Jak prawidłowo zestawić układ zastępczy mikrofalówkowego transformatora w LTSPICE?

Fri Apr 22, 2016 11:00 am   

Próbuję zasymilować działanie mikrofalówkowego transformatora.

Schemat zastępczy najprostszy:
https://en.wikipedia.org/wiki/Transformer#Real_transformerhttp://www.electrical4u.com/equivalent-circuit-of-transformer-referred-to-primary-and-secondary/
[obrazek 4]

Parametry znalazłem w, skądinąd ciekawej, pracy:

https://pdfs.semanticscholar.org/81c6/38b5d67b22812a416c4c758a1702ee50dc97.pdf

Tabela 1. Przeliczyłem to na 230V 'przewijając' uzwojenie pierwotna
na dwa razy grubszy kabel, co oznacza podzielenie wszystkich impedancji
przez 4.

Wsadziłem to w LTSPICE 4

https://www.dropbox.com/s/4a60ha66lqo5ibl/MOT.png?dl=0 [obrazek]
https://www.dropbox.com/s/gi66lzt7yfoaxb1/mot.asc?dl=0 [schemat]

I przy rozwartym (duży opornik) uzwojeniu wtórnym dostaje absurdalny
(amplituda 35A) prąd jałowy płynące przez L3. Podłączałem taki do
gniazdka, bezpeiczniki nie wylatywały;)

Wyrażnie L3 jest za mała.
Co sknociłem.

Papier podaje cewki L3 36 Omów. Po przeliczeniu na 230V to 9 Omów
Czyli L = 9 Ohm/(2*pi*50Hz) = 0.02865 H.

Nie rozumiem warośći w papierze i trzeba ją inaczej przeliczyć na L3?
Żle przeskalowałem na 230V? Wartość jest z sufitu?

Pozdrawiam
Bartłomiej Szczygieł

Fri Apr 22, 2016 11:05 am   

On 22.04.2016 13:00, bartekltg wrote:

http://www.electrical4u.com/equivalent-circuit-of-transformer-referred-to-primary-and-secondary/


Popsułem linki. Naprawione.

Fri Apr 22, 2016 11:48 am   

On 22.04.2016 13:38, grkran@gmail.com wrote:

Próbuję dziś to zrobić, ale może mi się nie udać i wyląduje to
w przyszłym tygodniu:(

Za ewentualne podpowiedzi jak to wydajnie zrobić będę wdzięczny;-)



Tak, nawet w podpisie obrazka nr 2 o tym mówią:
"The equivalent circuit at the bottom does not show the
magnetic shunts effect and ignores the filament winding. "

Spodziwałem się jednak, że te magentyczne dodatki wpływają
głownie na pracę przy zwarciu, a nie jałową.

Zmieniając punkt pracy (czyli zmieniając wartosc oporu obciążenia)
sytuacja wiele się nie polepsza. Dalej siorbie 20A.
Wygląda na to, że te parametry (przełożone przez moje ich rozumienie:)
nie są prawdziwe w żadnej sytuacji.

pzdr
Bartek

Fri Apr 22, 2016 12:53 pm   

On 22.04.2016 14:16, grkran@gmail.com wrote:

Przecież to doprowadzi do dwa razy większego napiecia na wyjściu.

I chyba znalazłem błąd.

Rozumowałem tak (już po poprawieniu, poprawki znaczone _..._):

Przy dwa razy _większa_ liczbie zwojów (ze dwa razy _cieńszy_ to bonus)
przy dwa razy _mniejszym_ prądzie powstaną te same strumienie
magnetyczne, więc po wtórnej stronie nic się nie zmieniło.

Pobierana moc jest ta sama, bo dwa razy mniejsyz prąd, ale dwa razy
wyższe napięcie.

Dlaczego prąd ma być dwa razy mniejszy? Niech wtórne będzie
obciążone opornikiem R. Od strony uzwojenia pierwotnego
jest to widoczne jako R/a^2 (a - przełożenie).
Po przewinięciu pierwotnego przełożenie _spadło_ dwukrotnie.
Teraz z punktu widzenia u. pierwotnego mamy R/(a/2)^2 = 4 R/a^2.
4 razy większy opór. Ale przy dwa razy większym napięciu,
więc prąd jest dwa razy mniejszy.

Podsumowując, dwa razy większe napięcie, dwa razy mniejszy prąd,
ta sama moc, te same parametry wyjściowe.

Niestety, początkowo pomyliłem się nieparzysta liczbę razy
i wyszła mi odwrotność. Parametry powinienem przemnożyć
przez 4, nie podzielić.


Wygląda, że chyba teraz jest OK. Na biegu jałowym dysypuje niecałe 40W,
to jest możliwe. Pomierzę przy najbliższej okazji.

https://www.dropbox.com/s/z2q6biw552n25a5/mot_popr.asc?dl=0

https://www.dropbox.com/s/b6tjfpix0ni0buj/mot_popr.png?dl=0

Na zwarciu pobiera średnio (RMS) 11A, co chyba jest większą
wartośćią niż obserwowałem, ale jak wspominałeś, nie uwzględniam
tu tych magnetycznych dziwadełek pomiędzy cewkami.

Pzdr
Bartek

Fri Apr 22, 2016 12:57 pm   

On 22.04.2016 13:00, bartekltg wrote:


Z pomocą grkran (dzięki!) udało się wyjaśnić sprawę. Przeliczenie
należy zrobić mnożąc przez 4, nie dzieląc, coś m się udwrotnie
ubzdurało. Uzasadnienie w poście z 14:16

Przy nowych parametrach układ zastępczy zachowuje się przyzwoicie
(jeszcze pomierzę ten rzeczywisty:)

https://www.dropbox.com/s/z2q6biw552n25a5/mot_popr.asc?dl=0 [shemat]
https://www.dropbox.com/s/b6tjfpix0ni0buj/mot_popr.png?dl=0 [obrazek]


Pozdrawiam
Bartłomiej Szczygieł

Fri Apr 22, 2016 1:21 pm   

Użytkownik napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:b5c85c7a-cf09-4fa5-8374-4ff307ba6483@googlegroups.com...

OK


Napiecie wtorne ulega zmianie ?
Jesli nie ulega, to nie ruszasz, pole w rdzeniu ma byc takie same jak
dawniej.
Jesli tez trzeba podwoic, to drutem o przekroju 2x mniejszym.


Przekroj zmniejszyles, ale zwojow dwa razy wiecej, wiec rezystancja 4x
wieksza.

I bardzo dobrze - taka ma byc.
A przy okazji proporcja rezystancji i impedancji sie nie zmienia - tez
dobrze.

J.

Fri Apr 22, 2016 1:38 pm   

Nie wczytywałem się dokładnie w papiery, ale:
1. Próbowałeś odzyskać parametry robiąc próbę zwarcia i jałową?
2. To trafo ma rozdzielone cewki i bocznik magnetyczny, więc pewnie parametry zależą od punktu pracy

Fri Apr 22, 2016 2:16 pm   

Odniosę się jeszcze do tego:


Przeliczenie / przeprojektowanie trafa ze 120V na 240V nie polega na pogrubieniu uzwojenia.

Najprościej robisz to tak (pomijając problemy ze spadkami napięć co wpływa na napięcia po stronie wtórnej) <przy zachowaniu stałej mocy na wyjściu>:

1. Liczbę zwoji uzw. pierwotnego podwajasz, za to jego przekrój zmniejszasz o połowę (ta sama moc przy dwa razy większym napięciu).
2. Liczbę zwoji uzw. wtórnego podwajasz ale przekrój zostawiasz ten sam. (Zachowujesz to samo napięcie i moc wyjściową).
3. Daje ci to w przybliżeniu ten sam punkt pracy.
4. Rezystancje szeregowe zmieniają się odwrotnie proporcjonalnie do przekroju a impedancje w kwadratowo do liczby zwoji.
5. Rezystancje i impedancje poprzeczne przeliczasz tak aby mierząc je z którejś strony została zachowana stała moc (bo są to parametry fizyczne rdzenia i przy tym samym rdzeniu i punkcie pracy są stałe).

Fri Apr 22, 2016 2:30 pm   

Autokorekta do punktu 2: zostawiasz uzwojenie wtórne bez zmian - skoro założony jest stały punkt pracy to również i wolty na zwój pozostają te same -> to samo napięcie wyjściowe przy niezmienionym rdzeniu = taka sama liczba zwoji.

Fri Apr 22, 2016 2:32 pm   

Autokorekta do punktu 2: oczywiście uzwojenie wtórne pozostaje bez zmian.

Fri Apr 22, 2016 5:33 pm   

On Fri, 22 Apr 2016 14:53:20 +0200, bartekltg <bartekltg@gmail.com>
wrote:


No przecież napisałem że się pomyliłem ;)


drutem o średnicy / sqrt(2) i takiej samej liczbie zwojów. Jak
uzwojenia połączysz szeregowo to będzie OK dla 240V a jak równolegle
to dla 120V.

I jeszcze jedno. Skoro 120V to czy on orginalnie nie był na 60 Hz?
Skoro tak to liczbę zwojów mnóż wpierw przez dwa a potem przez 6/5 aby
rdzeń się nie nasycił (jest to możliwe jeżeli rdzeń został maksymalnie
wykorzystany).
--
Grzegorz Krukowski

Fri Apr 22, 2016 10:00 pm   

bartekltg wrote:


L5 masz 10KILOhenrów?! Z czego to jest zrobione?

Pozdrawiam, Piotr

Sat Apr 23, 2016 12:19 am   

On 22.04.2016 19:33, Grzegorz Krukowski wrote:


Pomysł bardzo dobry, ale moje transformatorki już są na 230,
120V wzięło się stąd, że wygogałem szczegółowe parametry
amerykańskiego odpowiednika.



O tym nie pomyślałem; to, że tamte były projektowane na 60Hz może
spowodować, że moje przeliczenie *4 jest zbyt proste.
Z drugiej strony, przeliczałem to by dostać zgrubne parematry.
Penwie co firma to ciut inne wielkości. Jeśli się pomyliłem o 20%,
to jakościowo wystarczy, a po dokłedniejsze dane i tak muszę
zmierzyć ten model.

Co do mierzenia.
ZEtknąłem się z takim zdaniem:
"Transformer equivalent circuit impedance and transformer ratio
parameters can be derived from the following tests: open-circuit
test,[m] short-circuit test, winding resistance test, and transformer
ratio test."

Pierwszy to patrzę napięcie i natężenie na wejśćiu (i kąt?),
napiecie na wyjsciu (i kąt względem napiecia wejsciowego?)
po podlaczeniu do sieci.
Drugi, transformator ze zwartym u.wtórnym podłączam przez autotrafo
(by ograniczyć prąd do przyzwoitego) i mierzę co się da.
REzystancje prądem stałym, choćby zwykłym omomierzem.

Ale co mają na myśli mówiąc o tym ostatnim?
Google na "transformer ratio test" zwraca mi opisy
wylgącające jak test na beigu jałowym.

Wolałbym drutów ręcznie nie liczyć ;-)

pzdr
Bartek

Sat Apr 23, 2016 12:30 am   

On 23.04.2016 00:00, Piotr Wyderski wrote:

To nie są rzeczywiste wartości, tylko sztuczka mająca symulować
"transformator idealny" z układu zastępczego.


Ale jeśli ktoś się natknie na rdzeń umożliwiający coś takiego,
producenci railgunów ustawią się w kolejce:)

pzdr
bartekltg

Sat Apr 23, 2016 8:54 am   

Hello bartekltg,

Saturday, April 23, 2016, 2:30:00 AM, you wrote:


A co jest dziwnego w 10kH? Uzwojenie wtórne transformatora
mikrofalówki może tyle mieć bez problemów.

Podpiąłem transformator toroidalny 460VA do miernika indukcyjności -
pierwotnie ma ponad 5H. Dla uzyskania na wtórnym 10kH przekładnia
musiałaby wynieść sqrt(10k/5)= ok. 45. 45x230= ok. 10kV - jakie jest
napięcie uzwojenia wtórnego mikrofalówki?


Niby po co?

--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)