveis de carga × 2 extremos de tensão de entrada) para um design robusto na pior das hipóteses.
Dois objetivos são minimizados simultaneamente: perda total de potência (Perda do núcleo Steinmetz+perda de enrolamento AC Dowell) e volume do núcleo. Esses objetivos entram em conflito — um núcleo menor funciona com maior densidade de fluxo e maior perda. O resultado é um Frente de Pareto: todo projeto em que nenhuma melhoria de eficiência é possível sem aumentar o tamanho.
Restrições impostas a cada candidato: Bpico < 0,8 × Bsentou, fator de preenchimento < 0,40 e temperatura de junção ≤ Tmáximo.
Calculadoras relacionadas
Perguntas frequentes
O que o controle deslizante de peso objetivo faz?+
Em 0, a ferramenta seleciona o design de perda mínima na parte frontal de Pareto. Em 1, ele seleciona o volume mínimo. Em 0,3 (padrão), ele seleciona o ponto equilibrado mais próximo do joelho da curva de Pareto.
Por que o otimizador às vezes escolhe ferro em pó em vez de ferrite?+
Os toróides de ferro em pó têm uma densidade de fluxo de saturação muito maior (1,4—1,5 T versus 0,35—0,43 T para ferritas). Para indutores de alta corrente com polarização DC significativa, o pó de ferro pode atingir maior densidade de indutância, apesar dos maiores coeficientes de perda do núcleo.
O que é o modelo Dowell?+
O modelo Dowell calcula o fator de resistência CA F_R = R_AC/r_DC em função do diâmetro do fio, da profundidade do revestimento e do número de camadas de enrolamento. Em 100 kHz, um enrolamento de 4 camadas do fio AWG22 pode ter F_R ≈ 5, o que significa que a perda de cobre AC é 5 × a previsão DC.
Como a intercalação reduz a perda de enrolamento?+
A intercalação P-S-P divide o primário em duas metades em cada lado do secundário, reduzindo pela metade a contagem efetiva de camadas. Isso reduz o termo do efeito de proximidade (que é dimensionado como n²−1) em até 5 ×, reduzindo drasticamente a perda de cobre AC acima de 50 kHz.