Transformatorlindningar

Do you have a question? Post it now! No Registration Necessary

Translate This Thread From Swedish to

Threaded View
Om man skall transformera 10000 V till 230 V (växelspänning) så kan man
ha 10000 varv på primärsidan och 230 varv på sekundärsidan. Man kan
också ha 1000 varv och 23, eller 43 och 1. Varför har man aldrig det
senare? Vilka är de optimala lindningsvarven i detta fall?

Re: Transformatorlindningar
M.O.B. i L. wrote On 2010-04-05 01:10:
Quoted text here. Click to load it

Hmmm... Jag tror att en av faktorerna är permeabiliteten och arean på
transformatorkärnan...

/T.

--
Teodor Väänänen                | Don't meddle in the affairs of wizards,
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: Transformatorlindningar
Quoted text here. Click to load it

Tack för att du försökte besvara frågorna, men de är fortfarande obesvarade.

Re: Transformatorlindningar
M.O.B. i L. wrote On 2010-04-05 18:44:
Quoted text here. Click to load it

Vad som är ett optimalt antal lindningsvarv beror mest på
permeabiliteten och arean i transformatorkärnan. Vid närmare eftertanke
så är nog också strömmen som transformatorn avses leverera också en
viktig faktor (d.v.s. hur mycket roll den rena resistansen i lindingarna
spelar).

Av erfarenhet (är utbildad telereparatör) så vet jag att transformatorer
med väldigt få varv på primär- eller sekundärsida är vanliga i
högfrekvenssammanhang, som sändare eller switchade nätaggregat, och i
viss mån också strömtransformatorer (används för att mäta strömmar).

Det var ett bra tag se'n jag studerade transformatorer, så jag kan inte
ge ett närmare svar - men teorin om hur transformatorer fungerar är inte
några patenterade hemligheter (dock kan designen på kärnor vara svårare
att få reda på). Prova t.ex. Wikipedia för att hitta mer.

/Teo.

--
Teodor Väänänen                | Don't meddle in the affairs of wizards,
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: Transformatorlindningar
Teodor Väänänen skrev 2010-04-05 22:50:

Quoted text here. Click to load it

Nikola Tesla patenterade nog växelströmmen men släppte det och dog
närmast utfattig.

http://en.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla

Men visst finns det en mängd patent uttagna, det på växelströmmen hade
nog kunnat ge hur mycket pengar som helst egentligen.

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Tesla_patents

Men patenten gäller nog inte längre så det är väl därför ingen äger dem,
förmodar jag.

Re: Transformatorlindningar
On Mon, 19 Apr 2010 04:56:14 +0200, Mikael Forsberg

Quoted text here. Click to load it

Induktionfenomenet och transformatorns grundideer får väl tillskrivas
Faraday/Henry som beskrev den långt innan Tesla var född, utan att ta
patent. Deras rön baserades på upptäckter gjorda av Örstedt.
Maxwell formulerade f.ö. matematiska principer för elektriska
växelfält.
Teslas patenterade mycket i kölvattnet på redan gjorda uppfinningar,
inklusive olika typer av elektrisk induktion. Han ansåg sej vara
uppfinnare av tre-fas-systemet, som fick stort ekonomiskt värde
eftersom industrin fick tillgång till elmotorer som i pris och
funktion kunde konkurrera ut andra kraftkällor.
I praktiken hade han inte uppfunnit trefasen men när trefassystemet
presenterades ägde Tesla så många kringsnärjande patent att
ursprunglig uppfinnare inte kunde få patent beviljat.
Tesla ville även vara uppfinnare av radion och glödlampan och tog
mängder av patent även på dessas kringområden.
Trådlös energiöverföring enligt mycket tveksama vetenskapliga
principer var hans stora passion. Försök att nylansera
"Tesla-överföring" gjordes för några år sedan. Är i dag lika kallt som
kall fusion.
Fast det fick man ju Nobelpris för och det värmde väl lite.

/Alf

Re: Transformatorlindningar


Quoted text here. Click to load it

Är ingen expert på området, men har förstått att om vi talar om
nättransformatorer (50 Hz) och "normala" spänningar (230 V på primärsidan
och 1-50 V på sekundärsidan), så ger en transformator med få lindningsvarv
stora värmeförluster. Ju fler varv (=högre resistans) ju större
verkningsgrad.
 


Re: Transformatorlindningar

Quoted text here. Click to load it

Det går inte bortse från att begreppet elektromagnetisk induktion som
detta tranformatorfenomenet lyder under är en relativt komplicerad
diciplin, vars teori komplexitet är väl jämförbar med att t.ex.
designa flygplansvingar eller möjligen mer komplicerad.
Mängden teknisk litteratur i ämnet är avsevärt större än den mängd som
finns om flygplansvingar. Dessbättre finns mycket av denna litteratur
relativt lätthittad via Google, om man har intentionen att lära sej
något om faktiska funktionen och varför man gör på ena eller andra
sättet när man designar en transformator.

Att 10kV kan omsättas till 230 Volt enligt beskrivning ovan är sällan
förekommande utom i en idealiserad förlustfri värld och där fungerar
det lika bra med endast ett varv på primären och 0.023 varv på
sekundären. Det finns ju inget som säjer att varvtalen måste vara
hela.
Ett mer verklighetsanpassat svar på ursprunglig fråga är:
Optimala lindningvarvtalet på en vanlig 50 Hz järnkärne-transformator
bestäms av i första hand användningområde och hur mycket
transformatorn får kosta.

Värmeresonemanget vill jag inte vara med om. Delvis rätt är att
frekvensen är intressant utöver en mängd andra faktorer som inverkar
på optimala utfomningen av en transformator varav några parametrar är:
Kärnans material och utformning, trådtyp och tråddiameter,  hur stor
effektförlust som kan accepteras kontra kostnad, hur ser
tidfördelningen ut mellan full, halvlast och tomgång.
Alla denna typen av faktorer inverkar på varvtalsförhållandet och
bästa valet av antalet varv på respektive lindning.

Kontentan är att det inte finns något idealt lindningsförhållande som
är "det bästa", lika lite som det går standardisera vad som är den
bästa skostorleken eller bästa utväxlingen på en växellåda för bilar.

En simpel 50 Hz battereliminator-trafo har ofta hög impedans och har
designats för att kosta så liten mängd koppartråd och som möjligt då
sådant är dyrt. Genom lite tummande på andra parametrar kan man
använda en tunnare koppartråd och färre antal varv. Det leder tyvärr
till att transformatorns utimpedans blir hög.  Den höga impedansen
medför hög inre värmeförlust även obelastad och att resulterande
spänningen är ytterst belastningsberoende. Sett över tid är
transformatorns verkningsgrad förmodligen bara några procent.
Billig att tillverka men slöaktigt med el.

Som motsatts i verkningsgrad finns större transformatorer i vårat
kraftledningsnät där verkningsgraden kan vara över 99%.

En faktor som kan påverka lindningstyp och varvtal är t.ex. ljudnivå.
Nära bostadshus vill man ha tysta högspänningstransformatorer.
Ett sätt är att väja tunnare tråddiameter men linda flera separata
spolar som sedan kopplas ihop paralellt för bibehållen strömkapacitet.
Man kan även baka in lindningarna i tjock epoxi tillsammans med kärnan
vilket gör transformatorn tystare, men måste å andra sidan då lindas
för en lägra effektklass eftersom kylningen av transformatorn fungerar
sämre.

Just vad gäller 10kV transformatorer utgör de en stor förlustfaktor i
form av värme i vårat distrubutionsnät. Om last över transformatorn är
konstant året om kan man optimera transformatorn för just denna
effektöverföringen, vilket tyvärr gör den till ett sämre alternativ
vid andra effektnivåer.
Verklighetens elförbrukning  ser väldigt olika beroende om det är
bostadsområde eller industri, tid på dygnet eller årstid,
därför finns olika transformatortyper att välja bland för att passa
respektive förbrukningstyp.

Inom svagströmmen finns en mängd andra faktorer att beakta när man
väljer transformatordesign. För en taltransformator vill man ha hög
amplitudlinjaritet och bred frekvensgång och ofta i kombination med
stora impedansomsättningar. Det blir oftast transformatorer med tunna
trådar och många lindningvarv.
I switchade nätaggregat typ datornätaggregat måste lindningsvarvtalet
väljas beroende på t.ex. hur ström och spänningståligheten för den
switchande transistorn bäst utnyttjas.

Vidare finns transformatorer som inte har några egentliga lindningar
utan det är elektronik som utför hela transformatorfunktionen.
Transformering kan göras med några LC-länkar, eller mha  ytvågsfilter.
"Jakobs stege" är en annan välkänd spänningstransformator som
förekommer bl.a. i bildrörs-TV.

Den kanske vanligaste typen av spänningstransformator finns i den
mesta av vår moderna hemelektronik och består i huvudsak av en switch,
diod och en spole och kallas stepup och stepdown konverterare.
Istället för att variera lindningsvarv varierar man styrsignalen till
kretsen kan på så vis variablet förändra "transformatorns"
spänningsomsättning.

En viktig faktor för transformatorer i högfrekventa antennsammanhang
är att hålla signalförlusterna låga vilket kan göra att man väljer att
göra ytmässigt stora transformatorer men med så få varv som möjligt.
Trådtjocklek och varvtal måste även här väljas med omdömme då det kan
vara stor skillnad på behovet av effektöverföring om det är
mottagarsignalen till en bilradio eller till någon större tv-sändare.
Skillnaden i ström kan vara mer än 10 nollor...
I RF-sammanhang måste man även ta hänsyn till skinneffekten när man
väljer lindningstyp till transformatorn. Att linda med Litz-tråd är
ett sätt att minska skinneffekten.
Utrymmesmässiga aspekter på transformatorns storlek gör att man ofta
väljer mer komplicerade lösningar i t.ex. en mobiltelefon för att om
möjligt helt designa bort transformattorn.

Detta var lite ytligt om många transformatortyper, men för den som
vill finns mycket djupare info att hitta på internet.

/Alf

Site Timeline