Elettrotecnica - il trasformatore

Simulazione di circuiti elettrici ideali con PSpice

Chi ha usato il PSpice per la simulazione di circuiti elettrici puramente ideali, si sarà accorto che il componente chiamato "trasformatore ideale" non esiste. Il PSpice infatti non è nato per simulare situazioni ideali, ma per verificare il comportamento di circuiti reali, composti a loro volta da componenti reali.

Limitazioni del trasformatore ideale in PSpice

Ebbene, nella "realtà", un componente che abbia come equazioni v1=a*v2 e i1=(-1/a)*i2 (proprio il nostro trasformatore!) e funzioni in continua, non esiste. Per realizzarlo in PSpice, ho collegato insieme due generatori pilotati di tensione e di corrente in modo da ottenere questo tipo di componente. Il tutto è spiegato più nei dettagli nel file "Leggimi" contenuto nell'archivio zip.

Discussione su it.discussioni.ingegneria

Qui di seguito riporto una parte del thread comparso su it.discussioni.ingegneria dove viene descritto proprio come realizzare questo componente:

2) Non trovo nemmeno il trasformatore ideale... ci sono diversi tipi di trasformatore ma vai a sapere qual è quello buono!

Hai due possibilità. Se non ti interessa l'induttanza di magnetizzazione e il leakage, puoi fare un modello di trasfo (che lavora anche in continua) con due generatori pilotati. Sulla porta 1 metti un generatore di corrente di valore n volte la corrente che scorre sulla porta 2, e sulla porta 2 un generatore di tensione che generi n volte la tensione sulla porta uno. Di solito faccio così, e funzionano.

Se invece vuoi avere l'induttanza di magnetizzazione e i leakage, allora devi mettere due induttanze accoppiate. In pratica prendi due induttanze, primario e secondario, le colleghi come vuoi nel circuito, poi prendi il componente K_linear e descrivi l'accoppiamento fra le due (o più) L.

Trasformatore ideale in continua: equazioni

V1 = a * V2
I1 = (1/a) * I2

Il file "Trasformatore_ideale.sch" contiene due configurazioni del trasformatore ideale. Ciò è necessario in quanto per la simulazione bisogna tenere conto di quali siano le grandezze pilotanti i due generatori dipendenti all'interno. Se ad esempio si mette al gate 1 del trasformatore A un generatore ideale di corrente, esso si troverà di fronte un circuito aperto (terminali + e - di E) e un altro generatore di corrente (terminali di F), causando un "simulation error".

Configurazioni del trasformatore ideale

Idem se si prova a pilotare il trasformatore B in tensione: il gate 1 del trasformatore B è in cortocircuito, quindi inserendo un generatore di tensione, si otterrà un errore di simulazione. Come già descritto nello schema, la configurazione A va quindi usata se al gate 1 si applica una tensione nota o al gate 2 una corrente nota. Viceversa la configurazione 2 va usata se si applica al gate 1 una corrente nota o al gate 2 una tensione nota.