Cresterea puterii transferate la un transformator de retea cu circuit magnetic E + I experiment

[flomar60]

Salutari tuturor!

Marea majoritate a trafurilor pe care le intalnim in practica utilizeaza acest model de circuit magnetic E + I pt. ca este modelul care ofera cele mai mari avantaje la raportul fier/cupru,rebuturi la debitare din coala minime,asamblare usoara,etc. Mentionez ca , circuitul magnetic de tip toroid, nu face obiectul acestui topic....

Incercand sa gasesc solutii pt. cresterea puterii prima problema importanta de care m-am lovit este suprafata redusa a ferestrei de bobinaj...

O rezolvare satisfacatoare se obtine aplicand solutia din pozele de mai jos:

 se construiesc 3 carcase pt. cele 3 juguri-

astfel o parte din volumul interior al bobinajului se deplaseaza in exterior....

cum ar arata ansamblul montat:

Cred ca s-a inteles ideea, se imparte secundarul pe cele 2 carcase exterioare si primarul pe centru sau invers primarul pe exterior si secundarul pe centru

Abia acum apar problemele!! La calculul numarului de spire pe volt se ia in calcul sectiunea pe fiecare jug in parte sau doar sectiunea jugului central?

Concret , daca am primarul pe centru folosesc numarul calculat si pt. secundarul impartit 50/50 pe cele 2 juguri laterale?...sau , pt. secundar, se ia in calcul sectiunea jugului lateral?

Invers , daca am primarul pe exterior 50/50 , calculul se face cu sectiunea jugului lateral si secundarul pe centru cu sectiunea jugului central?

Raspunsurile la aceste intrebari venite din partea specialistilor activi pe forum consider ca sunt utile tuturor!

 Mentionez ca am deja, o parte a raspunsului pt. ca traful este -in acest moment- bobinat cu primarul pe centru si secundarul pe ramuri...daca se considera necesar postez rezultatele masuratorilor...

[Marian]

Pai presupun ca se poate afla practic destul de usor, spre exemplu se bobineaza in centru primarul dimensionat dupa sectiunea din centru, apoi se dau cate 10 spire ( sa zicem ) pe fiecare latura pentru secundar, se inseriaza corespunzator si se alimenteaza primarul, masurarea tensiunii gasite in acel secundar va spune in functie de raportul de transformare existent daca se ia in calcul sectiunea centrala sau cea de pe exterior, eu as miza pe prima varianta, adica se ia in calcul sectiunea din interior si se stabileste astfel numarul de spire, care se imparte in 2 pe cele 2 sectiuni laterale.

 

PS: Dar nu sufera la capitolul cuplaj? Ar fi interesant de masurat inductanta de scapari si comparata cu inductantele infasurarilor...

[UDAR]

Mai întâi , sincer , nu mi-e evident câștigul . Fereastra de bobinaj e aceeași . Asta e teoretic , poate că practic este un avantaj pe care nu-l văd eu .

 

EDIT . Am greșit , bobinajul din exterior e ”bonus”. Deci chestiunea asta e lămurită.

 

Apoi , cu separarea primarului de secundar . Cuplajul scade clar deci pierderile prin dispersie cresc.

 

Și acum calculul . Presupunem că determinăm numărul de spire pe volt pentru primar - să zicem 3 spire pe volt . Fluxul se împarte în două deci teoretic și tensiunea indusă per spiră . Ar trebui deci de două ori mai multe spire per volt . Mă refer la o înfășurare .

Editat Iulie 28, 2015 de UDAR

[franzm]

Creste suprafata de racire a bobinajului si scade suprafata de racire a miezului.

[flomar60]

In cazul unui bobinaj normal , cele 2 volume marcate cu x erau situate in interiorul ferestrei pe cand asa se deplaseaza in exterior crescand spatiul disponibil in fereastra...apoi lungimea bobinajului secundar scade si implicit scade si rezistenta interna...acest lucru poate compensa scaderea cuplajului...dar diminuarea fluxului la jumatate este cea mai grava pierdere, tensiunea secundara scade , intr-adevar, la jumatate daca ne raportam la nr. de spire pe volt calculat pt sectiunea jugului central...diametrul conductorului folosit a putut fi crescut cu cel putin 30% , spatiul mai mare in fereastra a permis asta...din masuratorile efectuate admitandu-se o cadere de tensiune in sarcina de aprox. 9% la o sectiune de 16cmp, puterea activa disponibila in secundar nu a depasit 250W...asta in varianta cu primarul central si secundarul pe laterale...

Asa este d-le franzm , aveti dreptate! Mai pe seara va prezint si o poza cu traful bobinat...

Editat Iulie 28, 2015 de flomar60

[vera]

Pt. cuplaj strans, se poate bobina 1/2P pe jugul interior si 1/4P pe jugurile exterioare (in ac. fel ai avea nr. de spire egal pe toate jugurile). Restul locului ramas este ocupat de secundar(e).

Chiar ma intereseaza. Te rog, o poza cu el bobinat si datele, ca sa putem evalua castigul.

Multumesc

PS-pt. bobinele exterioare, se poate lua o densitate de curent un pic mai mare.

Editat Iulie 28, 2015 de vera

[flomar60]

Poza cu traful bobinat:

....si datele tehnice:

 -sectiune miez = 16cmp tola  E20

- primar  520sp cu conductor 1mm cu izolatie

   -secundar  2 x 90sp cu conductor 1,8mm cu izolatie

   -curent de mers in gol 180mA

  - rezistenta ohmica primar aprox. 3 ohmi

  -inductanta primar 13,2H

  - inductanta fiecare bobina secundara 99,1mH si inseriate 195mH...inserierea se face inceput cu sfarsit

  -inductanta de scapari  = 4,6mH , dar am dubii asupra acestei valori ( cam face figuri aparatul de masura...)

-tensiune secundara in gol 37,7V

 Poza cu tensiunea secundara in gol si puterea absorbita in gol:

 Poza cu valorile in sarcina:

Le enumar si aici: - puterea activa trasa din retea la tensiunea retelei de 220V  =  297,3W

                               -tensiunea secundara in sarcina = 34,25V

                              -curentul in secundar = 8,03A

                              - puterea activa livrata pe sarcina = 275W

                             - randament  = 0,925

Dat fiind ca tensiunea in sarcina scade cu 3,45V adica 9,15% consider ca parametrii cititi in sarcina sunt maximum posibil in aceasta configuratie...

Editat Iulie 28, 2015 de flomar60

[Marian]

Pfff cum arata traful ala, al naibii de frumos, tocmai bun de pus fundal pe desktop

[flomar60]

Multumesc , Marian, dupa ce voi testa si varianta cu primarul impartit pe jugurile laterale si secundarul pe centru , ii voi da o destinatie practica....ma gandesc la un autotraf cu prize pe jugul central si un traf separator - tensiune 220V- pe jugurile laterale...tot aveam nevoie de un traf separator pt. osciloscop...

[TESSLA]

Daca am calculate bine, constanta aleasa pentru bobinarea primarului este 38. Nu se incalzeste miezul? Ati utilizat un anume tip de tola?

[vera]

Felicitari, imi place cum arata.  Sincer nu prea vad castigul (masoara temperatura la cere ajunge, in sarcina max.-s-ar putea ca ac. sa fie castigul)).

Transformatorul TMA250VA, are tola E20 cu grosimea de 0,5mm, grosimea pachetului de tole=4,55 cm, sectiunea efectiva=17,654cmp, Io=0,292A la 235V (el fiind pt. 220V). Ac transformator, la aproape 300W (sarcina), nu depasea 90 gradeC.

[flomar60]

Tola are 0,35mm izolata cu email...am calculat nr. sp/V cu formula 1/ 4,44 x f x S x B unde  B a fost 1,1 ...din calcul au rezultat 564sp ...dar pt. ca am folosit la maximum spatiul ferestrei am ramas la 520sp....se vad cei 2 pereti despartitori din pertinax de 0,5mm intre primar/secundare...acela a fost singurul spatiu ramas la bobinaj....ar mai trebui sa fac un test de anduranta cu monitorizarea temperaturii....poate gasesc timp...

EDIT ...uitasem sa pun in formula frecventa...

Editat Iulie 28, 2015 de flomar60

[TESSLA]

Daca nu gresesc, lungimea conductorului din secundar este mai mare in aceasta situatie. Ca atare ar trebui ca sa creasca si rezistenta secundarului, implicita si caderea de tensiune in sarcina. Acest lucru este compensat mai mult sau mai putin de posibilitatea de a utiliza un conductor mai gros. Aici cred ca trebui vazut daca se castiga sau se pierde si daca pierderea sau castigul sunt semnificative. Inclin sa cred ca se castiga, dar eu zic ca ar trebui si datele de la un traf bobinat classic, pentru o comparatie riguroasa.

 

P.S. Conform datelor dvs la 520 spire si o tensiune de 220 V aveti un numar de spire per volt 2,364. Inmultind aceasta valoare cu sectiunea miezului, adica 16 cmp, obtinem valoarea 37,824. Daca tensiunea la retea e un pic mai mare, va rezulta o constanta chiar mai mica. Daca miezul nu se supraincalzeste, inseamna ca aveti tole bune iar in acest caz, din punctul meu de vedere, se putea bobina si classic, folosind un conductor mai gros, dar in cazul asta cred ca bobinajele s-ar fi racit mai dificil.

[flomar60]

Cele 2 secundare au lungimea medie a unei spire de 25 + 45 + 25+ 45mm = 140mm = 14cm ...la 3 straturi si 30 spire pe strat - total 90- rezulta o lungime totala de aprox 13m pe fiecare secundar...daca ar fi fost bobinat peste primar atunci lungimea medie a unei spire ar fi fost 64+64+64+64mm adica 256mm=25,6cm inmultit cu 180spire si conductor cu diametrul mai mic pt. ca cel utilizat nu ar fi incaput...sunt diferente mari...

  Sincer nu prea vad castigul (masoara temperatura la cere ajunge, in sarcina max.-s-ar putea ca ac. sa fie castigul)).

 

Este un experiment....cred ca , un avantaj substantial, va aparea la bobinarea inversa - a primarului pe laterale si secundarul pe centru...ramane de vazut...

[TESSLA]

Nu sunt de accord cu calculul dvs. Daca lungimea medie a unei spire din secundar este 14 cm si aveti 180 spire in total, asta inseamna 25,2 metri, dupa cum ati spus si dvs. Daca ati fi bobinat peste primar ati fi avut nevoie de doar 90 de spire  (dvs ati spus ca tensiunea in secundare a scazut la jumatate), care la o o lungime medie de 25,6 cm, inseamna 23, 04 metri. Diferentele nu sunt atat de mari, dar se pare ca nici semnificative. De altfel se vedea clar ca doua spire din secundar, adica 2 x14 = 28 cm, inseamna mai mult decat 25,6 cm.

P.S. Acum cred ca avantajul e clar. Din calcul se vede ca lungimea conductorului din secundar nu a crescut semnificativ, in schimb acest mod de bobinare a permis utilizarea unui conductor mai gros, lucru, care tot din calcul se observa, nu ar fi fost posibil in cazul bobinarii clasice. Din punctul meu de vedere experimentul e o reusita. Deci felicitari domnule flomar.