Przesuniecie fazowe w transformatorze

Jan 10, 2004 21 Replies

Szukam odpowiedzi na pytanie - jakie będzie przesuniecie fazowe pomiędzy uzw. pierwotnym i wtórnym w kilkuwatowym transformatorze sieciowym obciążonym prostownikiem z kondensatorem. Spotkałem się z rozwiązaniami (sterowniki fazowe) w którym mierzono przejście przez zero na stronie wtórnej - ale czy ono jest dokłądnie w momencie zera w sieci na pierwotnym ? A jeśli przesuniecie jest, to czy będzie stałe czy zmieni się od obciążenia DC zasilacza w którym pracuje to trafo ? Liczę zarówno na podpowiedzi "teoretyczne" jak i na pomoc kogoś z dwukanałowym oscyloskopem.



William



Teoretycznie ? W zblizonym do rzeczywistego trafie ? Nie masz prostszych problemow ? :-)

Obciazenie szczytowe sie przez trafo przeniesie. Ale dodaj do tego indukcyjnosc wlasna, rezystancje, wzbudzone oscylacje - taa, oscyloskop to jest dobry pomysl, nawet jednokanalowy, bo jak zobaczysz przebieg pradu to ci przejda gupie pomysly liczenia przesuniecia :-)

Przy okazji przypominam ze zazwyczaj masa oscyloskopu jest polaczona z zarowym kablem sieci, wiec podlaczanie po pierwotnej stronie do bocznika nalezy wykonac wyjatkowo uwaznie.

J.

A mo¿e po prostu u¿yæ cos(fi) -mierza?? ;)

A powa¿niej... zmierz moc czynn± (watomierz) i pozorna (ameromierz*woltomierz) po stronie pierwotnej - w ten sposób oszacujesz przesuniêcie fazowe. Oszacujesz, bo pr±d jest odkszta³cony i sprawa dok³adnego okre¶lenia cos(fi) jest do¶æ z³o¿ona.

:) /PP

william napisa³ w wiadomo¶ci: ...

Jak na moj gust powinno byc zblizone do 0/180 (o ile mamy na mysli przesuniecie pomiedzy napieciami Upri i Usec). Natomiast przesuniecie fazy miedzu U i I bedzie spore (i tym wieksze, im trafo slabiej obciazone). Tak w kazdym razie mi wychodzi, jesli przypomne sobie zastepczy schemat transformatora, tak tez wykazuja pomiary w trafach impulsowych pracujacych w forwardzie (a wiec _mniej_wiecej_ tak jak sieciowe).

entrop3r

Dok³adnie o to chodzi. Dokl±dne pytanie brzmi - czy mo¿na dla sterowania fazowego dac detektor przejscia przez zero po stronei wtórnej transformatora pomocniczego zasilajacego sterownik.

William

transformatora

Tak, dok³adno¶æ tego przej¶cia przez zero na wtórnym powinna tu wystarczyæ (to nie jaka¶ aparatura spec./army???). Ta dok³adno¶æ jest tym lepsza im bardziej solidny jest transformator (mniejsze indukcyjno¶ci rozproszenia, rezystywno¶ci uzwojeñ) i je¶li pr±d obci±¿enia nie p³ynie (lub jest minimalny) przy przej¶ciu przez zero. W przypadku prostownika Greatza tak jest (pr±d "idzie" w szczytach sinusoidy), gorzej jest z parametrami ma³ego, kilkuwatowego trafo.

Pzdrw. Roman

Dziêki Roman,

Nawet je¶li przesuniecie wyst±pi ale bedzie sta³e to mozna je skompensowaæ programowo w sterowniku. I st±d pytanie o wp³yw obci±¿enia trafa (ale ju¿ za prostownikiem czyli tez przek³±dajace siê na impulsy pr±du w szczytach sinusoidy) na przesuniecie fazy Up - Uw.

A swoj± drog±. Je¶li np. 3-4 W trafo zasila prostownik, to w szczytach sinusoidy pewnie oddaje moc chwilow± kilkukrotnie wiêksz±. Jak to dzia³a ? Rdzeñ "u¶rednia" pr±dy i dlatego sie nie magnesuje, czy trafo jest projektowane z zapasem na pracê z prostownikiem ?]

William

Stosuje sie, ale sugeruje z pewna doza ostroznosci - niewielki blad moze spowodowac ze wyzwolisz za wczesnie lub za pozno i zamiast zalozonych 179 deg bedziesz mial 1, albo zamiast 1 wyjdzie 178.

J.

Smiem twierdzic ze nasycenie w ogole nie zalezy od poboru pradu, a wrecz odwrotnie - im wieksze obciazenie tym mniejsze natezenie w rdzeniu. Pamietajcie ze przeplyw pradu po stronie wtornej powoduje przeplyw po stronie pierwotnej, oba strumienie sie znosza, pozostaje tylko niewielki strumien magnesujacy.

Natomiast ten pobor szczytowy oczywiscie bardziej grzeje uzwojenia - czyli moc uzyskiwana z trafa bedzie mniejsza niz nominalna.

A osobna sprawa - rezystancja i indukcyjnosc rozproszona trafa wydluza impulsy i zmniejsza ich wysokosc.

J.

Rzeczywi¶cie - patrz±c na schemat zastêpczy transformatora pracuj±cego na "przeci±¿eniu" - spada napiêcie na indukcyjno¶ci g³ównej, czyli zmniejsza siê tam (chyba???) i pr±d i strumieñ. Z drugiej strony - bardziej empirycznej - transformatory s± obliczane: przekrój rdzenia tym wiêkszy im wiêksza moc, czyli jest ograniczenie, ¿e przez dany rdzeñ, zrobiony z pewnego materia³u, o pewnych rozmiarach geometrycznych, mo¿na przetransformowaæ pewn± graniczn± moc, powy¿ej czego zaczyna siê z transformatorem dziaæ "¼le" - i jest to zwi±zane z procesami w rdzeniu, a nie w przewodach (inaczej by by³o tak, ¿e na byle ma³ym przekroju rdzenia mo¿na by nawin±æ uzwojenia trafo dowolnie grubym drutem i ci±gn±æ z niego dowolnie du¿± moc - bzdura!). Wiêc co w tych rdzeniach "jest grane" ?

Roman

Smiem twierdzic ze to wlasnie na drutach polega. Sprawdzic latwo - przeciazcie trafo, zanim dym z niego pojdzie przez pare minut da moc pare razy wieksza. Nasycenie by sie objawilo od razu.

Czemu powieksza sie przekroj rdzenia a nie okno ? Hm, sam jestem ciekaw - byc moze tak jest optymalniej. A zreszta spojrzcie na toroidy - okno maja spore.

J.

Tu nie mia³bym wielkich obaw - sterowanie wystarczy ze obejmie jakie¶

5-175 stopni wiec bedzie pewien zapas.Poza tym jak juz pisa³em, je¶li przesuniecie fazy pomiêdzy pierw. i wtórn. jest sta³e to mo¿na je skompensowaæ programowo. Gorzej gdy sie zmienia.

William

To jednak nie na drutach polega - gdyby tak bylo robiono by transformatory bez rdzeni - a jesli uzwojenia sa dobrze sprzezone, to wyjecie rdzenia zwieksza indukcyjnosc rozproszenia o pare %. Twoj przedpisca ma racje - jest pewna graniczna moc, ktora moze przeniesc transformator, jest ona ograniczona teoretycznie nasyceniem rdzenia (a praktycznie dopuszczalnymi stratami i to ograniczenie jest nizej) i zalezy od objetosci i przekroju czynnego rdzenia. Przywolywanie jako przykladu stanu zwarcia jest bez sensu, gdyz w stanie zwarcia istotnie nie ma nasycenia rdzenia, ale nie ma rowniez transmisji mocy - cala moc pobierana idzie na straty w transformatorze i uzwojeniach. Natomiast w stanie przeciazenia strumien w rdzeniu osiaga znaczne wartosci, co jeszcze nie musi spowodowac nasycenia - najpierw wzrastaja straty na przemagnesowanie - i trafo sie silnie grzeje - oczywiscie za silnie, by normalnie pracowac, ale daje to wrazenie, ze takie trafo "ma jeszcze zapas", bo moc transformowana istotnie wzrasta.

entrop3r

Podtrzymuje swoja opinie

Toroid bez rdzenia ?

Rozproszenia ... a sprzezenie liczyles ? A straty w drutach ? W realnych warunkach nie uzyskasz w powietrzu strumienia takiego jak w rdzeniu.

Nie mowie zwarcia - mowie przeciazenia. Maksymalna moc odbierana owszem, tez jest ograniczona, choczby rezystancja uzwojen, ale jest IMHO znacznie wieksza od nominalnej.

Polemizowalbym. To jak wyglada funkcja strumienia w zaleznosci od obciazenia ?

No, tu juz sie moja wiedza zaczyna konczyc .. ale od czego zaleza straty na przemagnesowanie ? IMHO - to one sa najwieksze gdzies przy malych natezeniach, tam sie petla histerezy objawia najmocniej.

J.

U¿ytkownik "entroper" snipped-for-privacy@CWD.spamerom.poczta.onet.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:bu3pfq$kk5$ snipped-for-privacy@SunSITE.icm.edu.pl...

Teoretycznie mo¿na zrobiæ transformator bezrdzeniowy z uzwojeniami ze sznurka konopnego. Te¿ bêdzie dzia³a³ ! A ¿e *ujowo:-)))

Nasycenie rdzenia zale¿y wy³±cznie od napiêcia zasilania strony pierwotnej. Pobór pr±du z uzwojenia wtórnego je tylko zmniejszy

W transformatorze rdzeniowym rdzeñ grzeje siê najbardziej w stanie ja³owym. W stanie obci±¿enia zaczynaj± grzaæ siê uzwojenia, które podgrzewaj± rdzeñ jak ka¿da inna grza³ka

U¿ytkownik " william" <s snipped-for-privacy@gazeta.pl napisa³ w wiadomo¶ci news:btot89$nqh$ snipped-for-privacy@inews.gazeta.pl...

kilka stopni

Spotka³em siê z rozwi±zaniami (sterowniki

Przesuniête o te kilka stopni

A je¶li

Jest zmienne ze zmian± obci±¿enia

J.F. napisa³ w wiadomo¶ci: ...

a ja swoja :)

ale przeciez, jak mowiles, nie ma zadnego strumienia, bo prad z uzwojenia wtornego kasuje ten strumien :) No to jak nie ma strumienia, to po co nam w ogole rdzen ? Powietrze nie ma tez histerezy, no, indukcyjnosci mniejsze, ale to sie da przejsc :) A jednak buduje sie trafa z rdzeniami, nie zdziwilo Cie to ?

z powodow, ktore podalem

strumien wzrasta - rosnie przeciez nie tylko prad wtorny, ale i odpowiadajacy mu prad pierwotny. Skasowanie tego strumienia jest mozliwe tylko w stanie zwarcia, ktory to stan jest malo przydatny do naszych celow.

petla histerezy objawia sie przy kazdych natezeniach - w kazdym okresie trzeba te petle obleciec cala dokola. Im pole objete ta petla wieksze, tym wieksze straty - dlatego do transformatorow uzywa sie materialow magnetycznie miekkich (ograniczenie w osi H) i ogranicza indukcje (ograniczenie w osi B).

entrop3r

SP9LWH napisa³ w wiadomo¶ci: ...

parametry znacznie sie poprawiaja, po zastosowaniu rdzenia drewnianego, byle z twardego drewna :)

pierwotnej.

jesli juz od czegos zalezy, to na pewno nie od napiecia, tylko od pradu (H proporcjonalne do I*z). Ze wszelkimi tego konsekwencjami.

Aha, czyli ratunkiem dla nasycajacego sie rdzenia, jest go dociazyc :)

No to proponuje eksperyment - zbudowanie jakiegos zasilacza impulsowego w konfiguracji forward (np. half bridge, zeby oddac rzeczywistosc najlepiej), przewymiarowanie uzwojen tak, zeby nie mialy prawa sie grzac, i przeprowadzenie kilku eksperymentow obciazeniowych. Przydatna bedzie rowniez obserwacja pradu oscyloskopem. I co zauwazymy ?

1) ze wzrostem obciazenia wzrasta prad pierwotny, az w pewnym momencie zaczyna sie psuc jego ksztalt - charakterystyczne zadarcie pradu w gore - swiadczace o nasyceniu rdzenia. 2) rdzen zaczyna sie grzac - podczac gdy w stanie jalowym byl lekko cieply - a uzwojenia sa zimniejsze niz rdzen 3) eksperyment dodatkowy - rozpinamy rdzen i probujemy rozdzielic polowki. Z dziwnych i zupelnie niezrozumialych powodow jakas ogromna tajemnicza sila trzyma rdzen przy obciazeniu... A w stanie jalowym da sie go "rozerwac". 4) pomocniczy eksperyment teoretyczny - bierzemy pierwszy z brzegu katalog lub note aplikacyjna jakiejs powazniejszej firmy i szukamy zaleznosci objetosci rdzenia od mocy przenoszonej przy danej czestotliwosci, a takze zaleznosc mocy strat od indukcji przy danej czestotliwosci

Pozdrawiam entrop3r

Ta - tylko ze w trafie prad plynie taki, ze SEM indukowane w uzwojeniu pierwotnym odpowiada napieciu zasilajacemu. Skad dwa wnioski: a) strumien magnetyczny w rdzeniu jest niemal [patrz nizej] niezalezny od obciazenia, bo SEM sie nie zmienia,

b) prad, a raczej roznica pradow w obu uzwojeniach jest niewielki poki nie osiagniemy nasycenia

Tak jest. Bo napiecie zasilajace ktore SEM musi zrownowazyc, spada o spadki na rezystancji pierwotnego.

Przewymiarowanie moze byc trudne - rdzen ma okreslone okno. Ale mozemy zatopic w oleju ..

A zasilacz nie mial jakiegos sprzezenia zwrotnego ? Gniazdko sieci nie ma ..

Mozna tez inaczej - podlaczamy woltomierz do trzeciego uzwojenia. Napiecie indukowane odpowiada strumieniowi.

Proponuje zmniejszyc czestotliwosc dwukrotnie i powtorzyc.

Dla forward czy zaporowych ?

Ale to moga byc wspolczynniki tak jak w trafach sieciowych - taki praktyczny nomogram jak moc zalezy od przekroju rdzenia. Zauwaz - przekroju, nie objetosci ..

J.

Pozostaje strumien jalowy. Niemal niezalezny od obciazenia.

Ale ... te prady sie znosza !!!! Tzn nie calkowicie, ale taka generalna zasada.

J.

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required