trasformatore sul simulatore

Il 22/09/2011 18.49, zio bapu ha scritto:

In genere un trasformatore reale si schematizza con un trasformatore reale con due induttanze: una in serie ed una in parallelo. Quella in serie e' l'induttanza di dispersione Ld, quella in parallelo e' l'induttanza di magnetizzazione Lm.

Vale che Lm>>Ld. La Ld e' legata al flusso disperso ed in genere si cerca di farla piu' piccola possibile, ad esempio serrando bene gli avvolgimenti, usando nuclei toroidali etc...

Per misurare queste due induttanze si misura l'induttanza al primario nelle due condizioni: secondario aperto e secondario in CC. Nella prima condizione misuri la Lm visto che Lm>>Ld. Nella seconda condizione, visto che cortocircuiti proprio l'induttanza di magnetizzazione, misuri la Ld.

Che succede se usi un carico? Non saprei. Dipende da come il ponte LRC si comporta e fa la misura. In ogni caso non ne ho mai sentito parlare. Le due condizioni di misura sopra dette sono un procedimento standard e sufficiente per un prima caratterizzazione del trasformatore.

Tieni conto che qualsiasi carico al secondario viene riflesso sul primario con un fattore pari al quadrato del rapporto spire. Quindi il tuo carico viene riflesso al primario e viene a trovarsi in parallelo all'induttanza di magnetizzazione. Se ci sono reattanze, la misura e' perturbata. Anche se il carico fosse una resistenza pura potrebbe perturbare comunque la misura, dipende da cosa fa lo strumento.

Comunque l'assorbimanto del trasformatore dipende dal carico. Se e' questo che vuoi misurare, a che ti serve misurare l'induttanza del trasformatore? Misura direttamente le corrente assobita.

maitre Aliboron

Fin qui non ho capito :-/

Fin qua capito, corrispondono proprio ai due valori che ho indicato.

Va bene.

Lo strumento e' l'induttanzimetro di un tester.

Perche devo simulare, no? :-)

Con il simulatore devo dimensionare i componenti (se fossi ingegnere saprei cosa fare e farei quattro conti) :-p. In pratica con un grezzo step-down a 450V 10kHz in pwm con un ponte H devo ricostruire una sinusoide a 230V e alimentare i primari in parallelo di due trasformatori per microonde (con shunt magnetico quindi) da 1kW l'uno. I secondari sono praticamente in corto perche devo farci una puntatrice (saldatrice a punti), so solo che nei due secondari da 2 spire posti in serie circolano 1400A (esperienza fatta da altri collegandolo direttamente alla 230V). Vorrei conoscere alla buona come si comporta il pwm con le correnti ecc.

Capisci che se lo costruisco fisicamente e appena do' corrente ESPLODE il ponte e tutta l'elettronica, mollo tutto e mi do all'ippica!

Secondo te, all'induttore che nel simulatore uso come primario, che valore devo dare? L'induttanza del primario misurata con secondario aperto + l'induttanza del primario con secondario in corto? Oppure l'induttanza con secondario aperto + una R in parallelo che faccia circolare i 2kW? Se il secondario attualmente e' fatto con cavo da 1mmq invece che da

35mmq i valori si discostano di molto?

Qualsiasi informazione mi e' utile per evitare i fuochi d'artificio.

Grazie.

mandi

Ci sei ancora?

Il 26/09/2011 17.59, zio bapu ha scritto:

Si, ci sono, ma non so cosa altro dire anche perche non ho capito bene il problema.

In genere per misurare le induttanze si fanno le prove in CC and in CA, come ti ho detto.

Altri suggerimenti adesso non mi vengono. Un tempo simulavo degli switching utilizzando delle induttanze accoppiate o qualcosa di simile. Su PSPICE si poteva anche definire una caratteristica per il materiale ferromagnetico usando una funzione di tipo arctg. Sono passati dieci anni e non ricordo quasi nulla.

Tu che simulatore usi?

maitre Aliboron.

Grazie, ora cerchero' di spiegarmi meglio.

Io ho solo l'induttanzimetro incorporato nel tester.

Simulatore: swichercad III, ma non e' importante, la simulazione mi serve solo per vedere se la cosa puo' funzionare. Cosa devo fare: Devo alimentare un trasformatore da 1000W con una sinusoide ricostruita alla bell'e meglio con uno step-down. Ho disponibili 450Vcc e tramite un ponte H vorrei comandare lo switching, allego schemino in fidocad. Lo schema e' semplificato per generare solo la semionda positiva (o negativa, come ci pare), il mosfet viene comandato da un integrato apposta per i ponti, quindi non ce ne frega.

Ora, per sapere che valore ALL'INCIRCA dare al trasformatore come faccio? Devo fargli assorbire la corrente necessaria a 1000W. L'induttanza a sec aperto e' 250mH, con sec in corto 44mH. Lo sostituisco con una resistenza che faccia scorrere 1000W:230V=4.3A con in parallelo un induttore da 250mH? Ho visto che anche se accoppio il primario con un secondario e su questo metto il carico, non cambia nulla al primario.

Questa simulazione mi serve per vedere che valori dare all'induttore, condensatore, diodo di ricircolo, mosfet, frequenza, mi basta una cosa approssimativa. I valori che ho messo per ora sono compatibili con il valore del trasformatore di solo 44mH, mi esce una corrente per il mosfet di 4.5A nel periodo ON e la cosa non mi pare giusta.

Grazie

mandi

[FIDOCAD] MC 125 80 1 0 500 MC 40 35 0 0 410 MC 55 55 1 0 120 MC 85 70 0 0 170 MC 95 45 2 0 200 LI 55 45 55 55 LI 55 65 55 80 LI 55 70 85 70 LI 80 45 55 45 LI 95 70 125 70 LI 95 45 125 45 LI 125 45 125 80 LI 125 85 140 85 LI 55 25 140 25 LI 140 25 140 30 MC 140 30 0 0 470 LI 140 85 140 50 TY 145 35 5 3 0 0 0 * 450V TY 85 60 5 3 0 0 0 * 100uF TY 60 55 5 3 0 0 0 * 5mH TY 85 85 5 3 0 0 0 * 44mH SA 125 85 SA 125 70 SA 55 70 SA 55 45 TY 140 30 5 3 0 0 0 * + TY 20 35 5 3 0 0 0 * PFM 17kHz

Scusa, mi serve qualche altro dato per poterti aiutare...

Nello schema non hai indicato il carico (massimo). E' in base a quello che si dimensiona il trasformatore, e' il dato piu' importante. Mi dici 1000W di potenza, e' l'assorbimento massimo o nominale? Tensione di uscita?

Si puo' sapere qualche cosa in piu' di questo trasformatore? E' un toroidale? E' un nucleo ad E? Lo hai gia' o lo devi dimensionare e costruire? Deve abbassare tesione o deve alzare? E' traferrato? (spero di si'...).

Poi..., la topologia che usi e' un full bridge (4 transistor) o un half bridge (2 transistor+ 2 capacita')? E' importante perche' la dinamica di switching non e' la stessa (nell'half-bridge vedi solo mezza tensione) e non avrai lo stesso rapporto spire nei due casi...

Il carico e' puramente resistivo?

Poi sinceramente non ho capito la frase: "alimentare un trasformatore da 1000W con una sinusoide ricostruita alla bell'e meglio con uno step-down." Che vuol di alla bell'e meglio? E' una sinusoide a 50Hz che inviluppa i tuoi 17kHz? E' una sinusoide a 17kHz? Nello schema vedo un transistor che "switcha" 450V e genera una quadra. Non mi e' chiaro, mi dispiace.

Se e' possibile posta lo schema completo cosi' mi e' piu' facile capire come aiutarti.

maitre Aliboron.

Funziona a potenza fissa, in funzione 1000W, non e' previsto il funzionamento a vuoto.

E' il trasformatore di un forno a microonde, con shunt magnetico, devo costruire una puntatrice (saldatrice a punti). In pratica il secondario e' formato da 2-3 spire di corda di rame da

35mmq e termina con due "punte", si frappone tra esse le due lamiere da saldare, si avvicinano le punte con una certa forza e la corrente (1400A) fonde il metallo e salda i due pezzi. esempio:

Una discussione:

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Ponte H, non posso usare il mezzo ponte perche gli integrati che comandano i mos svincolati dalla massa non tengono 900V.

Essendo la resistenza dei metalli direi di si, pero' interviene lo shunt magnetico, non so questo come influisce.

Che non serve una bella sinusoide.

L'idea e' questa: Ho a disposizione un secondario "campione" a 6Vca (o quello che ci pare) e un secondario identico che proviene dal trasformatore in "questione". Teoricamente basterebbe un comparatore (almeno per la prima semionda) Per generare la 230V faccio cosi':

Quando la tensione del secondario in "questione" e' piu' bassa rispetto al secondario "campione", accendo il mos, la corrente nel primario in "questione" inizia a salire, di conseguenza al secondario in "questione" la tensione sale. Quando la tensione del secondario in "questione" ha superato la tensione del secondario "campione", spengo il mos, la corrente nel primario in "questione" ora scende e scende anche la tensione sul secondario in "questione". Ricomincio.

Genera una onda quadra, ma poi c'e' l'induttore, il diodo di ricircolo e il condensatore, e uno switching step-down. Mancano gli altri 3 mos perche e' un esempio semplificato.

Qui lo schema in lavorazione e come e' formata la sinusoide:

Qui lo schema di principio che funziona, sono accoppiati (comando K1 L1 L2 ) i due induttori piu' a sinistra a formare un trasformatore alimentato a 230V con un secondario e sono accoppiati i due induttori a destra (comando K2 L3 L4 ) a formare il trasformatore con a destra il primario in questione (collegato allo step down) e a sinistra il secondario.

Qui gli impulsi presenti gul gate del mosfet

Questi risultati li ho ottenuti utilizzando come primario un induttore da 44mH, ma la cosa non mi convince per niente, per questo ti chiedo con cosa posso sostituirlo per avere una simulazione che corrisponda meglio alla realta'.

Capisco che non e' facile capire cosa intendo e cosa ho in testa, ti ringrazio del tempo che spendi per me e se posso ricambiero' in qualche modo.

mandi

Ti sei spaventato? Si capisce ora?

mandi

Il 22/09/2011 18.49, zio bapu ha scritto:

Se affronti lo schema equivalente in regime sinusoidale di un trasformatore, puoi vedere che si ottiene un abbassamento dell'impedenza al primario quando applichi un carico al secondario. Qualcosa di simile bisogna aspettarsi se il segnale e' non sinusoidale. giorgio

Simulo una alimentazione sinusoidale, ma non so come simulare il comportamento di un primario con carico su secondario. Ha senso se lo simulo con una resistenza che faccia scorrere la corrente per 1kW in parallelo all'induttanza misurata a vuoto? Oppure devo diminuire solo il valore dell'induttanza del primario?

Non mi interessa tanto il funzionamento della simulazione, ma quello del primario "caricato". Hai un suggerimento?

Grazie

mandi

Secondo me, la cosa migliore e' come ti avevo scritto:

- al primario induttanza di dispersione (misurata a in CC)

- in serie a questa, induttanza di magnetizzazione (misurata a CA)

- in parallelo alla induttanza di magnetizzazione un trasformatore ideale con carico al secondario.

(per essere chiari vedi qui: fig. 7.9)

Una piccola nota: all'inizio quando avevo risposto al tuo messaggio per modello di trasformatore reale ho considerato quello senza perdite, solo induttanze per essere chiari. Vista pero' la quantita' delle correnti in gioco vale la pena considerare il modello con perdite, almeno sul rame, quindi credo che la resistenza degli avvolti non sia trascurabile... Le perdite sul ferro, modellizzate con una resistenza in parallelo alla induttanza di magnetizzazione per il momento penso che tu le possa trascurare.

Il trasformatore ideale con carico al secondario ti riflette al primario il tuo carico reale. Non devi calcolare nulla: il simulatore lo fa per te. Ovviamente devi conoscere almeno il rapporto spire del trasformatore.

(per intenderci, vedi figura 7.10a del link sopra)

La corrente assorbita al primario sara' composta da due contributi:

1) la corrente assorbita dal trasformatore e trasferita al carico 2) la corrente di magnetizzazione

Se il trasformatore non satura la corrente di magnetizzazione deve essere una frazione molto piccola della corrente di carico (se riportata al primario deve tenere conto del rapporto spire, ma dal simulatore puoi facilmentevedere i due contributi).

Se proprio non vuoi usare il trasformatiore ideale ma avere un modello senza trasformatore allora devi riportare al primario il carico con la formula del rapporto spire (solito link, figura 7.10b) ma visto che hai il simulatore che fa il calcolo per te non vedo perche' ti devi ammattire.

Secondo me nel tuo caso il problema e' avere un modello di carico che sia piu' rispondente possibile alla realta'. Un altro problema (e secondo me il piu' critico) e' quello di avere un modello del ferro, perche' se attaccando l'ambaradan bruci tutto, lo vedi solo da li', non c'e' simulatore... .

Per avere una conferma "a naso" dei risultati, vedi se le correnti (al primario e al secondario) che trovi come risultato della simulazione stanno approssimativamente in un rapporto inverso al rapporto spire. Se non e' cosi' puo' esser esegno che hai una corrente di magnetizzazione troppo elevata e questo potrebbe essere molto male...

maitre Aliboron

Avevo scritto che non avevo capito, credo che mancasse un pezzo.

Visto, grazie!

Ho visto.

Il modello del trasformatore ideale deduco sia da cercare nel simulatore. Credo pero' che senza ammattirei di meno!

latore... .

Il modello del ferro dove lo trovo? Credo che il ferro sia "ottimo" dato che da un trasformatore che e' grande come un 200W ci tirano fuori 1000W.

Grazie mille, da adesso provero' questo metodo.

mandi

7.9)

Spero che la figura sia chiara: al primario induttanza di dispersione (con resistenza per perdite su rame) con in serie una induttanza di magnwetizzazione. in parallelo a questa il trasformatore ideale.

Se non ricordo male si fa con induttanze mutalmente accoppiate con k=1. Se hai problemi posta e vediamo come fare...

Se non puoi usare il trasformatore ideale, devi riportare il carico al primario tenendo conto del rapporto spire. Vedi ad esempio fig 7.10b o figg. 7.11 del link che ti avevo dato.

simulatore... .

Ho controllato su LTspice. E' un modello del componente L (induttore). Vedi sull'Help che spiega e ti mette qualche esempietto. In ogni modo si puo' fare, io lo feci con PSPICE.

maitre Aliboron

Qualche suggerimento qui:

Mi pare che il T.I. si possa fare con delle sorgenti controllate usando parametri ibridi.

maitre Aliboron

In questo caso per il primario del trasformatore usi la "vera" induttanza di magnetizzazione. Con il modello della induttanza che dicevamo sopra puoi modellizzare le caratteristiche magnetiche e di flusso (ad esempio controllare se il flusso fa saturare il ferro o no) Della induttanza di dispersione non ne hai bisogno perche' ne tiene conto il parametro K (se lo metti

7.9)

Porca pupazza, ho letto anche gli altri messaggi, prima niente e ora troppo :-)

E' come faccio ora.

Credo sia meglio dato che durante il funzionamento interviene lo shunt magnetico, io so solo che dovrebbe consumare max 1000W.

simulatore... .

Grazie mille, appena ho il tempo leggo bene tutto e provo a vedere cosa esce!

mandi

Il 02/10/2011 19.09, zio bapu ha scritto:

Se mi dai alcuni dati provo a vedere cosa vedi al primario. Mi servirebbe freq., Lprim., Lsec. (a vuoto), impedenza di carico al secondario. Naturalmente trascuro le perdite e assumo che M=1, altrimenti devi trovarlo. giorgio

Ti ringrazio, ma non serve, devo vedere come si comporta il mio switching con dei valori plausibili.

mandi

Adesso le cose quadrano!

Di nuovo grazie.

mandi