Zrozumienie transformowanej mocy w transformatorze: zasady i ograniczenia wpływu przekroju rdzenia

Tue Nov 16, 2004 5:16 pm   

Sfe=sqrt(S/(c*f*B^2)
Z moich doswiadczen wynika (a mysle,ze napewno nie tylko
moich), ze aby wszystko bylo OK dobrze jest przyjac
1/sqrt(c*f*B^2)=1,25; dla f=50Hz i B=1T.
Wowczas wzor przyjmie postac: Sfe=1,25 sqrt(S), gdzie:
S [VA], Sfe[cm^2]
Pozdrawiam Darek

Tue Nov 16, 2004 8:00 pm   

jerry1111 wrote:


a to mów tak od razu :)

Auuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu
(to było wycie współczulne)

--
Marek Lewandowski ICQ# 10139051/GG# 154441
locustXpoczta|onet|pl
http://www.stud.uni-karlsruhe.de/~uyh0
[! Odpowiadaj pod cytatem. Tnij cytaty. Podpisuj posty. !]

Tue Nov 16, 2004 9:05 pm   

On Tue, 16 Nov 2004 16:53:55 +0100, Darek wrote:

O ile rozumiem to przyznajesz ze prady w uzwojeniu pierwotnym
i wtornym maja przeciwny kierunek i sie czesciowo znosza ?

To gdzies jest kres tego znoszenia ?


I gdzies liczyles przekroj rdzenia z bardziej ogolnych wzorow
czy poslugiwales sie tajemniczym wykresem, tabelka lub
wzorem nieznanego pochodzenia ?

J.

Tue Nov 16, 2004 9:05 pm   

On Tue, 16 Nov 2004 18:16:56 +0100, Darek wrote:

Strasznie chaotyczne i porozrzucane to twoje "wyprowadzenie".
Poprosze jeszcze raz starannie, ze szczegolnym zwroceniem
uwagi na wyprowadzenie wartosci "1.25", niestety - wymiarem
obdarzonej.

J.

P.S. IMHO - mylisz sie calkowicie.

Tue Nov 16, 2004 10:09 pm   

Hello J,

Tuesday, November 16, 2004, 10:05:27 PM, you wrote:

[...]


[...]


Niecałkowicie. Dla typowych rdzeni z blach stalowych EI jest to zgodne
z praktyką. Pozostaje tylko kwestia, czy współczynnik przyjąć 1.25 czy
po prostu 1. Dla współczynnika 1 wszystko się bardzo ładnie liczy:

moc znamionowa trafa - S^2
ilość zwojów na wolt - 45/S
Dopuszczalny prąd w danym uzwojeniu: 45 A*zw.
I karkasy ładnie się wypełniają przy gęstości prądu 2.55A/mm^2 - wbrew
pozorom bardzo ładna wartość:

średnica prąd

0.18 - 63 mA
0.25 - 125 mA
0.35 - 250 mA
0.5 - 500 mA
0.7 - 1 A
1 - 2 A

Ale trzeba sobie zdawać sprawe z tego, że jest to tylko i wyłącznie
_praktyczne_ podejście do sprawy.

Wracając do meritum wątku: to, że trafo przenosi taką a nie inną moc
wynika wprost z zupełnie niespodziewanego kierunku: ograniczeń
uzwojeń. Nie na darmo moc transformatora jest wprost proporcjonalna do
S*Q, gdzie S to przekrój rdzenia a Q to przekrój okna.
Ograniczeniem nie jest żelazo ale rezystancja uzwojeń. Po prostu
straty na tej rezystancji podgrzewają trafo w sposób niedopuszczalny.

Moc transformatora w pełnym wzorze (nie mogę znaleźć książki)
uwzględnia m.in. właśnie gęstość prądu w uzwojeniach i współczynnik
wypełnienia przekroju okna miedzią.

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Tue Nov 16, 2004 11:11 pm   

Hello All,

Tuesday, November 16, 2004, 11:09:41 PM, I wrote:

[...]


Znalazłem książkę, starą - 42 lata! - i dobrą :-)

I po przekształceniach mamy:

P = (Qr * Qo * 2 * f * Bm * r * n * S * kż * km)/10^6

P - moc obliczeniowa [VA]
Qr - przekrój rdzenia [cm^2]
Qo - przekrój okna [cm^2]
f - częstotliwość [Hz]
Bm - max indukcja [Gs]
r - gęstość prądu [A/mm^2]
n - sprawność
S - ilość kolumn, na których nawinięto uzwojenie
kż - współczynnik wypełnienia rdzenia żelazem
km - współczynnik wypełnienia miedzią okna

Jak widać na powyższym zależności są dość proste. Widać również, że
moc trafa jest proporcjonalna do gęstości prądu. Ale straty - również.
Stąd pewne, przyjęte od dość dawna i mało zmieniające się podstawowe
założenia. Założenia te dotyczą przede wszystkim kształtu rdzenia - z
wieloletniej praktyki musiało wynikać, że takie a nie inne proporcje
wymiarów są najskuteczniejsze. Powiększanie okna nie ma sensu -
zwiększa się rozproszenie, zwiększanie przekroju też nie bardzo, bo
staje się kłopotliwe nawinanie a i z równomiernością pola w rdzeniu
zaczxynają być problemy. Możnaby zwiększyć gęstość prądu, ale wtedy
rosną straty i trafo się grzeje.

Rozpatrując dość konkretne zapytanie o trafo o mocy 100W obciążane
mocą 300 czy 500W odpowiedź jest prosta: rdzeń to wytrzyma - uzwojenia
już nie. Na dokładkę maleje sprawność (stałe R, straty proporcjonalne
do I^2 a moc proporcjonalna do I).

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Tue Nov 16, 2004 11:58 pm   

On Tue, 16 Nov 2004 23:09:41 +0100, RoMan Mandziejewicz wrote:

Owszem - ale IMHO - ze zlych zalozen wyprowadzony.
Wiec pewnie nawet zle wyprowadzony, skoro sie z prawda zgadza ..


On jest wymiarowany. To nie tylko kwestia 1.25 czy 1.00, ale
glownie "czemu cm^2/sqrt(VA)" ?


No wlasnie - tez mi sie tak wydaje.
Kto ma kawalek nadprzewodnika ? :-)

J.

Wed Nov 17, 2004 12:13 am   

Hello J,

Wednesday, November 17, 2004, 12:58:56 AM, you wrote:


wiesz... Mam przed nosem książkę (inną niż tamta) z 1958 roku. I już w
tej książce masz wzór:

P=(S/1.2)^2


Zacytuję: Doświadczalnie stwierdzono, że z pewnym przybliżeniem dla
prądów o częstotliwości przemysłowej 50 Hz jednofazowe transformatory
małej i średniej mocy powinny spełniać zależności"
i tutaj dwa wzory - jedena na zależność napięcia od przekroju i drugi
podany wyżej.

Z czego wynikają wzory? Jak się długo pomęczysz i połączysz oraz
poprzekształcasz wzór na ilość zwojów i moc trafa (podany w innym
poście w tym wątku) i zastosujesz te wzory do istniejących,
_standardowych_ rdzeni, to się przekonasz sam, że własnie taka a nie
inna zależność występuje.


Po co? Zastosuj srebrny drut - nadprzewodniki mają problemy z dużymi
natężeniami pola a w skali mikro (wokół samego przewodu) te natężenia
są naprawdę duże.

Teoretycznie, w idealnym transformatorze z nadprzewodnika mógłbyś
przenieść nieskończoną moc. I to wynika wprost tylko z wzoru na moc
transformatora.

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Wed Nov 17, 2004 1:22 am   

On Wed, 17 Nov 2004 01:13:51 +0100, RoMan Mandziejewicz wrote:

To jest wzor empiryczny. IMHO.


o !


IMO - nie padl tu dotychczas zaden wzor na moc trafa :-)


A to oczywiscie tak.
Nadal mnie jednak ciekawi czy te standardowe rdzenie maje swoj ksztalt
przypadkiem, czy ktos obliczyl ze to optymalne proporcje sa.


ale na srebrze to ja tylko 2x zyskam, na nadprzewodniku byc moze pare
razy wiecej i to zamknie usta niedowiarkom :-)

J.

Wed Nov 17, 2004 2:55 am   

Hello J,

Wednesday, November 17, 2004, 2:22:30 AM, you wrote:


Oczywiście.


j.w.


Padł ponad 3.5 godziny temu - inna gałązka tego samego wątku...
news:547556961.20041117001110@pik-net.pl


Myślę, że skoro lat temu 46 już ta empiryczna zależność była znana, to
ktoś do tego doszedł...


Na nadprzewodniku może być nieskończenie więcej razy... Czysto
teoretycznie, bo nie wiemy, jak straty z rozproszenia wpływają na
straty w rdzeniu. Niby z zasady rozproszenie jest poza rdzeniem ale
już tu jednemu niejednorodnośc pola taśmę miedzianą spaliła ;-)

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Wed Nov 17, 2004 9:41 am   

Bez względu na przekrój rdzenia ?
To po co nam wogóle rdzeń ?

Wed Nov 17, 2004 12:55 pm   

On Wed, 17 Nov 2004 10:41:44 +0100, Piotr Chmiel wrote:

zasadniczo bez.


Niepotrzebny bylby ... ale obniza koszty uzwojen :-)

J.

Wed Nov 17, 2004 12:55 pm   

On Wed, 17 Nov 2004 00:11:10 +0100, RoMan Mandziejewicz wrote:

zobacz na toroidy - okno tak duze ze niewykorzystane.
Inna sprawa ze energetycznych toroidow jeszcze nie widzialem -
czy to problem 3-faz, czy moze jednak sa nieoplacalne ?



Jakie klopotliwe - mniej zwojow.
Tylko zobacz ciekawostke - rosnie minimalne napiecie w zwoju.
Co bedzie jak przekroczy mniejsze z napiec projektowych ?
Pol zwoja nie nawiniesz ..

Tzn bedzie dzialal przy mniejszym polu w rdzeniu, ale sensu w tym za
grosz. Hm, mniejsze pole .. to i mniejsza moc.
Czyzby sie nie dalo zrobic trafa powiedzmy 10MVA/220V ?

P = (Qr * Qo * 2 * f * Bm * r * n * S * kż * km)/10^6
Vmin ~ Qr*f*Bm

no niby sie da - trzeba powiekszyc Qo :-)



Przez chwile wytrzyma


Ciekawe moze byc pytanie o ta maksymalna chwilowa moc trafa - opory
uzwojen ograniczaja ... hm, w zasadzie do wyliczenia ..

J.

Wed Nov 17, 2004 1:10 pm   

Hello Piotr,

Wednesday, November 17, 2004, 10:41:44 AM, you wrote:


Dla zapewnienia sprzężenia pomiędzy uzwojeniem pierwotnym a wtórnym.

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Wed Nov 17, 2004 1:26 pm   

Hello J,

Wednesday, November 17, 2004, 1:55:14 PM, you wrote:


Właśnie ze względu na rozproszenie. Ale - z tego co widzę - to moc
toroidów jest niewykorzystana i tak...


Myślę, że jednak problem 3 faz.


Ten problem występuje w przetwornicach wielonapięciowych również.


Rośnie rozproszenie.


A ktokolwiek zaprzeczał? Tylko czy spadek napięcia będzie
akceptowalny...


j.w.

O tym, że firmy dawno poszły po rozum do głowy świadczy wielkość traf
w amplitunerach i grubość drutu, jaki w nich użyto... Tylko potem
kłopot jak termik trafo wyłączy... na stałe.

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl